独塔部分地锚式斜拉桥地震响应的模态参与特性研究

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作者 祝志文 沈焯悦 丁望星 《振动与冲击》 2025年第17期102-113,共12页

独塔部分地锚式斜拉桥结构布置复杂,其地震响应规律和特征不清楚。基于某实际独塔部分地锚混合主梁斜拉桥,建立了全桥有限元模型,开展了桥梁动力特性和振动模态参与特性分析,基于反应谱法研究了桥梁单向地震作用下内力和位移响应的模态... 独塔部分地锚式斜拉桥结构布置复杂,其地震响应规律和特征不清楚。基于某实际独塔部分地锚混合主梁斜拉桥,建立了全桥有限元模型,开展了桥梁动力特性和振动模态参与特性分析,基于反应谱法研究了桥梁单向地震作用下内力和位移响应的模态参与机制。研究表明,主梁和索塔地震响应与地震激励方向呈现强相关性,该桥在顺桥向地震作用下的结构响应明显小于横桥向地震作用。横桥向地震激励,低阶模态对地震响应贡献显著;顺桥向地震激励,主梁轴力和顺桥向位移由主梁纵飘主导的全桥第35阶模态显著贡献,主梁和索塔其余主要内力由多阶主梁竖弯耦合索塔纵弯模态贡献;竖向地震作用下,主梁轴力由主梁第1阶竖弯模态主导,其余主要内力和竖向位移由多阶主梁竖弯模态贡献,索塔轴向变形耦合主梁竖弯的全桥第68阶模态对索塔轴力贡献较大。研究揭示了独塔部分地锚式混合主梁斜拉桥不同于传统自锚式斜拉桥的地震响应特征和模态参与机制,明确了该桥抗震设计的重点位置,表明高阶模态对该桥型地震响应的贡献不可忽略。研究能为类似桥梁抗震设计提供有益参考。 展开更多

关键词 桥梁工程 地震响应 反应谱法 独塔部分地锚斜拉桥 动力特性分析 模态参与

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独塔部分地锚式PC斜拉桥经济及设计参数研究 被引量：5

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作者 赵晓晋 贺拴海 +1 位作者 胡文亮 王凌波 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期145-152,共8页

为得到独塔部分地锚式PC斜拉桥的合理设计参数范围,通过对拉索、主塔、锚碇、主梁的材料用量和造价进行计算,建立了全桥总造价及单位桥长造价公式,据此开展了独塔部分地锚式PC斜拉桥合理背索自锚比例、锚碇主跨长度比、边主跨比及塔跨... 为得到独塔部分地锚式PC斜拉桥的合理设计参数范围,通过对拉索、主塔、锚碇、主梁的材料用量和造价进行计算,建立了全桥总造价及单位桥长造价公式,据此开展了独塔部分地锚式PC斜拉桥合理背索自锚比例、锚碇主跨长度比、边主跨比及塔跨比的研究,并与其他斜拉桥型进行了对比。结果表明:考虑全桥跨越能力时,背索自锚比例宜取0.336~0.487范围内的大值,边主跨比宜取0.487~0.544范围内的小值,考虑单跨跨越能力时反之;当主跨跨度较小时,可取适当小于依据上原则的取值,当主跨跨度较大时反之;塔跨比宜取0.372左右,对应的主跨边索倾角为20.4°左右,跨径较小时取较大值,跨径较大时取较小值,与其他斜拉桥型无明显区别。独塔部分地锚式PC斜拉桥仅在边跨自锚段空间受地形条件限制时经济性能优于独塔常规斜拉桥,在常规地形并无优势。 展开更多

关键词 独塔部分地锚式斜拉桥 设计参数 总造价 单位桥长造价 背索自锚比例 锚碇主跨长度比 边主跨比 塔跨比

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部分地锚式斜拉桥合理成桥状态二阶段确定法 被引量：7

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作者 张力文 夏睿杰 +1 位作者 肖汝诚 孙斌 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2012年第1期51-55,共5页

