无应力状态控制法——斜拉桥安装计算的应用

利用分阶段施工桥梁结构的力学平衡方程和无应力状态按制法的基本原理确定斜拉桥施工中间过程理想状态.以桥梁构件单元的无应力状态量必须满足成桥目标状态要求作为控制条件,直接由斜拉桥最终设计成桥目标状态求解桥梁施工过程状态的内力和线形.混凝土斜拉桥施工过程的收缩和徐变实际上是改变了构件单元的无应力长度和无应力曲率,应通过施工中的预拱度来调整.     

无应力长度正装迭代法在无背索斜拉桥工程中应用

在斜拉桥施工过程中,每次张拉的斜拉索都会对其他斜拉索产生复杂的影响,通常采用倒拆法、倒拆-正装法及无应力状态法均存在不同程度的不闭合问题,不容易求解到合理的施工过程索力。为研究确定无背索斜拉桥施工时合理施工状态的方法,以一座主跨180 m无背索斜塔单索面钢混组合斜拉桥为例,采用Midas Civil基于无应力长度结合正装迭代思路建立成桥阶段和施工阶段有限元分析模型。首先根据初始索力求解出无背索斜拉桥初始无应力长度,然后依据最小二乘原理通过多次正装迭代分析,使斜拉桥施工最终状态和成桥目标状态差异达到允许范围内,求解得斜拉桥合理施工状态的索力值。通过实例证明,基于无应力长度正装迭代法可以较好地解决无背索斜拉桥施工正装分析的不闭合问题,完成索力优化,满足工程精度要求。对无背索斜拉桥合理成桥状态索力及合理施工过程索力优化提供了一定参考,具有一定的推广价值。     

无应力长度参数正装迭代法工程应用

以滨海大道南台头闸桥为工程背景,利用有限元分析软件Midas模拟斜拉桥正装施工过程。通过建立每根拉索与成桥状态参数(索力、位移、内力)之间的影响矩阵,分析施工过程中索力优化问题,采用无应力长度参数正装迭代法,利用最小二乘法修正各斜拉索的无应力长度,结合迭代分析,解决结构不闭合问题,直到满足工程要求,达到合理的成桥状态。实例证明:基于无应力长度正装迭代法可以方便地解决斜拉桥施工正装分析的不闭合问题。     

Secant Iterative Method for Determining Construction Cable Forces of Combined-system Bridge with Cable and Girder

索梁组合体系桥梁属于高次超静定结构,由于各种非线性因素的影响,该类桥梁施工索力的确定有着很高的技术要求,针对索梁组合体系桥梁中主梁采用满堂支架施工的情况,提出了割线选代算法,该方法思路清晰,计算简单,收敛性好,本质上属于正装迭代算法.通过对拱梁组合体系桥梁和斜拉桥算例的研究表明:对于主梁采用满堂支架施工的索梁组合体系桥梁,采用割线迭代法确定施工阶段拉索张拉力是可行的,迭代得到的成桥状态内力与合理成桥状态内力吻合得很好;在确定合理成桥状态时,考虑与不考虑收缩徐变作用都是可行的,但考虑收缩徐变作用可以使得割线迭代法效果更好;割线迭代法对初始迭代力的选取要求很宽松,但选取合适的初始选代力可以减少迭代次数.     

确定钢桁梁斜拉桥合理施工阶段索力的索长迭代法

为解决斜拉索无应力长度缺失带来的施工控制精度问题,实现大跨度钢桁梁斜拉桥施工控制的精细化、高效化,丰富合理施工阶段索力的计算方法,基于斜拉索的无应力长度表达式,根据张拉前的结构实际状态与斜拉索目标无应力长度,提出了求解钢桁梁斜拉桥合理施工阶段索力的索长迭代法,给出了迭代计算流程。基于北盘江大桥设计施工流程,分别采用正装迭代法和索长迭代法进行了正装分析。结果表明:在设计施工流程的计算中,当目标成桥状态及杆件无应力构形相同时,索长迭代与正装迭代得出的二张力基本相同,其最大差值仅为该索索力的0.14%,且两者得到的成桥状态十分接近,均能达到预定的目标成桥状态,其中索长迭代得到的标高、索力与目标状态的最大差值分别为3mm、8.9kN,验证了索长迭代法的可行性。     

