某T形刚构桥施工过程病害维修方案设计

某T形刚构桥在顶板预应力张拉过程中出现了箱内顶板混凝土崩裂病害,病害原因为混凝土强度不足和预应力定位偏差。针对该病害,提出顶板局部凿除方案(凿除崩裂区顶板,顺直管道后恢复)和顶板局部补强方案(新增横隔板),采用MIDAS建立该桥有限元模型,从施工难度和结构应力两方面进行比较分析,最后确定采用施工难度小、顶板压应力均匀且极值较小的局部补强方案作为推荐方案。采用减少预应力和增加铺装层厚度对推荐方案进行结构应力和主梁线形的优化,并对优化后维修方案进行施工阶段和成桥状态的结构验算。结果表明:结构各项验算指标均能满足规范要求,证明维修方案是合理的,通过维修可以保证桥梁的施工过程安全及使用要求。     

通河松花江大桥连续箱梁锚下局部应力分析

针对大吨位群锚体系锚下局部应力分布复杂的问题,以通河松花江大桥连续箱梁预应力施工工程为背景,利用大型有限元分析软件建立边梁预应力锚下局部分析有限元模型。考虑预应力孔道挖空及OVM锚具的影响,对预应力张拉完成后、管道压浆前的最不利受力阶段进行数值模拟,揭示锚下应力分布规律。并据此对箱梁预应力体系进行优化,提出优化方案。结果表明:设计优化后箱梁顶、底板,腹板及端横隔板最大拉应力值降为2~4 MPa,对改善局部不利应力条件有较好效果。     

六广河特大桥施工过程张拉索力优化分析

为保证平行钢绞线斜拉索的张拉精度及锚固性能,并提高张拉效率,以跨径为(242+580+242)m双塔双索面叠合梁斜拉桥——六广河特大桥为例,对斜拉索张拉方案进行优化。原方案以消除结构自重为主,兼顾结构受力,但需反复微调,耗时长且不利于锚固安全;优化方案提高了第二次张拉的索力值,减小当前节段湿接缝压应力储备,以控制下一节段钢主梁拼装时当前节段桥面板及湿接缝应力不超限为目标,并将第三次张拉调整时的单根张拉法改为大吨位千斤顶整体张拉。有限元计算及实施效果显示:采用优化后的张拉方案,施工过程及成桥后主梁应力及线形、斜拉索索力及桥塔偏位均满足规范要求,相对于原方案工期提前40d。     

斜拉桥桥塔塔吊附墙设计及其钢塔耦合效应研究

以目前世界上最大跨度的某钢桁梁斜拉桥空间钻石形桥塔为依托,对目前世界上首台万吨米级W12000-450型塔吊的附墙设计及附墙与钢塔的耦合作用进行系统研究。基于桥塔的施工工艺及现场结构布置,确定了塔吊的位置及附墙布置。通过建立桥塔与塔吊的施工阶段有限元模型,确定出塔吊附墙对钢塔的最不利荷载。在此基础上,利用钢塔T5节段局部分析有限元模型,对塔吊附墙与钢塔耦合效应进行分析。基于附墙对钢塔的作用效果分析,提出了钢塔T5节段的局部加固方案,对其加固效果进行了分析。研究表明：在最不利塔吊附墙荷载作用下,钢塔T5节段局部最大Mises应力为335 MPa,大于其材料容许应力312 MPa,需要对其进行局部加固。加固后,钢塔T5节段局部最大Mises应力降低至185 MPa,局部应力和变形均满足要求。     

七都大桥北汊桥辅助墩合龙方案优化分析

七都大桥北汊桥主桥为五跨连续半漂浮体系叠合梁斜拉桥。为解决三向千斤顶调整墩顶梁段时操作空间受限及支架局部受力不能满足顶梁要求、辅助墩合龙前悬臂梁段起吊角度过大的问题,文中对原方案进行了优化,采用调整索力与线形,改变合龙段梁长,桥面吊机起吊墩顶梁段匹配的方式进行施工控制。结果表明,施工控制过程中结构的塔偏、应力、线形、索力在允许范围内变化,现场实测数据与理论计算结果相吻合,优化方案可行。     

