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。     

部分斜拉桥合理成桥状态的研究

部分斜拉桥结构以主梁受弯来承受大部分荷载,拉索索力可改善主梁受力状态,因此部分斜拉桥与斜拉桥一样,通过优化拉索索力来确定部分斜拉桥合理成桥状态下的内力非常必要。采用影响矩阵法原理,以结构应变能最小作为目标函数,对索力加以合理的约束条件,解决了多变量非线性函数的有约束优化问题,从而获得恒载作用下的最优索力和与之对应的合理成桥状态。并对已建部分斜拉桥索力进行实例优化分析。     

鸭绿江界河公路大桥主桥桥型方案比选

鸭绿江界河公路大桥是连接朝鲜的跨国性重要工程,结合桥址处实际工程条件,选取双塔双索面钢箱梁斜拉桥[跨径布置为(86+229+636+229+86)m,采用现浇H形桥塔]和双塔双索面钢-混结合梁斜拉桥[跨径布置为(87+228+636+228+87)m,采用现浇倒Y形桥塔]2种桥型方案进行比选.采用平面杆系程序桥梁博士V3.2.0分别建立2种方案的有限元模型,按整体成型对桥梁成桥阶段及运营阶段进行整体受力分析,并对2种方案的施工便利性、耐久性及经济性进行对比分析.分析结果表明,钢箱梁斜拉桥结构受力较优,且其施工便利、工期较短、抗震性能好,因此该桥最终确定采用五跨双塔双索面钢箱梁斜拉桥方案.     

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.     

曲线梁部分斜拉桥空间性能分析研究

该文利用空间有限元模型对曲线梁部分斜拉桥的受力性能进行了全面的研究。分析了施工阶段及使用阶段各荷载单项对结构空间受力行为的影响。针对其受力特性提出了在曲线梁部分斜拉桥设计中需要注意的设计要点,可为其他同类桥梁的设计分析提供一定的借鉴和参考。     

部分预应力混凝土斜拉桥设计的合理性分析

针对全预应力混凝土结构普遍存在的问题,介绍了部分预应力混凝土桥梁的发展和特点,分析了斜拉桥体系的受力特点,探讨了部分预应力用于混凝土斜拉桥的合理性。通过对某220m主跨的混凝土斜拉桥预应力调整进行部分预应力设计,分析了其正常使用状态受力性能和全桥承载能力,发现设计成部分预应力的混凝土斜拉桥整体压应力水平大幅下降,整体受力性能更为高效合理,从而有效降低混凝土标号,且在出现超载时的斜拉桥主梁裂缝宽度不大,满足受力要求。     

基于主梁受力特点的部分斜拉桥合理成桥状态确定方法研究

为确定部分斜拉桥合理成桥状态,以斜拉桥主梁竖向受力特征为基础,对部分斜拉桥主梁竖向受力特点、典型特征参数进行分析,据此提出部分斜拉桥的合理成桥状态目标为主梁体外预应力和体内预应力的最优配置,并以武汉三官汉江大桥为背景进行实例分析。结果表明:常规斜拉桥主梁是传递桥面活载、平衡斜拉索水平分力的加劲梁,索力恒载比γ_c为0.75～0.92;部分斜拉桥主梁受力以受弯为主,索力恒载比γ_c为0.34～0.43,部分斜拉桥斜拉索可视为主梁的体外预应力;借助索力恒载比γ_c,以体外、体内预应力作用和恒载作用下主梁竖向弯矩相平衡为原则,快速确定了武汉三官汉江大桥合理成桥状态(γ_c=0.36),改变γ_c对该桥斜拉索竖向荷载分担率β基本没有影响,该桥墩顶区索力的弯矩等效偏心距最大值是体内预应力的12.65倍,斜拉索作为体外预应力平衡墩顶负弯矩的效率高。     

曲线斜拉桥辅助墩位置影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭转作用,受力复杂,具有高度空间性。以刚果共和国布拉柴维尔主跨为285m的曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥的辅助墩位置,以探究不同辅助墩的位置对结构受力性能的影响规律,主要研究对象包括主梁弯矩、扭矩、剪力和轴力,支座反力等,研究结果表明辅助墩位置距主塔距离越大,最大双悬臂阶段主梁内力状态则更为复杂,而成桥阶段主梁内力状态更为合理。研究结果可为曲线斜拉桥的设计提供参考。     

戒指造型多塔部分斜拉桥技术研究

多塔部分斜拉桥有别于常规矮塔斜拉桥和多塔斜拉桥,需关注支撑体系、主塔外形和结构设计、主梁结构形式选择等问题。文中以九江八里湖大桥80.55m+2×132m+80.55m三塔戒指造型部分斜拉桥为例,通过对多塔体系的比较、主塔、主梁的受力分析,选择中塔固结、边塔活动的支撑体系,预应力混凝土主塔结构,等高度边箱主梁构造。     

邯郸市赵王大街跨东湖和支漳河特大桥设计分析

斜拉桥由于具有众多优点,在大跨桥梁结构中被广泛采用。邯郸市赵王大街跨东湖和支漳河特大桥采用(165+200)m混合梁斜拉桥。先概述了大桥的总体布置,介绍其主梁、桥塔、下部结构的主要设计内容;接着,对桥梁结构受力进行了整体静力分析和局部分析。结果表明,桥梁结构设计合理,验算结果满足要求。其研究成果可为同类桥梁的设计、计算提供参考和借鉴。     

