预应力混凝土部分斜拉桥拉索与预应力筋分配比研究

预应力混凝土部分斜拉桥的整体钢绞线用量由斜拉索与体内预应力钢筋两部分组成,两者用量直接影响结构整体受力。该文基于两者对截面预压应力的计算公式,采用Midas/Civil建立全桥有限元模型,控制斜拉索及预应力钢筋的初始张拉应力,通过改变两者的面积控制两者用量,分析两者的用量比例对结构受力性能的影响。计算结果表明:部分斜拉桥索、筋比值越大,跨中在恒载、活载及时变效应下的变形值越小,对应拉索应力幅值越小;但预应力所占比例过小时,跨中在恒载作用下即会出现拉应力。当索、筋分配比值为1.22左右时主梁压应力储备最为安全且变形值均满足规范要求。     

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。     

丹阳北二环大桥主塔斜拉索施工工艺探讨

斜拉索施工是斜拉桥施工的关键工序,斜拉索施工又可分为拉索的挂索和张拉两部分,其中挂索分为塔上挂索和梁上挂索,而张拉也分为塔端张拉和梁端张拉。斜拉索的施工不仅关系到桥梁的线性,也关系到桥梁的内部受力。文中根据丹阳市北二环大桥改建抢修工程斜拉索的施工情况,阐述了斜拉索施工工艺流程,概述了挂索及张拉等主要施工工序要点和关键技术。     

无背索部分斜拉桥斜拉索张拉施工方案分析

为确定无背索部分斜拉桥斜拉索的合理张拉施工方案,以溱水路大桥为例,对该桥斜拉索一次张拉和分级三次张拉的施工方案进行研究.应用MIDAS Civil有限元软件建立该桥空间有限元计算模型,采用数值仿真方法研究斜拉索一次张拉和分级三次张拉对该桥结构力学行为的影响,探讨斜拉索分级张拉施工的合理性,并基于影响矩阵法进行成桥索力调整.结果表明:该桥分级三次张拉斜拉索的施工方案较为有利,且施工可行,成桥后可采用影响矩阵法进行索力调整,仅需较少次数索力调整即可达到索力设计目标,可避免反复进行斜拉索张拉调整的繁琐施工工序.     

宽幅斜拉桥主梁施工阶段受力特性分析

为研究单侧变宽主梁斜拉桥在施工过程中主梁的结构受力行为,以便对桥梁进行准确的施工控制,以武汉市金桥斜拉桥为背景,先采用杆系模型进行整体计算,后基于ANSYS有限元软件,采用空间实体单元建立主跨主梁及斜拉索的子模型,分析该桥主跨悬臂施工过程中主梁的受力情况.分析结果表明:节段浇注时,部分节段的顶板处于受拉状态;中纵肋在整个节段的施工过程中,顶缘处于受拉状态,底缘处于受压状态,带索横梁在整个节段施工过程中均表现为受压;左、右顶缘和中纵肋顶缘受拉区域和拉应力值随节段施工的进行而变动,各研究区域变动范围不同.各区域应力均未超过设计允许值.     

矮塔斜拉桥斜拉索单根张拉均匀性研究

矮塔斜拉桥的斜拉索采用平行钢绞线,钢绞线使用单根张拉。基于斜拉索全部张拉完后每一根钢绞线的力值达到均值,通过按斜拉索施工的逆顺序建立拉索的平衡方程,推导出计算每一根钢绞线张拉控制力的公式,并对其进行温度修正。修正的公式正确反映了主梁和斜拉索的温度效应。此计算方法运用于瑞丽江特大桥工程实例中,与Midas/civil2012有限元计算结果对比,最大误差为0.9%。结果表明,此种计算方法具有科学、准确、简单等优点,能够达到斜拉索单根张拉均匀性的目的,同时为同类型桥梁的设计施工提供经验。     

联塔分幅斜拉桥塔结构模型试验设计及加载索力优化

以甬江特大桥为背景,进行联塔结构模型试验,通过张拉斜拉索来模拟塔的最不利受力状态,简要介绍结构模型试验的设计。为了尽可能少张拉斜拉索,便于张拉控制,建立了最少索数索力优化的数学规划模型并编制了相应的数值程序,确定了相应的等效索力和各级加载中的斜拉索张拉索力,结果表明索力优化方法可行,张拉过程中结构受力安全。     

斜拉法施工张拉模拟技术研究

为解决斜拉法施工大范围分级张拉工序复杂、受桥面临时荷载影响大等实际问题,依托"先斜拉-后悬索"工艺施工的某大跨度桥梁,详细计算张拉过程中斜拉索的引出量,并利用无应力状态法和传统计算中的预应力模拟分级张拉。研究结果表明:影响矩阵法计算张拉引出量精度较高且操作简单;"等效温差法"和"单元生死法"以无应力索长为控制指标,张拉模拟无需参照传统方法计算各施工阶段张拉索力,同时减少桥面临时荷载移动、相邻索力调整对目标索力的影响;鉴于分级张拉中间过程的无应力索长调整量未知,直接以"体外力"模拟分级张拉避免单一调整无应力索长而反复试算;结合二者的优势,以调整无应力索长模拟张拉为主、"体外力"控制分级张拉为辅进行大范围分级张拉模拟,验证了该模拟技术的可行性与优越性。     