研究部分地锚式斜拉桥受力特点及其合理成桥状态的确定原则,提出一种二阶段合理成桥状态下的索力确定方法.该方法采用刚性支承连续梁法确定成桥状态下的索力,并以影响矩阵法进行后续调整.根据该桥型受力特点制定了第2阶段的索力调整流程... 研究部分地锚式斜拉桥受力特点及其合理成桥状态的确定原则,提出一种二阶段合理成桥状态下的索力确定方法.该方法采用刚性支承连续梁法确定成桥状态下的索力,并以影响矩阵法进行后续调整.根据该桥型受力特点制定了第2阶段的索力调整流程,对一座主跨1 218 m的混合梁部分地锚斜拉桥进行了计算.结果表明,按照第2阶段索力调整流程可较快确定出合理成桥状态下的索力. 展开更多

关键词 工程结构 部分地锚式斜拉桥 合理成桥状态 索力优化 桥梁结构设计 叠合梁

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大跨度部分地锚式斜拉桥抗风稳定性参数研究 被引量：11

4

作者 张新军 姚美 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期23-28,共6页

为了解大跨度部分地锚式斜拉桥的抗风性能,以一座主跨1 400m的部分地锚式斜拉桥方案为背景,采用大跨度桥梁三维非线性抗风稳定性分析方法,将地锚段主梁长度、辅助墩数量、主梁宽度和高度及桥塔高跨比等影响因素对结构自振频率、颤振临... 为了解大跨度部分地锚式斜拉桥的抗风性能,以一座主跨1 400m的部分地锚式斜拉桥方案为背景,采用大跨度桥梁三维非线性抗风稳定性分析方法,将地锚段主梁长度、辅助墩数量、主梁宽度和高度及桥塔高跨比等影响因素对结构自振频率、颤振临界风速和跨中处主梁位移的影响进行分析。结果表明:增大地锚段主梁长度、边跨设置辅助墩有利于提高结构自振频率和颤振临界风速,减小跨中处主梁位移,但地锚段主梁长度和辅助墩数量存在最优合理值;增加主梁宽度可以有效提高结构自振频率和颤振临界风速,减小跨中处主梁位移;增加主梁高度可以有效提高结构的颤振临界风速,但对自振频率和跨中处主梁位移影响不大;增加桥塔高度可以有效提高结构自振频率和颤振临界风速,减小跨中处主梁位移。 展开更多

关键词 部分地锚式斜拉桥 抗风稳定性 影响因素 自振频率 颤振临界风速 主梁位移

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超大跨度部分地锚式斜拉桥抗震结构体系研究 被引量：8

5

作者 张新军 李博林 赵俊杰 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期39-46,共8页

为探索大跨度部分地锚式斜拉桥的适宜抗震结构体系,以1400 m主跨的部分地锚式斜拉桥设计方案为工程背景,采用多振型地震反应谱方法进行E1地震作用下结构的地震反应分析,揭示超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应的特性。在此基础上,分析地... 为探索大跨度部分地锚式斜拉桥的适宜抗震结构体系,以1400 m主跨的部分地锚式斜拉桥设计方案为工程背景,采用多振型地震反应谱方法进行E1地震作用下结构的地震反应分析,揭示超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应的特性。在此基础上,分析地锚段主梁长度、主梁宽度、主梁高度、桥塔高跨比、地锚索倾角、辅助墩数量和塔梁连接方式等主要结构设计参数对结构地震反应的影响,结合结构静力性能和稳定性探讨其合理取值。结果表明:水平地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,而桥塔的地震内力显著大于主梁,是结构抗震设计的关键构件,同时应特别重视桥塔的塔底和塔梁交接处、主梁的塔梁交接处和边跨辅助墩处等截面的抗震设计;当地锚段主梁长度和主跨之比约为0.3,采用较宽的主梁并增大其高度,桥塔高跨比约为0.2,采用较大的地锚索倾角,边跨设置1~2个辅助墩以及采用全漂浮体系时,大跨度部分地锚式斜拉桥具有良好的整体结构性能。 展开更多

关键词 超大跨度部分地锚式斜拉桥 抗震性能 结构体系 多振型地震反应谱分析 结构设计参数

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超大跨度部分地锚式斜拉桥抗震性能研究 被引量：5

6

作者 张新军 樊佳楠 赵俊杰 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第6期625-631,665,共8页

