运营状态下南京长江二桥拉索索力测试与分析

以南京长江第二大桥南汊斜拉桥为工程背景,探讨分析了运营状态下拉索索力测试的相关问题.重点研究了拉索垂度、车辆荷载、阻尼器以及环境温度对索力测试的影响.在考虑上述影响的基础上得到了运营状态下该桥的实际索力,为该桥运营后的索力分布分析、结构状态评估以及养护管理提供了重要依据,可为同类桥梁索力测试提供借鉴.     

大跨度钢箱梁斜拉桥健康监测数据分析

军山长江公路大桥为主跨460m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,2001年12月建成通车,2011年建立健康监测系统。为评价该桥长期运营后的整体和局部力学状态,并评估监测系统运行状况,对该桥健康监测数据进行分析。依据健康监测系统实时监测的海量数据,采用恒载状态参数比较法和活载效应统计最值包络法对结构的整体和局部力学性能指标进行分析评价;基于线性累积损伤准则和疲劳强度曲线进行钢箱梁疲劳分析;通过比较斜拉索振动时程与理论控制阈值,判断斜拉索发生有害振动及抑振措施的失效;通过统计监测数据完整率、有效率及相关参数实测数据的对比分析,评价监测系统运行稳定性和可靠性。分析结果表明:该桥整体力学性能良好;钢箱梁局部存在疲劳破坏风险;斜拉索存在有害振动;健康监测系统运行稳定,数据可靠。     

大跨度钢箱梁斜拉桥健康监测数据分析北大核心

军山长江公路大桥为主跨460m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,2001年12月建成通车,2011年建立健康监测系统。为评价该桥长期运营后的整体和局部力学状态,并评估监测系统运行状况,对该桥健康监测数据进行分析。依据健康监测系统实时监测的海量数据,采用恒载状态参数比较法和活载效应统计最值包络法对结构的整体和局部力学性能指标进行分析评价;基于线性累积损伤准则和疲劳强度曲线进行钢箱梁疲劳分析;通过比较斜拉索振动时程与理论控制阈值,判断斜拉索发生有害振动及抑振措施的失效;通过统计监测数据完整率、有效率及相关参数实测数据的对比分析,评价监测系统运行稳定性和可靠性。分析结果表明:该桥整体力学性能良好;钢箱梁局部存在疲劳破坏风险;斜拉索存在有害振动;健康监测系统运行稳定,数据可靠。     

某独塔双索面斜拉桥的合理成桥状态研究及施工阶段分析

为了研究江西省某独塔双索面斜拉桥的合理成桥状态,首先利用有限元软件MIDAS/CIVIL建立有限元模型,然后分别利用最小弯曲能量法、弯矩最小法和影响矩阵法对该桥的最终成桥状态进行了计算。基于得到的合理成桥状态提出了该斜拉桥的施工方法和施工顺序。最后利用正装迭代法进行了分析,结果表明该计算得到的合理施工状态索力均小于桥梁设计索力,误差均在3%以内,合理成桥状态的索力与设计索力分布规律基本一致,且合理成桥状态对应的桥梁线形最大挠度为21. 87 mm,满足规范要求。     

四塔预应力混凝土斜拉桥调索及整体静力计算分析

斜拉桥是一种高次超静定结构,索力的大小对结构受力影响非常大.如何确定斜拉桥的合理索力是斜拉桥设计、施工以及运营中的重要问题.该文以汝郴高速公路赤石特大桥为背景,建立斜拉桥有限元分析模型.根据零位移目标,采用最小能量法和影响矩阵法,同时辅以Matlab优化工具箱,确定合理的成桥状态索力,并以此索力对结构进行施工阶段和运营阶段分析.结果表明:该方法能较好地确定斜拉桥的合理成桥状态.     

基于索力损伤向量的斜拉桥结构损伤识别

索力具有测试简单、便于应用的特点。基于对实际斜拉桥运营索力的统计分析,提出了索力损伤向量及相应的损伤识别分析方法。基于监测结果,消除外界因素影响后的标准索力是一个反映斜拉桥结构基本状态的随机变量。基于经修正后的有限元模型,采用部分被监测拉索的标准索力均值来构造结构损伤向量,首先通过对不同损伤工况的损伤向量之间的相关性分析来识别损伤工况,再通过损伤程度与标准索力均值差之间的关系确定损伤程度。在单损伤工况分析的基础上,通过任意两种单损伤工况的损伤向量与它们的组合损伤向量之间的线性关系可确定组合损伤工况。所识别的损伤程度:整体老化5%以内,索损伤10%以内,其他构件损伤20%以内;其中,单损伤工况与程度均能识别,损伤程度误差大多在10%以内;对于大多数组合损伤只能识别工况不能识别程度。综上表明:基于索力构建损伤向量的损伤识别具有显著的可行性。     