横向拱形钢塔斜拉桥桥塔受力分析及其优化

以在建的横向拱形钢塔斜拉桥为工程背景，运用大型有限元软件MIDAS／CIVIL对该桥进行全桥计算。主要分析探讨竖吊杆的四种张拉方案对横向拱形钢塔的变形及受力的影响，同时总结出比较合理的张拉方案，并计算分析该方案下各施工阶段、成桥及运营阶段横向拱形钢塔的变形和受力情况，得出若干结论。     

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。     

七塔预应力混凝土部分斜拉桥结构性能研究

采用有限元法分析多塔预应力混凝土部分斜拉桥的结构性能。同斜拉桥一样,部分斜拉桥可以通过优化拉索初张力,确定其合理成桥状态,并通过优化施工方案,保证结构安全、受力合理。部分斜拉桥的拉索主要承担恒载,活载主要由主梁承担;活载作用下斜拉索最大应力幅位于边跨最外侧的斜拉索,已接近斜拉桥拉索应力幅;塔顶水平位移与相邻塔的变形相互影响较小。以大广高速公路开封黄河大桥为例,通过改变结构为连续梁桥和斜拉桥体系后,对比分析3种结构体系活载作用下的结构性能,得知:从连续梁桥、部分斜拉桥到斜拉桥,结构体系整体刚度逐渐增大,主梁承受的弯矩逐渐减小、结构变位逐渐减小、结构各阶自振频率逐渐增大。     

混合梁斜拉桥钢混结合部的合理位置

以主跨926 m的湖北鄂东长江公路大桥为例,通过有限元计算和参数敏感性分析,对混合梁斜拉桥钢混结合部的合理位置选择方法进行了较系统的研究。分析结果表明,利用斜拉桥索塔只承受轴力、不承担弯矩的理想成桥恒载状态,采用主梁弯曲应变能作为主要指标;同时考虑在运营状态汽车活载下的结合部局部弯矩、斜拉索索力及在恒载+活载下的支墩反力分布,是从结构受力性能上得到公路混合梁斜拉桥结合部合理位置的有效方法。此外,混合梁斜拉桥结合部合理位置选择还应综合考虑施工、经济等因素。     

独塔斜拉桥桥塔应力分析

某斜拉桥主桥跨径布置为90 m+128 m,采用单塔双索面双层钢桁梁斜拉桥,半漂浮体系。采用ABAQUS通用有限元程序建立完整桥塔有限元实体模型,对桥塔锚固区、下横梁以及钢锚梁的受力进行分析,可为ABAQUS在桥梁结构分析中应用提供参考。     

斜拉桥拉索断裂效应的计算研究

拉索是斜拉桥的主要受力构件,局部拉索的断裂有可能导致整体结构的崩溃.采用合理的方法计算拉索断裂效应对斜拉桥,尤其是稀索体系斜拉桥的设计具有重要意义.采用静力分析和时程分析两种方法,对拉索断裂效应进行了计算和比较.     

金马大桥斜拉桥与刚构接头部位构造及受力分析

金马大桥是一座斜拉桥与T构的协作体系结构，斜拉桥的主梁采用梁板结构而T采用箱形截面。两种不同截面形式的连接是否合理成为该种结构体系是否可行的关键。对接头部位的构造进行了分析，提出一种合理的接头构造形式并对其受力做了分析，采用了有限元法与光弹试验相结合的方法，证明了接头受力的合理性，为设计提供了依据。     

歧江河大桥主桥总体结构静力仿真分析

歧江河大桥主桥为双塔单索面部分斜拉桥,针对其结构特点和技术标准,制定了施工阶段的施工方案和施工流程,明确了各施工阶段典型受力状况。通过应用结构分析程序对各施工阶段进行总体结构静力仿真分析,验证了施工方案的可行性和结构设计的安全性,并将计算结果与同等跨径的连续梁桥和斜拉桥进行了对比分析。     

多塔斜拉桥力学性能研究

以嘉绍大桥为工程背景,进行多塔斜拉桥力学性能研究.首先分析了多塔斜拉桥索塔数量逐渐增加时,索塔活载变形、内力以及主梁竖向挠度的变化规律,通过分析得出多塔斜拉桥中间塔受力特点和存在的问题.其次研究了改善多塔斜拉桥中间塔受力的两个解决方式(一是采用大刚度索塔;二是合理采用塔梁结构体系),并对这两种解决方式的适用性进行研究.     

东莞市梨川大桥工程中堂水道主桥设计

东莞市梨川大桥工程中堂水道主桥为95 m+168 m+95 m矮塔斜拉桥,跨越东江中堂水道。从桥梁总体设计和结构设计两方面阐述主桥的设计思路和主要技术特点;通过总体杆系计算和三维实体仿真分析,掌握桥梁的整体受力特性及宽幅式断面剪力滞、轴力滞特征,明晰索力的传递规律与腹板受力不均匀性,寻求此类矮塔斜拉桥的合理受力状态。