以1 400 m主跨的部分地锚式斜拉桥设计方案为工程背景,分别采用多振型地震反应谱方法和非线性时程分析法进行E1和E2地震作用下结构的地震反应分析,揭示超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应的特性以及结构非线性效应对其地震反应的影响。... 以1 400 m主跨的部分地锚式斜拉桥设计方案为工程背景,分别采用多振型地震反应谱方法和非线性时程分析法进行E1和E2地震作用下结构的地震反应分析,揭示超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应的特性以及结构非线性效应对其地震反应的影响。在此基础上,对相同主跨的全自锚式斜拉桥进行结构动力特性和地震反应的对比分析。结果表明:水平地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,桥塔的地震内力显著大于主梁,是结构抗震设计的关键构件,同时应特别重视桥塔的塔底和塔梁交接处、主梁的塔梁交接处和边跨辅助墩处等截面的抗震设计;结构几何非线性效应对结构地震反应影响显著,特别是在E2地震作用下,超大跨度部分地锚式斜拉桥地震反应分析宜采用非线性时程分析法;与相同主跨的全自锚式斜拉桥相比,边跨部分斜拉索改为地锚后,结构刚度和自振频率增大,桥塔的地震反应和主梁的纵向位移均显著减小,改善了结构的整体抗震性能,超千米主跨斜拉桥更适宜采用部分地锚式结构形式。 展开更多

关键词 超大跨度部分地锚式斜拉桥 抗震性能 多振型地震反应谱分析 非线性时程分析

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丹江口水库特大桥地锚式桥台设计 被引量：1

7

作者 陶辰亮 刘朝辉 +1 位作者 覃作伟 丁望星 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期16-21,共6页

丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,1号、4号桥台采用地锚式设计。基于桥台规模限制及结构耐久性考虑,地锚式桥台创新采用了空腔式箱形台身结构(由底板、墙身、盖板和锚台段主梁等组成)。桥台全长45.8 m... 丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,1号、4号桥台采用地锚式设计。基于桥台规模限制及结构耐久性考虑,地锚式桥台创新采用了空腔式箱形台身结构(由底板、墙身、盖板和锚台段主梁等组成)。桥台全长45.8 m、顶宽31.6 m,共设置18个空腔,采用矩形扩大基础。为实现传力平顺,地锚式桥台台梁过渡段台身采用肋墙式构造;为降低桥台整体应力水平、提升桥台的抗裂性能,在台身侧墙设置竖向预应力;为增强1号桥台的抗滑稳定性,在台身侧墙设置CFRP岩土锚杆,锚杆锚入中风化基岩。采用有限元法对地锚式桥台构造的受力性能及抗滑稳定性进行验证,结果表明:桥台总体应力分布均匀,台梁过渡段应力过渡平顺,桥台纵、横隔墙应力以压应力为主,并且关键部位有一定的压应力储备;1号桥台设置CFRP岩土锚杆后其抗滑稳定系数提升了20%以上。 展开更多

关键词 部分地锚式斜拉桥 地锚式桥台 空腔式箱形台身 肋墙式台身 竖向预应力 岩土锚杆 结构设计 有限元法

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地锚式单跨独斜塔斜拉桥受力特点研究 被引量：5

8

作者 汪高斯 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第5期1-6,共6页

芙蓉江大桥为地锚式单跨独斜塔斜拉桥,具有"斜塔"、"地锚"、"单跨"、"全混凝土"和"大跨"五大特点。为研究其受力特点和设计要点,选取地锚箱位置、主塔倾斜角、斜向高度、主塔和主梁... 芙蓉江大桥为地锚式单跨独斜塔斜拉桥,具有"斜塔"、"地锚"、"单跨"、"全混凝土"和"大跨"五大特点。为研究其受力特点和设计要点,选取地锚箱位置、主塔倾斜角、斜向高度、主塔和主梁自身刚度5种关键参数详细研究了它们对大桥受力的影响,进而得到了全桥受力较为合理的参数取值。研究表明:地锚箱距离主塔较远时,锚索对主塔整体刚度的提升效果较好,但对主梁竖向刚度影响很小;增大主塔或主梁自身刚度对提高全桥刚度和振动频率作用很小,调整地锚箱位置等关键参数作用很大。 展开更多

关键词 桥梁工程 地锚式 单跨 独塔斜拉桥 斜塔斜拉桥 结构体系

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丹江口水库特大桥地锚式桥台施工关键技术 被引量：4

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作者 周范武 于得安 高海涛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期131-137,共7页

