斜拉桥的受力特征分析
纵飘斜拉桥基于响应面法的粘滞阻尼器参数优化分析
第44卷第1期 2022年2月工程抗震与加固改造
Earthquake Resistant Engineering and RetrofittingVol. 44,No. 1
Feb. 2022
[文章编号]1002-8412 (2022) 01-0080-08DOI： 10. 16226/j.issn.1002-8412. 2022. 01.010
纵飘斜拉桥基于响应面法的粘滞阻尼器参数优化分析史俊、徐略勤周建庭U2,李修君1(1.重庆交通大学，土木工程学院，重庆400074; 2.重庆交通大学，山区桥梁及隧道工程国家重点实验室，重庆400074)
[提要]针对现有粘滞阻尼器参数优化方法无法考虑地震动特性等多因素影响的不足，基于响应面原理提出了一种粘滞 阻尼器参数优化分析方法。针对某纵飘体系斜拉桥，利用多项式响应面模型拟合桥梁地震响应关于阻尼器参数的函数表达 式，通过方差分析法和^检验法对响应面模型进行精度检验和显著性分析，然后根据桥梁不同减震需求，构建了三种控制效 果的目标函数，运用非线性规划法计算阻尼器参数优化值，并通过时程分析研究了不同地震动特性对阻尼器优化参数的影 响。结果表明：四阶多项式响应面模型可预测性好，拟合精度高，可作为阻尼器参数优化的数学模型；采用响应面法进行阻尼 器参数优化，既可避免单纯依靠经验选取阻尼器参数所带来的不确定性，又能考虑地震动频谱变化、地震动强度、阻尼器成本 等因素的综合影响；本文桥例在两侧场地的E1、E2地震下，最优阻尼器参数组合为《 = 0. 3,Cd = 3000kN_(m/sr°_3。[关键词]纵飘斜拉桥；响应面法；粘滞阻尼器；地震动特性；参数优化
[中图分类号]1)442.53 [文献标识码]A
Parameter optimization analysis of viscous dampers for cable-stayed bridges with floating system based on response surface method
超大跨斜拉桥顺桥向地震损伤分析与控制
超大跨斜拉桥顺桥向地震损伤分析与控制谢文;孙利民【摘要】以一座试设计的主跨1400 m的斜拉桥为例，采用弹塑性方法并引入地震损伤指标分析了不同强度地震作用下飘浮体系和弹性约束体系的地震损伤与破坏模式；研究了极端地震作用下损伤控制策略对斜拉桥损伤控制效果的影响。
结果表明：极端地震作用下，主塔和桥墩分别遭受局部失效和严重损伤，发生了典型的弯曲单塑性破坏；基于Park损伤指数的附加耗能阻尼器的损伤控制策略可显著控制主塔、桥墩地震损伤和主梁位移，满足损伤控制目标要求，改善了桥梁的整体抗震性能。
%Elasto‐plastic analysis method w as carried out to i nvestigate the seismic damage and failure modes of a trial designed cable‐stayed bridge with a main span of 1 400 m including floating system and elastic restrained system under various ground motion intensities .The influences of damage control strategies on damage control effect of cable‐stayed bridges were presented .The results show that the pylons and piers suffer from local failure and severe damage under extreme earthquake respectively ,which are subjected to a typical failure mode with one plastic hinge .The damage control strategies with additional dampers have obvious effects on controlling seismic