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。     

大跨度混合梁斜拉桥合理成桥状态研究

合理成桥状态是斜拉桥设计的重点和难点,结合混合梁斜拉桥的受力特点,总结分析确定合理成桥状态的基本原则,提出确定混合梁斜拉桥合理成桥状态的分步算法,基本思路为:根据相关工程经验初拟结构尺寸,先采用"改进零位移法"初定成桥状态,再采用"最小二乘法"将索力调均匀;计算活载效应,综合考虑成桥运营状态主梁弯矩均匀,正负弯矩大小相当,主塔弯矩较小,索力均匀及避免墩顶负反力等要求,对索力进行调整,边跨混凝土梁配置钢束;成桥运营状态验算。并以某大跨度混合梁独塔斜拉桥为工程实例进行计算分析,实践表明该方法简单实用,思路清晰,计算精度高,满足设计要求。     

基于频率法的斜拉索索力测试影响因素分析

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一,其索力的大小直接影响桥梁结构的内力和变形状态。频率法是运营期间的桥梁索力测试的常用方法。本文以某斜拉桥为例,通过MIDAS CIVIL建立全桥有限元模型,确定合理成桥状态,结合ANSYS斜拉索减震装置仿真分析,采用频率法对其斜拉索索力进行测试,综合考虑频率法精度的各影响因素,对索力进行安全判定。结果表明:利用未知荷载系数功能优化后的索力可靠性较高;随着减震器等效刚度的不断增大,计算索长选取方式对索力误差存在影响;考虑减震器为刚性支撑,其计算的索力更能接近真实索力;该桥实测索力整体与原成桥索力差别不大,斜拉索索力整体处于安全可控的范围内。     

某斜拉-自锚悬索组合体系桥梁力学特性分析

本文以某三塔斜拉-自锚悬索桥为研究对象,基于有限元建模方法,分析了该类型三塔斜拉-自锚悬索桥成桥状态下索力及吊杆力的分布情况、整体刚度及动力特性。并对该类型桥梁设计提出建议。     

崖门大桥上部构造设计与长期监测分析

为了解崖门大桥投入运营后结构状态,对索力、主梁标高、塔顶水平位移的变化情况进行了长期监测,对结构病害进行日常和定期检查,并分析了监测数据。长期监测结果表明,崖门大桥索力、主梁标高和塔顶水平位移变化均处于正常范围。     

南京三桥监测系统在特大雪灾中的应用

为了解雪灾前后,尤其是车辆偏载后,南京长江第三大桥结构的变化情况,通过南京三桥健康监测系统在索力、挠度、倾斜度等方面的监测数据,对其结构变化情况进行了初步分析,并利用理论模型分析与系统监测结果进行对比。     

基于索力和振动特性监测的多跨空间异型刚梁柔拱组合桥梁安全韧性分析

对多跨空间异型刚梁柔拱组合体系无推力拱桥进行有限元建模分析,基于振动法对吊杆索力进行检测,通过理论索力与实测索力的对比,分析该类复杂结构桥梁索力的受力规律。同时,基于历年桥梁索力检测结果,研究索力随外部荷载改变时的变化特征,对桥梁索力在长期运营状态下的健康状态进行安全韧性分析。通过测试桥梁的自振特性,分析桥梁结构整体性能,为评价桥梁工作状况提供依据。     

南昌市八一大桥斜拉桥换索工程施工监控

介绍南昌市八一大桥斜拉桥换索工程的施工监控内容.该桥在换索施工的同时调整部分索力,使得换索完毕桥梁几何状态较换索前变化很小、但索力分布更加合理.在充分调查文献资料及现场情况的基础上,采用有限元方法,建立多种计算模型,分析换索过程结构的响应,以确保安全;换索过程中加强结构响应监测,包括索力测量、塔偏测量、桥面线形测量、应...     

