笋溪河特大桥主缆线形影响参数分析

以重庆江津至贵州习水高速公路笋溪河特大桥为研究对象,从施工监控的角度,对悬索桥线形控制中影响成桥线形、无应力索长、索鞍预偏量以及空缆线形的参数进行分析研究,选取了计算方法、主缆弹性模量、主缆自重、加劲梁自重、环境温度作为重点研究参数,采用解析法与Midas/Civil相结合的研究方法。通过计算得出结论,计算方法对线形计算有较大影响,对于特大跨悬索桥应采用高精度的分段悬链线法和节线法;主缆弹性模量、加劲梁重量、环境温度对主缆成桥标高、空缆标高、无应力索长、索鞍预偏量等几项线形指标的影响最大,敏感度最高,是施工监控中需要重点关注的参数指标;为提高主缆线形和成桥线形的监控精度,在架设之前,对材料参数和荷载参数进行准确统计和测定;架设过程中,需重点监控环境参数的变化。     

自锚式悬索桥初始平衡状态分析

以辽宁省朝阳市黄河路73+180+73 m双塔双索面自锚式悬索桥工程为研究背景,运用有限元计算软件Midas/Civil对自锚式悬索桥在加劲梁自重作用下的初始平衡状态进行分析研究,并通过实桥分析表明自锚式悬索桥初始平衡状态的确定方法及计算过程。同时,改变了以往对主缆垂度非线性模拟主要采用等效弹性模量的计算方法,该文应用Lu/L比值反映主缆垂度的计算方法。     

某大跨度地锚式人行悬索桥静动力分析

为了验算结构在静力荷载作用下全桥位移、主缆和吊杆应力是否满足规范要求,分析抗风缆对大跨径人行悬索桥横向刚度的贡献以及自振特性的影响。文章以一座主跨223.5m双塔地锚式人行悬索桥为实例,利用有限元软件MIDAS/Civil建立模型,通过节点坐标和桁架单元初拉力的反复迭代,研究得出主缆和吊杆的初始内力、桥梁结构初始刚度及悬索桥初始平衡状态,为手工寻找初始平衡状态提供一种方法。研究通过在恒载、人群荷载、风载的最不利荷载工况下,对全桥结构进行静力计算分析,各项计算结果均满足规范要求。     

地锚式独塔悬索桥非对称主缆合理设计参数计算方法研究

为快速拟定地锚式独塔悬索桥非对称主缆的合理设计参数,并估算主缆、锚碇、桥塔等工程量,提出非对称主缆合理设计参数计算方法。该方法基于传统抛物线理论,推导主缆的线形以及拉力近似解,通过比选得到满足工程实际控制因素的设计参数合理取值区间,确定主缆垂跨比与高跨比,估算主缆设计截面面积。以济新高速黄河三峡大桥——单跨510 m地锚式独塔回转缆钢桁梁悬索桥为背景,采用该方法计算主缆的合理设计参数,最终选择垂跨比为0.067 5,高跨比为0.20,主缆截面面积为339 024.2 mm²,与节线法、分段悬链线法进行对比验证,结果表明：该计算方法路径明确,效率高,精度满足拟定方案与初步估算需要,可用于同类型桥梁的设计。     

基于空间缆索悬索桥初始平衡态的数值分析方法

悬索桥初始平衡态因主缆几何非线性不能直接建模得出。文中以节段主缆悬链线方程为基础,建立空间主缆迭代方程。用数值分析法求解主缆线形、内力和无应力长度,得出悬索桥的初始平衡态,为悬索桥成桥线性化分析建立基础。通过优化迭代分析顺序,将主缆初始平衡态求解由多变量简化为单变量迭代分析,使计算过程清晰、收敛速度快、结果精度变高。并利用Fortran 90编制CSASBSC程序,以宝鸡联盟大桥为例验证了该方法的正确性。     

用节线法计算悬索桥缆形

采用节线法对悬索桥进行初始平衡状态分析,编制MATLAB计算程序,计算了实例的缆索线形及其无应力长度等主要参数;同时利用MIDAS对程序的计算结果进行了分析对比。最后以MATLAB计算结果为边界条件建立ANSYS有限元模型,进行结果分析,验证了节线法在进行悬索桥初始平衡状态分析时不很精确的结论。     

独塔空间索面自锚式悬索桥主缆线形分析

采用节线法计算理论和分段悬链线理论,分别计算了一座独塔空间索面自锚式悬桥梁主缆成桥线形坐标。结果表明了两种方法的可行性,能够满足工程计算精度要求,同时通过计算过程及结果对比分析,指出两种方法的优缺点。     

