公铁两用连续钢桁架梁桥动力特性初步分析
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既有桁架式公铁两用桥梁病害及检测要点浅析既有桁架式公铁两用桥梁是指既可以用于车辆通行,又可以用于铁路列车行驶的桥梁。
这种桥梁通常承载着重要的交通枢纽功能,因此其安全性和稳定性至关重要。
随着桥梁使用年限的增加和自然环境的作用,桥梁可能会产生各种各样的病害,严重危及其安全性和稳定性。
对既有桁架式公铁两用桥梁的病害进行及时有效的检测和分析显得至关重要。
本文将就既有桁架式公铁两用桥梁的常见病害及检测要点进行浅析。
一、常见病害1. 钢结构腐蚀钢结构腐蚀是既有桁架式公铁两用桥梁常见的病害之一。
由于桥梁长期受到大气中的湿度、氧气和二氧化碳的侵蚀,以及大气中的各种化学气体和颗粒物质的影响,桥梁结构中的钢材容易产生腐蚀。
地面铺设钢轨的部分也容易受到腐蚀。
腐蚀会导致桥梁结构的强度和稳定性降低,严重影响桥梁的使用寿命和安全性。
2. 钢结构断裂由于桥梁的长期受力和变形,以及车辆的频繁行驶,桥梁结构中的钢材容易发生断裂。
断裂会导致桥梁结构的刚度和承载能力下降,严重危及桥梁的使用安全性。
3. 混凝土病害既有桁架式公铁两用桥梁的主体结构多为混凝土结构,混凝土裂缝、空鼓、龟裂等病害会严重影响桥梁的使用寿命和安全性。
特别是在潮湿环境中,混凝土易受到水蚀和碳化,导致钢筋锈蚀和混凝土病害。
4. 桥面铺装病害桥面铺装是承载车辆运行的重要部分,桥面铺装的病害如沥青层龟裂、疲劳、变形等都会影响桥面的平整度和稳定性,严重影响车辆的行驶安全。
二、检测要点既有桁架式公铁两用桥梁病害的及时检测,对于保障桥梁的运行安全和延长使用寿命至关重要。
以下是对于既有桁架式公铁两用桥梁病害检测的要点。
1. 钢结构检测对于钢结构腐蚀和断裂的检测,可以采用超声波探伤、磁粉探伤、涂层探伤等无损检测技术。
超声波探伤技术可以对桥梁结构进行全面的检测,发现腐蚀和断裂等隐患。
2. 混凝土结构检测对于混凝土病害的检测可以采用钻芯取样和超声波检测。
钻芯取样可以获取混凝土的实际强度和质量,超声波检测可以对混凝土内部进行检测,发现裂缝、空鼓等病害。
单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥施工动力特性分析运用有限元分析软件ANSYS对重庆某大桥最大悬臂状态进行了动力特性的数值模拟分析,得到了结构的自振频率,并对其振型进行描述,对影响结构自振特性的因素进行了研究。
结果表明,主梁刚度的增加有助于提高结构的扭转刚度,增强结构的抗风稳定性。
桥塔及斜拉索刚度的增加有助于提高结构的竖向弯曲刚度及侧弯扭耦合刚度,斜拉索倾角对结构的整体刚度影响较大,辅助墩的设置位置对大桥的抗风稳定性产生较大影响。
研究结果可以为同类桥梁在最大悬臂状态的抗风及抗震设计提供参考。
标签:單索面钢桁梁独塔斜拉桥;ANSYS;最大悬臂状态;动力特性;主梁;斜拉索doi:10.19311/ki.16723198.2016.17.1080引言研究桥梁结构包括自振频率、阻尼和主振型的自振特性是分析斜拉桥动力行为的基础。
结构的动力特性取决于结构的刚度、支撑条件和组成体系等。
研究桥梁结构的动力特性对于桥梁结构的抗风稳定性分析、抗震设计、健康检测和维护都有着重要的意义,同时也是判别桥梁结构是否完整的重要依据。
笔者以重庆市某大桥最大悬臂状态为背景,运用有限元分析软件ANSYS建立该桥的三维有限元模型,对其自振特性进行了分析。
研究探讨了单索面钢桁梁独塔斜拉桥最大悬臂状态自振特性在参数影响下的一般规律,其结果可作为同类桥梁研究和设计工作的参考依据。
1工程背景重庆某大桥南穿渝中区洪崖洞旁沧白路,跨嘉陵江,北接江北区江北城大街南路。
主桥为单塔单索面钢桁梁斜拉桥,跨径布置为88m+3索塔采用天梭形,包括上、中、下塔墩,采用C50混凝土。
