系杆拱桥吊杆张拉方案优化试验研究

以兰新二线新疆乌鲁木齐河特大桥1跨128 m系杆拱桥为背景,建立室内1/16缩尺模型,参照等跨径的3座系杆拱桥索力张拉力进行系杆拱桥吊杆索力张拉试验。设计了4种张拉方案分析系杆拱桥张拉过程中索力变化规律及拆除支架后系梁的应力分布和线形变化情况,推荐了整体受力合理的张拉方案。吊杆在张拉过程中表现出明显的应力重分布,且应力重分布规律呈非线性变化。试验中最先张拉的5#,13#吊杆索力受到的影响最大。拆除支架后系梁变形呈抛物线状,吊杆索力、系梁挠度和系梁应力均增大。     

系杆拱桥施工过程索力变化规律试验研究

为研究系杆拱桥在施工过程吊杆索力变化规律,依据兰新二线乌鲁木齐河特大桥1/16缩尺模型试验,针对系杆拱桥吊杆张拉过程进行模拟实验研究,对比常见的2种跳跃式张拉顺序,揭示系杆拱桥吊杆在张拉过程中索力变化规律,经过综合分析张拉方案2优于张拉方案1。同时建立该桥有限元模型,经对比分析得到一致的规律,对同类拱桥的设计和施工控制提供了可借鉴的试验依据。     

高速铁路钢管混凝土系杆拱桥吊杆纠偏分析

以高速铁路上某钢管混凝土系杆拱桥为实例,分析该桥吊杆偏位的原因及其影响,并对其成桥及运营各时期监测索力的差别进行判别,采用有限元软件Midas/Civil建立该下承式钢管混凝土系杆拱桥的空间有限元计算模型,根据索力监测数据结果通过迭代计算得出相应时期的拱桥状态,分析该拱桥在吊杆纠偏工况下的桥梁结构安全及其变形对列车运营安全的影响,并为后续的纠偏施工给出具体的操作建议,所得结果可用于指导该桥的吊杆纠偏施工,并可为同类桥梁的施工积累更多的可供借鉴的理论和实践经验。     

基于差值法的系杆拱桥更换吊杆方案优化研究

采用临时吊杆法更换中承式钢筋混凝土系杆拱桥吊杆,通过临时吊杆梯度转移吊杆力,完成吊杆更换。在现有等步长更换的基础上,为减小更换吊杆对相邻吊杆索力和桥面线形的影响,对吊杆张拉方案进行研究,提出采用差值法进行梯度张拉和卸载。研究表明,采用差值法更换吊杆,可以明显减小桥面线形的变化量,减小对相邻吊杆索力的影响,并且至张拉完毕索力和线形均在限值范围之内,无需二次调索。     

整束挤压式吊杆安装及张拉施工关键技术

阜阳市向阳路颍河大桥主桥为(47+148+47) m三跨下承式梁拱组合体系钢结构拱桥。全桥共设吊杆42根,采用钢绞线整束挤压可更换成品吊杆体系。为安全、高效地完成吊杆安装,研发了一种拱桥柔性吊杆高空安装操作平台,借助起吊设备能高效精确地将吊杆固定端叉耳与拱圈耳板对接。为最大限度减少吊杆张拉对桥梁结构内力及线形的影响,针对整束挤压式吊杆构造特点,研发双顶对称同轴专用张拉工装与之配套施工,对纵横桥向同一编号的4根吊杆同步进行张拉。通过MIDAS/Civil程序对不同张拉工况进行有限元分析,确定合理的张拉顺序,减少了吊杆索力调整次数。通过施工实践及监控实测表明:吊杆安装及张拉方法在技术上是可行的,吊杆张拉顺序是合理的。     

钢管混凝土系杆拱桥吊杆力计算及调索方法研究

基于杠杆原理,采用解析方法计算钢管混凝土系杆拱桥吊杆力,探讨系杆拱桥成桥后吊杆张力的调整方法,指出常用的调整吊杆张拉力方法的适用范围,针对工程中常用的影响矩阵法进行改进。以某钢管混凝土系杆拱桥为例,利用桥梁结构分析专用软件建立分析模型,得到钢管混凝土系杆拱桥吊杆的影响矩阵,分析改进前后影响矩阵法调整吊杆力的效果。分析结果表明:采用杠杆原理计算钢管混凝土系杆拱桥的吊杆张拉力简单快捷,利用改进后的影响矩阵法进行钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉力的调整,更符合吊杆调整的实际施工过程,吊杆成桥主动张拉力以成桥恒载产生的索力为控制目标值,且吊杆力的调整以结构线形为主。     

刚性系杆拱桥成桥吊杆索力优化方法的适用性研究

针对刚性系杆拱桥的成桥吊杆索力优化问题,在综述常见的几种索力优化方法基础上,结合具体的工程实例,通过比较分析吊杆索力及其相应的系梁、拱肋弯矩,探讨这些方法在确定刚性系杆拱桥成桥吊杆优化索力上的适用性。研究结果表明：刚性支承连续梁法和零位移法不适用于此类系杆拱桥,内力平衡法和刚性吊杆法不适用于本文的工程实例;弯曲能量最小法和弯矩最小法适用于在初步设计阶段确定此类系杆拱桥的成桥吊杆索力;有约束的弯曲能量最小法适用于在施工图设计阶段和施工监控过程中确定此类系杆拱桥的成桥吊杆索力。     

考虑施工阶段的高铁系杆拱桥吊杆张拉优化研究

将影响矩阵法引入系杆拱桥,建立以优化前后吊杆成桥索力差值向量二范数平方的最小值为目标函数,以吊杆张拉力为变量,以各个施工及成桥阶段中系梁和拱肋的挠度、应力以及吊杆索力作为约束条件的优化模型,通过该优化模型的计算来减少施工阶段的吊杆张拉次数。基于该优化模型,以新建某高铁线144 m下承式尼尔森体系简支拱桥为工程实例,获得施工阶段1次张拉的吊杆张拉力。研究结果表明:优化后采用吊杆1次张拉方案的系梁和拱肋的挠度、内力与设计状态较接近,验证了该优化模型的可靠性和有效性。该优化方法可为同类型桥梁的设计和施工提供参考。     

钢管混凝土系杆拱桥拱肋及吊杆施工监控

以在建郑州—万州铁路河南段一座128 m钢管混凝土系杆拱桥为工程实例,介绍了施工中拱肋及吊杆的监控要点。选取拱肋线形、拱肋应力、吊杆索力作为主要的监控对象,通过有限元分析,选取了拱脚、1/4拱、拱顶作为拱肋线形、应力的监控截面。根据工程实际情况,选择合适的仪器(HF-5B型桥梁光电挠度仪)进行数据采集,提高了测量精度。同时,结合虚功原理运用MIDAS/Civil建立了考虑现场实际的全桥仿真模型,获得了经实测数据验证的吊杆张拉影响矩阵,用于指导吊杆张拉,并将各施工阶段的实测值与有限元计算值进行对比,指导现场施工。结果表明,各施工阶段的拱肋线形、应力及调整后的吊杆索力均在合理范围之内,满足设计要求。     

钢管混凝土系杆拱桥施工关键技术及整体稳定性分析

介绍了某铁路客运专线跨径113.3 m钢管混凝土系杆拱桥施工关键技术,包括支架搭设、主梁施工、钢管混凝土灌注及吊杆张拉等。并对施工及运营过程中该桥的整体稳定性进行了分析,得出的结论可供同类桥梁参考。