青海哇加滩黄河特大桥施工控制

青海哇加滩黄河特大桥为主跨560m的双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,其主梁采用双悬臂拼装架设,并采用单节段拼装浇筑法施工。为提高主梁架设效率、缩短工期,提出一种优化方案——不增加斜拉索张拉次数的两节段拼装浇筑法。为指导施工,使成桥后内力和线形满足设计要求,采用有限元软件MIDAS Civil建立全桥模型,利用正装迭代法对优化方案进行全过程施工及合龙控制分析。结果表明:施工过程钢梁最大应力212.2 MPa,桥面板最大拉应力1.42MPa,斜拉索最小安全系数2.31,塔柱最大拉应力1.6MPa,均满足规范要求;主梁合龙精度控制在3mm内;成桥后索力偏差最大值6.8%,索力均匀,主桥线形误差均在±56mm内,桥梁线形平顺。     

拱形钢塔斜拉桥索塔锚固区受力性能分析

以之江大桥拱形钢塔斜拉桥为背景,通过空间有限元分析对索塔锚固区在运营阶段最大索力作用下的受力性能进行了研究。结果表明:锚箱在运营阶段索力最大的荷载组合工况,最大Von Mises应力不超过150MPa,结构具有足够的安全储备。     

基于MPGA算法的大跨径悬浇拱索力修正研究

基于MPGA算法理论,建立某悬浇拱ANSYS参数化模型并联合Matlab对扣索索力进行修正,并对比了索力、施工阶段拱圈截面应力及成拱后弯矩。对比分析结果表明:通过MPGA算法适当提高扣索索力初拉力值,可有效降低拱圈在施工过程中的截面最大拉应力,最大降幅可达21.3%,顶底板应力差值有不同幅度下降,截面应力分布得到明显改善;拱圈成拱后,其截面内力线更逼近于合理拱轴线。     

钢管拱桥落梁法施工钢箱梁的优化控制研究

为了解决钢管拱桥施工中的钢箱梁落梁问题,建立了梁-拱-索三控方法的优化模型,以主拱圈和主梁的线形状态以及吊杆索力三者与设计值相对误差之和为目标函数,钢箱梁顶升高度为设计变量,在施工阶段采用坐标轮换法和抛物线法进行求解,基于落梁法施工原理,以越南钢管拱桥-龙桥为工程实例,采用梁-拱-索三控方法对其落梁法施工控制进行优化研究,结果表明:主拱圈和钢箱梁的线形、应力的实测值与理论值变化趋势一致,主拱圈和钢箱梁的位移最大误差分别为18mm和23mm,最大应力分别为-127.60 MPa和-33.39 MPa,吊杆力误差均在10%以内,吊索索力分布均匀合理,采用梁-拱-索三控法优化后落梁法施工的钢管拱桥成桥内力、线形和索力具有较高的精度,满足规范要求,能够很好地应用在钢管拱桥施工中,可为同类型桥梁的高效施工提供借鉴和参考。     

支架施工预应力混凝土斜拉桥参数误差分析与调整方法

为了确保支架施工的PC(预应力混凝土)斜拉桥施工过程安全,线形、应力与索力达到设计的要求,建立支架施工三维空间的有限元分析模型,利用最小二乘法对支架施工过程中影响PC斜拉桥状态的结构状态参数(挠度与应力)误差进行分析,对主要设计参数进行敏感性分析后,进行设计参数误差识别和调整,通过PC斜拉桥的施工过程进行分析和各施工阶段状态进行控制,PC斜拉桥在支架卸架之后线形、应力、索力与设计值偏差均在允许范围,主梁的线形与设计值偏差为1.39mm,塔顶偏位和设计值差1.7mm,索力与设计值差在5%以内,主梁最大压应力为-8.78MPa,所有截面处于受压状态。研究结果表明,最小二乘法在支架施工的PC斜拉桥施工过程中的参数误差调整中取得良好的效果,能为其他类似工程施工控制提供借鉴与参考。     

