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大跨径人行悬索桥合理成桥状态确定和结构参数敏感性分析作者：李文光王文帅胡景云王皓磊杨靓来源：《西部交通科技》2023年第12期摘要：为优化大跨径人行悬索桥设计方法，文章以一座双塔地锚式人行悬索桥为工程背景，采用Midas Civil软件建立全桥模型，通过改变跨度比、主缆矢跨比、塔梁约束形式、索塔约束形式等参数，对大跨径人行悬索桥结构参数进行敏感性分析，研究其改变对结构静力性能的影响，同时分析抗风缆对大跨径人行悬索桥动力特性的影响。
结果表明：合理增大主缆矢跨比对减小主缆应力和主塔内力起明显作用；索塔滑移的约束形式能够极大降低塔底弯矩；塔梁铰接的约束形式更适合此类大跨径人行悬索桥；合理增大跨度比可以减小锚碇锚固端的拉力与主塔内力；架设抗风缆大幅度提高了结构刚度，也提高了结构整体稳定性。
关键词：人行悬索桥；结构参数；静力性能；动力特性；敏感性分析中图分类号：U448.25 A 40 128 60 引言目前国内人行悬索桥设计尚未形成行业规范，设计者多参考公路悬索桥，但由于人行悬索桥更加纤细、轻柔［1］，因此不一定适用《公路悬索桥设计规范》（JGT/D65-05-2015）［2］中的结构参数。
此外，合理的结构参数能够很大程度地减少工程造价、降低施工难度，故对大跨径人行悬索桥结构参数进行敏感性分析具有十分重要的工程意义。
近几年，国内学者对悬索桥结构参数敏感性分析的研究逐渐增多。
苏龙等［3］分析了结构参数变化对主缆跨中垂度的影响，为主缆线形调整提供了参考；张翼等［4］对主梁采用板桁结构的悬索桥进行参数分析，研究发现改变下平联斜腹杆尺寸和弦杆截面尺寸对一阶振型影响显著；陈伟华等［5］研究了不同结构参数对悬索桥动力特性的影响，结果表明，随着矢跨比的减小，主缆侧动频率减小，适当增大主缆刚度和主塔刚度分别对减小主缆侧动频率和侧弯频率有显著作用；彭益华等［6］研究了中央扣对大跨径悬索桥结构动力特性的影响，结果表明，设置中央扣对提高结构反对称扭转频率、增大结构的整体刚度、提高静风稳定性有显著作用；郭小权［7］研究了自锚式悬索桥缆索系统和塔梁系统参数的改变对成桥状态确定的影响；黄明金［8］研究了小矢跨比人行悬索桥的力学性能，结果表明，小矢跨比设计增大了悬索桥整体的结构刚度，进而提高了结构横向静风稳定性。
某悬索桥的体系优化分析冉隆举【摘要】对悬索桥进行体系优化，可以改善其结构行为和受力特性，并有效降低工程造价，促进该类桥梁设计计算理论的发展。
文中依托某悬索桥工程，选取优化设计变量，对变量参数的取值范围以及约束条件进行合理设置；通过对罚函数法进行改进，将原始有约束优化问题转化为适用于PSO 优化算法的无约束问题，联合MATLAB 及 ANSYS 对该悬索桥进行优化分析；通过优化前后桥梁结构的静力性能和模态进行分析，对悬索桥优化前后的状态进行比较，验证了优化设计方法的优越性。
%Optimization for suspension bridge can efficiently reduce the construction cost and satisfy use requirements,and this method will promote the development of the performance-based design in suspension bridge.In this paper a global optimization method is proposed for suspension bridge de-sign,the design variables are determined considering the sensitivity and completeness of the suspen-sion bridge,and then the parameterized model for the optimization has been established.Moreover, the range of design variables and optimization constraints are rationally set and the constrained optimi-zation