北极星智能电网在线讯:大跨径悬索桥是交通网络中最出色却也是最脆弱的资产。由于悬索桥在交通网络中作用重大,因此这类桥梁的设计、施工以及后期的监护和运维工作必须非常精准。在设计过程中,桥梁设计师必须要解决多重挑战,包括桥型结构本身所具有的强烈非线性震动特性、悬缆的几何构造优化以及风力影响。
图 1 哈当厄尔大桥
结构系统的不断变化是进行非线性结构分析的主要原因。对于斜拉桥,必须执行专门的优化程序。对于较长的斜拉和悬索桥,桥梁设计师必须考虑动态风力影响。这些结构不同寻常的纤细设计使桥梁对风力引起的震动尤为敏感。尤其是钢桥,桥身各段均可使用特别纤细的主梁。处于材料节省和体现建筑特色的考虑,风力设计方面需要做些取舍,因为进入最终施工阶段后,不可能再将承受动态风力作为优先目标。必须采用先进的分析方法,针对所有类型的已知风力影响确定临界风速。因此,动态风力分析对桥梁工程师越来越重要。动态风力现象包括涡旋脱落和锁定现象、横风向飞驰和尾迹飞驰、扭力分散、飘动现象和风力冲击等。
桥梁设计和分析是一个迭代过程,工程师会通过更改特定的系统参数寻找给定标准下的最佳解决方案。工程经验有助于减少需要的时间,但仍然需要很多迭代才能达到设计标准。如今,计算机程序,包括 Bentley RM Bridge可以为这一设计过程提供最佳支持。RM Bridge 经过充分测试及大型项目的检验,已成为全球认可的专业系统,能够解决几乎任何桥梁设计或分析问题。
例如,工程设计师在挪威最长的大跨径悬索桥哈当厄尔大桥(图 1)设计建造中成功使用了 RM Bridge。该桥横跨哈当厄尔峡湾,于 2013 年 8 月开通。桥梁主跨为 1310 米,在世界最长悬索桥名单中名列第 10。挪威公路局 Statens Vegvesen 与 TDA Norway 及 Bentley 软件公司奥地利团队在格拉茨密切合作,共同完成了设计工作。