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。     

连续梁拱组合桥梁边中跨比影响分析

连续梁拱组合桥梁主梁和拱肋协同受力,整体刚度大、跨越能力强。以三跨连续梁拱组合桥梁为工程背景,分析了边中跨比对桥梁内力、变形、支反力、自振频率、稳定等方面的影响。分析发现：桥梁主梁和拱肋的内力、变形,主梁边支点的支反力随边中跨比的增大而增大,且在恒载作用下边中跨比0.400时边支点出现负反力;桥梁自振频率随边中跨比的增大而减小;桥梁施工阶段稳定系数随边中跨比的增大而减小,成桥状态稳定系数随边中跨比的增大而增大,但稳定系数变化率均较小;连续梁拱组合桥梁的合理边中跨比建议在0.425～0.500之间。     

钢管混凝土拱桥地震损伤评估

为研究中承式钢管混凝土拱桥整体及各构件在地震作用下的损伤状态,基于变形或内力和累计耗能的双重破坏准则,分析拱桥在天津地震动作用下各构件的损伤指数和损伤状态。通过各构件加权的方式对桥梁整桥进行损伤评估。结果表明:地震作用对拱桥构件中支座和边跨墩柱的损伤程度最大,边跨桥墩基本处于中等破坏状态,在0.3g地震动下大部分支座处于严重损伤状态。峰值加速度为0.1g时拱桥整体处于轻微损伤状态,峰值加速度为0.2g到0.3g时拱桥整体处于中等破坏状态。     

长边跨高墩大跨连续刚构桥施工方案比较

多跨连续刚构桥属高次超静定结构,施工至成桥需经历复杂的体系转换过程,施工过程显著影响成桥后的线形与受力状态。某山区连续刚构桥长边跨现浇段施工时,由于墩高及地形限制无法采用落地支架和长悬臂托架施工,为减小边跨现浇段长度,提出增设不对称悬浇段的非对称施工方法。以该桥为背景建立有限元仿真模型,分析3种不同施工方案对施工过程及成桥后结构应力与变形的影响,探讨高墩大跨度连续刚构桥的合理施工方案。研究表明:3个施工方案施工和运营阶段应力与变形均满足规范要求;边跨增设非对称悬浇段时,对成桥应力影响较小,主梁下缘压应力储备增加,上缘压应力储备略有减小;增设非对称悬浇段会导致边跨跨中长期挠度增大,但通过合理设置预拱度,不影响成桥线形实现;先边跨、再中跨的合龙顺序有利于减小边跨跨中长期下挠;非对称施工时最大悬臂状态第一类稳定系数较原设计略小,但安全储备仍较高。     

基于变形的铁路混凝土连续梁合龙方案比较

为研究不同合龙方案下桥梁变形的敏感性,以南平至龙岩线上某(40+64+40)m高墩铁路预应力混凝土连续梁为背景,采用桥梁博士软件建立全桥有限元模型,分析3种合龙方案(先合龙边跨,先合龙中跨,合龙中跨后悬臂浇筑)的结构应力、梁段变形、成桥阶段累计位移和成桥后收缩徐变下的挠度,并比较了不同跨度连续梁的成桥累计位移。结果表明:先合龙边跨方案的梁体变形最为平顺,其成桥累计位移最大绝对值仅为先合龙中跨方案的39.27%,为合龙中跨后悬臂浇筑方案的51.04%;随着跨度的增大,合龙中跨后悬臂浇筑方案的成桥阶段累计位移越来越接近先合龙边跨方案的成桥阶段累计位移。实际工程中应优先选用先边跨后中跨的合龙方案。     

某连续刚构组合梁桥成桥方案对比研究

运用有限元软件建立某连续刚构组合梁桥分析模型,对不同合龙顺序和体系转换顺序对主梁应力、变形的影响进行对比,分析不同成桥方案对主梁受力和线形的影响。结果表明,不同合龙方案对主梁应力影响不大;先边跨后中跨合龙顺序下边、中跨位移增量相差较小,有利于桥梁线形控制;该桥采用先边跨合龙、后中跨合龙、再体系转换的施工方案可有效控制桥梁线形,还能减小边、中跨合龙段的竖向变形。     

悬索桥空缆吊点坐标计算方法研究

假设悬索桥主缆自重沿弧长均匀分布,加劲梁、桥面等其余恒载沿水平均匀分布,导出悬索桥主缆成桥线形的参数方程。给出由边界条件确定参数方程未知量与通过改变参数确定主缆成桥吊点坐标的方法。由积分法导出成桥状态无应力索长的计算公式。根据成桥状态与空缆状态各跨无应力索长不变这一原则,建立了确定空缆状态主缆水平张力、索鞍预偏量的计算方法,然后再根据成桥状态与空缆状态吊点间的无应力索长不变确定空缆吊点坐标。算例结果表明本文方法具有适合程序计算、收敛速度快,计算精度较高的特点,可用于悬索桥设计与施工控制计算。     

