滁河特大桥吊杆张拉控制力计算

为了实现系杆拱桥吊索(或吊杆)力张拉的“一步到位”,避免后期的索力调整,针对滁河特大桥(尼尔森结构体系)的结构特点,以成桥状态下的吊杆力满足设计要求为目标,提出了优化数学模型及迭代算法实现过程,对吊杆张拉控制力进行了优化计算,给出了综合考虑成桥状态满足设计要求的吊杆张拉控制力,成功地进行了滁河特大桥施工过程控制.实践证明,采用优化的吊杆张拉控制力,能够满足该桥施工过程中拱肋、系梁的强度安全和稳定性要求,避免了吊杆多次张拉及调整方案.     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

钢管混凝土拱桥吊杆张拉方案比选

邢汾高速公路沙河特大桥主桥为主跨146m的下承式钢管混凝土拱桥,吊杆采用无应力状态法施工。为确定该桥吊杆张拉顺序,保证张拉过程安全,提出了4种吊杆张拉方案(1由两端拱脚向拱顶对称张拉;2由拱顶向两端拱脚对称张拉;3由1/4拱肋和3/4拱肋处向拱脚和跨中对称张拉;4吊杆分3批张拉),采用有限元分析软件MIDAS Civil建立全桥有限元模型进行仿真计算,分析4种方案的吊杆成桥拉力、拱肋位移、拱肋核心混凝土应力、拱脚水平推力。结果表明,方案4的成桥拉力与设计成桥拉力最为接近,拱肋线性良好,拱肋截面处的混凝土压应力变化均匀,未出现较大的压应力,对拱脚水平推力影响较小。因此,选择方案4施工,在实际施工中,桥梁无需二次调索,加快了施工进度,节约了施工成本。     

提篮拱桥吊杆更换及调索计算分析研究

为研究拱桥吊杆更换施工工艺和设计新吊杆合理张拉力以达到目标设计结构状态,以某服役15年提篮系杆拱桥为工程背景,结合现场实际情况,提出采用钢桁架临时支撑体系对旧吊杆进行更换,结合吊杆位置系梁顶标高数据变化,采用临时吊杆实现旧吊杆力的卸载和新吊杆力的加载.同时,结合更换吊杆后实测吊杆力下桥梁结构有限元计算结果,从吊杆力均匀程度和跨中系梁下翼缘拉应力判断吊杆力调整的优劣.第1轮张拉力以目标设计吊杆力为张拉力实现将吊杆力调整均匀.第2轮张拉吊杆力以系梁全截面受压为约束条件优化分析得到相应吊杆张拉力,实现结构目标应力状态.     

自锚式悬索桥体系转换张拉力与标记线双控方法研究

针对自锚式悬索桥缆索体系几何非线性较为明显,传统吊杆张拉控制方法精度较低的问题,提出采用张拉力与标记线双重控制方法进行精细化控制。首先确定自锚式悬索桥合理成桥状态,吊杆加工时预制环形标记线,根据张拉过程中分步张拉力计算对应主缆及主梁位移,得出各步张拉的标记线目标位置及锚杯外露量;对于边跨吊杆,进行首轮全桥吊杆张拉时以锚杯外露及标记线位置为控制量一次张拉到位;对于中跨吊杆,以张拉力及标记线位置为控制量分批逐步张拉到位,边跨吊杆内力随索鞍顶推被动增加至目标值。此方法已成功应用于南京小龙湾大桥与聊城湖南路大桥,实践结果表明:张拉力与标记线双控方法操作方便,可避免传统控制方法中繁琐的索夹位移测量工作及高空作业危险,各控制量间相互校核可快速识别并修正误差,避免各张拉步骤误差累积;所得成桥吊杆内力、主缆及主梁线形与目标成桥状态吻合良好。     

钢管混凝土拱桥吊杆张拉方案优化研究

为得到钢管混凝土拱桥的合理吊杆张拉方案,基于常用的张拉方式,提出了5种基本张拉顺序,给出了吊杆张拉方案的合理性准则,结合某钢管混凝土拱桥工程实例,采用MIDAS Civil建立全桥有限元模型,对比分析了11种吊杆张拉方案,探讨了各方案对应的结构受力状况。结果表明:对称依次张拉吊杆施工方便,但易造成构件局部应力过大,影响结构安全,宜从拱脚区向拱顶区对称依次张拉吊杆;对称交替张拉吊杆可使构件应力分布更均匀,利于保证结构安全,宜从四分区或拱脚区开始对称交替张拉吊杆;与单批次吊杆张拉相比,采用多批次吊杆张拉可显著降低构件应力和吊杆张拉控制力,可考虑将对称依次张拉和对称交替张拉相组合的多批次吊杆张拉方案。     