damage of the pylons and piers , w hich can effectively reduce the girder displacement in the longitudinal direction .Therefore ,it is effective to improve the seismic performance of a trial designed cable‐stayed bridge so that its seismic performance can meet damage control targets with additional dampers based on the Park damage index .【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】9页(P58-66)【关键词】超大跨斜拉桥;极端地震;破坏准则;破坏模式;损伤控制策略【作者】谢文;孙利民【作者单位】宁波大学建筑工程与环境学院，浙江宁波 315211;同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092【正文语种】中文【中图分类】TU311.30 引言目前中国正在建设或规划包括大跨度桥梁在内的越江跨海工程，且一些规划中的桥址处于强震区。
基于安全性原则的高塔斜拉桥施工管理分析
３高塔斜拉桥施工管理措施 ３ ． １加强对影响施工各因素的控制 通过对影响桥梁工程项 目质量的各种 因素 的综合控制 ，加强质 量以及安全控制 。明确桥梁施工当 中的质量控制 目标 ，并在实 际的 施工过程中对其质量控制 以及检测的对象进行检查 ，从而能及 时纠 正施工当中的偏差 。 ３ ． ２安全管理 要保证施工 的顺利进行 ，安全是 第一位 的。加 强安全 管理以及 施工 当中的质量控制 ，包 括对机械 设备 、内部环 境以及外 部环境的
Ｒｏ 高塔斜 拉桥施工管理分析
陈 秀
（ 广东省长大公路工程有 限公 司，广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ０）
【 摘 要】 桥 梁的施工建设在城 市的发展过程 中有 着重要 的地
２ ． ５温度 的影响和控制
位和作 用。而桥 梁的施 工管理则又在一定程度上是城 市良好的 交通 秩序 的基础 。在 高塔 斜拉 桥的施工 当中面临 着多方 面的 问题 ，由此 在 实际的施 工过程中 ，应建立 完善的施工 管理措施 以及质量控 制体 系 ，为建设 高质 量的斜拉桥创 造良好 的管理 环境以及 条件 。
２ ． ２ 施 工 工 艺 管理
控制 ，建立 安全至上 的观念 ，从而 实现 持证 上岗，有 效提 高桥梁施
工 的管 理 水 平 等 。 ３ ． ３ 解 决 安全 隐 患
坚决 整改施工过程 当中的安全隐患 ，加强对施工人员的安全操 施工 工艺在一定程度上是为施工质量服务 的，同时，施 工质量 作培训 以及 教育 的力度 。相关的质量控制人员不仅应收集相关的数 的好坏 直接影响了施工技术 以及质量管理 的水平 。由此 ，实际施工 据 ，同时还应对 相关的数据进行汇总、分析 ，而后 以数据为基础采 当中，除了要求施工工艺与施工质量 以及技术控制 的 目 标 与实际的 取相关的措施，从而切 实保证施 工的安全 。 施工要 求相符合之外 ，在实际的施工当 中，还应计入 由于施 工条件 ３ ． ４制定完善而规范的操 作流程 非理想化而导致的构件、安装等各方面 的误差 ，从而 保证施工状态 桥梁工程项 目的施工 当中，要制 定完善而 规范 的施 工制 度规 范 在控制范围 内。 以及施工工艺流程 ，并针对桥梁施工过程 中所产生 的质量状况 以及 ２ ． ３ 施 工 的监 测 原因，提出相应 的整理 以及改革 的措施 ，由此针对桥梁工程质量状 施工监测包括对高塔斜拉桥 的应力、温度、变形等等参数 的监 况进行分析和判断 ，从而切实规范每一道施 工工序 。 测 ，同时也是实现对桥梁施工 管理 以及 控制的基本方式之一 。由于 ３ ． ５加 强混凝土 的养护 测量仪器本身 、仪器 的安装方法 、实际测量的方法以及数据的采集 桥梁 的施工是 一项较 为复杂 的工 程。