独柱塔空间缆索自锚式悬索桥缆索线形计算方法

以南京江心洲大桥为工程背景,基于Ohtsuki博士提出的空间缆索线形计算方法,对空间缆索自锚式悬索桥的主缆线形计算方法进行研究,推导空间主缆线形的迭代算法;针对自锚式悬索桥的受力特点,在缆索初始、精细平衡状态分析的基础上,增加修正平衡状态分析来考虑由于主梁和主塔压缩引起的主缆线形及内力变化;根据几何相容及力的平衡条件,确定索夹的安装位置,并给出空缆状态下主鞍座、吊索横梁的预偏量以及主鞍座的预抬量等控制参数.计算结果表明:自锚式悬索桥体系转换过程中缆索的几何非线性效应显著,体现在空缆到成桥状态主缆有较大位移,主缆与主鞍座空间切点位置也会有较大的变化.     

三塔四垮结合梁悬索桥静力分析研究

利用大型有限元软件Midas Civil建立三塔四垮结合梁悬索桥有限元模型,其中主梁为双主梁模型,主梁和桥塔采用梁单元模拟,桥面板采用板单元模拟,主缆和吊索采用只受拉索单元模拟。在此基础上对模型进行有限元分析,分别对三塔四跨悬索桥主缆、吊索、桥塔、加劲梁等主要构件在不同荷载工况下的力学行为进行分析,探明三塔四跨悬索桥关键部位的应力和挠度分布规律。结果表明,各项力学指标的计算分析结果符合规范要求,对指导桥梁设计和施工具有理论意义和工程应用价值。     

斜拉索辅助人行悬索桥总体设计

宁德市人行悬索桥计算跨径为311.5 m,采用斜拉索辅助桥面主缆受力结构体系。斜拉索主塔纵桥向间距191 m,横桥向采用外圆内方造型。桥面系通过纵向主缆与纵、横梁联合受力,纵、横梁固定在主缆上。人行道板采用防腐木板。桥梁施工顺序为锚碇及主塔基础及塔身、主缆、纵横梁、风缆、桥面防腐木及栏杆,然后斜拉索施工。考虑施工过程,采用桥梁专用有限元软件Midas/Civil 2019,构建了全桥计算分析模型。计算结果表明:桥梁结构整体刚度大,各构件受力合理,应力与活载下变形均满足相关规范规程要求。     

无索鞍预偏施工悬索桥的主缆施工控制计算

针对采用无索鞍预偏施工设计的悬索桥施工控制中主缆空缆状态、空缆标高等控制参数的计算问题,使用有限元程序ANSYS全桥统一建模,从link10单元初应变调整和单元生死功能入手,寻找结构的成桥内力状态,并从成桥状态出发,倒退至结构空缆,对应无索鞍预偏施工方法的空缆状态定义,调整结构受力,最终得到空缆状态的结构线形及内力参数。实例验证表明,该方法有效地解决了无索鞍预偏施工控制中主缆线形的计算问题。     

反吊桥主缆索张拉过程分析

以拟定的某反吊桥方案为对象 ,对张拉主缆索调整主梁应力过程及张拉主缆索过程中全桥的整体稳定性作了计算分析。结果表明 ,张拉主缆索可以显著地改善反吊桥主梁的应力。     

三岔形单主缆人行悬索桥的设计探讨

针对鸡鸣三省大峡谷的三岔形河流地形,提出一种三岔形单主缆人行景观玻璃悬索桥的设计方案,三岔形单主缆悬挂在三个独柱桥塔之上,吊索体系悬挂带有中央圆环的三岔形桥面加劲梁,三岔形单主缆和三岔形桥面加劲梁均为稳定的三角形结构形式,具有良好的空间刚度。结合实际工程,进行工程参数设计,建立MIDAS有限元分析模型,进行静力分析和动力模态分析研究,验证三岔形单主缆人行悬索桥的结构合理性。     

悬吊索损伤下索道桥结构分析

索道桥是以钢丝绳为主要受力构件,钢横梁及木板等作为局部受力构件的一种悬索体系桥梁。该文以甘肃省某索道桥作为背景,利用Midas/Civil建立空间计算模型,再结合实桥静力测试结果对有限元模型进行修正,在此基础上展开不同位置悬吊索损伤的结构分析,得出不同位置悬吊索破断对索道桥的影响规律。并对悬吊索损伤原因进行分析总结。分析结果可为同类索道桥的设计与养护提供参考。     

