斜拉桥塔梁同步施工过程理论计算分析

斜拉桥是一种由索、塔、梁3种基本结构形成的高次超静定组合结构。塔梁同步施工方案作为一种异于传统先主塔、后主梁的塔梁分离施工方法,目前在国内的应用不多。通过柴埠大桥案例计算,采用GQJS和midas Civil设计软件,根据先塔后梁和塔梁同步2种施工方案分别进行复核计算,对比分析二者各要素的计算结果,证明该方案技术可行。     

混合梁斜拉桥塔梁同步施工中主塔偏位影响因素分析

塔梁同步施工方法在混合梁独塔斜拉桥领域运用和研究较少。为分析塔梁同步施工时主塔、主梁线形及内力状况,探究斜拉索张拉次序、张拉力及主塔温度变化对主塔偏位的影响,以岳口汉江特大桥为工程依托,采用Midas/Civil有限元软件建立三维空间有限元模型,对混合梁斜拉桥塔梁同步施工全过程进行模拟。研究结果表明:采用塔梁同步的施工方法能够保证桥梁成桥状态下主梁线形及主塔主梁内力在安全范围内;斜拉索张拉次序及级数对主塔偏位影响明显,对比分析多种张拉方案,主塔两侧拉索同步分4级张拉能够保证斜拉索张拉过程中主塔偏位较小,主梁内力较合理;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。     

某宽幅矮塔斜拉桥Y形桥塔施工方案优化

某(105+180+105) m波形钢腹板-PC组合梁矮塔斜拉桥桥塔采用外倾式分肢双塔柱,外倾15°,外观呈Y形。针对桥塔先塔后梁施工过程中上塔柱塔根内侧拉应力和塔顶横向变形过大的问题,提出先塔后梁增加临时对拉索和塔梁同步施工2种施工优化方案,采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,研究各施工优化方案对桥梁结构受力性能的影响,并进行综合比选。结果表明：施工过程中,2种施工优化方案均能将塔根拉应力减小至材料抗拉强度设计值以下,且塔梁同步施工方案塔顶横向变形比先塔后梁施工方案最大减小40.2%;成桥状态时,2种施工优化方案的斜拉索成桥索力值与设计成桥索力值比较接近,且误差均在5%以内,2种施工优化方案对成桥质量控制无不利影响;通过工期、工程造价、工程质量和施工安全方面的比较,经综合考虑,该桥桥塔施工采用塔梁同步施工方案。工程实践证明塔梁同步施工方案实施效果较好。     

斜拉桥塔梁同步施工可行性研究与施工控制

马岭河特大桥8号墩采用塔梁同步施工,9号墩采用先主塔后主梁的非塔梁同步施工。该文分别建立了这两种施工方法的模拟计算模型,通过对这两种模型的计算结果进行对比分析,从主梁和主塔两个方面论证了塔梁同步施工的可行性;结合该桥的工程实例,分别阐述了在塔梁同步施工情况下主梁和主塔施工措施和控制技术。     

曲率半径对曲线矮塔斜拉桥的影响分析

本文以曲线矮塔斜拉桥龙井河大桥为背景,通过改变结构的曲率半径来分析曲率半径对结构主要的影响,主要包括塔顶横向位移、跨中挠度、主梁扭矩和弯矩,主塔横向弯矩以及索力等效应。曲率半径影响分析结果表明,曲率半径对塔顶位移和主梁、主塔内力均有显著的影响,在曲线矮塔斜拉桥的设计计算时应关注这些参数的分析。     

矮塔斜拉桥合理成桥状态及二次张拉力的确定

近年来我国已建成较多的矮塔斜拉桥，但其合理成桥状态的确定研究较为不足，并且缺乏有效合理的办法。通过规范中关于全预应力构件的定义导出主梁恒载弯矩可行域计算公式，将此作为目标成桥状态，并利用考虑施工阶段的影响矩阵再结合线性规划法，得到满足主梁恒载弯矩可行域的二次张拉力和成桥索力。以某矮塔斜拉桥为例开展分析，将使用该方法得到合理成桥状态与最小弯曲能法得到的成桥状态带入细化空间杆系有限元模型中。分析结果表明，该方法可明显改善主梁的受力状态，减小主梁的挠度，使墩顶负弯矩和跨中正弯矩显著减小，主梁弯矩图更加均匀。     

山区超高三塔斜拉桥结构设计探讨

三塔斜拉桥结构体系刚度相对较弱,提高体系竖向刚度、控制拉索应力幅、满足索塔受力要求是三塔斜拉桥结构设计的关键。以建设中的山区超高三塔结合梁斜拉桥为背景,运用空间有限元方法进行全桥多方案对比,研究索塔刚度、塔-梁支承体系对山区超高三塔斜拉桥结构力学行为的影响。结果表明,加大中塔刚度是提高三塔斜拉桥结构整体刚度的理想方式;边塔刚度对三塔斜拉桥结构整体刚度的影响较小;中塔塔-梁铰接、边塔竖向支承的结构体系对减小活载作用下的主梁挠度及温度作用下的塔底弯矩效果均较明显。     

大跨度混合梁斜拉桥合理成桥状态研究

合理成桥状态是斜拉桥设计的重点和难点,结合混合梁斜拉桥的受力特点,总结分析确定合理成桥状态的基本原则,提出确定混合梁斜拉桥合理成桥状态的分步算法,基本思路为:根据相关工程经验初拟结构尺寸,先采用"改进零位移法"初定成桥状态,再采用"最小二乘法"将索力调均匀;计算活载效应,综合考虑成桥运营状态主梁弯矩均匀,正负弯矩大小相当,主塔弯矩较小,索力均匀及避免墩顶负反力等要求,对索力进行调整,边跨混凝土梁配置钢束;成桥运营状态验算。并以某大跨度混合梁独塔斜拉桥为工程实例进行计算分析,实践表明该方法简单实用,思路清晰,计算精度高,满足设计要求。     