要从多个 环节入手进行养 甚至环境等都在一定程度 上存在误 差， 由此相应的监测也将存在一 护和施工管理 。加强桥梁混凝 土施 工养 护，相关的养护班 组应对桥 定的误差 。所产 生的误差 在一方面可能导致结构 的实 际参数 、桥梁 梁 以及各种 防护设施进行养护巡查 ，并做好巡查的记录。 的状态 与工程项 目设 计的数值较 为符合的假象 ，甚至将较好 的状态 在混凝土材料桥梁结构 的施工 中， 不得将混凝土常见裸露在外 ， 调整变差 。由此在实 际的监测 当中，应保证可靠 以及准确 的测量 。 若是混凝土 原材 料质量 不过关或者放置的时间过长 ，则将使水泥变 ２ ． ４计算模型的选择和 管理 性，影响其 发挥 的效果。同时骨料的品种若是质量较差 ，采取就近 在实际的设计 以及参数 的确定过程 中，无论其使用 何种 计算方 检验 的方式 获取 骨料，若是不经过检验则进行施工 ，那么则使混凝 式以及 手段 ，必须对建立起的计算模型进行简化计算 以及分析 。该 土 的整体 结构很 不均匀，局部骨料塌陷 ，混凝土在干膜之后产生麻 种简化将导致计算机模型与实际建造 出来 的模型在一 定程度 上存在 面现象。同时在混凝土的浇筑过程 中，由于人工 的疏忽也将导致漏 误差。那么在实际的控制过程 中，应对相应 的模 型计算进行专 门的 振以及欠振 的现象 ， 试验研 究，从而从最大限度 上减 少由于计算模 型误 差产 生的影响。 （ 下转 第 １ ６ ４页 ）
道路与桥梁工程概论论文
道路与桥梁工程概论论文——浅谈斜拉桥的基本概况及发展前景摘要：斜拉桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是一种由塔、梁、索三种基本构件组成的组合桥梁结构体系，可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。
其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
斜拉桥在目前所有桥型中具有鲜明的特征和优势。
在此浅述有关斜拉桥的发展历程和建造技术要点，以及斜拉桥在世界桥梁发展史上的地位和发展前景。
关键字：跨径结构体系构造建筑美学Abstract：With many girder cable-stayed bridge is will draw directly lasso in bridge tower bridge, is a kind of by a tower, beams, cable three basic components combination bridge structure system, can be considered a lasso more instead of a pier across the elastic supporting continuous beam. It can make the beam is reduced, reduce body bending moment the height and reduce the weight, saving material structure. Cable-stayed bridge by cable tower, girders, composed stay-cables.Cable-stayed bridge in the present in all the distinctive temperature.though characteristics and advantages. In the light of the development process and relevant cable-stayed bridge built technological essencials, as well as in world history ofcable-stayed bridge bridge the status and development prospects.Key Words：span structurestructural system architectural aesthetics正文：身处三大，身在宜昌这个坐落在长江之滨的魅力城市，自然和跨江桥梁构成了密不可分的关系。
