一种悬索桥猫道线形精确计算及优化方法

悬索桥猫道线形计算通常采用解析法——分段悬链线法,并把所有猫道索当作一条索进行迭代求解。现以猫道传统计算方法为基础,并根据猫道实际受力特点,考虑附加荷载在猫道承重索和猫道门架承重索上的分配关系以及门架承重索的边界条件,以猫道门架高度作为几何约束条件,将两种承重索进行协调计算,另外,在此基础上,通过调整门架高度对猫道线形进行优化调整。分析结果表明:猫道索协调计算方法更符合猫道实际受力情况,在此基础上调整猫道门架高度进行线形优化,可使猫道实际线形与目标线形吻合一致。     

地锚式悬索桥结构参数计算

普遍认为悬索桥成桥几何线形为二次抛物线和分段悬链线,根据力学平衡条件以及几何变形协调条件采用分段悬链线法计算结构参数时,提出了考虑主缆自重约束方程以及在求解非线性方程组的数学方法上做了改进,计算出空缆结构参数主索鞍预偏量以及空缆索夹安装坐标。采用解析法编写程序对江阴长江大桥进行验证,应用表明本文程序在悬索桥空缆结构参数计算中稳定、准确且收敛快。     

悬索桥主缆成桥线形的迭代算法

大跨度悬索桥主缆成桥线形是进行结构分析、计算和指导施工的关键控制因素,采用有限位移理论可较全面地考虑大位移引起的悬索桥几何非线性.利用通用有限元程序,建立全桥平面有限元模型,实现了悬索桥施工过程的模拟计算,并且使用悬索桥施工理想初态及成桥状态的迭代算法来确定主缆成桥线形.结果表明,悬索桥主缆的线形是介于抛物线与悬链线之间的索多边形.     

基于分段悬链线和索力连续算法的缆索吊装系统准确计算

介绍根据重载跨中垂度,采用分段悬链线算法,进行缆索吊装系统重载线形计算,并在重载无应力索长已知的情况下,采用分段悬链线和索力连续算法,进行缆索吊机空载线形和施工阶段准确计算方法;同时介绍了采用影响刚度矩阵法进行分段悬链线水平力、竖直力修正和采用滑移刚度法对滑移索塔顶索端力进行修正的方法。     

宜昌至喜长江大桥三跨连续猫道设计与施工

宜昌至喜长江大桥在猫道设计中充分考虑了猫道边跨八字形线形的特点,猫道索计算按照悬链线公式和有限元软件计算2种方式进行相互校核,确保了计算的准确性。在施工中,在锚碇前方设置猫道转向架,确保锚碇与猫道同步施工。而导索过江直接采用φ36牵引索过江,江中心对接,节省了工期。     

自锚式悬索桥主缆成桥线形及空缆线形计算

介绍了基于分段悬链线法和抛物线法的自锚式悬索桥主缆成桥线形及空缆线形计算的原理和方法。成桥线形计算内容主要包括主缆理论成桥线形计算、主缆无应力索长计算、主缆与主索鞍切点计算及主索鞍位置计算。空缆线形计算内容主要包括索鞍偏移量计算、空缆理论线形计算及索夹安装位置计算。同时结合工程实例对比分析了抛物线法和分段悬链线法求解主缆成桥线形和空缆线形的误差影响。     

南京长江第四大桥悬索桥猫道设计与计算分析

南京第四大桥悬索桥施工猫道采用无抗风缆无制振索3跨连续结构,索塔上预埋件少,调整猫道线形方便.猫道承重索、门架承重索及猫道扶手索通过猫道门架组成空间整体结构共同受力.通过计算并调整,使猫道线形与主缆空缆线形平行,满足施工需要,承重索张力安全系数满足规范要求.采用节段模型风洞试验与有限元计算相结合的方法,对猫道抗风稳定性进行分析.研究表明,增加横向通道数量,可以提高猫道抗风稳定性;而制振索对猫道抗风稳定性影响较小;非静力风及絮流场不控制猫道抗风稳定性分析.     