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,采用“梁塔分离、梁台固结”的结构体系,在边跨主梁端部设置地锚式桥台作为配重。地锚式桥台采用空腔式箱形台身+岩锚的组合式结构,由底板、墙身(包括前墙... 丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,采用“梁塔分离、梁台固结”的结构体系,在边跨主梁端部设置地锚式桥台作为配重。地锚式桥台采用空腔式箱形台身+岩锚的组合式结构,由底板、墙身(包括前墙、后墙、侧墙、隔墙)、盖板和锚台段主梁构成,桥台长45.8 m、宽31.6 m。在地锚式桥台施工中,基坑采用明挖放坡方式开挖,并在开挖后对基底进行浅层平板荷载试验,以确保其地基承载力满足不小于350 kPa设计要求;底板采用分层分块方式施工,并设置2条横向后浇带和智能管冷循环控制系统;墙身采用竖向分层+设置双向后浇带(2条横向后浇带、1条纵向后浇带)的方式施工,并根据分块龄期差采用微膨胀混凝土施工后浇带;墙身施工后,采用传送带在墙身腔室内回填砂石,之后进行盖板与锚台段主梁施工;最后进行地锚式桥台竖向预应力施工,并优化竖向预应力张拉顺序,完成地锚式桥台施工。 展开更多

关键词 部分地锚式斜拉桥 地锚式桥台 基坑开挖 双向后浇带 腔室回填 施工技术

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丹江口水库特大桥地锚式桥台CFRP预应力岩锚施工技术 被引量：4

10

作者 于得安 周范武 高海涛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期120-126,共7页

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,边跨端部设置空腔式箱形台身+岩锚的组合式地锚式桥台。为提高地锚式桥台在横桥向不平衡土压力作用下的抗滑稳定性,在1号地锚式桥台台身外侧墙中心线位置布... 丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,边跨端部设置空腔式箱形台身+岩锚的组合式地锚式桥台。为提高地锚式桥台在横桥向不平衡土压力作用下的抗滑稳定性,在1号地锚式桥台台身外侧墙中心线位置布置14组(每组2束)高性能竖向CFRP预应力岩锚结构,该岩锚结构由CFRP预应力锚杆和RPC粘结介质构成,分为地上锚固段、自由段和地下锚固段3段。该岩锚结构采用后安装工艺施工,即CFRP预应力锚杆先在工厂加工制作,整体运输至现场后单根整体安装下放。为验证CFRP预应力岩锚结构的可靠性、注浆工艺的可行性,在CFRP预应力岩锚主体结构施工前进行足尺模型工艺试验。工艺试验结果表明:CFRP预应力岩锚结构具有良好的锚固性能及足够的安全储备,注浆工艺可行。地锚式桥台施工时在墙身位置预埋管道,桥台及上部主梁施工后从梁面顶部通过预埋管道进行地下锚固段孔道钻孔施工,清孔后进行CFRP预应力锚杆整体下放安装,之后进行孔道注浆,最后进行CFRP预应力锚杆张拉、封锚,完成岩锚施工。该桥28束CFRP预应力岩锚已施工完成,且岩锚注浆密实,注浆强度满足设计要求。 展开更多

关键词 部分地锚式斜拉桥 地锚式桥台 CFRP预应力岩锚 RPC注浆 整体安装 施工技术

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丹江口水库特大桥钢-混凝土组合围堰施工技术 被引量：5

11

作者 于得安 姜永生 +1 位作者 周范武 高海涛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期135-141,共7页

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,主墩采用整体式承台+大直径群桩基础,主墩承台平面为八边形,尺寸为48 m(横桥向)×26 m(顺桥向)×6.5 m(高),承台底部设置26根直径2.8 m钻孔灌注桩。为适应库区倾... 丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,主墩采用整体式承台+大直径群桩基础,主墩承台平面为八边形,尺寸为48 m(横桥向)×26 m(顺桥向)×6.5 m(高),承台底部设置26根直径2.8 m钻孔灌注桩。为适应库区倾斜裸岩地形,降低施工难度及施工费用,主墩围堰采用下部混凝土挡墙围堰+上部单壁钢围堰的钢-混凝土组合围堰方案。下部混凝土挡墙围堰采用衡重式挡墙围堰及抗滑桩挡墙围堰,高3~11 m;上部单壁钢围堰分块设置,其长度与下部挡墙围堰匹配,高8 m。钢-混凝土组合围堰施工时,首先根据地形条件进行挡墙围堰分段,之后采用破碎锤开挖混凝土挡墙围堰基础;混凝土挡墙围堰采用分层、分块施工,顶部圈梁与挡墙围堰同步浇筑;上部单壁钢围堰采用加工厂预制+现场分块安装,并预留竖向型钢接长部分;最后进行单壁钢围堰底部及组合围堰山体连接处止水混凝土施工,完成钢-混凝土组合围堰施工。钢-混凝土组合围堰的应用,有效缩短了基础施工周期,降低了围堰施工难度及施工费用,经济合理,满足现场施工各项要求。 展开更多

