基于无应力状态法的系杆拱桥施工控制研究

为解决系杆拱桥在钢拱肋和钢梁拼装过程中线形的确定和控制等问题，通过基于无应力状态法的系杆拱桥施工控制方法，利用系杆拱桥构件单元的无应力长度和无应力曲率，建立了拱桥施工中间过程与最终成桥状态之间的联系，避免了系杆拱桥成桥后繁琐的调索步骤，并以某在建系杆拱桥为例，采用MIDAS Civil有限元软件建立全桥数值模型，对该桥施工过程进行模拟。结果表明：基于无应力状态法的系杆拱桥线形及索力控制方法计算准确，可行性好，实测拱肋、钢主梁线形偏差以及吊杆索力偏差均满足规范要求，同时可节省工期。     

基于正装迭代法的系杆拱吊杆张拉索力计算研究分析

为了研究正装迭代法在索力计算中的应用,文中以某大桥(钢管混凝土系杆拱桥)的施工监控为工程背景,应用大型通用有限元软件Midas/Civil建立有限元模型对该桥进行施工阶段分析计算。采用正装迭代法对该桥施工阶段4次吊杆张拉的张拉控制力进行计算,用该结果指导施工,得出实测索力,将实测值与理论值进行对比分析。研究正装迭代法在钢管混凝土系杆拱桥索力计算中的应用。     

无支架施工的系杆拱桥吊杆索力优化

本文结合蕴藻浜大桥施工过程,吊杆索力调整的计算和实施,采用平面有限元模型对其进行索力调整计算,探讨了吊杆调索方法及运用“桥梁博士”进行索力调整的方法,可为以后系杆拱桥的设计施工提供实用参考意义。     

特大跨系杆钢拱桥成桥状态与吊杆张拉力优化分析

特大跨异型系杆钢拱桥的成桥状态确定至关重要。采用基于影响矩阵的综合方法确定合理成桥索力,该方法考虑了系杆拱桥各吊杆间受力的相互影响;并采用Ansys Workbench有限元程序,建立了杭州市运河二通道358m大跨度异型钢拱桥有限元模型,通过结合刚性吊杆法和自动调索法确定吊杆的合理张拉力。以合理成桥索力为目标索力,采用影响矩阵法确定有应力状态下吊杆的施工张拉力,索力调整后与目标索力进行对比,误差控制在3%以内,达到了索力优化调整的目标。     

基于伸长量的影响矩阵法在提篮拱桥调索中的应用

以洛阳市伊川县滨河新区一座提篮拱桥方案为例,对其吊杆张拉的施工监控流程进行分析,探讨了影响矩阵法针对此类桥梁二次调索的实际应用。通过对拱桥吊杆张拉、调整过程的计算分析发现,采用影响矩阵法并以各吊杆伸长量为主要控制参数,可以较好地指导实际调索工作,其主要优势有:可不计张拉顺序,简化计算及现场操作;避免调索过程中温度变化的影响;减少总体张拉批次,提高调索效率。分析结果可为一般呈线性结构的提篮拱、系杆拱的调索工作提供参考。     

下承式钢筋混凝土异型系杆拱桥的施工监控技术

依托上海市大庆桥-下承式钢筋混凝土异型系杆拱桥,研究了异型系杆拱桥的施工监控技术。通过拱肋、主梁的线形与应力监测及吊杆的索力监测,取得了很好的成桥状态。结构变形和受力均与有限元分析结果吻合且安全可控,成桥索力与设计索力最大误差不超过8%且全桥索力累积误差为1.3%,验证了施工方案的可行性,可为类似城市异型拱桥施工提供参考。     

滁河特大桥吊杆张拉控制力计算

为了实现系杆拱桥吊索(或吊杆)力张拉的“一步到位”,避免后期的索力调整,针对滁河特大桥(尼尔森结构体系)的结构特点,以成桥状态下的吊杆力满足设计要求为目标,提出了优化数学模型及迭代算法实现过程,对吊杆张拉控制力进行了优化计算,给出了综合考虑成桥状态满足设计要求的吊杆张拉控制力,成功地进行了滁河特大桥施工过程控制.实践证明,采用优化的吊杆张拉控制力,能够满足该桥施工过程中拱肋、系梁的强度安全和稳定性要求,避免了吊杆多次张拉及调整方案.     