problem is transformed to unconstrained problems for particle swarm optimization algorithm through the introduction of the improved penaltyfunction.Meanwhile,combining with MATLAB and ANSYS a cost optimum design of the suspension bridge is carried on.Eventually,through compa-ring and analyzing of making comparison among the performances of the suspension bridge before and after optimization,its superiority is verified.【期刊名称】《交通科技》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P30-33)【关键词】悬索桥;优化设计;静力分析;模态分析;粒子群优化算法【作者】冉隆举【作者单位】贵州省高速公路集团有限公司贵阳 550004【正文语种】中文悬索桥是一种高次超静定结构，结构复杂，设计变量多，对不同工程，因工程地质水文条件的变化，决策人员对各种控制指标、各种构件的安全储备、不同构件重要性的衡量均不相同，如何优化设计方案，使悬索桥结构受力状态合理是建设过程中需要面对的主要问题[1-2]。
悬索桥结构的动力特性分析与优化设计悬索桥结构的动力特性分析与优化设计摘要：悬索桥作为一种独特的桥梁结构，具有较好的经济性和美观性。
本文主要对悬索桥结构的动力特性进行分析与优化设计，通过使用有限元分析方法，对悬索桥结构的固有频率、振型形状以及振动行为进行模拟和预测。
在此基础上，通过参数化设计，对悬索桥结构进行优化，提高其动态性能，从而为悬索桥的设计与建设提供参考。
关键词：悬索桥；动力特性；有限元分析；优化设计1. 引言悬索桥是一种以悬垂在主塔两侧的主缆为主要受力构件，通过搭设横向桥臂和垂直支撑塔而将主缆与桥面连接起来的桥梁结构。
悬索桥具有结构简单、清晰，且对环境影响小的特点。
然而，由于悬索桥结构具有较大的跨度和柔性特性，其动力特性对桥梁的安全性和舒适性具有重要影响。
2. 悬索桥的动力特性分析2.1 悬索桥结构的固有频率悬索桥结构的固有频率是指结构在自由振动状态下的振动频率。
固有频率的大小决定了悬索桥结构的振动特性。
通常情况下，悬索桥的固有频率较低，需要尽量避免与车辆行驶频率相同，以免发生共振现象。
2.2 悬索桥结构的振型形状悬索桥结构在自由振动时，会产生特定的振型形状。
振型形状描述了结构不同部位在振动过程中的运动方式和振动幅度。
通过对悬索桥结构的振型形状进行分析，可以了解结构的振动模态和振动特性，为结构的设计与优化提供依据。
2.3 悬索桥结构的振动行为悬索桥结构在使用过程中，会受到各种外部荷载的作用，如车辆荷载、风荷载等。
这些外部荷载的作用会引起悬索桥结构的振动。
振动行为的分析可以预测悬索桥结构在不同工况下的振动响应，为结构的安全性和舒适性评估提供依据。
3. 悬索桥结构的优化设计悬索桥结构的优化设计主要包括结构参数的确定和材料的选择。
通过参数化设计的方法，可以对悬索桥结构进行优化，提高其动态性能。
例如，可以通过调整主缆的刚度、加大横向桥臂的刚度和强度等方式，改善悬索桥的动力特性。
在优化设计过程中，需要考虑结构的经济性和安全性。
第1篇一、引言悬索桥作为一种古老的桥梁结构形式，因其独特的力学性能和美学价值，在现代桥梁建设中仍占有一席之地。
随着我国经济的快速发展和桥梁建设技术的不断进步，悬索桥的设计和施工水平得到了显著提升。
本报告通过对悬索桥设计数据的分析，旨在探讨悬索桥设计的关键参数、力学性能、结构优化以及施工安全等方面的问题，为悬索桥的设计和施工提供理论依据和实践指导。
二、悬索桥设计关键参数分析1. 主缆参数主缆是悬索桥的主要承重构件，其参数直接影响桥梁的承载能力和稳定性。
主要参数包括：（1）主缆直径：主缆直径决定了其抗拉性能和刚度，一般根据设计荷载和跨径进行确定。
（2）主缆间距：主缆间距影响桥面宽度、抗风性能和施工难度。