关键词 部分地锚式斜拉桥 倾斜裸岩 钢-混凝土组合围堰 混凝土挡墙围堰 单壁钢围堰 施工技术

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丹江口水库特大桥施工关键技术 被引量：4

12

作者 唐守峰 吴学伟 +2 位作者 阳晏 沈峰 胡龙泳 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期8-15,共8页

十淅高速丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥。主墩采用群桩基础、八边形承台;桥塔采用H形混凝土结构;地锚式桥台采用箱形预应力混凝土结构;主梁采用混合梁,边跨为双边主肋预应力混凝土梁,主跨为钢-UHPC组... 十淅高速丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥。主墩采用群桩基础、八边形承台;桥塔采用H形混凝土结构;地锚式桥台采用箱形预应力混凝土结构;主梁采用混合梁,边跨为双边主肋预应力混凝土梁,主跨为钢-UHPC组合梁,主跨跨中设置中央无轴力连接装置+伸缩缝构造。针对该桥结构特点及水文条件,主墩桩基础和承台采用衡重式挡墙+单壁钢围堰方案,变水中施工为陆地施工,节约了工期和投资;塔柱采用液压爬模分节施工,中塔柱内倾塔肢间设2道水平横撑,保证了施工期塔柱受力和线形;地锚式桥台采用分块、分层并设后浇带的方案,有效改善了大体积混凝土的抗裂性能;边跨混凝土梁采用搭设钢管支架分段现浇施工;主跨钢主梁采取工厂化块件制造,库区陆地总拼并浇筑UHPC形成组合梁,再水运至桥位,采用桥面吊机悬臂吊装,现场施工湿接缝,解决了汉江上游航运能力不足的问题,同时创新提出并应用了钢-UHPC组合梁安装五步施工法,提高了主梁安装质量;中央无轴力连接装置采用逐缝合龙法高精度合龙方案,有效保证了结构功能的发挥。 展开更多

关键词 部分地锚式斜拉桥 钢-UHPC组合梁 衡重式挡墙+单壁钢围堰 地锚式桥台 中央无轴力连接装置 施工技术

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丹江口水库特大桥跨中无轴力连接装置施工关键技术 被引量：2

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作者 刘朝辉 周范武 +1 位作者 于得安 高海涛 《世界桥梁》 北大核心 2024年第3期36-41,共6页

丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,采用梁塔分离、梁台固结的结构体系。根据主桥结构体系受力需要,主梁在跨中位置断开,设置跨中无轴力连接装置+伸缩装置构造。无轴力连接装置由导梁、外... 丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,采用梁塔分离、梁台固结的结构体系。根据主桥结构体系受力需要,主梁在跨中位置断开,设置跨中无轴力连接装置+伸缩装置构造。无轴力连接装置由导梁、外部大箱梁(H梁段和H′梁段)、竖向及横向支座系统组成,导梁长13.68 m。无轴力连接装置现场安装采用导梁跨中分段(2×6.84 m)拼装、外部大箱梁逐缝合龙的施工方法。首先在总拼场地进行无轴力连接装置工厂化预拼装,并安装竖向及横向支座系统,拼装完成后将导梁断开,回位至H梁段和H′梁段进行转运;然后现场吊装匹配连接H梁段,并将H梁段内部导梁向岸侧拖动固定;之后起吊H′梁段并与前置G梁段软连接;再进行H梁段和H′梁段导梁匹配连接;导梁匹配连接完成后进行H′梁段匹配连接;最后进行斜拉索放张、桥面吊机拆除。 展开更多

关键词 部分地锚式斜拉桥 无轴力连接装置 导梁 外部大箱梁 分段拼装 逐缝合龙 施工技术

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