基于影响矩阵法的斜拉桥斜拉索合理初始张拉力分析

针对斜拉桥建模过程中斜拉索内力与设计成桥索力存在偏差的问题,为确定斜拉索合理的初始张拉力,提出基于影响矩阵法的斜拉索合理初始张拉力计算方法。该方法根据斜拉索张拉过程中其两端的位移和索力协调关系,构建一种影响矩阵,通过该矩阵计算斜拉索的合理初始张拉力。以某大跨度独塔斜拉桥为例,采用该方法计算斜拉索合理初始张拉力,并对比分析了施加不同初始张拉力后的斜拉索内力;考虑该方法确定的初始张拉力和将设计成桥索力作为初始张拉力的2种工况,分析不同初始张拉力对桥梁结构响应的影响。结果表明:该方法计算得到的斜拉索内力与设计成桥索力相对差值小于0.01%;初始张拉力对桥梁结构变形和斜拉索内力影响显著,在斜拉索中施加该方法确定的初始张拉力,可使斜拉索内力达到设计成桥索力。     

大跨度叠合梁斜拉桥施工阶段极限承载力研究

为研究大跨度叠合梁斜拉桥施工阶段极限状态下的受力性能和破坏机理,以西固黄河大桥主桥为背景,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,计算该桥在最大双悬臂、最大单悬臂和二期恒载等典型施工阶段的非线性稳定安全系数,分析结构在各施工阶段的斜拉索应力、塔梁连接处Mises应力和塔顶、主梁跨中的荷载~位移曲线。结果表明:该桥各典型施工阶段的非线性稳定安全系数均满足不小于2的设计要求;当主桥达到极限承载力时,部分斜拉索先破断,破坏过程合理;最大双悬臂施工阶段桥塔整体未达到屈服状态,最大单悬臂施工阶段和二期恒载施工阶段塔梁连接处出现塑性区;塔顶和主梁跨中的荷载~位移曲线具有显著的非线性效应。     

连续梁拱组合体系桥梁施工力学行为实测分析

对连续梁拱组合体系桥梁在施工过程中的受力性能进行了实桥测试和有限元模拟分析。结果显示,结构系梁、拱肋及横梁等构件在桥梁施工过程中均处于受压状态,最大压应力为13.7MPa,出现在第4次吊杆张拉完成后中拱拱肋1/4截面下缘,拱脚位置压应力水平不高;采用分阶段多次张拉,可以有效的调整该种组合体系桥梁的吊杆张拉力;有限元计算结果与实测结果吻合良好。     

斜拉桥塔梁同步施工过程中主塔线形控制影响因素分析

为分析塔梁同步施工时主梁、主塔线形及内力状况，探究拉索张拉次数、张拉力及主塔温度变化对索塔线形的影响，以某大桥为工程依托，采用Midas Civil有限元软件对其塔梁同步施工全过程进行仿真模拟。研究结果表明：采用塔梁同步施工方法能够保证桥梁成桥状态下主梁、主塔线形及主塔受力在安全范围内；塔梁同步施工期间，拉索张拉次数对索塔线形影响较小；对比分析索塔在不同温度工况下的位移变化，发现温度效应对主塔偏位影响很大，在实际工程中应予以考虑。     

倒退分析法确定拉索中钢绞线的张拉力

提出使用倒退分析法得到每根钢绞线的初张力.通过分析各次钢绞线张拉后及张拉前的状态,推导出各阶段拉索应力的相互关系,可以由最后一个阶段的拉索应力逐步计算出每根钢绞线的初张力.通过使用该方法对金婺大桥单根换索过程的模拟表明:在拆索的过程中剩余钢绞线的拉力是增大的;在张拉的过程中,已有钢绞线的拉力是减小的.通过使用倒退分析法得到的钢绞线初张力进行换索,可得到均匀的、闭合的索力,即换索前后,结构的状态没有发生变化.利用倒退分析法.不仅可以计算新建桥梁拉索中每根钢绞线的初张力,还可以确定旧桥换索过程中每根钢绞线的张拉力.     