基于最优化理论的特大跨悬臂浇筑拱桥施工阶段拱圈节段浇筑长度分析

基于最优化理论,以某拱桥悬臂浇筑节段长度为优化目标,建立了优化数学模型,并通过有限元软件ANSYS得到了最优数值解。计算结果表明:拱圈节段浇筑长度变化对索力峰值有较大影响,优化后索力最大增幅40.8%;同时,优化节段浇筑长度可有效降低施工过程中截面拉应力峰值,最大降幅15.34%,成拱后拱圈应力线更逼近于"一次成拱"状态。     

基于无应力长度目标的平行钢绞线斜拉索张拉方法

为改善斜拉桥平行钢绞线拉索以索力控制张拉时需多次重复张拉的复杂操作工序,并减少由此产生的累计误差,同时使得张拉完成后每股钢绞线拉力分布更均匀,选择以钢绞线的无应力长度作为控制张拉的对象,设计了以无应力长度控制钢绞线逐根一次张拉到位的施工方案,并对其进行优化。考虑拉索的几何非线性,建立单根钢绞线的几何状态方程,确定其在目标索力下控制张拉的无应力长度;在实际施工中以该无应力长度控制张拉单根钢绞线,运用分阶段局部寻优的数值方法,考虑实际施工误差和塔、梁变形等因素,对实际施工索力与设计目标索力之间存在的误差进行修正,寻求对应实际工况的控制张拉无应力长度,以实现一次张拉到位、张拉完成后每根钢绞线拉力相等且成桥索力也更精确的目的;最后,通过计算机仿真算例模拟实际工况进行验证。结果表明:对给定的设计成桥目标索力,采用无应力长度控制张拉方案可一次张拉到位,考虑施工误差进行优化后控制张拉的无应力长度与对应实际工况的无应力长度相差较小,经过二次优化后,施工张拉索力与设计目标索力的相对误差为0.72%,且张拉完成后每根钢绞线拉力相等,满足施工要求;相关计算程序经固化后嵌入智能千斤顶可用于斜拉索张拉施工。     

考虑索力随机的斜拉桥结构分析

针对斜拉桥结构是索力敏感体系,但是索力随机对斜拉桥结构特性的影响一直缺乏定量分析的问题,结合蒙特卡罗方法、找形方法和调索方法,首次提出了一种考虑索力随机的斜拉桥结构分析方法,并针对某一辐射型疏索体系斜拉桥,分析了斜拉索索力随机对其结构静力性能的影响。计算结果表明:索力变异2%引起的主梁截面弯矩变异为30%~50%,引起的主梁截面应力变异在11.42%左右,引起的跨中挠度变异在440.25%左右;索力变异2%引起的挠度变化大于结构截面应力的变化;索力变异对结构的影响还表现在对于不同的索力样本,结构的最大或最小弯矩截面的位置在随机变化,交替出现在某些特定的截面上。     

特大跨径钢筋砼拱桥施工临时扣索索力调整研究

为解决钢筋砼拱桥悬臂浇筑过程中索力调整问题,基于线性规划理论建立某悬臂浇筑拱桥ANSYS有限元模型,联合MATLAB对扣索索力进行修正,并对比分析修正前后拱圈截面应力及线形变化.结果表明,通过调整扣索索力初拉力,顶板最大拉应力由3.24 MPa降至1.93 MPa,降幅40.4％,同时顶、底板最大拉应力差值减小,截面顶...     

双塔双索面斜拉桥结构荷载效应分析

以西南地区某大桥结构荷载效应分析为例,研究了双塔双索面斜拉桥结构在恒载、活载、温度荷载作用下,边跨1/2、中跨1/4、中跨1/2、中跨3/4截面处的位移、应力以及索力等参数的力学响应。研究结果表明:1)在恒载作用下,中跨1/2处挠度最大,主梁监测截面和索塔根部均处于受压状态,跨中截面附近出现最大压应力,达10.1MPa;2)在活载作用下,中跨1/2处竖向位移达最大值,而主塔监测截面应力位于-4~0.7MPa区间内;3)在温度荷载作用下,主梁监测截面在升温与降温两种情况下的竖向位移大小相等,挠度方向相反,应力基本呈对称分布,索力负值最大处为13#拉索处。     

