基于无应力状态法的斜拉桥大范围调索技术研究

为解决大跨度斜拉桥大范围调索施工工序复杂、施工周期长以及受施工荷载和温度影响较大等问题,基于无应力状态法基本原理提出了以斜拉索无应力长度为控制指标的斜拉桥大范围调索技术,通过珲春大桥大范围调索实例论证了该调索技术基本原理的正确性,得出了相比传统大范围调索技术的优势。研究表明,基于无应力状态法基本原理的大范围调索技术以斜拉索无应力长度为控制指标,可以在任何温度、任何荷载状况下进行斜拉索的张拉或放松;减少了按照传统计算方法需要确定各施工状态斜拉索张拉力的工作量;在保证结构受力安全的前提下可以从任何一根或者几根同时张拉,不必按照特定的张拉顺序逐根张拉,减少了施工工序,节省了施工时间,提高了施工效率。     

弹性悬链线解答在斜拉桥施工控制无应力状态法的应用

斜拉桥在梁段浇筑过程中的调索是一项较复杂的工序,无应力状态法通过拉索的无应力长度建立不同施工状态之间的联系,用拉索拔出量进行调索控制,使得调索目的明确,操作简便。而拉索无应力长度计算必须考虑几何非线性效应。该文阐述了采用弹性悬链线解答计算拉索的无应力长度,并将此结果与规范建议的换算弹模方法作对比,两者符合良好。说明换算弹模法应用于斜拉桥无应力状态法施工控制可以满足工程所需的精度要求。该文所提到的无应力状态施工控制方法及计算过程可供同类桥梁的建造参考。     

无应力状态法在确定斜拉桥二次调索索力中的应用

确定斜拉索的施工索力是斜拉桥设计和施工控制中一项重要内容,是保证斜拉桥施工结构安全的关键,该文根据无应力状态法理论,提出了以无应力索长为线索确定二次调索的方法,推导了确定施工索力的计算公式,与以往常用方法不同,该方法确定的是斜拉索的索力增量,其计算过程清晰,简便实用,计算工作量小,且不受调索顺序等施工工序影响。     

基于无应力状态控制法的斜拉桥运营期调索计算方法研究

以某座运营多年的斜拉桥调索施工为例,基于无应力状态控制法,结合ANSYS的优化分析功能,先后识别出斜拉桥运营期调索基准状态的斜拉索无应力长度、刚度参数和目标状态的斜拉索无应力长度,基准状态与目标状态斜拉索无应力长度之差即为相应张拉拔出量,而利用ANSYS后处理器先后提取的基准状态与目标状态的计算索力之差即为斜拉桥运营期调索的施工索力调整量。通过调索施工控制实践,验证了该方法计算结果精确,能有效控制斜拉桥运营期调索施工过程的内力与线形,确保预期合理目标状态得以实现。     

既有无背索斜拉桥合理内力状态的分析

无背索斜拉桥经过多年运营后,由于多种因素的影响,可能没有处于一个合理的内力状态,存在一定的安全隐患。该文以金州大桥无背索斜拉桥为工程背景,针对既有结构分析其合理内力状态。首先介绍了从调索前的初始状态转化到最终合理目标状态的索力调整思路;然后将金州大桥主桥调索前主梁线形、主塔偏位和索力的实测数据与设计值进行对比,发现该桥的主梁和主塔线形状态及索力状态均不满足要求,并基于实测的线形和索力数据对有限元模型进行修正,使模型状态逐步逼近于实际情况,进而得到调索前主梁和主塔内力状态的理论值;最后对该桥进行可行域分析,得到了恒载状态下应力的可行域,从而确定了该无背索斜拉桥的合理内力状态及其对应的斜拉索索力。     

无应力状态法在钢拱塔斜拉桥组合索张拉中的应用

钢拱塔斜拉桥由于结构形式和施工顺序与常规斜拉桥有所差异,拉索张拉顺序和张拉力存在多种可能,为达到合理的成桥状态,需进行大量调索测算。文中以随州■水一桥为例,采用无应力状态法快速确定终张索力,并利用索的无应力长度变化量进行索锚头伸出量监控,完成该桥斜拉索张拉施工。     