基于点云模型的桥梁构件形态变化趋势识别与分析

为准确识别桥梁运营期间关键构件的几何形态及其变化趋势,提出一种基于点云模型的构件形态识别方法。该方法利用激光扫描与点云模型拼接技术,建立运营期间桥梁结构的精细化三维数字模型,通过对构件的时空变化趋势进行跟踪,进行桥梁结构力学现状的判断及发展趋势的预测。以7座独柱墩桥梁的倾覆评估为例,采用三维激光扫描得到的点云模型,识别各桥支座转角、主梁相对支座侧移及整体结构行为变化,并通过2年跟踪得到主梁侧向倾覆的趋势。识别结果与常规检测数据及外部荷载特征一致。该方法可实现桥梁构件几何形态的远距离识别和整体结构行为变化的快速跟踪,为桥梁的安全预警提供合理依据。     

一种自锚式悬索桥主缆线形的解析法

在传统的地锚式悬索桥主缆线形方程的基础上，引入了自锚式悬索桥主缆、加劲梁和索塔的变形协调方程，得到一种自锚式悬索桥主缆线形的解析方法：该方法可以在不进行有限元分析的情况下，仅给出自锚式悬索桥的跨度、矢跨比以及主缆、加劲梁和索塔的截面属性，通过求解主缆线形方程和变形协调方程所组成的方程组，就能够求出主缆的初始线形和成桥线形、主缆的无应力长度、索鞍偏移量。该方法简单、准确、高效，已经成功地应用在金华康济桥的施工监控中，建成后主缆的成桥线形与设计线形非常接近，最大误差只有27mm，由于该方法能方便而快速地计算出索鞍的偏移量和主缆线形，对优化自锚式悬索桥边跨与主跨的比例提供了一种高效的算法。     

TLS在大型钢梁虚拟预拼和检测应用研究

钢结构桥梁的传统预拼接工作存在数据获取效率低、实地操作困难和成本高等问题,针对上述问题,以长益高速公路扩容工程为例,结合地面固定式三维激光扫描技术,详细阐述了基于三维激光点云数据的多跨π型钢混组合结构桥梁的虚拟预拼和检测方法。主要步骤为扫描设计、点云获取、数据处理及建模、虚拟预拼及误差检测。     

大跨悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型

为描述大跨桥梁服役前完好状态时的结构性能,建立了润扬悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型。首先,探讨面向健康监测需求、建立适度精细基准模型的目标,提出了采用正交异性壳单元等效钢箱梁的建模策略。然后,就钢箱梁的简化模拟、桥塔的动力模型修正、成桥状态初始构形及内力的确定、主梁边界条件的确定和钢箱梁局部应力分析等关键技术问题进行了详细的研究。最后,对所建立的基准有限元模型采用润扬悬索桥成桥试验的实测结果进行了验证。结果表明,该基准模型能从整体结构尺度与局部构件尺度两个方面准确地模拟结构的实际性能,从而为润扬悬索桥的损伤识别与状态评估提供了可靠的结构描述与分析依据。     

三塔悬索桥适应性及主缆抗滑移技术探讨

以泰州长江公路大桥等3座悬索桥为背景,分析三塔悬索桥的适应性,并对该桥式的中塔选型、主缆与鞍槽间的抗滑移安全系数及整体刚度的取值进行研究。研究表明:三塔悬索桥得以实施的技术突破关键是中塔采用合理的纵向抗弯刚度;主缆与鞍槽间的摩擦系数取0.20较为合适,建议主缆与鞍槽之间的抗滑移安全系数不小于1.65;泰州长江公路大桥在不计冲击力的汽车荷载作用下,加劲梁最大竖向挠度为4.337 m(向下),挠跨比为1/249,取用该挠跨比是对悬索桥整体刚度的尝试与实践;该桥主缆与鞍槽间摩擦系数若取用0.2,可进一步提高桥梁的总体刚度。     

空间缆自锚式悬索桥架缆模型工艺试验研究

杭州市江东大桥主桥采用空间缆自锚式悬索桥结构,中跨主缆架设需经历从空缆的竖直面内转换为成桥的倾斜面的过程。为进一步了解索股入槽、鼓丝、扭转等现象,进行了架缆模型工艺试验,有效地指导了缆吊系统的设计与施工。     

波折腹板组合钢箱梁桥有限元分析

结合实际工程,对新型波折腹板组合钢箱梁组成的以直代曲三跨连续梁建立全桥空间有限元模型,采用荷载增量步技术和生死单元技术对从施工到成桥的简支变连续过程进行有限元分析。结果表明,波折腹板组合钢箱梁刚度较大,各构件应力状态合理,整体受力性能良好,是一种自重轻,受力合理,满足快速施工要求的新型桥梁结构。     