大跨悬浇钢筋混凝土拱桥施工扣索力优化计算分析

为有效控制钢筋混凝土拱圈在悬臂浇筑过程中出现过大的拉应力,文中以某大跨悬浇钢筋混凝土拱桥为依托,提出一种扣索力优化计算方法。首先,基于“未知荷载系数法”获取拱圈最大悬臂状态扣索力初值;然后,开展正装分析并提取施工过程的索力、应力以及位移影响矩阵,基于优化原理并利用MATLAB软件对扣索力开展进一步优化。最后,分别基于影响线原理和无应力状态法原理确定拱圈合龙前扣索力最优拆除顺序和扣索补张拉值,确保拱圈受力合理、松索成拱后拱圈线形光滑圆顺。算例结果表明,扣索初拉力值较为均匀,所有索力值安全系数均大于2.5;拱圈松索成拱线形合理,未出现“马鞍形”;拱圈施工过程中截面拉应力均小于1.8 MPa,满足设计要求。     

大跨径斜拉桥拉索破损断裂性能的研究

从线弹性断裂力学理论出发,对雅砻江桐子林斜拉桥拉索的病害、索力及破损安全进行了初步分析。通过现场试验得到平行钢丝拉索的恒载索力,全桥39%拉索索力超过设计索力5%,13%拉索索力超过设计索力10%,2-1号拉索索力超设计索力16.5%。采用含半椭圆表面裂纹的圆杆受远场均匀拉伸应力作用裂纹模型,对钢丝的断裂安全评估表明,裂纹应力强度因子KI最大值小于材料断裂韧度KIC,钢丝中的裂纹不会在静态下失稳扩展。PE护套防护作用失效是造成索内钢丝锈蚀的直接原因,钢丝锈蚀是造成拉索断裂的重要原因。     

基于贝叶斯更新的斜拉桥施工过程索力预测

为提高大跨径预应力混凝土斜拉桥施工过程中斜拉索的过程索力预测精度,引入贝叶斯统计方法,提出基于贝叶斯更新的斜拉桥过程索力预测模型及计算方法,基于过程索力偏差样本数据库,利用MATLAB平台,迭代更新下阶段索力偏差,不断修正、提高预测精度,并将该方法应用于广东省均安特大桥(主跨250m的双塔预应力混凝土斜拉桥)中。结果表明:采用基于贝叶斯更新的斜拉索过程索力预测方法后,该桥斜拉索过程索力预测精度提高了36.34%～39.33%。该方法将传统统计学理论与斜拉桥建设过程索力预测相结合,为大跨径预应力混凝土斜拉桥施工过程索力预测提供了新的解决方案。     

钢-混凝土组合梁桥设计优化研究与工程建设应用

利用钢梁与混凝土的组合性能优势和技术,将市政快速路大跨径简支预制板组合梁方案优化设计为叠合板组合梁桥面体系,新方案实现桥梁结构高度降低17.3%,用钢量降低20.2%。优化方案有限元模型验算结果显示,在最不利工况荷载下,边梁抗弯最不利应力为162 MPa,混凝土最不利压应力为-14.2 MPa;中梁抗弯最不利应力为165 MPa,混凝土最不利压应力为-13.8 MPa;边梁挠度39.3 mm,挠跨比为1/1399,中梁挠度36.6 mm,挠跨比为1/1503,均满足设计规范要求。成桥静力载荷试验结果显示,在公路-I级荷载水平下,结构最大挠度值为17 mm,最大挠跨比为1/3235,最大压拉应力值为24.68 MPa,最大压应力值为50.16 MPa,远小于Q345钢材应力设计值,桥梁结构性能满足规范要求。     

重庆李渡长江大桥斜拉桥施工监控

在斜拉桥的施工过程中,对结构的施工监控是必不可少的。在诸多的监控项目中,以索力、线形、应力监控最为重要。结合重庆李渡长江大桥斜拉桥施工监控实践,阐述频谱分析法测试索力的可靠性;运用相对标高立模时,立模标高施工时机的确定;在无应力计缺失的情况下,对非应力应变的修正。     