斜拉桥斜拉索二次调索顺序的优化设计初探

本文以天水秦州山水一号大桥作为工程背景,对钢拱塔斜拉桥成桥后全桥二次调索顺序进行优化设计。通过对主梁上下缘应力、钢塔变形、施工工期等的控制,对几种不同的调索方案进行分析、优化,最终选定一种最优的调索方案。     

基于无应力状态法的大节段安装斜拉桥施工控制研究

基于无应力状态法的基本理论,建立大节段施工两跨连续梁的力学平衡方程,阐述采用大节段施工的梁段满足无应力状态理论的基本条件及安装控制方法。以一采用大节段安装的三跨连续斜拉桥为例,得出当外部荷载、边界条件以及无应力状态均一致的前提下,最后分阶段形成的结构受力状态与一次成桥状态相一致的结论,提出了适用于大节段安装斜拉桥的施工控制方法。最后结合港珠澳大桥九洲航道桥的工程实例,说明此方法的可行性,对同类桥梁的施工控制提供一定的技术支持。     

舟山三礁港大桥主桥总体设计

分析了桥址区的地质、水文、气象、通航等建设条件,在三礁港大桥采用了主跨跨径210 m的三塔部分斜拉桥.主要介绍了大桥的总体设计和静力计算,可供其他同类桥梁设计参考.     

无应力长度正装迭代法在无背索斜拉桥工程中应用

在斜拉桥施工过程中,每次张拉的斜拉索都会对其他斜拉索产生复杂的影响,通常采用倒拆法、倒拆-正装法及无应力状态法均存在不同程度的不闭合问题,不容易求解到合理的施工过程索力。为研究确定无背索斜拉桥施工时合理施工状态的方法,以一座主跨180 m无背索斜塔单索面钢混组合斜拉桥为例,采用Midas Civil基于无应力长度结合正装迭代思路建立成桥阶段和施工阶段有限元分析模型。首先根据初始索力求解出无背索斜拉桥初始无应力长度,然后依据最小二乘原理通过多次正装迭代分析,使斜拉桥施工最终状态和成桥目标状态差异达到允许范围内,求解得斜拉桥合理施工状态的索力值。通过实例证明,基于无应力长度正装迭代法可以较好地解决无背索斜拉桥施工正装分析的不闭合问题,完成索力优化,满足工程精度要求。对无背索斜拉桥合理成桥状态索力及合理施工过程索力优化提供了一定参考,具有一定的推广价值。     

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。     

斜拉桥调索理论及ANSYS实现

合理确定成桥索力是斜拉桥设计的重要一环。根据多年的计算经验总结出刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控制法、内力平衡法这五种调索方法的具体实现办法,做到设计精准、施工可控,确保桥梁的理论与实际相吻合。采用ANSYS软件实施各种调索理论将给设计者提供更多比选的调索优化方案,这一方法可在设计中应用推广。     

鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥施工控制关键技术

新建京港高铁安九段鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥采用主跨672 m的双塔双索面钢箱混合梁交叉索斜拉桥,主跨及北辅助跨钢梁采用悬臂拼装架设,南辅助跨钢梁采用顶推施工,锚跨预应力混凝土梁采用支架现浇。该桥采用“多工序同步作业”,即双悬臂阶段塔柱与钢梁悬臂架设同步,单悬臂阶段桥面附属结构与钢梁架设同步,成桥后铺砟施工与调索同步。为了确保成桥内力及线形满足设计要求,采用3D Bridge有限元软件建立大桥计算模型,基于无应力状态法开展施工控制。针对钢梁自重在恒载中占比小、初期道砟容重低等特点,结合施工关键工序研究,采取钢梁无应力匹配制造、现场无应力安装、边跨与主跨主动合龙、斜拉索塔端锚杯加长设计、单节段内2对索异步张拉、交叉索分步安装、成桥后分2次调索等关键控制技术,实现了大桥精准、快速合龙,确保了“多工序同步作业”下的结构受力安全和线形控制。施工控制结果表明：考虑温度修正后实测线形与设计线形吻合,索力偏差小于10%,满足设计要求,成桥状态良好。     