武汉杨泗港长江大桥成桥状态的统一悬链线计算方法

针对采用分段悬链线法计算悬索桥主缆成桥状态的缺陷,以武汉杨泗港长江大桥主桥(主跨1 700m的钢桁梁双层悬索桥)为背景,提出一种新的悬索桥主缆成桥状态计算方法。该方法基于传统分段悬链线理论对索段进行受力分析,推导出全桥索段的统一悬链线方程,以主缆斜率最小点作为计算起始点,根据主缆线形与斜率的关系和变形相容条件建立方程,利用主缆张力的水平分力与垂度的变化规律求解方程。该方法能保证对平面悬索桥的缆索结构求解收敛。根据该方法编写程序对杨泗港长江大桥主桥主跨主缆的成桥状态进行分析,并与分段悬链线法的计算结果进行对比,结果表明该方法正确可行。该方法的计算结果已成功应用于杨泗港长江大桥主桥的设计中。     

基于悬索桥修正成桥线形的索夹弯曲应力分析

为较精确地分析悬索桥成桥线形下索夹对主缆弯曲次内力的影响,基于成桥状态下的分段悬链线理论,考虑索夹的套箍作用修正成桥线形,使其更接近于实际线形.修正后的成桥线形近似为各段悬链线与短直线段交替连续的混合线形.以三汉矶大桥为例,利用有限元法计算出索夹端面处主缆的主拉应力及索夹相对转角,代入WYATT公式,计算出主缆在各个索...     

不等主跨三塔空间缆索悬索桥主缆线形解析计算方法

为精确求解地锚式不等主跨三塔空间缆索悬索桥的主缆线形,提出了基于分段悬链线理论和非线性GRG法、结合静力平衡条件和几何相容条件的悬索桥主缆线形解析计算方法.计算成桥线形时,建立与基本未知量数量相等的控制方程并规划求解基本未知量的合适取值,依次求解主跨、次主跨、边跨、锚跨线形.其中,求解主跨线形时需给定首末端及跨中点坐标...     

Nonlinear Aerostatic Response of Catwalk of Suspension Bridge

为了使悬索桥施工猫道静风响应的研究更加接近真实,利用大型有限元软件ANSYS,建立了澧水河特大悬索桥施工猫道的有限元计算分析模型,对猫道进行了非线性静风响应研究.在猫道节段模型的静力三分力试验的基础上,考虑猫道结构的几何非线性和静风荷载的非线性,采用增量与内外两重迭代相结合的方法,编制了精确求解施工猫道静风失稳的计算程序,进而对澧水河特大悬索桥施工猫道进行了三维非线性静风失稳分析.研究结果表明:向上的升力作用可使猫道承重绳的张力逐渐开始松弛,导致小跨猫道扭转刚度减小;猫道发生静力扭转失稳的原因为减小的扭转刚度不足以抵抗空气力矩作用.     

猫道线形计算实用方法及偏差分析

猫道是悬索桥施工过程中的一个重要的临时结构,采用通用软件Midas Civil对连续式猫道线形进行了计算,介绍了模拟的简化方法,并对产生的偏差进行分析.     

空间缆索自锚式悬索桥成桥状态的确定方法

结合悬链线理论和几何非线性有限元方法,对空间缆索自锚式悬索桥成桥状态的确定方法进行了研究。提出了空间主缆和吊索的线形及内力的迭代计算方法,在此基础上建立成桥状态的几何非线性有限元模型,进行非线性迭代计算并不断修改单元无应力原长及刚度矩阵,直至节点位移满足精度要求,即确定了全桥结构的成桥状态。利用该方法能得到满足设计要求的自锚式悬索桥成桥状态,并得到了主缆、吊索、加劲梁的线形、杆件内力等重要信息。算例验证表明了该计算方法是可行的,能够满足工程计算精度要求,可用于空间缆索自锚式悬索桥成桥状态的确定。     