挪威哈罗格兰德大桥空间主缆顶推关键技术研究

哈罗格兰德大桥为世界首座空间主缆构造的双塔单跨悬索桥，不同于传统悬索桥，其施工工艺复杂，施工质量控制较为严苛，且境内外均无主缆顶推施工先例。通过设计特殊类型的主缆顶推系统，满足成桥主缆受力及线形、索夹横向偏转角度要求。依托主缆顶推施工，将猫道由整体式变为分离式，更好地满足钢箱梁吊装及后期猫道拆除需求。通过主缆顶推系统型式及现场试验，证实该系统可满足空间主缆施工需要。分别对比两种不同的顶推系统布设方式，结果表明：7道顶推系统能够减小整体施工难度及节约工期和成本，同时更便于施工组织。研究成果可为同类型桥梁施工提供参考。     

钢-混凝土组合梁斜拉桥梁结构的稳定性分析

采用有限元法建立钢-混凝土组合桥梁的结构模型,分析了不同典型施工阶段下桥梁主梁和腹板结构的受力特征,获得了桥梁整体失稳状态。并以桥梁局部失稳状态分析斜拉桥结构的稳定性特征,获得影响斜拉桥稳定性的各影响因素关系。研究结果表明:全桥一阶整体失稳态下的总体稳定系数为7. 7,大于一般计算稳定系数4. 0;桥梁施工状态下,主梁最大应力出现在成桥阶段1 000 d后,桥面板承受最大压应力出现在中跨合拢阶段,均满足规范。对于桥梁主梁腹板,在设计荷载组合作用下,主梁腹板加劲肋局部位置易发生屈曲变形。当轴力/弯矩小于0. 5时,首先在梁段产生横梁侧倾失稳,随着轴力/弯矩比值的增加,由横梁侧倾斜转化为主梁腹板或加劲肋的失稳。     

嘉绍大桥斜拉桥边跨钢箱梁架设方法及支架的受力分析

为适应多塔斜拉桥连续钢箱梁架设精度的高要求,施工方研究提出了支架上拼装边跨钢箱梁的架设方法.该文在介绍该架设方法的基础上,对其支架建立有限元模型,考虑边跨钢箱梁施工全过程,参照现行的桥梁设计规范,确定相关参数、工况和计算荷载,对边跨钢箱梁钢结构支架进行强度及稳定性分析.计算结果表明:嘉绍大桥斜拉桥边跨钢箱梁支架各构件应力和整体稳定性均满足规范要求,支架结构形式和构件截面尺寸设计合理.     

支架与挂篮组合施工法线形控制技术要点分析

支架与挂篮组合施工法是一种新型的施工方法,国外内采用此施工方法的桥梁均很少,此法施工情况比较复杂,其模型中涉及的参数较多,施工中存在许多误差,这些误差均将不同程度地对桥梁控制目标的实现产生干扰,且其线形在不平衡荷载作用下,支架、边跨梁体与中跨悬臂端变形相互影响,只有针对支架与挂篮组合施工法的特点,对其各施工工况的变形进行监测与控制,才能保证结构变形处于安全的范围内,并设置合理的成桥预拱度,使成桥后线形符合设计及长期使用要求。     

大跨度桥梁变形三维激光扫描结果与有限元模拟对比分析

传统的桥梁变形监测方法只能把握数个独立点的观测形变数据,不能全面控制大跨度桥梁各部分的变形数据。现提出将车载三维激光扫描技术用于桥面几何形态数据采集的方法,将其应用于结构物的三维重建工作中,直接对结构物表面进行三维测量,采用三维阵列点云的方式来生成结构物表面的三维形态并记录点位坐标,打破了传统的桥梁变形监测方法仅有数个独立点的局限性,扩大了桥面变形监测范围,提高了结构物的观测精度,并能快速、完整地进行量测。采用有限元分析软件MIDAS CIVIL对该特大桥主桥进行建模,得到各温差下结构的理论变形数据,与车载三维激光扫描得到的实际测量结果进行对比,发现实测值具有较高的精度和可靠性。车载三维激光扫描技术可得到桥梁点-线-面的整体变形监测结果,相较传统的桥面变形监测而言,该方法则侧重结构整体变形特征,并消除了在测量过程中对交通运营的不利性,有较好的工程应用前景。     

合龙方案对大跨PC箱梁桥成桥应力及线形的影响

大跨PC连续梁的合龙方案和温度等外界因素会对梁体内力分布、变形产生重要的影响.现以小清河大桥为工程背景,结合为期两周的主梁截面温度监测数据,建立空间有限元模型,研究合龙顺序、合龙温度、截面梯度温度对结构成桥应力、线形的影响.结果表明:先边跨后中跨合龙的应力分布更加平缓,所以更加合理.对于整体温度作用:合龙前升降温对结构内力影响较小.对于截面梯度温度效应:作用在中跨合龙前,对结构内力、变形影响均较大;作用在边跨合龙前,对成桥变形影响较大,但由于体系转换对成桥应力无影响.