斜拉桥设计与监控

以崖门大桥双塔单索面预应力砼斜拉桥为工程背景，提出斜拉桥综合调索概念。介绍在斜拉桥设计、监控中如何贯彻两次调配索力的方法。同时从实际施工出发，提出斜拉桥施工监控面临的主要问题和以“最小二乘法”为最优控制思想指导下的对策。     

多段索异形塔斜拉桥施工阶段索力计算

对于具有主、副塔和分段索的多段索异形塔斜拉桥,塔和索相互作用影响较为复杂,特别是施工阶段的索力计算更为繁琐,其索力计算难点体现于多段索间的相互影响及桥塔刚度随塔间索索力的变化而改变。为研究该类桥施工监控中的索力控制问题,以多段索异形塔斜拉桥为研究对象,对比了正装、倒拆等计算方法后,采用无应力状态法建立Midas模型进行理论研究,探讨了无应力状态法求解此类桥梁施工阶段拉索张拉力的适用性等。研究结果表明:结合无应力状态法增设中间施工控制状态能极大简化多段索异形塔斜拉桥繁琐索力计算;面对由于施工工序变更等原因引起的复杂索力调整问题,能高精度快速求解各施工阶段拉索的张拉力。基于无应力状态法增设中间施工控制状态的索力计算方法拓展了无应力状态法控制理论在该类桥型中的应用。     

黄冈公铁两用长江大桥钢桁梁斜拉桥施工监控

黄冈公铁两用长江大桥主桥为双塔双索面钢桁梁斜拉桥,为保证成桥状态满足设计要求,采用桥梁专用有限元分析软件3D-bridge建立全桥空间模型进行计算分析,运用无应力状态法,通过设定合龙与成桥两个目标状态进行施工监控.桥塔施工通过预抬支座垫石与斜拉索锚固点标高进行控制;采用相对坐标法,通过不间断施工测量过滤温度影响后调整杆件安装工序来控制钢桁梁悬臂架设线形;全桥斜拉索通过两次张拉到位,采用拨出量循环迭代法对初张拉索力精度进行有效控制;主桥中跨钢桁梁采用主动合龙,通过对合龙口转角、高程与纵横向位置的调整保证合龙精度;在道碴槽板施工完毕开始进行全桥二次调索.     

天津永和斜拉桥换索后的索力调整

结合天津永和斜拉桥的换索与调索实践,在分析换索后全桥结构性能变化的基础上,阐述索力调整的目标、原则,利用平面杆系有限元程序和影响矩阵法基本原理,采用试算法确定出索力调整方案,分析索力调整的效果。调索过程中的监测结果表明,索力调整后,全桥索力接近目标值,索力分布趋于均匀,桥面线形、塔位均得到明显的改善,调索并未引起主梁混凝土产生过大的拉应力,试算法是一种实用性较强的可行方法。调索方案的优选应考虑尽量避免使运营多年的老桥结构受力状态发生突变,以保证调索过程中结构的安全。天津永和斜拉桥的调索实践为今后PC斜拉桥的调索工程提供了较为重要的参考。     

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。     

斜拉桥索力张拉优化方法研究

针对斜拉桥建设工期紧、二次调索工作量大、张拉工作耗时较长等问题,提出一种索力张拉优化方法。该方法以主梁上、下缘应力和成桥索力为控制目标,通过对主梁施加临时配重的方式,将二次调索方案转化为一次张拉到位,用以加快施工进度,提高工作效率,实现工程按时通车。以某矮塔斜拉桥为工程背景,通过施工阶段有限元仿真分析,对所提方法的可行性进行验算,结果表明,成桥索力和施工阶段主梁应力均可达到合理要求,验证了所提方法的可行性。     

斜拉桥换索施工监控技术探讨

斜拉桥由于多因素的影响，致使部分斜拉桥运营一段时间后需要全部或部分更换斜拉索。结合犍为岷江大桥换索工程，探讨斜拉桥换索施工监控中的技术问题。采用平面杆件有限元分析方法进行了结构换索前的状态模拟，介绍了理论计算、索力监控测量、换索方法及施工过程监控。从该桥的监控实践来看对一点多索的斜拉桥换索主要监控索力和线形。