中下承式钢管混凝土拱桥吊杆更换的索力监控

中下承式钢管混凝土拱桥吊杆更换存在两次体系转换问题,为保证更换施工过程的安全,更换过程中要进行吊杆索力监控。该文介绍了中下承式钢管混凝土拱桥吊杆更换的内容、工艺原理及流程,以健跳大桥吊杆更换为例,通过对有限元计算结果和现场监测数据进行比较,结果证明实时监控索力不仅可以保证施工过程安全,而且通过调索可使得最终索力与计算值相符合,研究内容可为类似工程提供参考。     

影响矩阵法在施桥大桥吊杆二次调索中的应用

在系杆拱桥施工过程中,为增大结构的安全储备并保证主梁受力安全,通常对吊杆采用两次张拉,最终达到设计成桥索力,由此提出二次调索施调索力、顺序的计算问题.以影响矩阵理论为基础,建立了二次调索最优控制的数学模型,采用惩罚函数法求解,该方法计算精确、简便、实用,也可用于成桥后索力的误差调整.     

下承式系杆拱桥施工阶段受力特性研究

为研究某下承式系杆拱桥在施工阶段的最不利受力状态,采用空间有限元分析软件Midas civil,模拟实际施工流程,对其施工阶段的受力特性进行计算与分析。介绍了该桥在施工阶段有限元模型的建模要点,分析了吊杆索力、拱肋的应力、变形等随施工阶段变化的规律,针对薄弱部位给出了相应改善建议。结果表明,由于拱肋外倾,内侧吊杆索力远远大于外侧吊杆索力,且最大值均发生在最终施工阶段;在最初施工阶段,拱脚处截面左缘受拉、右缘受压,拱顶处截面左缘受压、右缘受拉;拱肋横向位移对拱肋的变形起控制作用,大于竖向位移的影响。分析计算结果可以为本桥及类似拱桥的施工分析提供参考。     

空间系杆拱桥吊杆张拉控制的研究

结合中山一桥吊杆张拉施工过程 ,采用大型有限元软件Ansys建立空间梁单元有限元模型 ,通过对空间系杆拱桥吊杆张拉过程的模拟分析 ,并运用Ansys软件的生死单元 ,分别采用影响矩阵法和倒装法计算出该桥施工中吊杆的张拉控制值 ,两种方法计算结果一致     

下承式系杆拱桥施工监控过程中索力的测试与调整

在系杆拱桥施工过程中,吊杆索力的大小直接影响着成桥线形及结构的内力分布。为此,在施工监控过程中,应对吊杆索力进行精确测试与调整。现结合实际工程,对常规索力测试方法进行改进,并介绍调索方法,以期对同类工程有所借鉴。     

高速铁路大跨钢管混凝土提篮式拱桥施工监控

为确保高速铁路大跨度混凝土提篮式拱桥的线形、应力及内力满足要求,以京沪高铁跨沪宁高速公路128m下承式尼尔森体系钢管混凝土提篮式系杆拱桥为例,根据有限元分析理论,采用大型空间有限元分析软件MIDAS Civil建立空间模型进行理论分析,对系梁、拱肋、吊杆进行线形、应力及索力监控.结果显示,系梁在前期施工期间沉降量较小,拆除拱肋临时支架以后的施工阶段中拱肋沉降量与理论计算值较接近,对整体线形影响不大;系梁和拱肋各应力测试截面实测应力变化趋势与理论值吻合良好,处于安全范围;吊杆实测索力与目标索力相对差值在±5％以内,满足设计要求.     