夜郎湖大桥主拱圈悬臂浇筑施工挂篮优化分析

夜郞湖大桥为净跨径210m的上承式钢筋混凝土箱形拱桥,主拱圈采用斜拉扣挂悬臂浇筑法施工时,提出了一种新型三角桁架式挂篮。挂篮自重(含模板)82.5t,最大承重188t,初步设计采用4根锚吊杆,锚固在拱圈底板。为验证挂篮初步设计方案的可行性,采用MIDAS Civil和MIDAS FEA有限元软件分别建立挂篮整体模型和拱圈1号节段模型,分析挂篮及拱圈局部受力性能;并根据分析结果进行挂篮优化设计及分析。结果表明:初步设计方案下挂篮应力较大,拱圈节段在锚吊杆锚固附近的主拉应力过大,不能满足施工要求;将锚吊杆数量优化为2根,并将锚固位置移至拱圈顶板后,与初步设计方案相比,优化方案的经济性更好,拱圈节段受力更合理,新型挂篮的优化设计方案可行。     

逐跨拼装中小跨径连续刚构桥临时固结方案优化研究

为优化中小跨径连续刚构桥逐跨节段拼装施工的边墩临时固结,以南昌市洪都高架桥PM45～PM48为研究对象,采用Midas软件建立"整体杆系+局部实体"的全桥有限元模型。结合现场临时固结方案,分两种优化方案,研究边墩临时固结方法对逐孔节段拼装不同点位的内力及变形的影响。结果表明:临时固结方案不同,主梁顺桥向位移不同,会导致成桥后内力不同。全联拼装完再解除边墩临时固结,有利于施工中线形控制,墩底截面拉应力也能够得到优化。临时固结的刚度越大,顺桥向位移越小,对边墩墩底应力影响就越大。对于完全刚性的临时固结,结构体系转换前后PM48墩底应力幅值变化最大;弱化固结刚度时,边墩顺桥向位移变化幅值最大。     

高铁32 m简支箱梁梁端局部应力研究

基于某高速铁路32 m简支箱梁设计方案,通过建立有限元模型,研究了梁端局部应力的影响因素,并确定了调整方案。研究表明,梁端局部应力受钢束影响较大,而对支座横向间距、竖向荷载、结构尺寸等因素不敏感。通过减小钢束规格、竖弯角等均可减小主拉应力。钢束布置同样对梁端局部应力有影响,通过增加或减少相应位置的钢束规格可以有效降低主拉应力。最后对推荐方案梁端进行了配筋检算,钢筋应力及裂缝宽度均满足规范要求。     

景观桥中V形墩的选型与设计

以北京市昌平区温榆河景观桥为背景,对V形墩的选型和分析步骤进行阐述。采用有限元软件MIDAS-FEA建立V形墩的有限元实体模型,通过对V形墩进行局部应力分析,掌握其受力特性和关键部位的应力状态,为同类工程的方案选型及结构优化提供参考意见。     

基于拓扑优化和灵敏度分析的车架轻量化改进

对某货车车架进行有限元分析,通过有限元法和试验验证该车架存在局部应力过大的问题,但是整体可进行轻量化改进,利用拓扑优化理论进行优化分析,根据优化结果和生产实际,给车架增加一根横梁以消除其应力集中现象;根据静态灵敏度分析确定弯曲应力和体积对厚度的灵敏度,并找出敏感部位,通过优化计算提出轻量化修改方案。     

吉林兰旗松花江大桥主缆、索夹、吊索的设计

吉林兰旗松花江大桥的设计本着安全、经济、适用、美观的原则,尤其是其悬吊系统的设计较有特色。该桥建成后,将成为国内最大的混凝土自锚式悬索桥。主要介绍了其悬吊系统的设计,重点是主缆、索夹、吊索的构造。     

吉林兰旗松花江大桥主缆、索夹、吊索的设计

吉林兰旗松花江大桥的设计本着安全、经济、适用、美观的原则,尤其是其悬吊系统的设计较有特色.该桥建成后,将成为国内最大的混凝土自锚式悬索桥.主要介绍了其悬吊系统的设计,重点是主缆、索夹、吊索的构造.     