系杆拱桥吊杆张拉方案对结构受力特性影响分析

系杆拱桥是组合体系中的一种柔性系杆刚性拱。吊杆的安装与张拉是系杆拱桥施工中至关重要的环节,拱肋为主要受压构件。系梁的刚性较一般的梁要小,吊杆的张拉力不同、张拉顺序不同会对系梁体内应力和拱肋内力分布及大小产生不同的影响。为保证系杆拱桥成桥后梁体应力满足规范限值并使拱肋受力合理,探讨了吊杆的最优张拉方案。文中以兰新二线乌鲁木齐河特大桥为工程背景,通过有限元模型和室内模型试验研究了四种工况下对梁体应力及拱肋受力特性的影响。研究发现:在不同张拉顺序及张拉力下,梁体和拱肋受力并不能同时达到最优,就一种工况而言,在梁体应力合理的同时拱肋就会出现受力不理想的情况;同样,当拱肋安全储备较大时梁体应力就会出现超出规范限制的现象。在具体施工时应综合考虑拱肋、梁体及索力分布情况,并结合现场和施工难度选择相应的施工方案。     

大跨度单肋拱桥吊杆张拉过程分析

采用Midas/Civil有限元软件建立干沟桥平面有限元模型,运用无应力状态法对拱桥的吊杆张拉顺序、张拉次数及张拉时机进行了对比分析计算,得到了较为合理的2轮张拉的吊杆张拉方案,并成功运用到施工控制过程中.     

异形钢管拱桥吊杆分级不对称张拉施工技术

为了研究钢管拱桥吊杆张拉过程中主拱会产生扭应力和拉应力的问题,采用理论联系实际的方法对异形钢管拱桥吊杆分级不对称张拉施工技术进行研究。结果表明,合理确定单级张拉力的大小及张拉顺序对控制主拱扭曲应力和拱脚混凝土不出现拉应力有明显效果。以章江大桥吊杆张拉为工程依托,因同组吊杆张拉空间位置重叠,不得不错位张拉,由此在张拉过程中钢管主拱会产生扭曲应力,且拱脚部分区域混凝土可能会产生拉应力,根据建模计算,确定单级张拉力的大小及张拉顺序以控制主拱扭曲应力和拱脚混凝土不出现拉应力,根据单级张拉力的大小再确定分级数。通过优化施工方法并分解施工步骤以达到节约成本,保证安全质量为目的,对章江桥吊杆进行分级不对称张拉施工。该施工方法是一项具有较高技术难度和创新价值的技术工作,通过对特殊复杂结构的分析将施工流程再次分解,以降低施工成本和施工难度,对同类型多次超静定预应力结构施工有指导借鉴意义。     

系杆拱桥吊杆张拉调索方法的比选及实施

以上海大芦线二期航道整治桥梁工程的湖北桥系杆拱桥为例,对施工监控过程的吊杆张拉调索方法-基于影响矩阵法的分批张拉调索法与计算机控制的同步智能张拉调索法进行比选。采用传统的吊杆分批张拉调索法,吊杆张拉力的计算量大,吊杆力误差积累需要多次调整;而同步智能张拉调索法的吊杆力调整方便、控制精确,且张拉速度快。湖北码头桥的工程实践证明,同步智能张拉调索法的优势明确,值得类似工程的借鉴。     

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。     

支架现浇系杆拱桥张拉索力调整计算

采用支架现浇施工的系杆拱桥,主梁落架后结构的边界约束易于模拟计算,该阶段下利于吊杆索力的调整计算。以主梁落架后实测索力为吊杆初始索力,该阶段下设计理论索力值为吊杆调整索力,采用影响矩阵计算方法,考虑张拉过程中主梁及主拱圈应力、位移的约束条件,同时兼顾实际张拉施工张拉次数及张拉顺序的要求,完成了南昌云飞路大桥吊杆张拉索力的调整计算。张拉完成后实测结果表明:采用该方法对吊杆索力调整张拉后,原索力偏差较大、全桥索力分布不均等情况大为改善,验证了该方法在实际工程中的有效性。同时,该方法可推广至其他索吊结构的索力调整计算中。     

