结合影响矩阵的正装迭代法在优化施工索力中的应用

在斜拉桥施工控制中,为了达到设计成桥状态目标,需要对施工索力进行计算和调整。以国内弯道半径最小的斜拉桥为例,引入影响矩阵,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和线形。实例证明,该方法在斜拉桥施工控制中具有较好的精度和分析效率,可减少计算过程中受过多不确定因素的影响,对于解决类似的问题有较大的参考价值。     

大跨径斜拉桥索力的施工控制

在大跨径斜拉桥索力的施工过程中,施工控制使用不当可能影响到施工安全,以及质量和进度的各种不利因素的出现,故此应该对各种风险事态提出控制对策,整合形成完整的施工控制,能够更好的指导具体施工。斜拉桥在施工状态时,柔性大、振动频率较低,而塔的摇头运动会在塔根引起较大的纵向弯矩。故此应以主梁应力监控预警机制为保障,确定合理的施工容许误差度,实现了控制线型平顺、消除二次调索及减少施工周期的控制目标。     

双塔双索面矮塔斜拉桥应力及变形的影响参数分析

以某双塔双索面矮塔斜拉桥为例,采用有限元软件Midas/Civil模拟桥梁施工过程,研究索力、体内预应力、无索区长度、塔高跨径比、布索方式和混凝土收缩徐变对双塔双索面矮塔斜拉桥应力及变形的影响。成桥10 a后的模拟结果表明:双塔双索面矮塔斜拉桥的索力、体内预应力、无索区长度、塔高跨径比对桥梁线形和应力的影响相对较大,桥梁施工中需要重点监测和控制其误差;布索方式和混凝土收缩徐变的影响相对较小。     

矮塔斜拉桥设计要点研究

近年来,由于矮塔斜拉桥在结构受力、施工安装上的优越性,在我国得到了快速发展。矮塔斜拉桥具有以下优点：索塔塔高较低,施工简单;斜拉索应力变化幅度较小,可以充分发挥拉索高强钢筋的圬料性能;梁体刚度较大,施工过程及合龙后,不需进行索力调整,施工方便。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

基于有限元正装迭代悬拼拱桥合理施工索力优化

结合贵州龙场渡槽对千斤顶斜拉扣挂法施工中合理施工索力的计算进行研究,提出以扣塔偏位和拱圈应力为优化目标的优化思想,采用有限元分析软件对施工过程正装模拟,通过正装迭代得到合理施工索力,为类似工程提供索力计算依据。     

斜拉桥静载试验检测方法研究

主要研究了斜拉桥检测模型的建立方法、各控制截面的荷载工况、斜拉桥主梁、索塔、拉索的轴线偏位、竖向挠度、应力、索力变化等各项目的检测方法和数据处理分析方法.     

坡斜拉桥施工阶段索塔静力分析

单向纵坡的斜拉桥对设计施工和稳定有较大影响,而对称双向纵坡与单向纵坡又有不同,针对彭溪河特大单向纵坡斜拉桥和相同跨度的对称双向纵坡斜拉桥进行了有限元仿真分析,为设计和施工提供了借鉴.     

坡斜拉桥施工阶段索塔静力分析

单向纵坡的斜拉桥对设计施工和稳定有较大影响,而对称双向纵坡与单向纵坡又有不同,针对彭溪河特大单向纵坡斜拉桥和相同跨度的对称双向纵坡斜拉桥进行了有限元仿真分析,为设计和施工提供了借鉴.     

混凝土斜拉桥索力与预应力耦合优化

在影响矩阵思想基础上,提出基于施工过程的混凝土斜拉桥成桥内力确定方法。该方法耦合优化索力及预应力,以施工拉索初张力和预应力为设计变量,建立其对结构内力的影响矩阵,以施工阶段各控制截面应力及索力满足规范要求且索力均匀为约束条件,选取合适的成桥内力及用索量最小为目标函数,采用多目标方法优化成桥内力。该方法实现了索力与预应力的同步优化,保证了施工安全和成桥结构受力合理。     

荷麻溪特大桥索力测试方法研究

主要分析了斜拉索的振动原理以及垂度、弯曲刚度、索长对斜拉索索力的影响。基于荷麻溪斜拉桥的自身特点考虑了施工过程中的索力影响因素,实现了可以利用自振频率和油压表结合的方法对斜拉索的索力进行精确控制。     

斜拉桥应力与索力测试

斜拉桥在施工中表现出来的这种理论与实际的偏差具有累积性,如不加以及时的有效的控制和调整,随着主梁悬臂施工长度的增加,主梁标高最终会显著偏离设计目标,造成合拢困难,并影响成桥后的内力和线形。因此,斜拉桥施工监测、控制是保证斜拉桥达到设计要求的重要手段。对斜拉桥的索塔、主梁、斜拉索进行了局部应力、索力测试分析,给出了进行斜拉桥应力、索力测试分析的一般方法。     

斜拉桥施工阶段索力调整的"两步到位法"

根据斜拉桥结构特性和施工控制的需要,提出施工阶段索力调整的"两步到位法",即首先模拟斜拉桥实际施工过程,计算出初始张拉索力,然后建立初始索力和主梁内力的数学模型,以成桥时主梁弯矩为控制目标,以最小二乘法优化出成桥时最终索力,保证了结构受力合理和结构安全.     