刚性索悬索桥主缆张拉施工控制方法

为掌握刚性索悬索桥施工过程中桥梁真实的应力和线形状态,针对刚性索悬索桥的主缆在塔上张拉,其索力形成机理为主动受力的特点,研究计入主缆外包钢套筒、吊杆外包钢套筒作用的主缆张拉有限元法,并采用该方法对无应力索长控制法、张拉力控制法、塔顶有效索力控制法和跨中有效索力控制法4种主缆张拉控制应力方法确定的成桥状态进行比较。结果表明:无应力索长法与张拉力控制法的索力差距十分微小、主缆的存余有效索力与常规悬索桥模型的较为接近、成桥状态的变形最小,较利于结合构件安装线形的调整控制成桥线形。经有限元模拟和张拉控制应力修正,对某刚性索悬索桥进行了施工控制,结果表明实桥测试数据与理论计算符合良好。     

钢与预应力混凝土后结合法组合梁的受力特性研究

为了明确大跨度后结合预应力组合梁桥的受力性能,以一主跨70 m的预应力组合梁桥为例,采用空间有限元模型详细模拟了组合梁的施工过程,计算从施工到成桥初期及长期运营情况下组合梁的受力情况。计算结果表明：中支点钢梁上翼缘和底板在施工阶段的最大应力分别为118 MPa和-133 MPa,后结合法和顶升/回落法在中支点混凝土桥面板内产生7.33～10.33 MPa的预压应力储备;中支点钢梁上翼缘和底板在短期运营阶段的最大应力分别增长了22 MPa和13 MPa,而中支点混凝土桥面板在曲线外侧的边缘只剩下3.33 MPa的预压应力储备,满足全预应力状态的要求;在第10年的长期运营阶段,中支点钢梁上翼缘和主跨跨中钢底板的最大拉应力分别减少17%和35%,中支点钢底板和主跨跨中钢梁上翼缘的最大压应力分别增加10%和42%。收缩徐变在长期运营阶段降低负弯矩区混凝土桥面板的预压应力储备,负弯矩区混凝土桥面板在运营第2年由全预应力构件变成A类部分预应力构件,在运营第13年变成B类部分预应力构件。     

地震作用下钢栈桥结构稳定性数值模拟分析

地震往往会对桥梁、栈桥等带来不可预估的影响,使用MIDAS有限元软件,通过考虑2种荷载工况,并施加地震反应谱,分别对地震作用下横纵梁内力、贝雷梁弦杆、贝雷梁腹杆等进行分析,得到以下结论:横、纵向分配梁最大拉应力出现在支座位置77 MPa,工况2纵向分配梁最大组合应力18.8 MPa,均小于允许应力值145 MPa;弦杆最大组合应力值为279.7 MPa,大于规定允许应力值210 MPa;地震作用下腹杆的最大组合应力值为185.8 MPa,小于规定允许应力值210 MPa;钢管柱的最大组合应力值为14.2 MPa,小于规定允许应力145 MPa;地震反应下支架位移水平最大位移值为2.70 mm,满足设计要求。     

鄂东长江公路大桥索塔锚固区节段模型试验研究

以鄂东长江公路大桥索塔锚固区为研究对象,采用1:1足尺模型试验与有限元分析相结合的方法,研究钢锚箱与混凝土组合结构索塔在不同索力状态下的受力特性和混凝土的抗裂性能,模型试验最大荷载为1.6倍设计组合索力.研究结果表明:试验荷栽为1.0倍设计组合索力时,塔壁裂缝位于边跨侧索导管口上方,最大宽度为0.15 mm,小于设计允许裂缝宽度,钢锚箱上测点最大应力为94.6 MPa,个别部位存在应力集中现象,但钢结构整体处于结构弹性范围内;试验荷载为1.6倍设计组合索力时,塔壁最大裂缝宽度扩展至O.27mm,组合结构能继续承载,说明结构有足够的安全度.     

大跨度拱桥吊杆索力的测试研究

以某一大跨度拱桥吊杆索力的测试为例,介绍了吊杆索力测试方法,并在频率法测索力的基础上,统一用一个吊杆计算长度的修正值进行实测索力的修正.结果表明:此法简单可靠,可为类似拱桥索力测量提供借鉴作用.