斜拉桥无应力状态控制法闭合条件

运用无应力状态控制法基本原理对大跨度斜拉桥施工控制计算中影响其计算结果闭合的因素进行分析,重点讨论了合龙、支座安装、临时支撑安装和拆除引起的状态不闭合,以及非线性和混凝土收缩徐变影响引起的计算不闭合。并在此基础上总结出斜拉桥无应力控制法闭合条件,以及实现闭合的计算流程。     

斜拉桥施工控制张拉力的计算方法研究

为了简化斜拉桥施工控制张拉力的计算过程,基于无应力构形控制法的思想,以设计构形为成桥目标,采用无应力索长值作为张拉控制参数进行无应力构形迭代求解,并得到一组满足设计成桥状态的施工控制张拉力,求解过程均由程序自动计算完成,该过程为反复正装迭代过程,且计算过程中充分计入了结构非线性效应和徐变、收缩效应,因此计算结果精度较高。在嘉鱼长江公路大桥施工全过程计算分析中应用结果表明:该方法能够极大方便斜拉桥施工过程中控制张拉力的求解,求解结果与设计结果吻合良好,避免了反复试算的求解过程。     

单索面双层斜拉桥施工控制仿真分析

斜拉桥是一种高次超静定的桥跨结构,其理想的几何线形与合理的内力状态不仅与设计有关,而且还依赖于科学合理的施工方法.如何通过施工时的索力调整来获得预先设计的应力状态和几何线形,是斜拉桥施工中非常关键的问题.该文结合绵阳城南新区一号桥的施工监控实践,针对其结构特性和施工方法,考虑温度、收缩徐变以及各种施工荷载,进行了施工控制仿真计算.确定各个施工阶段的索力,控制主梁的线形和应力,为斜拉桥的施工控制提供依据.     

基于二分法的斜拉桥施工控制过程参数识别

提出了二分法确定斜拉桥施工控制过程中参数识别实用计算方法,该方法只需按施工步骤进行正装迭代计算,通过多次的迭代计算,可获得满足精度的参数值,避免了传统方法计算繁琐和无法考虑混凝土的收缩徐变和几何非线性等问题,并且通过一座实际桥梁的计算分析,证明了本方法的实用性,具有一定的应用价值。     

基于无应力状态控制法的斜拉桥安装计算方法研究

根据无应力状态控制法的基本理论,以某斜拉桥为例,由成桥最终状态求解施工中间状态,并计算出合理成桥状态的斜拉索无应力长度,以无应力索长作为控制量进行施工正装计算,对比合理成桥状态和施工正装最终状态。结果表明:无应力状态控制法应用于斜拉桥的正装计算结果精确,能确保合理成桥目标状态的实现。     

基于正装迭代法的斜拉桥初始张拉索力计算

以某双塔双索面预应力砼斜拉桥为背景,在既定施工工序下为了使成桥后结构内力和线形达到预定合理成桥状态,利用正装迭代法基本理论,以合理成桥状态下关键参数作为目标函数、索力作为施调向量,求解斜拉索的初始张拉力。结果表明,基于正装迭代法计算的斜拉桥施工状态下初始张拉索力较精确,可达到合理成桥状态,且计算简洁、快速。     

正装迭代法在确定斜拉桥成桥状态索力中的应用

以仓安路斜拉桥施工过程为研究背景,采用有限元分析软件ANSYS,实现了斜拉桥施工过程的模拟计算。研究以约束正装迭代法进行施工过程中索力优化与合理施工状态确定的问题,建立各次张拉索力值与成桥状态控制参数之间的关系矩阵,以最小二乘法原理对施工中张拉索力值进行修正,通过迭代消除不闭合问题,从而可使施工索力得到优化,达到预先设定的成桥内力。实例证明,正装迭代法在确定斜拉桥成桥状态的索力应用上,具有应用简单,误差较小的优点,效果较好。     

确定斜拉桥合理施工状态的正装迭代法

介绍了确定斜拉桥合理施工状态的正装迭代法，该方法运用最小二乘法原理，根据合理成桥状态，通过正装迭代计算，求出各施工状态的张拉索力和立模标高，克服了倒拆法的一些弊端，有效地解决了结构的非线性问题。     

福州市琅岐闽江桥主桥施工控制技术

基于无应力状态法原理,考虑结构几何非线性影响,对琅岐闽江桥主桥进行施工全过程施工控制。钢箱梁悬臂阶段按制造线形夹角保持不变确定待拼装节段标高,通过正装迭代合理确定施工阶段张拉索力,采用调索前后无应力索长差快速确定张拉索力;采用顶推配切法进行中跨合龙计算控制;合龙后进行二次调索对结构的内力进行系统调整。通过全面严格的施工控制,琅岐闽江桥主桥顺利实现高精度合龙,桥梁内力和线形均符合设计要求。     

