This paper aims to find the optimum cable spacing in terms of vertical deformation and cable stress for static and dynamic analysis. To achieve the objective of this study six models are developed using ABAQUS with six different cable spacing ((8.04 m, 30 cables), (9.42, 25), (11.11, 22), (13.72, 18), (15.56, 16), and (16.67, 15)). Firstly, a non linear static finite-element analysis is performed on the models; then pre-tensioning forces are applied to cables, after that the shape modes for each model are presented. Secondly, a nonlinear dynamic analysis is performed on the models; the results obtained from the finite-element analysis are used in the optimization. The results show that the maximum vertical deflection decreased and the cable stress increased with the increasing of cable spacing for both static and dynamic analysis. As a result, the unsupported length increased with the cable spacing increasing; this will lead to larger deflection and greater stresses in the cables. Finally, the optimum cable spacing is 11.2 m based on static and dynamic deflection and cable stress.

Целью данной работы является поиск оптимального расстояния между кабелями с точки зрения вертикальной деформации и напряжения кабеля для статического и динамического анализа. Для достижения цели настоящего исследования разработаны шесть моделей с использованием ABAQUS с шестью различными расстояниями между кабелями ((8.04 М, 30 кабелей), (9.42, 25), (11.11, 22), (13.72, 18), (15.56, 16), и (16.67, 15)). Сначала на моделях проводится нелинейный статический конечно-элементный анализ, затем к кабелям прикладываются силы предварительного натяжения, после чего представляются режимы формы для каждой модели. Во-вторых, на моделях проводится нелинейный динамический анализ. В процессе оптимизации используются результаты, полученные в результате конечно-элементного анализа. Результаты показывают, что максимальное вертикальное отклонение уменьшалось, а напряжение кабеля увеличивалось с увеличением расстояния между кабелями как для статического, так и для динамического анализа. В результате, неподдерживаемая длина увеличивалась с увеличением расстояния между кабелями. Это приведет к большему отклонению и большим напряжениям в кабелях. Наконец, оптимальное расстояние между кабелями составляет 11,2 м, основанное на статическом и динамическом отклонении и напряжении кабеля.

• The impact of cable spacing on the behavior of cable-stayed bridges
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Design constants
    • 2.2. Finite elements
    • 2.3. Models
      • 2.3.1. Static Loading
      • 2.3.2. Pre-tensioning
      • 2.3.3. Earthquake Loading
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. Static analysis
    • 3.2. Modes of the bridge with the corresponding natural frequencies
    • 3.3. Dynamic analysis
    • 3.4. Optimum cable spacing
    • 3.5. Optimization
    • 3.6. Materials consumption and total cost
  • 4. Conclusions
  • 5. Acknowledgments

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 7 (91), 2019. — 1 файл (15,1 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-90.pdf>.