斜拉桥抗震性能评价
陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ； ３ ． 华 中科技大学 土木 工程 与力 学学院 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ８ １ ）
摘
要： 用有限元软件 Ｍ ｉ ｄ ａ ｓ 对某斜拉桥 的动 力特性和地震响应进行 了空间非线性 时程反应分
析， 考虑桩 一 土相互作用， 对 支座参数进行优化 ， 通过分析对比桥梁在 阻尼、 非阻尼 两种状 态下的 地震 反应 ， 验证 了阻尼 支座 的 隔震 效 果 。
Ｑ ｚ ６
图 １ 斜 拉 桥 桥 型 图
Ｆｉ ｇ ． １ Ａ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ — ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｉｄｇ ｒ ｅ
拟； 采 用空 间索单 元模 拟斜 拉索 并 赋予初 始 预 应力 ； 采 用 采用 双线 性理 想 弹塑 性 弹 簧 单 元来 模 拟 滑移 支 座 ； 考虑桩 土对 结构 的 弹性 约 束 作 用 ， 使 用 分 层 文 克 尔 土 弹簧模 型模 拟桩 基础 受到 的土 体影 响。将 土层 分 层离 散为 文克 尔弹 簧 ， 离 散后 的等 效 弹性 支 承 的 弹 簧 刚度 （ ｋ ） ， 将 每一个 分 出的 部分 看 成 一个 弹性 支 承 ， 其 作 用 点就 在该 部分 的合力 作用 点处 ０ １ ３年 ０ ３月
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科
技 大 学 学 报
Ｖｏ １ ． ３ ３ Ｎｏ． ２ Ｍａ ｔ ． ２ ０１ ３
Ｊ ＯＵ Ｒ ＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｘ Ｉ ’ ＡＮ ＵＮ Ｉ Ｖ ＥＲ Ｓ Ｉ ＴＹ Ｏ Ｆ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ ＮＤ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮＯ Ｌ ＯＧ Ｙ
关键 词 ： 地震反 应 ； 时程 分析 法 ； 抗 震 性能 ； 阻尼 器 ； 减 震设 计
中图分类 号 ： Ｕ ４ ４ １ ． ３ 文献标 志码 ： Ａ
第4讲 桥塔
Humber桥塔立面
设置中横梁，使得 塔柱在横桥向风荷载 作用下的弯矩显著 减小。
Messina 桥塔柱 设计方案
汕头海湾桥桥塔立面
丰都长江大桥 桥塔立面
润阳桥桥塔布置
五.主塔静力分析特点
1 受力特点
悬索桥主塔承受的主要荷载有:
直接作用于塔身的自重、风荷、地震荷载、温变荷载、主缆竖向 力。包括顺桥向横载和横向荷载 荷载效应： 1）偏心受压； 2）塔顶产生顺桥向和横桥向的水平位移，当两根主索受力不一致时， 主塔还会受扭。
(qh )cr
7. EI 837
h2
h为主塔高度 在成桥状态下，必须考虑主缆对塔顺桥向失稳的约束作用。 在计算中偏安全地将塔自重荷载移到塔顶作为集中荷载，与主缆 竖向分力共同作用下，令其合力为P，计算得到的临界失稳荷载为：
2 EI Pcr (0 .699h )2
此式与一端简支，一端固定的压杆临界荷载相一致。 如果考虑砼徐变、收缩及塔施工初始缺陷的不利因素影响， 上述临界荷载将降低，因此应适当增大安全系数。
单格室
Bosporus Bridge
多格室
常用截面形式
日本悬索桥塔柱形式
单格室与多格室比较
Bosporus Bridge
塔身沿高度方向变截面
金门大桥塔柱截面沿高度的变化
塔柱节段间连接
底节与桥墩的连接
拉杆形
嵌入形（剪切形）
2、混凝土桥塔
基本特点： 箱形截面形式（D形和削角矩形） 截面尺寸相对大 纵向受力钢筋通常根据施工条件设计 有时采用预应力 造价比钢塔低 塔柱施工以现浇为主，采用滑模、爬模 等技术连续浇注，
纵向载作用下桥塔 的计算模式
桥塔形
3 主塔在横桥向荷载作用下的 受力特征
桥梁工程思考题知识讲解