两种新单元在悬索桥有限元计算中的应用

为实现索与鞍座间接触非线性计算,开发了可用于悬索桥有限元计算的2种新单元:鞍座单元和锚跨单元,其中鞍座单元用于主缆和塔顶鞍座的接触非线性计算,锚跨单元用于锚跨分散索股及边跨主缆与散索鞍的接触非线性计算。根据空间悬链线理论及索与鞍座的几何关系,推导出精确的单元节点力。以增量代替微分,根据刚度矩阵的定义,推导出单元的切线刚度矩阵。编制了包含2种新单元在内的悬索桥几何非线性有限元程序。计算表明:2种新单元计算精度高、收敛速度较快,解决了悬索桥索与鞍座间接触非线性的计算难题。     

武汉阳逻长江大桥施工猫道设计与验算

扼要介绍了武汉阳逻长江大桥施工猫道的设计,采用ANSYS的LINK10与BEAM4单元计算了猫道这一柔性空间索桁结构在空索状态及成形状态的线形。在静力验算时,猫道中间标高处等效静阵风风速取为50.4m/s,由于主要承重结构钢丝绳弹性模量为索力的函数,本文参考国内多座桥梁施工猫道钢丝绳弹模实测值取用1.30×105MPa,按5种工况8种状态验算了猫道的静风稳定性验算。     

缆索吊机承载索几何非线性计算方法

缆索吊机的承载索是一根连续索结构,利用索—轮单元法来解决索力连续的问题.索—轮单元分正、倒两种,正索轮单元模拟索鞍,倒索—轮模拟荷重跑车.介绍了索—轮单元滑移平衡方程的建立与求解方法,提出了利用2节点悬链线单元索端力柔性迭代计算结果来选取单元平衡方程求解的迭代初值的方法.编制计算程序进行了工程实例的分析,验证了计算方法的正确性与必要性.     

悬索桥成桥主缆线形计算的解析法

介绍了主缆线形计算的分段悬链线理论,在此基础上分析了悬索桥成桥主缆线形计算解析法的基本原理及具体算例。     

悬链线理论精确定位悬索桥基准索股

在悬索桥施工过程中,基准索股是否能精确定位是关系到整个悬索桥成桥主缆线形是否达到设计线形,因此本文考虑采用悬链线理论对大跨度悬索桥基准索股理论计算垂度在温度、塔偏、主塔预抬量影响下进行修正,推导出各影响因素下的修正系数,根据影响因素变化量进行修正得到基准索股实际架设垂度,并根据基准索股实际垂度与实际架设垂度差值进行放索量的计算,通过调整索长来进行基准索股线形的调整。算例分析表明:本文根据悬链线理论进行的基准索股架设时影响因素下的修正系数的推导是正确可行的。     

大跨径悬索桥猫道架设控制技术

猫道作为悬索桥上部构造施工必不可少的工作通道,其结构构成主要由猫道承重索、猫道面层、栏杆及扶手、抗风系统、门架系统﹑横向通道及各锚固连接等构成。猫道是悬索桥主缆系统乃至上部结构施工必备的临时结构,是施工人员在其上完成主缆架设、索夹和吊索安装、钢箱梁吊装、主缆缠丝及防护涂装等施工任务的重要操作平台。由于猫道处于高空,系统组成构件多,结构复杂,且使用周期长,架设过程受环境影响大、施工难度大、危险程度高,为保证猫道架设线形与施工过程的安全,合理的施工工艺及有效的安全控制措施是关键,对于猫道架设线形控制,采用承重索长度调整系统,猫道线形调整系统,锚碇处的锚固系统,塔顶的固定及调整装置等多种调节系统和高精度徕卡全站仪,对猫道的线型控制尤为重要。     

大跨悬索桥猫道施工技术

猫道是悬索桥施工中的重要临时设施,以四渡河悬索桥为工程背景,介绍了猫道架设的主要施工流程,包括具有创新意义的火箭抛送先导索施工方法,牵引系统和猫道承重索的架设以及承重索的架设原则和线形调整方法,可为类似工程提供借鉴。