自锚式悬索桥空间缆索分析与计算

对空间索面自锚式悬索桥主缆的受力特点进行理论分析。以天津富民海河大桥为例,验证了分析方法与计算方法的可靠性。采用空间模型,通过两个计算步骤对空间缆索悬索桥成桥状态和空缆状态主缆线形进行分析,首先是简化的索体系分析,得出主缆的初始几何形状和主缆水平张力;然后再进行精确分析,利用简化计算得出的结果进行迭代计算,直至收敛。通过缆索受力计算和分析,为今后设计、修建自锚式悬索桥提供一定的计算和分析方法。     

一种斜拉桥目标状态索力快速精准确定的方法

为了精准高效地确定斜拉桥目标状态索力,提出一种新型快速精准调索方法。该方法实施步骤为:计入结构的几何非线性效应,对斜拉索施加一定初张力确定计算初态;在计算初态基础上设定斜拉索的索力增量作为主调向量,通过逐次轮换主调向量进行有限元计算,相比计算初态确定关心截面内力或位移的增量效应矩阵及边界矩阵等参量;利用数值优化理论,建立约束条件及目标优化函数求解出满足要求的最优索力。以主跨518 m的荆岳铁路公安长江特大斜拉桥为工程实例,对该桥成桥状态、施工过程子目标状态的索力进行优化并对施工监控误差进行修正。结果表明:优化后的结构状态均满足工程要求,该调索方法具有快速、高效、精准等优点,可推广至斜拉桥、拱桥等成桥状态和施工过程控制子目标状态的索力确定,并为施工监控索力调整等提供了一种新的解决途径。     

峡谷河流的挂网式人行悬索桥设计

为了降低峡谷河流人行悬索桥的造价,本文提出一种峡谷河流的双曲抛物面空间缆索挂网式人行悬索桥,将双曲抛物面空间缆索网分散锚固于峡谷河流两侧的悬崖陡壁岩石之上,取消桥塔,取消吊索体系,管桁架式桥面加劲梁直接搁置在双曲抛物面空间缆索网之上,节约造价,装配式施工简便。结合某150m跨径峡谷河流人行景观悬索桥,建立Midas有限元分析模型,开展动力模态特性分析研究,验证了双曲抛物面空间缆索挂网式人行悬索桥结构具有良好的抗风稳定性。     

大跨悬浇钢筋混凝土拱桥施工扣索力优化计算分析

为有效控制钢筋混凝土拱圈在悬臂浇筑过程中出现过大的拉应力,文中以某大跨悬浇钢筋混凝土拱桥为依托,提出一种扣索力优化计算方法。首先,基于“未知荷载系数法”获取拱圈最大悬臂状态扣索力初值;然后,开展正装分析并提取施工过程的索力、应力以及位移影响矩阵,基于优化原理并利用MATLAB软件对扣索力开展进一步优化。最后,分别基于影响线原理和无应力状态法原理确定拱圈合龙前扣索力最优拆除顺序和扣索补张拉值,确保拱圈受力合理、松索成拱后拱圈线形光滑圆顺。算例结果表明,扣索初拉力值较为均匀,所有索力值安全系数均大于2.5;拱圈松索成拱线形合理,未出现“马鞍形”;拱圈施工过程中截面拉应力均小于1.8 MPa,满足设计要求。     

有约束的最小能量法优化系杆拱桥成桥索力

为优化成桥索力,借鉴斜拉桥成桥索力的优化方法——有约束的最小能量法。以某系杆拱桥为工程背景,采用Midas/civil建立有限元模型,以各吊杆索力为自变量,求得主拱拱肋和主梁的拉压及弯曲应变能之和作为因变量,并限定节点位移、截面弯矩,以及吊杆索力。采用MATLAB建立数学模型求得最优成桥索力,并与刚性连续梁法、刚性吊杆法所得索力,以及成桥状态对比。有约束的最小能量法求得的索力使得主拱挠度平顺,拱脚处的弯矩更为合理。     

天津富民桥主缆设计与计算

以天津富民桥为例,根据空间索面自锚式悬索桥的主缆受力特点进行计算和分析,验证和分析了计算方法的可靠性。通过该桥空间主缆的设计和计算,为今后我国空间索自锚式悬索桥的建设进行了有益的探索,也积累了不少有益的经验。