（3）主缆锚固方式：锚固方式分为重力锚和拉力锚，选择合适的锚固方式对桥梁的稳定性和耐久性至关重要。
2. 吊杆参数吊杆是连接主缆和桥面的主要构件，其主要参数包括：（1）吊杆直径：吊杆直径决定了其抗拉性能和刚度，一般根据设计荷载和跨径进行确定。
（2）吊杆间距：吊杆间距影响桥面平整度和抗风性能。
（3）吊杆锚固方式：锚固方式分为锚板锚固和拉索锚固，选择合适的锚固方式对桥梁的稳定性和耐久性至关重要。
3. 桥塔参数桥塔是悬索桥的支撑结构，其主要参数包括：（1）桥塔高度：桥塔高度影响桥梁的整体稳定性和抗风性能。
（2）桥塔截面形状：桥塔截面形状影响其抗风性能和施工难度。
（3）桥塔材料：桥塔材料主要分为钢结构和钢筋混凝土结构，选择合适的材料对桥梁的耐久性和经济性至关重要。
三、悬索桥力学性能分析1. 承载能力悬索桥的承载能力主要取决于主缆、吊杆和桥塔的力学性能。
通过有限元分析，可以确定桥梁在不同荷载下的应力、应变和变形情况，确保桥梁的承载能力满足设计要求。
2. 稳定性悬索桥的稳定性主要包括抗风稳定性和整体稳定性。
通过风洞试验和数值模拟，可以评估桥梁在不同风速和风向下的稳定性能，确保桥梁在恶劣天气条件下的安全运行。
3. 耐久性悬索桥的耐久性主要取决于主缆、吊杆和桥塔的耐腐蚀性能。
人行悬索桥结构参数对舒适度的影响研究
何春梅;宁晓骏;李月富
【期刊名称】《建筑技术》
【年(卷),期】2024(55)4
【摘要】以人行悬索桥为研究对象,根据我国行人的步行特性,用影响线原理将同步调行人荷载分别以集中力的方式单独施加在结构最不利位置,进行人致振动响应分析,最终求得最大振动响应,并且对主缆吊索间距、加劲梁布置形式以及抗风缆分张角度的改变,给人行悬索桥舒适度带来的影响进行了探究。
结果表明:结构的舒适度会随着行人数量或步频的增大而变差,因此要严格控制桥上的行人数量和步频,保证结构的舒适度;基于背景工程,以舒适度为选型标准,最终确定出吊索间距应选择3.0 m或6.0 m,加劲梁应选择“三根纵梁+全部斜撑”的布置形式,抗风缆分张角度在30°、45°或60°中选择为宜。
【总页数】6页(P427-432)
【作者】何春梅;宁晓骏;李月富
【作者单位】昆明理工大学建筑工程学院;云南建设基础设施投资股份有限公司【正文语种】中文
【中图分类】U448.25
【相关文献】
1.悬索桥平面缆索结构纵向刚度的解析算法及影响参数研究
2.无塔非对称人行悬索桥动力特性影响参数研究
3.结构参数对大跨度公铁两用悬索桥动力特性的影响研究
4.柔性人行悬索桥在不同结构参数下的动力特性研究
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悬索桥猫道设计参数优化及软件开发的开题报告尊敬的评委，大家好！我是XXX，本次开题报告的题目为“悬索桥猫道设计参数优化及软件开发”。
一、选题的背景和意义随着我国经济的不断发展，交通运输行业也得到了快速的发展，特别是在公路建设领域。
而悬索桥作为公路建设领域中的一种重要的桥梁类型，其建设工程也受到了广泛的关注。
悬索桥在设计时，猫道作为人员和设备通行的重要部分，其设计参数直接关系到桥梁使用的安全性、经济性和使用寿命。
因此，对悬索桥猫道设计参数的优化研究和软件开发具有十分重要的意义。
二、研究内容和目标1.研究内容本研究的主要内容包括：（1）悬索桥猫道设计参数的优化。
通过比较各种不同设计方案和参数的优缺点，提出一些合理的优化方案，以提高猫道的安全性和经济性。
（2）研究悬索桥猫道设计参数优化的方式。
清楚阐述猫道设计参数优化的具体方法，引导工程设计者进行科学的设计参考。
（3）悬索桥猫道设计参数优化软件的开发。
以本研究所提出的设计参数优化方案为基础，建立猫道设计参数优化软件，以提高项目的精度和效率，使其更加符合工程实际和科学化。
2.研究目标（1）为进一步提高悬索桥猫道的设计水平和质量，提出一种可行的优化方案，为工程建设提供科学参考和依据。
（2）通过软件化开发，使研究成果具有推广和应用的意义，提高桥梁工程建设和运维水平。
三、研究方法和步骤1.研究方法本文的研究方法主要采用了理论与实践相结合的方法进行开发和研究。
理论方面，针对悬索桥猫道设计参数的优化进行研究，并建立相应的优化模型。
实践方面，通过实地调研、数据采集和分析，在实际建设工程中得到了验证和应用。