跨海斜拉桥检测与评价

对某跨海斜拉桥桥面线形、索力进行了检测与评价,并与交工资料进行了对比分析,其结果表明:桥面线型较为平顺,上、下游对称性较好;索力变化幅度不大,分布较为均匀,且上下游两侧实测索力比较对称,均小于设计索力值;运营状态下桥梁结构相对于设计状态,具有较好的整体工作性能。     

大跨度结合梁斜拉桥温度场及温度效应分析

为研究大跨度结合梁斜拉桥的温度场及所产生的效应,以望东长江公路大桥为背景进行分析。基于该桥结构健康监测系统1年的温度监测数据,分析该桥日照温度场分布规律,提出结合梁、桥塔竖向温度梯度以及斜拉索与桥塔、主梁温差的计算模式;采用该计算模式得到的温度荷载,对结构的温度变形效应进行有限元分析;最后通过EMD法提取主梁主跨跨中受温度影响的挠度响应。结果表明:钢主梁的竖向温差较小;斜拉索与桥塔、主梁的温差较大,对主梁挠度温度效应起决定作用;采用空间杆系单元建立的斜拉桥模型在温度荷载作用下的挠度计算值偏保守。     

既有无背索斜拉桥合理内力状态的分析

无背索斜拉桥经过多年运营后,由于多种因素的影响,可能没有处于一个合理的内力状态,存在一定的安全隐患。该文以金州大桥无背索斜拉桥为工程背景,针对既有结构分析其合理内力状态。首先介绍了从调索前的初始状态转化到最终合理目标状态的索力调整思路;然后将金州大桥主桥调索前主梁线形、主塔偏位和索力的实测数据与设计值进行对比,发现该桥的主梁和主塔线形状态及索力状态均不满足要求,并基于实测的线形和索力数据对有限元模型进行修正,使模型状态逐步逼近于实际情况,进而得到调索前主梁和主塔内力状态的理论值;最后对该桥进行可行域分析,得到了恒载状态下应力的可行域,从而确定了该无背索斜拉桥的合理内力状态及其对应的斜拉索索力。     

基于监测响应的斜拉桥车重车速识别

针对超载超速车辆的长期非正常运营引起桥梁损伤破坏现象,考虑桥面不平度的影响,通过车桥耦合计算,应用神经网络方法对通过斜拉桥的重车荷载识别进行了初步探讨。首先基于相似公路上实测车流统计模型拟定车流荷载,通过车桥耦合响应分析,运用数值模拟数据建立网络的训练和精度检验样本,并加入5%的随机噪声,通过检验组(车重和车速)数据识别结果的误差分布来评价网络训练精度,车重与车速输出误差在5%以内,表明网络训练精度较高。然后,依据斜拉桥健康监测系统,采用斜拉桥实际运营状态下的监测响应(索力和应变)提取车辆荷载作用特征参数并组成网络的输入向量,运用满足精度要求的神经网络来识别车重和车速结果较好。其中,车速分布近似均值65 km/h的正态分布,车重大多分布在10～70 t的范围内,10 t以下小型车辆识别误差较高。车速车重总体呈现负相关,分布具有一定离散性,以上特征与实际情况基本吻合。表明将BP神经网络法与斜拉桥监测系统相结合的方式进行重车车速车重识别是可行的。     

混凝土桥梁应力监测中温度影响的剔除方法

混凝土实测应变由温度应变、应力应变、收缩徐变应变等组成,从中获取反应结构受力的应力应变对桥梁受力评价和施工控制具有重要意义。本文通过分析混凝土应变的组成,基于混凝土应变和温度的同步连续监测数据,提出了以温度应变为主的非应力应变剔除方法,使监测应变能更精确地反应结构的真实受力状态,并以宁波市轨道交通4号线上跨杭深、萧甬铁路工程跨铁路节点桥为例介绍了该方法,从而为结构应力分析和施工控制提供了依据。     

大跨悬索桥主缆长期性能评估与分级

为研究大跨悬索桥主缆的长期性能,以西堠门大桥为背景进行分析。采用时间序列分析理论对该桥主缆索股力监测数据进行平稳化处理;在此基础上,对整合移动平均自回归(ARIMA)模型进行定阶与参数识别,建立主缆索股力预测模型,对长期运营的悬索桥主缆索股力进行预测;构建载荷度指标,并根据该指标的95%保证率范围、主导荷载以及桥梁正常使用状态等确定该桥主缆性能分级阈值,对该桥主缆长期性能进行评估与分级。结果表明:通过2次差分可实现主缆索股力监测数据平稳化,建立的ARIMA(1,2,2)_(365)模型能可靠预测远期索股力;经计算,西堠门大桥运营的前50年内主缆性能始终处于Ⅰ级状态,而运营100年左右后主缆性能处于Ⅲ级状态;根据所构建的评价指标以及评价等级,西堠门大桥主缆的长期性能随运营时间增加呈下降趋势,因此大跨悬索桥在运维管理中应注重对主缆的监测与养护。