斜拉桥施工阶段二次调索计算方法

为保证施工阶段的结构安全,一些斜拉桥的施工需要进行2次分步张拉斜拉索,而由于二次调索控制目标不同,需要采用不同的调索计算方法。针对施工期间存在2种阶段控制目标的斜拉桥,以主梁脱离支架和内力分布合理作为控制目标,采用以梁塔拉压及弯曲应变能最小为约束条件的最小能量法进行初张力优化计算,以设计成桥索力作为控制目标,采用差值法进行正装迭代计算确定第2次张拉索力,并结合工程实例,利用有限元法实现了二次张拉索力计算。2种方法组合使用所确定的施工张拉索力能够满足施工控制要求,最终成桥状态亦达到设计要求。     

‘同步恒载反压预拱度逐级张拉’大跨径预应力盖梁施工工艺

同步恒载反预拱逐级张拉是利用梁体自身重量将盖梁由于预应力张拉产生的起拱度反压下去,使得盖梁拉应力最小。保证盖梁内部砼和钢筋受力始终处于最佳受压状态。详细介绍了施工工艺,流程及具体施工方法。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工过程力学性能分析

为指导波形钢腹板矮塔斜拉桥施工,对该类型桥梁的施工全过程进行力学性能分析。以(58+118+188+108)m的朝阳沟特大桥为研究对象,采用MIDAS/FEA有限元软件建立有限元模型,对其施工全过程进行计算。计算结果表明:施工过程中张拉悬臂顶板预应力束使主梁悬臂端轻微下挠,对悬臂施工主梁悬臂端竖向变形的影响远小于张拉斜拉索和浇筑梁段混凝土产生的影响;悬臂根部顶、底板应力在合龙束张拉时应力增量较大,应在施工中重点关注;斜拉索索力受施工阶段的影响不大,索力分2次张拉调整到成桥索力是合适的;矮塔斜拉桥桥塔和主梁刚度较大,两桥塔塔顶位移在悬臂施工过程中基本为0,顶推力作用下一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约5cm,另一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约4cm,可抵消后期运营中桥塔向跨中的偏位。     

厦漳跨海大桥南汊主桥施工控制方法

依据无应力状态控制理论,以厦漳跨海大桥南汊主桥施工为背景,研究结合梁斜拉桥标准梁段施工、边跨合龙施工、中跨合龙施工控制方法.施工中斜拉索分两次张拉,桥面板湿接缝滞后1个梁段浇筑;施工过程中以主纵梁安装、浇筑湿接缝和斜拉索第二次张拉3个阶段为重点控制工序.通过采取悬臂端压重、调整合龙口附近的斜拉索索力、对边跨支架区梁段刚性转动和竖向顶升等控制措施,使边跨合龙状态满足顺接合龙的要求.中跨采用长圆孔工具拼接板为辅的自然降温法合龙方法;根据观测结果确定夜间最大温差,计算合龙间距的变化量,进而确定工具拼接板长圆孔的尺寸及合龙梁段的实际长度.     

曲线形独塔无背索斜拉桥施工控制关键技术

漳州市双鱼岛内环北路桥为跨径(110+25)m的曲线形独塔无背索斜拉桥,采用塔梁墩固结体系,主梁采用钢-混凝土混合梁结构。该桥采用先梁后塔、塔索同步的总体施工方案,为保证成桥后的内力和线形满足设计要求,采用无应力状态控制法对该桥进行施工控制。在该桥施工控制中,通过设置预拱度控制主梁线形;通过设置纵向预偏量和预抛高控制桥塔线形;采用割线法进行索导管倾角修正;通过张拉索力和2次放索控制桥塔内力,斜拉索一次张拉到位;采用"减小张拉索力+调整螺母位置"的方法解决斜拉索的"超长"问题;通过2次放索将张拉索力调整到成桥索力,采用迭代法计算放索之前的目标索力。内环北路桥已建成,成桥后的桥梁线形和内力均符合设计要求。     

钢桁架桥钢节点有限元分析

为分析在荷载作用下桥梁各节点应力分布,以CATIA桥梁模型为基础,导入MIDAS、ABAQUS进行总体和局部应力计算分析。结果表明,由于桥梁设计过程中中部节点板厚及尺寸加大,导致应力集中更容易出现在偏离中心的变截面节点中;在恒载以及恒载加活载作用下,桥梁下部各节点应力均小于钢材屈服应力,满足规范要求;无论是恒载还是恒载加活载作用下,下部节点处应力集中都出现在斜腹杆与节点板相连处,2号斜腹杆可能成为最先发生疲劳破坏的杆件。     

大跨径预应力连续刚构桥梁竖向变形施工监控

桥梁施工监控的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态(线形与受力)相吻合,采用线性最小方差估计法,识别施工中系统参数,利用识别的参数预报合龙时的变形.将此变形加上二期恒载和后期徐变的作用,给出当前梁块的立模高程,以期达到最优控制.给出了施工监控中计算的相关公式及测试结果,推断出刚构桥竖向变形施工监控采用的计算方法-线性最小方差估计的可行性,提出了此类桥梁竖向变形施工监控的理论和计算方法.