基于索长迭代法的斜拉桥合理施工阶段索力研究

为解决钢绞线斜拉索无应力长度缺失带来的施工控制难题,提高大跨度斜拉桥施工控制的高效性,将单根索内钢绞线视为整体,基于无应力状态基本原理,根据拉索张拉前结构状态与拉索目标无应力长度,提出了求解斜拉桥合理施工阶段索力的索长迭代法,并基于北盘江大桥实际施工流程,分别采用索长迭代法和索力控制法进行了正装分析。结果表明:在实际施工流程计算中,索长迭代法可很好地自适应施工工序和临时荷载的改变,通过索长迭代法得到的标高、索力与目标状态的最大差值分别为20. 3 mm、25. 2 kN,状态差值均较小且随着悬臂长度的增加状态差值最终都得以收敛;而采用索力控制时,成桥状态的偏差均较大,与目标线形、索力的最大差值达到了523. 9 mm、380. 7 kN,体现了索长迭代的实用性、优越性     

高墩大跨连续刚构桥施工控制参数敏感性分析

为研究高墩大跨连续刚构桥施工控制参数的敏感性,以贵州乌江特大桥为例,采用MIDAS Civil软件建立该桥三维有限元模型,计算施工监控过程中各主要参数的取值对结构线形和内力的影响.计算分析结果表明,混凝土节段重量、收缩徐变、温度荷载等参数对该桥施工控制精度有显著影响,混凝土弹性模量参数的影响比较明显,预应力参数敏感程度相对较低.在施工控制过程中,应及时收集节段混凝土容重、弹性模量等参数,根据实际施工时间历程考虑收缩徐变效应的影响,并对计算模型加以修正;在设置预拱度和监测数据测量时,要充分考虑到温度对桥梁的线形及应力的影响.     

杭台铁路椒江特大桥主桥施工监控

杭台铁路椒江特大桥主桥为主跨480 m的双索面、双主桁钢桁梁斜拉桥,主梁采用边跨顶推、中跨悬臂吊装的总体方案施工.为使成桥线形、结构内力满足设计要求,保证主桥施工过程安全,根据总体施工方案,采用M IDAS Civil软件建立主桥施工过程计算模型进行结构正装计算分析;根据无应力状态法,中跨悬臂吊装阶段按照"线形控制为主...     

甬江铁路特大桥施工控制

甬江铁路特大桥为主跨468 m半飘浮体系双塔双索面混合梁铁路斜拉桥.混凝土梁采用满堂支架现浇,钢箱梁采用悬臂拼装,桥塔塔柱采用全自动液压爬模施工.为保证施工过程安全、快捷,成桥后线形和内力满足设计及高速列车运行的要求,采用基于无应力状态理论的全过程几何控制法进行施工控制,正装迭代计算采用TDV软件进行.结果表明:基于无...     

四线曲线钢箱梁斜拉桥施工控制技术

为了使曲线钢箱梁斜拉桥成桥后达到合理的内力和线形状态,以穗盐路斜拉桥为背景,基于无应力状态法,以钢箱梁制造线形为目标,进行全桥施工控制.在确定合理成桥状态下,计算了钢箱梁的制造线形,悬臂拼装时按制造线形夹角进行拼装,并保证合龙段的无应力拼装,则最终成桥必会达到合理成桥状态;讨论了无应力索长的计算方法,用无应力索长差实现全桥调索的一次性完成;该桥的横向效应计算结果表明水平横向弯曲效应明显,弯扭耦合效应并不明显,可按直线桥对主梁进行线形控制.监测结果表明,成桥后索力误差在5％之内,主梁线形满足设计要求,结构内力状态良好.     

桥梁节段施工过程中混凝土收缩徐变效应仿真计算

在考虑结构节段施工影响的收缩徐变效应分析中,提出节段等效增量荷载的概念,将前面所有阶段的实际荷载增量对收缩徐变的影响转变为节段等效增量荷载,施加于当前阶段的有限元计算模型中;同时按混凝土龄期调整当前阶段的各混凝土单元弹性模量。基于上述处理,采用标准有限元分析,即可计算得到当前阶段考虑收缩徐变效应后的结构总反应。根据上述方法编制了相应的多阶段结构施工计算程序,用于分析一座三跨连续梁桥和一座大跨度斜拉桥,获得理想的结果,说明了该方法的有效性和可靠性。