悬索桥的锚碇-锚跨单元研究及应用

为在悬索桥结构分析中精确计算锚跨索股的张力,建立了包括锚碇、散索鞍及锚跨索股在内的3节点组合单元,该单元精确考虑了锚跨内各索股的空间走向,满足索股与鞍座相切及节点间索股无应力长度不变两个重要务件,并能考虑锚碇的沉降对锚跨索股索力的影响.假定成桥状态锚跨索股张力的合理分布模式后,根据散索鞍的自立平衡条件及锚跨索股与散索鞍...     

悬索桥锚跨索股张力简化调整方法

目前悬索桥施工过程中锚跨索股张力基本采用传统方法调整,在索股调整方面,不适用于散索鞍解除临时约束后的调整,而且存在调整次数多、精度不高等不足,为提高悬索桥施工速度和索股张力控制精度,研究了锚跨索股的索力调整方案,根据散索鞍解除临时约束后索股索力调整困难的现象,分析了散索鞍转动对索股索力增长规律的影响,提出一种以调整量为控制的索力调整新方法并进行实桥验证,结果表明:该调整方法可修正散索鞍转动的影响,大幅减轻了索力调整的工作量。     

基于解析法的悬索桥锚跨索股分析

为在悬索桥结构分析中能精确方便地计算锚跨索股下料长度以及空缆状态下各索股张力,从竖弯切点出发,考虑悬链线与多段圆之间的几何协调关系,选择合理的索力分配模式,求解成桥状态下各索股空间走形和下料长度;以不动点到锚点间的无应力长度保持不变为条件,根据假定的竖弯角和计算可得的平弯角以及竖弯切点处的几何协调条件,采用解析法求解空缆状态下各索股张力。结果表明,本方法能快速、准确地计算锚跨各索股下料长度和空缆状态下各索股张力,提高施工锚跨索股施工监控的精度。     

悬索桥锚跨索股分析研究

由于锚固的需要,悬索桥锚跨索股是离散的空间索股,而索股张拉力是索股架设时的一个重要参数,为此,提出了成桥状态锚跨索股索力合理分布模式的概念,计算成桥状态各索股精确的空间走向、索力和无应力长度,然后通过对索股架设过程的分析,计算各索股架设时的张拉力,最后通过算例分析索股架设时锚跨各索股张拉力的变化情况,计算表明,索股的最大张拉力与最小张拉力之比可超过1 5。     

悬索桥主缆架设过程分析

采用PWS法架设主缆时，基准索股的线形和锚跨索股张拉力是施工时的2个重要参数，为此，提出了2种成桥状态锚跨索股索力的分布模式，通过成桥状态的计算得到各索股精确的无应力长度，然后根据索股架设过程分析，计算基准索股的空缆线形和各索股架设时的张拉力，最后通过算例比较了基准索股线形和成缆线形的差异，并分析索股架设时各索股锚跨张拉力的变化情况。     

大跨度悬索桥锚跨索股张力计算参数影响分析

为提高悬索桥锚跨索股张力控制精度,针对锚跨索股的构造特点,基于解析法推导了锚跨索股张力控制精度的一般表达式;结合大型通用有限元计算程序,建立了锚跨索股的两种不同的力学等效计算模型,分析了拉杆的边界条件、物理特性、长度比值等因素对锚跨索股张力计算结果的影响幅度及规律。研究结果表明:拉杆的边界条件对计算结果的影响较大,且拉杆边界条件的特性随索股内部张力的变化而变化,即边界条件由铰接状态向固结状态演变;拉杆弯曲刚度对锚跨索股张力计算结果的影响,主要是由连接拉杆的长度比值决定,当拉杆长度比值小于一定限值或索股应力处于某特定状态时,可将锚跨内的双连接拉杆简化为单连接拉杆进行分析,对应的计算结果仍具有较高精度。     

大跨度悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的计算方法

为安全快速地实现大跨度悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角的施工调整,针对空缆状态下锚跨索力与散索鞍偏角相互耦合的结构特殊属性,研究了锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的计算方法。基于小变形假设,并结合大跨度悬索桥的结构特性,计算出散索鞍IP点沿其支承滑移面的平动刚度,根据散索鞍IP点处的力平衡条件,推导出锚跨索影响矩阵,继而将锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的目标函数用锚跨索弹性伸长量和散索鞍偏角的形式表示;借助数值仿真软件,基于迭代求解的方式建立了大跨度悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的计算方法,并根据数值模拟结果提出了锚跨索施工调整顺序及调整量的优化方法。研究结果表明:由锚跨索影响矩阵计算所得的调整后索力同实测值保持一致;按照优化后的理想锚跨索调整方案计算得到的最终索力理论误差在0.1kN以内且调整过程未出现索力过大或者过小的情况;该计算方法理论上能够安全快速地实现锚跨索力及散索鞍偏角的施工调整,且可满足锚跨索的抗滑移要求,具有一定的工程应用价值。     

高温下悬索桥主缆丝股锚跨张力的合理控制值研究

在悬索桥丝股架设阶段，温度变化对锚跨和边跨张力的影响相差较大，施工中在散索鞍能自由活动之前，太大的温度变化将使散索鞍槽内丝股的固定变得困难。介绍了在高温季节确定丝股锚固张力的合理控制值的原则，提出了合理的施工控制建议。     

锚跨张力自动测控系统研究

利用单片机自动测控原理，通过压力步长优化设计，实现了对多股悬索桥索股张力的精密实时控制，提高了国内悬索桥锚跨张力自动控制的水平。     

基于索梁组合结构的悬索桥锚跨段索力修正算法

在悬索桥锚跨段索力测试中,传统的振弦法将锚跨段索振动看作为理想弦振动,忽略了锚跨段拉杆的抗弯刚度,带来了较大的索力测量计算结果误差。为了求解更加精确的锚跨段索力值,保证悬索桥主缆索力监控的精确性、成桥阶段主缆线型的准确性和吊索索力的均匀分布,通过分析索梁组合结构模型,建立了锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合力学模型,运用主缆振动频率的索力计算方法,运用Hamilton变分原理推导提出悬索桥锚跨段,锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合结构的索力修正算法。分析了锚跨拉杆与索连接处的边界条件问题,保持索梁连接处为铰接状态,不改变边界条件的物理属性。基于Mathematica数学计算软件上,设计求解程序并求解索梁组合结构振动矩阵方程,得出对应索梁组合结构频率的索力值的数值解。通过对比分析数据理论计算、有限元分析软件及恩施水布垭清江特大悬索桥实际工程实例测量结果,来验证考虑悬索桥锚跨段拉杆的抗弯刚度修正算法的合理性。研究结果表明:相对于传统的索力测试简化算法,运用索梁组合结构推导的锚跨段索力计算公式,可以更准确地表达索力、锚跨拉杆抗弯刚度和索力基频之间的关系,进而减小因为拉杆抗弯刚度所带来的索力计算结果的误差,得到更加符合实际主缆张拉状态的索力值。