南京小龙湾混凝土自锚式悬索桥吊索张拉过程研究

不同于地锚式悬索桥,自锚式悬索桥先梁后缆的施工方式,使其张拉过程具有显著的可优化性。依托小龙湾自锚式悬索桥工程实例,对自锚式悬索桥张拉过程控制原则、控制目标进行了分析,在满足桥梁结构受力安全的前提下,尽量减少接长杆数量、索鞍顶推次数、千斤顶数量和张拉批次,以较少的人力物力财力和时间来完成吊索张拉方案。建立有限元模型,模拟分析小龙湾大桥张拉全过程,根据吊索张拉安全系数、桥塔及加劲梁允许最大压应力、最小拉应力等指标,提出适用于该桥的张拉控制方案。对比分析了成桥状态与张拉过程中吊索的最大索力,发现在跨中14~16号吊索索力较成桥状态索力有所增加,但均能满足张拉过程吊索安全要求。对吊索张拉过程中桥塔及加劲梁的应力变化规律进行了总结,发现在张拉14~17号吊索时,桥塔、加劲梁等混凝土构件应力发生显著变化。     

双套拱塔斜拉桥索力张拉优化及控制

为研究双套拱塔斜拉桥施工控制技术,尤其是塔间索及斜拉索的张拉方案合理性及张拉控制方法,以小凌河大桥为背景,采用MIDAS Civil有限元软件建立该桥空间计算模型,进行施工过程的模拟计算,根据计算结果对拉索安装和张拉方案进行了优化。优化后,赋予塔间索初张拉无应力长度,二次调索时调整到成桥状态的无应力长度;斜拉索自内而外安装并张拉,索力小于250kN的斜拉索,调整其初张拉无应力长度使索力满足测量要求,其他斜拉索直接张拉到设计的无应力长度。监控结果表明,采用优化后的索力张拉方法对该类桥梁进行施工控制,整个施工过程中结构安全、受力明确,得到的成桥索力误差小。     

某系杆拱桥吊杆张拉力研究分析

本文以某主跨三跨钢筋混凝土系杆拱桥为研究对象,采用影响矩阵法对其吊杆张拉控制力进行了研究,同时利用有限元软件MIADS/civil建立空间分析计算模型,得到各施工阶段的优化张拉吊杆力,与原设计进行了比较优化。主要研究了各吊杆力的相互影响和相互耦合下,如何通过该方法计算出施工阶段需要张拉的吊杆力值,实现一次性张拉到位,为同类型桥梁施工提供借鉴。     

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。     

确定P.C系杆拱桥吊杆初始张拉力方法及施工控制

在设计P．C系杆拱桥时，合理地确定柔性吊杆在全部恒载作用下的钢束初始张拉力是一项重要和比较困难的工作。合理的吊杆索力可以使系杆所受弯矩布置均匀和合适。本文利用力的平衡概念推导出一种以系杆拱桥的系杆为相应刚性支承连续梁弯矩为目标控制量的吊杆钢束初始张拉力的确定方法，同时考虑了整体结构与预应力钢筋的作用。有了目标控制量后，如何在每一施工阶段或在确定的某一状态下张拉吊杆预应力钢束又是一项较为重要的工作。本文解决吊杆分阶段张拉的施工控制程序，使施工张拉过程简单明确，能较为准确地使系杆达到期望的内力状态和合适的线形要求，最终使成桥状态达到满意的结果，为大跨径系杆拱桥的设计与施工提供一种参考方法。     

影响矩阵法在施桥大桥吊杆二次调索中的应用

在系杆拱桥施工过程中,为增大结构的安全储备并保证主梁受力安全,通常对吊杆采用两次张拉,最终达到设计成桥索力,由此提出二次调索施调索力、顺序的计算问题.以影响矩阵理论为基础,建立了二次调索最优控制的数学模型,采用惩罚函数法求解,该方法计算精确、简便、实用,也可用于成桥后索力的误差调整.     

六广河特大桥施工过程张拉索力优化分析

为保证平行钢绞线斜拉索的张拉精度及锚固性能,并提高张拉效率,以跨径为(242+580+242)m双塔双索面叠合梁斜拉桥——六广河特大桥为例,对斜拉索张拉方案进行优化。原方案以消除结构自重为主,兼顾结构受力,但需反复微调,耗时长且不利于锚固安全;优化方案提高了第二次张拉的索力值,减小当前节段湿接缝压应力储备,以控制下一节段钢主梁拼装时当前节段桥面板及湿接缝应力不超限为目标,并将第三次张拉调整时的单根张拉法改为大吨位千斤顶整体张拉。有限元计算及实施效果显示:采用优化后的张拉方案,施工过程及成桥后主梁应力及线形、斜拉索索力及桥塔偏位均满足规范要求,相对于原方案工期提前40d。     

钢管混凝土拱桥吊杆施工技术优化研究

有吊杆参与的桥梁结构均存在结构线型调整与吊杆索力优化问题,吊杆张拉状况很大程度上可决定桥梁结构最终的外形和内力分布情况。以钢管混凝土拱桥吊杆施工优化关键技术为对象,研究吊杆施工初始张拉力的确定以及不同吊杆张拉顺序对成桥状态的影响。