1.桥梁与涵洞的区别？桥跨度在5米以上，涵洞跨度小于5米。
按建设规模分类，涵洞属于桥梁。
2.桥梁包括哪些组成部分？桥梁是由上部结构（包括桥跨结构、桥面构造）、下部结构（包括桥墩、桥台、基础）、支座、防护设施及调节河流构筑物等组成。
3.简述桥梁分类（1）.按主体结构用材分类钢桥、混凝土桥、钢及混凝土组合梁桥、石桥、木桥等。
（工程上常把混凝土桥和砖石桥统称为圬工桥）。
（2）.按建设规模分类特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞（3）.按平面布置分类直桥（正桥）、斜桥、弯桥（曲线梁桥）、坡桥、匝道桥4.桥梁设计的基本原则是什么？公路桥梁应根据所在公路的作用、性质和将来发展的需要，除应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外，还应按照美观和有利环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。
5.桥梁的平面设计、纵断面设计和横断面设计主要包括哪些内容？桥梁的平面设计为桥位的选定，应结合工程地质、桥涵水文、两岸接线等综合考虑，病应尽量使桥位与水流正交。
桥梁纵断面设计包括确定桥长、桥梁的分孔、桥面高程与桥下净空、桥上和桥头引道的纵坡以及基础埋置深度等。
桥梁的横断面设计，主要取决与桥面的宽度和不同桥跨结构横断面的形式。
6.桥梁建设包括哪些程序？“预可”阶段、“工可”阶段、初步设计、技术设计、施工图设计7.什么是三阶段设计？什么是两阶段设计？什么情况下采用三阶段设计？什么情况下采用两阶段设计？两阶段设计即初步设计和施工图设计。
对于技术简单、方案明确的小桥，也可采用一阶段设计，即施工图设计。
对技术复杂的大型桥梁，采用三阶段设计，即在初步设计后增加一个技术阶段，在这一阶段要针对全部技术难点，然后再做施工图设计。
8.作用分为哪几类？是怎样划分的？永久作用、可变作用和偶然作用。
永久作用主要指恒载，可变作用包括活载、温度作用等，偶然作用包括地震作用和撞击作用。
9.在作用分类表中，有些作用称作“力”，有些作用称作“荷载”，有些作用称作“作用”，应如何理解与区分？作用于桥梁结构的荷载和引起结构外加变形或约束变形的原因统称为作用。
斜拉桥的非线性的影响因素有哪些？
斜拉桥的非线性的影响因素有哪些？几何非线性的问题。
整个结构的几何变形也大，大变形问题很突出，加上弯矩和轴力的共同作用，使得大跨度斜拉桥的几何非线性分析显得较为复杂。
斜拉桥的非线性的影响因素概括为三个效应，即垂度效应、弯矩和轴向力组合效应和大变形效应。
1 引言斜拉索由于本身自重的作用，一般是呈悬垂状态而不是直的，它不能简单地按一般拉伸杆件来计算，而应考虑垂度的影响。
所以在两端拉力的作用下，斜拉索的变形由两部分组成：一部分是斜拉索材料应变引起的弹性变形；另一部分是斜拉索自重引起的几何形状的改变，即自重垂度；尤其是施工阶段，由于拉力不大，垂度影响较大。
对大跨度斜拉桥来说，它是一种柔性的悬挂结构，其刚度较小，在正常的设计荷载作用下，其上部结构的几何位置变化就非常显著，从有限元的角度来说，结点坐标随荷载的增量变化较大，各单元的长度、倾角等几何特征也相应产生较大的改变，结构的刚度矩阵成为几何变形的函数，因此，平衡方程不再是线性关系，小变形假设中的迭加原理也不再适用。
斜拉桥的斜拉索拉力使其它构件处于弯矩和轴向力组合作用下，这些构件即使在材料满足虎克定律的情况下也会呈现非线性特性。
构件在轴向力作用下的横向挠度会引起附加弯矩，而弯矩又影响轴向刚度的大小，此时叠加原理不再适用。
但如果构件承受着一系列横向荷载和位移的作用，而轴向力假定保持不变，那么这些横向荷载和位移还是可以叠加的。
因此，轴向力可以被看作为影响横向刚度的一个参数，一旦该参数对横向的影响确定下来，就可以采用线性分析的方法进行近似计算[1-2]。
2 几何非线性主要影响因素2.1 斜拉索垂度效应索两端的相对运动受到索本身三个因素的影响[3]：2.1.1 索受力后发生的弹性应变受材料的弹性模量控制。
2.1.2 索的垂度变化与材料特性无关，完全是几何变化的结果，受索内张力、索的长度和重力控制。
抗拉刚度随轴力变化而变化，索的拉力若为零或受压，则抗拉刚度变为零。
垂度变化与索拉力不是线性关系。