斜拉桥施工过程中的索力控制与优化研究

根据斜拉桥结构受力特性和施工控制的需要，在模拟斜拉桥实际施工过程计算的基础上，通过建立斜拉桥施工初始索力和主梁（或塔）内力关系的数学模型，以成桥时主梁内力最小为控制目标，以各施工阶段的塔梁受力及塔梁变形为约束条件，采用有限元方法优化出斜拉桥施工初始索力和成桥恒载时的最终索力，保证了结构受力合理和施工安全。     

基于影响矩阵法的非对称独塔斜拉桥索力优化

非对称独塔斜拉桥结构新颖,造型独特,在外荷载作用下的变形及受力规律与常规斜拉桥不同。斜拉索能通过千斤顶主动施加张拉力改变主梁受力条件,改变主梁和主塔的线形及主梁的受力性能规律。因此非对称独塔斜拉桥在设计、施工及运营过程中的索力控制十分关键。该文以珲春大桥为背景,采用Midas建立了斜拉桥的空间有限元模型,以主梁及主塔的弯曲和拉压应变能最小为目标函数,采用影响矩阵法,进行了成桥索力优化,同时考虑施工过程对结构产生的内力进行分析。结果表明:影响矩阵法在非对称独塔斜拉桥成桥索力优化中效果良好。     

部分斜拉桥发展综述

部分斜拉桥的受力性能与结构介于预应力连续梁与斜拉桥之间,近十年来发展较快.在广泛收集资料的基础上,列表给出了所收集到的国内外部分斜拉桥修建一览表;对部分斜拉桥的受力特性、结构特点、适用范围和桥型名称进行了讨论;最后结合桥例对国内外最新的发展动向,如高塔型部分斜拉桥、钢-混凝土复合主梁部分斜拉桥、波形钢腹板PC主梁部分斜拉桥,进行了介绍.     

斜拉桥最大双悬臂施工阶段主梁剪力滞效应分析

以五河口斜拉桥为研究背景,采用有限元理论,对斜拉桥在最大双悬臂施工阶段的主梁空间受力状态及剪力滞效应进行了仿真计算分析,得出了该施工阶段主梁剪力滞效应的基本规律。     

带箱内斜撑矮塔斜拉桥施工过程受力性能分析

为研究主梁为横向弯曲十竖向弯曲模式的矮塔斜拉桥在施工过程中的受力性能,以孟加拉新沙哈·阿曼纳特大桥主桥为背景,利用有限元软件对该桥施工过程进行模拟计算.分别计算了施工预拱度、施工过程主体结构的整体受力性能、挂篮荷载作用下主梁结构的局部受力性能及主梁双悬臂状态下的箱梁结构屈曲稳定性,并结合国内规范和美国AASHTO规范各自不同要求进行安全性分析.分析结果表明,桥梁各构件施工过程整体应力水平和最大双悬臂状态下的主体结构屈曲稳定性满足规范要求,各项受力性能指标基本满足结构安全性要求,部分区域局部应力偏大,应采取特殊施工工艺措施解决.     

大跨径曲线斜拉桥主梁有限元模拟方法

大跨径斜拉桥总体计算与全桥施工控制的有限元分析,主梁通常采用单主梁的"鱼骨"简化模型来模拟。而对于大跨度曲线斜拉桥,尤其是采用π型截面主梁,"鱼骨"简化模型存在不能准确模拟桥梁的横向受力、扭转受力、剪力滞特性等缺点,无法全面真实地反映主梁的施工与运营全过程受力学特性;本文提出了以板单元模拟桥面板、梁单元模拟两个边肋和横隔梁的方法来模拟π型截面主梁(下文中简称"梁板组合模型");同时,以刚果(布)滨河大道平曲线斜拉桥为研究对象,考虑了该桥的实际施工特点,结合施工过程中各种因素(如浇筑新梁段、张拉预应力钢束、混凝土收缩徐变等)的影响,针对两种主梁有限元模拟方法进行了全面的对比研究。其结果表明:"梁板组合模型"更能够反映平曲线斜拉桥的重要力学行为和受力特点。     

斜拉桥水平转体施工主梁脱架影响分析

分段施工桥梁随着施工过程的进行,桥梁结构受力和线形都在不断地发生变化。绥芬河斜拉桥为我国跨径最大,转体重量最大的水平转体斜拉桥,其所采用的单点平铰施工技术和采用的落地支架施工方法均为国内首次采用,施工过程中梁体与支架接触,桥梁结构受力不明确,可供借鉴的施工经验少。主梁脱架后因主梁两侧混凝土浇注量的不均衡而产生的不平衡弯矩使斜拉桥整体向一侧倾斜,为保证斜拉桥的顺利转体,必须采取有效措施克服不平衡弯矩。本桥采用了在梁体一侧加沙袋的方法,加载结果表明该方案切实可行。最终,绥芬河斜拉桥顺利转体,桥梁轴线偏差为3 mm,桥面高程偏差最大值仅为12 mm。     

