資源描述：
《青島海灣大橋局部索構(gòu)件失效對結(jié)構(gòu)的影響及對策研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、◎青島海灣大橋局部索構(gòu)件失效對結(jié)構(gòu)的影響及對策研究閆振國，邵新鵬。，蔡建軍。，阮欣(1．同濟大學橋梁工程系，上海2000922．山東高速青島公路有限公司，山東青島266061)摘要：以青島海灣大橋航道橋為背景，采用半動力分析方法，研究分析了懸索橋吊桿及斜拉橋拉索失效后對周邊結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：懸索橋吊桿的強健性較斜拉橋斜拉索好，單根或兩根吊桿失效時不影響結(jié)構(gòu)整體安全；而對于斜拉索，在兩限或三根拉索失效時，結(jié)構(gòu)可能因主梁應(yīng)力的儲備不足而破壞。根據(jù)分析結(jié)果，制定了結(jié)構(gòu)損傷等級，給出了相應(yīng)管理養(yǎng)護措施：對吊桿等定期隔根進行檢查、養(yǎng)護，并對靠近邊墩及主跨跨中的斜拉索重點關(guān)注。關(guān)鍵詞：拉
2、索失效；強健性；半動力分析方法；養(yǎng)護對策0引言桿、拉索等損傷、失效，可能對大橋正常運營及整體結(jié)構(gòu)近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，產(chǎn)生影響。本文以青島海灣大橋為研究對象，分析大橋出行便捷性需求增大，長距離跨海大橋的建設(shè)成為必航道橋(見圖1)纜索損傷、失效對大橋結(jié)構(gòu)的影響，制定需。跨海大橋封閉行駛里程長，易發(fā)生交通事故。其應(yīng)急管理對策，并給出日常管養(yǎng)措施。對切實提高青島航道橋常采用纜索支撐體系，事故發(fā)生時可能造成吊海灣大橋的運營、管理服務(wù)水平具有重要意義。大沽河航道橋紅島航道橋滄口航道橋圖1青島海灣大橋航道橋1結(jié)構(gòu)強健性2懸索橋吊桿強健性分析航道橋構(gòu)件損傷、失效對大橋結(jié)構(gòu)
3、的影響，可概括經(jīng)初步分析可知，不同事故對懸索橋吊桿及斜拉為部分構(gòu)件損傷對其他構(gòu)件造成損傷的敏感性，研究橋拉索的損傷是不同的_3]。在研究過程中，針對可能各航道橋纜索的結(jié)構(gòu)強健性J。其目的是分析構(gòu)件損的情況，以不同位置、數(shù)量的吊桿、拉索損傷為場景分傷時對周邊構(gòu)件及結(jié)構(gòu)整體安全的影響。研究結(jié)果可別進行。以懸索橋——大沽河航道橋為例，分析其吊幫助管理人員在風險事態(tài)發(fā)生時更加準確地判定損傷桿損傷對周邊結(jié)構(gòu)的影響。程度、提出合理參考建議以及日常養(yǎng)護策略。2．1強健性分析方法青島海灣大橋航道橋分別為非對稱懸索橋——大為準確分析吊桿失效的影響程度及影響范圍，研沽河航道橋，稀索鋼斜拉橋——滄口航
4、道橋、紅島航道究模擬了其失效的整個過程，并記錄了周邊吊桿應(yīng)力橋。根據(jù)各航道橋的不同特點，分析針對斜拉橋和懸值的相應(yīng)變化。索橋分別進行。初步分析可知，在運營期間，吊桿的失效一般都發(fā)生在緊急事態(tài)中，失效時間較短，采用半動力方法可以收稿日期：2O11-11一O9對其有效模擬l2]，具體方法如下：基金項目：山東省交通廳科技計劃項目(2008R011)36上馮么姥No．42011◎首先在損傷模型的吊桿損傷處施加一對作用力，對于阻尼比，綜合《公路橋梁抗風設(shè)計規(guī)范》[5]、如圖2所示?！豆窐蚝摻Y(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[6等規(guī)范要求，取阻尼比一0．02。／＼2．2懸索橋吊桿強健性分析分析可知，
5、對吊桿造成直接損傷的事態(tài)集中在交通事故及蓄意襲擊中。按照嚴重程度分為單根吊桿損傷及相鄰兩根吊桿損傷。考慮多交通事故可能同時發(fā)生，兩側(cè)吊桿存在同時損傷的可能性。針對以上情況，研究對單根吊桿、橫橋向?qū)ΨQ兩根吊桿、順橋向兩根相圖2吊桿模擬的作用力方向鄰吊桿三類18種情況發(fā)生時吊桿損傷對結(jié)構(gòu)強健性F(￡)的函數(shù)表達式見下式：的影響進行了分析，以下舉例進行說明。Fi㈤一f_Sin1單根吊桿失效位置如圖4所示，對其用半動力方厶_，【＼rr／法進行失效模擬并與失效前吊桿應(yīng)力相比較，結(jié)果如式中：Ff為拉索損傷前，模型實際的索力值；r為作用圖5。上升時間，其中r／￡≥2，t為基本周期。實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)
6、罌氆畦544332211取r一2．4s即可滿足條件(見圖3)。∞∞∞如∞∞∞如∞∞0雌髓畦睚圖4吊桿失效示意圖圖3時間歷程曲線lFtrtLti~tttIttl毽ll}蓮lll睡lllll在分析過程中采用瑞利阻尼，即：EC]-a[M]+K]圖5吊桿損傷前后吊桿應(yīng)力值式中：a為Alpha阻尼，也稱為質(zhì)量阻尼系數(shù)為Beta由上圖可知吊桿損傷時，僅對本側(cè)周邊吊桿產(chǎn)生阻尼，也稱剛度阻尼系數(shù)。這兩個系數(shù)可通過振型阻影響，且范圍較小。為表示影響幅值，定義損傷動力影尼比計算得到，即：響系數(shù)K：＼If一2+＼』OJiI1f荸式中和coi分別為結(jié)構(gòu)的第i和第J固有頻率為式中：a表示吊桿失效過程中周邊
7、吊桿應(yīng)力最大值；口表示吊桿失效前各吊桿的應(yīng)力值。Beta阻尼比。根據(jù)上述定義公式，圖5數(shù)值即可表示為圖6所其中∞i通常取多自由度體系的基頻，而~0i則在示的損傷動力影響系數(shù)。如圖所示，當圖4示意位置對動力反映有顯著貢獻的高階振型中選取。由于吊桿吊桿失效時，對同側(cè)相鄰吊桿產(chǎn)生影響值為1．6，對于的斷裂損傷更會激發(fā)一階對稱豎彎，即第3振型(相對次相鄰吊桿，動力影響系數(shù)小于1．1。于第2振型而言)，故取第1、3階振型圓頻率。No42011上馮么丞鈺37◎1．8一tt，一t+一：；三，．