2有限元模拟建立与结构实际状况相符的力学模型,是分析大桥在最大悬臂状态的空间动力特性的基础。
计算模型力求在边界条件、质量、刚度上的模拟与实际状况相符。
采用正确的单元来模拟斜拉桥各个主要组成构件是建立大桥最大悬臂状态空间有限元模型的关键。
因此在建立有限元模型时,将主要基于以下原则来选择单元:(1)选取的单元必须能最大程度地模拟结构的受力特性;(2)必须保证计算结果具有足够的精度;(3)有限元模型建立要尽量简便,计算工作量要尽量小,进行结果处理时也要比较方便。
桥梁结构的动态特性与分析桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,承载着车辆和行人的通行,其结构的安全性和稳定性至关重要。
而了解桥梁结构的动态特性,并进行准确的分析,对于评估桥梁的性能、预测其使用寿命以及保障交通安全具有重要意义。
桥梁结构的动态特性主要包括振动频率、振型和阻尼等。
振动频率是指桥梁在受到外部激励时产生振动的快慢程度,它反映了桥梁的刚度特性。
振型则描述了桥梁在振动时各个部位的相对变形模式,不同的振型对应着不同的振动形态。
阻尼则是用于衡量桥梁振动能量耗散的能力,阻尼越大,振动衰减越快。
影响桥梁结构动态特性的因素众多。
首先,桥梁的材料特性是一个关键因素。
不同的材料具有不同的弹性模量和密度,从而影响桥梁的刚度和质量分布,进而改变其动态特性。
例如,钢结构桥梁通常具有较高的刚度和较轻的质量,其振动频率相对较高;而混凝土结构桥梁则相对较重,振动频率较低。
桥梁的几何形状和尺寸也对动态特性产生显著影响。
桥梁的跨度、截面形状和支撑方式等都会改变结构的刚度和质量分布。
较长的跨度往往导致较低的振动频率,而复杂的截面形状可能会引起不同部位的振动差异。
此外,外部荷载也是不可忽视的因素。
车辆行驶产生的动荷载、风荷载以及地震作用等都会激发桥梁的振动。
车辆的重量、速度和行驶频率与桥梁的振动特性相互作用,可能导致共振现象的发生,从而加剧桥梁的振动和损伤。
为了准确分析桥梁结构的动态特性,工程师们采用了多种方法和技术。
其中,理论分析是基础。
通过建立数学模型,运用力学原理和计算方法,可以初步预测桥梁的动态性能。
常见的理论方法包括有限元法、模态分析法等。
有限元法将桥梁结构离散为多个单元,通过求解方程组来获得结构的振动特性;模态分析法则侧重于确定桥梁的固有频率和振型。
然而,理论分析往往需要基于一些简化和假设,与实际情况可能存在一定偏差。
因此,实验测试在桥梁结构动态特性分析中起着重要的补充作用。
实验测试可以通过在桥梁上安装传感器,测量实际的振动响应。
一、引言单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥是跨越河流、峡谷等水体的主要桥梁形式之一。
它具有结构简单,施工周期短,风阻小,景观性好等优点,在众多桥型中占有重要地位。
随着桥梁技术的不断发展,单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥在经济性、稳定性和耐久性等方面也取得了明显的进步。
但是,在单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥的施工过程中,施工动力特性是一个重要的问题。
本文主要对于单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥施工动力特性进行分析和探讨,以期能够更好地指导实际工程的建设。
二、单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥结构特点单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥结构形式独特,主要包括以下特点:(1)单索面:该桥梁的索面是个单曲线双向受力系统,它把桥面荷载分布到最大限度的索弦上。