斜拉桥施工索力控制

斜拉桥是高次超静定结构,且施工技术复杂,需要精确的施工控制。斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一,是斜拉桥施工控制中的重点和难点,因此很有必要对拉索施工控制进行详细的研究。以实桥为背景,对拉索施工控制的方法做了详细描述。     

大跨度悬索桥成桥主缆线形及内力识别研究

由预制平行高强钢丝索股组成的主缆,不仅可以通过其自身弹性变形,而且可以通过其几何形状的改变来影响体系平衡,表现出大位移非线性力学特征。为了获得大跨度悬索桥成桥主缆的真实线形及其内力分布,基于有限单元法,从主缆的几何形状出发,推导了与主缆形状一致的位移场,然后通过对节点水平方向和竖直方向平衡方程解藕,推导出主缆线形与结构系统参数的关系,在此基础上,进一步推导了主缆内力与结构系统参数的关系。将计算理论编译成MATLAB程序,并应用于某大跨度悬索桥成桥主缆线形及其内力识别,主缆计算线形与实测结果吻合良好。采用本文方法计算的主缆内力分布与通用有限元相应的计算值比较相近,从而验证了本文方法能够较准确地识别出成桥主缆的线形及其内力分布,另外具有易编程实现的优点。     

斜拉索索状态的精确计算

介绍了计算斜拉索的3种方法：悬链线法、抛物线法和有限元法，推导了悬链线法弹性伸长的计算公式，推导出了斜拉索精确的计算公式。结合长沙洪山庙大桥实际施工中的挂索问题，运用3种方法对3根代表性的索进行了计算，分析了3种方法的优缺点。     

中小跨径斜拉桥拉索监测方案研究

受建设环境及经济条件的影响,监测中小跨径斜拉桥的拉索安全一般只能通过在部分拉索上布置的少量传感设施来完成。如何将少量传感设施布置在桥梁拉索的恰当位置并取得最接近实际情况的数据,已成为桥梁安全监测设计时需要处理的关键性问题之一,而恰当的位置只能通过拉索的相关性来确定。     

刘家峡大桥主缆空隙率及索夹抗滑移试验研究

刘家峡大桥主桥为单跨536 m 的桁式加劲梁双索面悬索桥,单根主缆采用44股127根φ5．2 mm 镀锌高强钢丝,设计空隙率在索夹处取18％,在索夹外取20％,主缆索夹由2个半圆形铸钢结构通过高强度螺栓上下对接紧箍在主缆上,接缝处嵌填橡胶防水条。索夹的抗滑移性能是影响悬索桥主缆正常使用的一个主要因素。为了解该桥索夹抗滑移性能是否满足设计要求,在大桥主缆架设完紧缆后,在主缆上同时安装制动索夹、试验索夹以及推力千斤顶,利用千斤顶模拟索夹下滑力,对计算确定的最不利索夹进行顶推试验,测试索夹抗滑移摩阻系数和索夹内、外部空隙率。试验结果表明：实测索夹抗滑移摩阻系数为0．213,大于设计要求的0．15,满足设计要求;实测索夹内、外部空隙率分别为17．6％、18．4％,满足设计要求。     

斜拉索索状态的精确计算

介绍了计算斜拉索的3种方法:悬链线法、抛物线法和有限元法,推导了悬链线法弹性伸长的计算公式,推导出了斜拉索精确的计算公式.结合长沙洪山庙大桥实际施工中的挂索问题,运用3种方法对3根代表性的索进行了计算,分析了3种方法的优缺点.     

基于挠度及索力监测的斜拉索损伤敏感性分析

由于斜拉索的锈蚀断丝等损伤必然导致索力及结构内力状态的改变,主梁的挠度也将随之发生变化,本文以一座独塔斜拉桥为例,从主梁挠度及索力的监测方法出发,以拉索损伤的敏感性分析为手段,探讨基于主梁挠度及索力监测的斜拉索损伤识别的方法及其适用性.     

斜拉桥拉索减振阻尼器对拉索索力测量的影响研究

针对采用频率法测量拉索索力时拉索外加阻尼器对索力测量精度影响的问题,提出了考虑拉索垂度的拉索-阻尼器系统模态频率的分析方法,研究了阻尼器安装的相对高度、拉索的计算长度、阻尼系数等对拉索模态频率的影响程度和规律,获得了消除拉索减振阻尼器对索力测量精度影响的办法。研究表明,外加阻尼器对拉索低阶模态频率影响很大,采用高阶模态频率测量拉索索力时,索力测量能获得很好的精度。随着拉索-阻尼器系统相对安装长度和阻尼系数的增大,阻尼器对拉索模态频率的影响也越大,当阻尼系数增加到一定程度后,拉索的高阶模态频率基本与阻尼系数无穷大时的频率接近,阻尼器相当于固定支撑。以岳阳洞庭湖大桥A11号拉索为例,验证了该方法合理可行。