2.研究步骤（1）目标分析和研究背景（2）综述悬索桥猫道设计参数的研究进展（3）分析各种不同猫道设计方案及参数优缺点（4）确定优化猫道设计参数和优化方案（5）建立猫道设计参数优化软件（6）实地调研以及数据采集和分析（7）研究数据分析结果及优化方案的验证（8）研究结果的归纳和总结四、预期成果本研究的预期成果主要包括：（1）提出一种合理有效的悬索桥猫道设计参数优化方案，为桥梁工程建设提供科学依据。
人行悬索桥静载试验数值仿真分析2.同纳检测认证集团有限公司，上海 200333摘要：本文以某人行悬索桥为例，通过建立桥梁成桥初始平衡状态的有限元模型，对其进行典型工况下的静载试验理论分析。
通过将静载试验结果与理论计算结果进行对比分析、相关性分析，根据荷载试验基本原理对结构实际工作状态做出判定。
结果表明该桥上部结构能够满足设计荷载要求，其强度、刚度具有一定的安全储备，但结构局部连接性能仍有一定的瑕疵。
关键词：人行悬索桥；有限元分析；静载试验；挠度近年，随着国内旅游行业的兴起，人行悬索桥以结构新颖、外形美观以及跨度合理等原因，成为国内景区建设中常用桥型，例如“玻璃桥”“步步惊心桥”等。
该类型桥梁区别于梁桥、拱桥等其它桥梁，表现出显著的几何非线性特征，且在悬索桥结构计算中必须考虑其非线性[1]。
针对一般几何线性桥梁的建模分析，有限元分析已有诸多实际工程应用，其结果往往比较接近真实受力情况。
本文以浙江省某景区某人行悬索桥为例，对该桥建立有限元模型并结合其静载试验内容和结果做出分析。
1 有限元模型建立1.1 桥梁概况该桥为双塔三跨钢结构柔性体系人行悬索桥，主跨为119.5m，主跨主缆垂跨比为1/11.8。
主缆采用双索面布置，每根主缆由5股6×19W+IWRΦ40mm钢芯钢丝绳捆扎而成。
全桥共有104根吊杆，纵向间距均为3m，吊杆选用Φ25mm圆钢，下端通过M24高强双螺母锚固于横梁下端，吊杆上端锚固于索夹处。
主跨主梁采用钢结构，由横梁和纵梁组成。
纵梁上铺设5mm厚冲孔网钢板，桥面板采用5cm厚的防腐木板，边跨主梁亦采用钢结构，结构与中跨相同。
桥梁全宽2.7m，桥面净宽2m。
该桥仅限人行，人群荷载为3.5kN/m2。
主缆安全系数为2.5，锚碇安全系数为2.0。
1.2 模型构建对于该桥的成桥阶段静力分析，主要是依靠Midas Civil有限元模型来完成，建立的有限元模型如图1所示。
全桥共划分为949个单元、588个节点。
悬索桥设计参数敏感性分析摘要：对悬索桥影响结构受力较大的主要设计参数进行敏感性分析。
修改参数值，选定控制目标，计算施工状态、成桥状态控制目标变化幅度，根据影响程度确定出主要设计参数和次要设计参数。
关键词：悬索桥；设计参数；自重；刚度；垂跨度桥梁结构通过正装计算可确定各施工阶段中间理想状态，这种理想状态是我们期望在施工中实现的目标。
但在实际施工中，结构的实际状态并不总是与理想状态吻合，偏离目标的原因涉及的范围较广，包括设计参数误差、施工误差、测量误差、结构分析模型误差等。
设计参数误差是引起桥梁施工误差的主要因素之一。
在同一座桥的施工控制中并不是每一个设计参数度同时出现，而且不同的设计参数对桥梁结构状态的影响程度也不同，因此我们要对设计参数进行辨别，确定对桥梁施工结构行为影响较大的设计参数[2]。
本文对悬索桥设计参数进行分析，分别改变某些参数，通过算例，看其对结果的影响幅度，从而确定主要参数，对以后的设计起到借鉴作用。
1设计参数敏感性分析引起结构状态偏差的设计参数主要有[1]：（1）结构几何形态参数：包括跨径、矢跨比、塔高、缆索线性以及悬索桥中的主鞍预偏量等。
（2）截面特征参数：墩塔截面抗弯惯矩、截面面积和抗推刚度；主梁截面的抗弯惯矩和截面面积；缆索截面的面积等。
（3）与时间相关的参数：温度和混凝土龄期、收缩徐变等。
（4）荷载参数：结构自重、施工临时荷载和预加力。
（5）材料特征参数：材料的弹性模量和剪切模量。
钢材较稳定，混凝土则有一定的波动。
下面以武汉阳逻长江大桥为例，对悬索桥影响结构受力较大的主要设计参数进行敏感性分析。
修改参数值，选定控制目标，计算施工状态、成桥状态控制目标变化幅度，根据影响程度确定出主要设计参数和次要设计参数。
图中坐标轴的选取为：X轴以水平向右为正，加劲梁中部为零点，Y轴以竖直向上为正，Y轴坐标为修改参数与原参数所得控制目标差值。
2梁段自重误差影响分析假设梁重超重5%。
变形方面影响。