(2)公路和铁路的两用性:该桥梁既可通行公路汽车,也可通行铁路火车。
(3)钢桁梁:该桥梁用钢板焊接成撑杆和横梁,具有良好的抗弯性能和强度。
(4)独塔斜拉:该桥梁中心有一座独立的主塔,从而减轻了桥梁整体的质量,提高了桥梁的稳定性。
以上特点也是单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥施工动力特性的基础。
三、单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥施工动力特性分析(1)风荷载单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥风荷载较大,因此在施工过程中,必须考虑到风荷载引起的振动和破坏问题。
在桥梁施工中,应按照设计要求严格执行风沙预报和风速等级化预警要求,加强对于施工现场交通和人员安全的保证。
(2)桥梁震动问题桥梁震动问题是单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥施工过程中的另一个重要问题。
对于施工中的岩石爆破、桥面浇筑等,都可能会对桥梁结构产生振动,因此应增加桥梁支撑体系,加强桥梁的稳定性。
(3)温度变化问题在单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥施工过程中,由于气候条件的变化可能会引起钢材温度变化,从而影响桥梁结构的稳定性。
因此,必须建立完善的监测系统,对桥梁结构进行实时监测,及时采取相应的措施,以保证桥梁结构的安全。
(4)施工机械动力问题在单索面公轨两用钢桁梁独塔斜拉桥的施工过程中,施工机械的动力问题也是需要注意的。
铁路下承式连续钢桁梁桥静动力性能评估杨仕力;王誉婷;吴科龙;洪彧;李晓斌;王强【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2024(50)2【摘要】成昆铁路复线完工后,部分老线区段将并入复线,并开行时速为160 km的动车组。
为评估老线中典型桥梁在开行动车组后的服役性能,通过数值仿真及现场静动力荷载试验的方式,对某3×64 m连续钢桁梁桥的静力及动力性能进行检测与评估。
研究表明,静力荷载作用下,主桁杆件最大轴向拉、压应力分别为143.1,175.4 MPa,均小于容许应力240 MPa,结构具有足够的强度安全储备。
第34、35、36孔挠跨比分别为1/1 756、1/1 940、1/1 732,均小于规范规定的1/1 250,表明该桥具备通行动车组的刚度条件。
各工况下活动支座纵向位移最大值为3.195 mm,小于支座纵向位移允许限值,表明各活动支座工作状态良好。
动荷载作用下,主梁振型、自振频率与既有检定结果差异不大,且均小于理论计算值。
主梁跨中竖向加速度、主梁跨中横向加速度、桥墩横向振幅及活动支座横向变形均满足规范要求,表明该钢桁梁桥主梁、桥墩及支座等主要组成部分的技术指标均满足行车要求。
【总页数】7页(P1-7)【作者】杨仕力;王誉婷;吴科龙;洪彧;李晓斌;王强【作者单位】成都大学建筑与土木工程学院;西南交通大学土木工程学院;中国铁路成都局集团公司【正文语种】中文【中图分类】U239.9;U448【相关文献】1.厦深铁路榕江特大桥连续钢桁梁柔性拱组合桥成桥静、动载试验及结构性能研究2.高速铁路下承式钢桁结合梁桥在偏载作用下的受力特性分析3.铁路上承式连续钢桁梁桥病害分析4.下承式变高度连续钢桁梁桥悬拼关键技术研究5.既有铁路上承式钢桁梁动力试验研究——襄渝下行线后河4#桥、7#桥对比分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。