刚性系杆拱桥吊杆更换的施工监控技术研究

以上海浦东新区申江路赵家沟桥为例,介绍了刚性系杆拱桥更换吊杆的施工工艺,提出了刚性系杆拱桥更换吊杆的施工监控思路,从施工过程仿真计算、监控技术指标确定、吊杆更换的分级控制和吊杆计算长度的确定方面明确了监控过程中实施的技术要点。监控的结果表明:赵家沟桥主桥在更换吊杆前后,桥面标高、拱肋标高和吊杆索力各项指标的变化值均满足设计要求。对上海地区类似拱桥的吊杆更换具有一定的借鉴意义。     

系杆拱桥吊杆张拉调索方法的比选及实施

以上海大芦线二期航道整治桥梁工程的湖北桥系杆拱桥为例,对施工监控过程的吊杆张拉调索方法-基于影响矩阵法的分批张拉调索法与计算机控制的同步智能张拉调索法进行比选。采用传统的吊杆分批张拉调索法,吊杆张拉力的计算量大,吊杆力误差积累需要多次调整;而同步智能张拉调索法的吊杆力调整方便、控制精确,且张拉速度快。湖北码头桥的工程实践证明,同步智能张拉调索法的优势明确,值得类似工程的借鉴。     

有约束的最小能量法优化系杆拱桥成桥索力

为优化成桥索力,借鉴斜拉桥成桥索力的优化方法——有约束的最小能量法。以某系杆拱桥为工程背景,采用Midas/civil建立有限元模型,以各吊杆索力为自变量,求得主拱拱肋和主梁的拉压及弯曲应变能之和作为因变量,并限定节点位移、截面弯矩,以及吊杆索力。采用MATLAB建立数学模型求得最优成桥索力,并与刚性连续梁法、刚性吊杆法所得索力,以及成桥状态对比。有约束的最小能量法求得的索力使得主拱挠度平顺,拱脚处的弯矩更为合理。     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

双套拱塔斜拉桥索力张拉优化及控制

为研究双套拱塔斜拉桥施工控制技术,尤其是塔间索及斜拉索的张拉方案合理性及张拉控制方法,以小凌河大桥为背景,采用MIDAS Civil有限元软件建立该桥空间计算模型,进行施工过程的模拟计算,根据计算结果对拉索安装和张拉方案进行了优化。优化后,赋予塔间索初张拉无应力长度,二次调索时调整到成桥状态的无应力长度;斜拉索自内而外安装并张拉,索力小于250kN的斜拉索,调整其初张拉无应力长度使索力满足测量要求,其他斜拉索直接张拉到设计的无应力长度。监控结果表明,采用优化后的索力张拉方法对该类桥梁进行施工控制,整个施工过程中结构安全、受力明确,得到的成桥索力误差小。     

系杆拱桥吊杆索力转移的优化设计

系杆拱桥索力转移的优化方案设计是吊杆更换的一项重要内容,选择合理有效的索力转移优化方案,能有效避免吊杆集中力现象,保障桥梁结构稳定及运营安全。文中以VBA为平台计算吊杆在等步长和非等步长情况下更换吊杆的索力和应变及相邻吊杆的索力变化,确定系杆拱桥吊杆索力转移优化设计方案。结果表明,优化后索力均匀、结构受力合力、线形平顺。     

支架现浇系杆拱桥张拉索力调整计算

采用支架现浇施工的系杆拱桥,主梁落架后结构的边界约束易于模拟计算,该阶段下利于吊杆索力的调整计算。以主梁落架后实测索力为吊杆初始索力,该阶段下设计理论索力值为吊杆调整索力,采用影响矩阵计算方法,考虑张拉过程中主梁及主拱圈应力、位移的约束条件,同时兼顾实际张拉施工张拉次数及张拉顺序的要求,完成了南昌云飞路大桥吊杆张拉索力的调整计算。张拉完成后实测结果表明:采用该方法对吊杆索力调整张拉后,原索力偏差较大、全桥索力分布不均等情况大为改善,验证了该方法在实际工程中的有效性。同时,该方法可推广至其他索吊结构的索力调整计算中。