部分斜拉桥结构受力特点及施工控制方法

该文以无锡市清宁大桥部分斜拉桥工程为背景,介绍了预应力混凝土主梁部分斜拉桥的受力特点,施工控制思路和方法,以及清宁大桥部分斜拉桥的施工情况,总结出预应力混凝土主梁部分斜拉桥的施工控制方法和思路。     

寒区独塔斜拉桥支架施工控制过程仿真分析

斜拉桥施工中关键点之一就是通过索力调整来实现理想的几何线形和合理的内力状态。该文以安邦河斜拉桥为研究对象,针对其结构特点和施工方法,进行了施工控制过程仿真分析。通过确定各阶段索力,控制施工过程中结构受力及主梁线形,并考虑温度变化产生的影响,为该桥的施工控制提供依据。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥静力特性分析

分别以主跨180 m的波形钢腹板矮塔斜拉桥和PC箱梁矮塔斜拉桥为研究对象,通过数值模拟分析,比较2种不同主梁的矮塔斜拉桥在恒裁、预应力荷载以及温度荷载作用下结构的受力特性.结果表明,与PC箱梁矮塔斜拉桥相比,虽然波形钢腹板矮塔斜拉桥由混凝土收缩徐变引起主梁钢束预应力损失大,但其主梁的预应力效率更高,成桥状态下预应力储备...     

宽幅斜拉桥主梁施工阶段受力特性分析

为研究单侧变宽主梁斜拉桥在施工过程中主梁的结构受力行为,以便对桥梁进行准确的施工控制,以武汉市金桥斜拉桥为背景,先采用杆系模型进行整体计算,后基于ANSYS有限元软件,采用空间实体单元建立主跨主梁及斜拉索的子模型,分析该桥主跨悬臂施工过程中主梁的受力情况.分析结果表明:节段浇注时,部分节段的顶板处于受拉状态;中纵肋在整个节段的施工过程中,顶缘处于受拉状态,底缘处于受压状态,带索横梁在整个节段施工过程中均表现为受压;左、右顶缘和中纵肋顶缘受拉区域和拉应力值随节段施工的进行而变动,各研究区域变动范围不同.各区域应力均未超过设计允许值.     

收缩徐变效应对三塔单索面矮塔斜拉桥的影响分析

矮塔斜拉桥又被称之为部分斜拉桥,是一种结合了连续梁桥与斜拉桥受力特性的新桥型。近年来,在其适用跨径(100～300 m)内得到了广泛的应用,且一般多采用混凝土主梁结构。为了探讨混凝土收缩徐变效应对主梁结构的作用机制和时效特性,结合永州市城南大桥工程的设计项目,利用桥梁结构分析软件Midas/Civil,构建桥梁仿真三维模型,研究三塔四跨单索面矮塔斜拉桥在成桥状态后,主梁、桥塔、斜拉索等构件受到收缩徐变效应作用后的反馈。通过建立空间有限元预测模型,对成桥时刻、运营10年后4个时间节点(1、3、5、10年)的收缩徐变影响进行分析,总结出其对矮塔斜拉桥主体结构各组成部分均有较大影响的结论,在设计及施工过程中应引起足够的重视并进行关键控制。     

波形钢腹板部分斜拉桥受力性能分析

为探讨200m跨径范围内波形钢腹板部分斜拉桥的适用性,采用有限元分析,对比研究了跨径布置相同、承受荷载能力相当的波形钢腹板部分斜拉桥、混凝土部分斜拉桥、波形钢腹板斜拉桥和波形钢腹板连续刚构桥4种结构形式桥梁各主要构件的受力性能。结果表明:波形钢腹板部分斜拉桥主梁的结构形式及受力特性介于波形钢腹板连续刚构桥和波形钢腹板斜拉桥之间,更接近于连续刚构桥;与同跨径混凝土部分斜拉桥相比,波形钢腹板部分斜拉桥自重减轻,主梁结构更轻型化;混凝土部分斜拉桥与斜拉桥的界定方法和斜拉索容许应力的取值方法同样适用于波形钢腹板部分斜拉桥。     