计入几何非线性影响的斜拉桥施工索力的确定

考虑缆索垂度效应、加劲梁的梁柱效应及节点大位移效应等几何非线性因素对大跨度斜拉桥施工索力的影响，模拟正装和虚拟退拆施工过程，建立了施工索力计算的继承与迭代关系．利用通用有限元程序，建立斜拉桥全桥三维有限元模型，合理划分荷载步和荷载子步，通过倒拆正装反复迭代，得出了施工索力及相应的成桥线形．使用最小二乘法修正倒拆与正装之间的差值，有效地计入了几何非线性的影响，使斜拉索满足成桥状态所要求的索力并使主梁以要求的精度接近理想的成桥线形．     

斜拉桥施工中多工序并行作业技术分析

分阶段施工实际上是斜拉桥结构体系与作用于结构上的荷载不断变化的过程。施工工序的变化引起荷载的变化,结构上荷载的变化改变着斜拉索的索力,斜拉索的主动调索表面上是改变着斜拉索的索力,而本质上是改变了斜拉索的无应力长度。按照无应力状态控制法最终结构的内力和线形与施工过程无关的基本原理,可以实现斜拉桥施工中斜拉索调索与其他工序同步并行作业。介绍了斜拉桥施工中多工序并行时的作业技术。     

基于灰色预测理论的多塔斜拉桥施工监控方法研究

斜拉桥施工过程中若不对临时结构的内力及线形状态进行有效控制,将因误差的累积导致施工结束时整体结构的受力及线形严重偏离设计成桥状态,使得桥梁成桥时无法实现设计的最优状态从而影响结构的可靠性和美观性。常规混凝土斜拉桥的施工过程控制主要有最小二乘方法及卡尔曼滤波法。以钢主梁多塔大跨度斜拉桥作为工程背景,提出基于灰色预测理论的多塔大跨度斜拉桥施工过程控制方法,并将其用于此桥施工过程中初始索力等施工参数的理论计算,并运用此方法对由于温度、材料容重等因素的偏差对桥梁成桥状态的影响进行预测。实践表明运用灰色预测控制方法能高效地实现多塔钢主梁斜拉桥的施工过程控制并能保证桥梁合理成桥状态的实现。     

大跨度钢斜拉桥的施工研究

随着现代科学技术的发展和大型现代化施工设备的应用,大跨度钢斜拉桥的设计和施工成为可能。为了满足安全、耐久、美观及各项设计要求,大跨度钢斜拉桥的科学施工尤为重要。结合安庆长江公路大桥的施工实践,论述了该桥主梁、主桥索塔、斜拉索的施工技术要点。并对安庆长江公路大桥施工中引起的索力和塔顶位移的变化影响作了进一步的研究。得出了对斜拉索进行二次张拉及索力不断地进行调整优化和科学合理的施工控制有力地指导了大跨度钢斜拉桥的施工。也为类似斜拉桥的施工提供了科学依据和经验。     

“花瓣式”异形斜拉桥结构受力影响因素敏感性研究

为了减小"花瓣式"异形斜拉桥结构成桥状态结构受力和变形受施工误差的影响程度,以西安市富裕路沣河大桥为项目依托,通过分析容重、拉索弹模、拉索初张力、体系温度等影响因素变化对结构受力的敏感性程度,从而保证斜拉桥合理成桥状态与目标状态的精度要求。计算结果表明:体系温度、拉索力和结构容重对"花瓣式"异形斜拉桥成桥状态主梁挠度、主塔变形、拉索索力、拱脚及钢主梁截面应力影响较大,为敏感因素;拉索弹模对上述指标的影响程度较小,为非敏感因素;沣河大桥实际工程应用表明研究成果能够有效减小施工过程误差对成桥状态的影响程度,可为其他"花瓣式"异形斜拉桥在设计、施工中的结构敏感性研究提供有益参考。     

基于粒子群算法的异形斜拉桥成桥索力优化

异形斜拉桥的结构比较复杂,受力特点与常规斜拉桥不同,传统的索力优化方法存在不适用或优化过程烦琐的问题。 粒子群算法可高效、便捷地得到合理的成桥状态,实现索力优化的自动化和智能化操作。为验证结合粒子群算法的索力优化方法的可行性,以某异形斜拉桥项目为依托,利用Midas Civil软件建立三维有限元模型,以最小势能为目标函数,结合粒子群算法自主编写 MATLAB 程序,对桥梁成桥阶段状态的索力进行优化,并将该方法与传统索力优化方法进行对比。 结果表明:传统的索力优化方法不适用于异形斜拉桥,传统的最小弯曲能量法只减小主梁和桥塔的刚度,无法得到可行性结果,虽然添加约束条件后可得到斜拉桥的合理成桥状态,但操作过程烦琐;基于粒子群算法的索力优化方法可更大程度利用斜拉索,获得合理的成桥状态,同时优化过程也更加简便、高效。