自锚式悬索桥主缆无应力长度计算

主缆无应力长度的计算,是悬索桥施工监控中的重要内容。利用Midas/civil对松原天河北汊桥建立有限元模型,考虑主索鞍和散索鞍处圆曲线影响,对主缆无应力长度进行修正。由于主缆从边跨至中跨通过鞍槽进行了竖向和横向两次转向,因此需要对竖向和横向主缆的无应力长度进行修正,为计算空间索面自锚式悬索桥主缆无应力长度提供参考。     

大跨度悬索桥主缆索股无应力长度修正方法及 影响因素分析

大跨度悬索桥最明显的特征是几何非线性,精确计算主缆的无应力长度下料长度是整个悬索桥施工控制中最关键的步骤之一。根据锚跨、散索鞍、主索鞍的一般构造特点和主缆各索股在该处的空间几何位置,分别给了主缆各索股在锚跨、散索鞍、主索鞍处的修正方法,编制相应的程序求解,并通过实例计算验证该修正方法的正确性。此外还分析了影响主缆无应力长度的因素。在考虑泊松比的情况下,通过公式推导得出面积变化率的计算公式。通过计算公式可以得出在施工过程中主缆面积变化很微小,可以忽略面积变化对主缆无应力长度的影响。分析结果可为以后大跨度悬索桥主缆无应力长度修正计算提供参考。     

悬索桥空间主缆恒载线形分析

为了确定悬索桥空间主缆恒载线形,根据已有的二维模型,提出了一个三维主缆找形计算方法.确定悬索桥成桥状态线形主要是确定主缆的线形.给定悬索桥成桥时受力的性能指标,就能计算悬索桥成桥吊索内力,由吊索内力能够迭代形成主缆几何形状.将三维主缆投影到2个平面上分别考虑几何边界条件和力的平衡条件,倾斜吊杆的影响.引入牛顿迭代法,推导了三维主缆的迭代方程,给出了具体计算分析的迭代流程.研究结果表明:精度完全能满足工程计算要求.     

山区复杂环境下悬索桥主缆温度场规律研究

通过对山区复杂环境下悬索桥主缆模型进行温度场试验测试,以及对山区实际悬索桥工程的主缆进行实地温度场长期监测,结合理论计算分析,获得了山区复杂环境下悬索桥主缆温度场的典型分布及变化规律,并通过一座悬索桥工程实例验证了该温度场规律的准确性和适用性。     

温度影响下主缆线形精细计算方法研究与应用

悬索桥施工前,应通过基于有限元方法的杆件正向装配及逆向拆除法来进行正反向计算,若2种计算得到的成桥状态各项数据闭合且合理,则可基于此确定其各项施工参数。但上述计算是基于设计基准温度,而施工时环境温度与设计基准温度存在差异,且主缆索股的垂度与线形受温度影响较大,上述2种温度的差异使得主缆架设完成时其空缆线形参数与理论值不一致。因此,在施工前及施工过程中应根据2种温度的差异对主缆形状的影响规律来调整空缆状态下主缆的线形。为此在悬索桥施工过程主缆线形的解析计算方法基础上,推导了2种温度影响下主缆形状计算表达式,并编写成数值计算程序用于主缆施工控制过程中,能保证施工完成时桥梁处于合理成桥状态,本计算方法也可用于其他悬索桥的主缆施工过程中。结合大跨径地锚式悬索桥算例,验证了悬索桥主缆施工过程中考虑温度因素的空缆线形计算方法的正确性。     

基于ANSYS的悬索桥空间主缆扭转问题计算方法研究

自锚式悬索桥在体系转换过程中,通过对吊杆在垂直于纵桥向的竖平面中进行张拉并锚固于加劲梁上,从而形成空间主缆自锚式悬索桥结构。因主缆和吊杆形成空间索系,很大程度上减小了此类结构在横桥向荷载作用下的内力和位移。但是,该种桥型的主缆在由空缆时的平面状态转变为成桥时的空间状态过程中会产生扭转变形。基于此,在主缆索夹安装前应正确给定其安装预偏角,从而避免索夹在成桥状态下扭转破坏。但应注意到,在ANSYS等软件中,主缆一般是用杆单元进行模拟,无法通过计算获取主缆的扭转角度。以杭州某空间主缆自锚式悬索桥为研究背景,提出在ANSYS中对梁单元的部分参数进行特殊取值来模拟主缆,计算主缆的扭转角。理论分析表明,将梁单元抗弯刚度取合理的较小值时,其受力特点便接近于索单元。最后,对某空间主缆自锚式悬索桥的缩尺相似模型进行数值模拟,得到了该模型主缆在吊杆横向张力下扭转角度的数值计算结果。从而在一定程度上解决了运用通用有限元软件计算悬索桥主缆扭转角度这一难题。     

悬索桥主缆线形设计与施工计算原理及其Win32软件开发

按悬索桥的实际情况将主缆简化为受沿弧长均布荷载和吊点的集中荷载，主缆在吊索之间的线形为悬链线，在吊点处的线形则根据力学平衡条件和变形相容条件加以确定，因此悬索桥的主缆线形为分段悬链线。据此理论建立了一套悬索桥主缆成桥线形和施工过程计算的精确方法，并开发了真正的Win32软件Sgkz2000,笔者对其计算原理、方法和软件开发情况加以介绍。     

大跨悬索桥主缆线形解析迭代法研究

基于悬索桥在恒载作用下的受力特点,建立了主缆线形控制计算的解析迭代方法,以此确定主缆无应力长度、成桥线形、空缆线形。算例结果表明该解析法具有适合程序计算、收敛速度快、计算精度高的特点,可用于悬索桥设计与施工控制计算。     

空间索面悬索桥空缆线形分析

空间索面悬索桥的鞍座曲线对空缆线形分析有较大的影响,若还是采用虚焦点法分析空缆线形将会得到不准确的结果。采用两种方法分析空缆线形的鞍座影响:解析迭代法在鞍座曲线上找切点分析空缆线形;基于ANSYS有限元软件准确模拟主缆与鞍座的接触关系分析空缆线形。两种方法的计算结果完全一致,均可作为空间索面悬索桥空缆线形的计算方法。     

大跨径悬索桥主缆防腐保护问题剖析与建议

我国大跨径悬索桥起步比较晚,发展的时间还没有超过20年。但根据国外经验再过些年国内悬索桥主缆的锈蚀问题将陆续出现,将直接影响桥梁的结构安全与使用寿命,亟需开展悬索桥主缆防护问题的研究。首先介绍了国内外悬索桥主缆钢丝腐蚀案例,分析了主缆腐蚀原因及目前常用的主缆防护措施。继而分析和探讨了悬索桥主缆防护技术的发展方向,并提出一种可行性悬索桥主缆钢丝电化学腐蚀试验方案,供悬索桥主缆防护技术研究与应用参考。