无背索斜拉桥结构设计与施工

无背索斜拉桥是一种新型斜拉桥,其造型独特,且极具视觉冲击,适合于对景观要求较高的城市桥梁。为了全面了解其结构构造、受力特点及动力特性,以某无背索斜拉桥方案设计为例,详细介绍了主塔、主梁、拉索等主要构件结构设计,并通过建立三维有限元模型,分析了其动力特性与稳定性。结果表明,一阶失稳模态为主塔侧弯,其稳定系数偏高,主塔截面仍有优化空间。另外,分析了无背索斜拉桥的斜塔倾角及主梁截面形式选取等关键技术问题,并介绍了无背索斜拉桥施工方法     

大跨径斜拉桥钢-混凝土叠合梁架设工序优化及受力分析

珠海市洪鹤大桥主航道桥为主跨500m的双塔双索面叠合梁斜拉桥,为缩短大桥双悬臂状态的时间,保证大桥整体结构的安全,主梁施工采用双节段循环、湿接缝同步浇筑的施工工艺,并对双节段循环施工工序的主梁受力状态进行了分析,结果表明:双节段循环施工阶段,第一个节段钢梁、桥面板混凝土的受力状态变化较大;成桥后,主梁结构应力值比单节段循环施工增大7.0%～11.4%,但应力值仍满足规范要求。     

多塔斜拉桥发展综述

经历了斜拉桥建设的大发展,多塔斜拉桥正越来越多地被采用,在广泛收集资料的基础上,对其中一些实例进行了介绍;对多塔斜拉桥的结构特点、受力特性进行了讨论;对改善结构体系刚度的众多措施进行了评述,并对解决多塔斜拉桥长主梁温度受力的问题做了简要的讨论。     

柔梁密索体系矮塔斜拉桥敏感参数分析

在特定的建设条件下柔梁密索体系矮塔斜拉桥具有其独特的优势,但工程实例较少,缺乏系统性研究。该文以榕江大桥为背景,通过理论分析及有限元仿真计算,研究其构造特征及受力特点,并对斜拉索布置形式、塔高及主梁刚度等敏感参数进行系统分析。得到如下初步结论:柔梁密索矮塔斜拉桥受力特性与斜拉桥相似,可通过索力优化达到合理成桥状态;塔矮整体结构刚度低,主梁轴力及斜拉索索力相比斜拉桥要大;斜拉索布置形式对结构受力有明显影响,辐射形布置时主梁轴力最小,仅为竖琴形布置时的一半,扇形布置介于两者之间。塔高对结构受力影响显著,随着塔高降低,斜拉索使用效率降低,主梁轴力、斜拉索索力、主梁活载弯矩及挠度、斜拉索活载应力幅均有显著的增加;主梁刚度对活载作用下结构内力也有显著影响,随着主梁刚度的提高,主梁活载弯矩增大、活载挠度减小,斜拉索活载应力幅显著较小。设计时宜充分利用有限塔高,采用可改善拉索倾角的辐射形布置,适当提高主梁刚度,以获得理想的整体结构刚度,调整索梁荷载比,从而使结构受力合理。     

贵黔高速鸭池河大桥主梁结构受力行为分析

贵黔高速鸭池河大桥采用主跨800m的钢桁-混凝土梁混合梁斜拉桥,主跨主梁为正交异性钢桥面板结合钢桁梁,边跨主梁为预应力混凝土边箱梁,主跨钢桁梁与边跨混凝土箱梁间采用钢箱过渡。为明确大跨度混合梁斜拉桥主梁受力特点,确保结构安全,对该桥主梁结构进行整体计算,并对其重点部位进行局部应力分析。计算结果表明:主梁结构整体刚度大,各项设计计算指标均满足规范要求,局部构造受力性能佳;该类型主梁能适应类似的主跨大、边主跨比小的混合梁斜拉桥体系。     

红水河特大斜拉桥中跨钢主梁缆索吊装施工关键技术

红水河特大斜拉桥位于深谷之上,由于地质条件的限制,中跨钢主梁采用缆索吊装法施工,该工法在斜拉桥主梁施工中相对较少见。该文详细论述该斜拉桥缆索吊装系统以及相应的施工流程;对主缆等受力进行了详细检算。采用缆索吊装施工方法,该桥工期和施工质量均得到了良好的保证,为斜拉桥缆索吊装施工积累了经验。     

石首长江公路大桥主梁钢混结合段设计及有限元分析

钢混结合段是混合梁构造的关键部位。结合石首长江公路大桥主梁结构特点及受力特性,及超大跨度斜拉桥主梁钢混结合段既有研究成果的基础上,拟定了该桥主梁钢混结合段构造,通过受力计算分析,验证该钢混结合段结构的安全性,并总结了石首大桥主梁钢混结合段的设计特点和先进性。