矮塔斜拉桥无索区长度优化分析

矮塔斜拉桥是介于具有非常柔性斜拉桥和梁刚度较大的连续梁桥之间的过渡桥型。笔者针对矮塔斜拉桥结构特性,研究无索区的长度变化对主梁弯矩产生的影响,并以主梁的弯矩为目标,对斜拉索的布置方式进行优化处理,得到了经济、合理的结构形式及相应的结构特性。     

斜拉桥施工过程中的索力控制与优化研究

根据斜拉桥结构受力特性和施工控制的需要，在模拟斜拉桥实际施工过程计算的基础上，通过建立斜拉桥施工初始索力和主梁（或塔）内力关系的数学模型，以成桥时主梁内力最小为控制目标，以各施工阶段的塔梁受力及塔梁变形为约束条件，采用有限元方法优化出斜拉桥施工初始索力和成桥恒载时的最终索力，保证了结构受力合理和施工安全。     

柴埠大桥塔梁同步施工控制技术

塔梁同步是斜拉桥上部结构的一种施工方法,其优点是可以缩短工期,节约施工成本,柴埠大桥16号、17号主墩均采用了塔梁同步施工方法,通过柴埠大桥的工程实例,着重介绍塔梁同步可行性分析及施工控制技术,为类似工程提供参考。     

多塔斜拉桥力学性能研究

以嘉绍大桥为工程背景,进行多塔斜拉桥力学性能研究.首先分析了多塔斜拉桥索塔数量逐渐增加时,索塔活载变形、内力以及主梁竖向挠度的变化规律,通过分析得出多塔斜拉桥中间塔受力特点和存在的问题.其次研究了改善多塔斜拉桥中间塔受力的两个解决方式(一是采用大刚度索塔;二是合理采用塔梁结构体系),并对这两种解决方式的适用性进行研究.     

超宽斜拉桥塔梁同步施工方案与控制技术

银川市北二环路一号斜拉桥主梁宽度达60m,原设计是先施工主塔,再施工主梁,由于工期等因素,施工顺序改为主塔与主梁同步施工,施工方案与施工监控方法同时改变。本文叙述了该斜拉桥的主要施工方案与施工控制技术,实践证明实施效果良好,可为今后同类桥梁施工提供借鉴。     

大跨径曲线矮塔斜拉桥参数敏感性分析

为了解结构状态参数对大跨径曲线矮塔斜拉桥成桥状态的影响,获取施工控制敏感参数,以黄龙带矮塔斜拉桥——(108+208+108)m双塔三柱式曲线预应力混凝土矮塔斜拉桥为背景,采用有限元软件TDV RM建立该桥空间杆系有限元模型,分析主梁自重、主梁弹性模量、斜拉索索力、预应力张拉力、混凝土收缩徐变和体系温度参数变化下,主梁的应力和挠度的变化规律。结果表明:主梁自重、斜拉索索力、混凝土收缩徐变和体系温度对成桥状态主梁的应力和挠度影响显著,是施工控制敏感参数;主梁弹性模量和预应力张拉力对成桥状态主梁的应力和挠度影响较小,是施工控制非敏感参数。     

矮塔钢-混凝土组合梁斜拉桥的索力优化

文章根据矮塔斜拉桥的结构形式和受力特点,采用钢-混凝土组合梁为主梁,充分发挥钢-混凝土组合梁钢筋受拉、混凝土抗压的性能优点,进一步研究矮塔钢-混凝土组合梁斜拉桥的索力优化。针对该类桥型确定成桥状态和索力优化的方法,以弯曲能量为目标函数[1]、基于最小二乘法原理和影响矩阵法,确定最优索力(即施工时的合理张拉索力)。利用有限元程序MIDAS/CIVIL2017对以钢-混凝土组合梁为主梁的矮塔斜拉桥进行索力优化,并对优化前后主梁的挠度、内力以及应力结果进行对比分析。通过MIDAS/CIVIL2017对索力的优化,可以更好的发挥出钢-混凝土组合梁较强的承受竖向荷载能力的特点,改善主梁的内力、弯矩、应力分布。     

后期收缩徐变对结合梁斜拉桥受力影响研究

为了探究混凝土后期收缩徐变对大跨度结合梁斜拉桥受力的影响规律,以赤壁长江公路大桥为工程背景,采用桥梁结构设计与施工控制计算软件BDCMS进行受力计算,选取控制截面对比分析,发现混凝土后期收缩徐变会使桥塔发生竖向变形和偏转,主梁发生内力应力重分布,桥面板轴力减小,钢主梁轴力增大,但总轴力基本不变;主梁弯矩在墩塔位置变化较大,受轴力变化量和挠度影响明显;主梁应力在墩塔和中跨跨中处变化明显,桥面板应力减小,钢主梁应力增大,平均变化率为20％左右.     

矮塔斜拉桥施工过程非线性受力数值模拟探讨

运用有限元分析软件MIDAS/CIVIL对江珠荷麻溪大桥张拉预应力筋下一段梁浇筑中两个典型的荷载工况进行分析计算,对矮塔斜拉桥的主梁挠度和应力的非线性效应进行分析,结果表明:未进行挂索施工时,箱梁最大张拉应力出现在主梁顶部;随着挂索施工的推进,主梁顶部的应力值不断增大,并由主梁顶部向下,应力值不断增大;当实行浇筑合拢后,主梁拉索固定区出现最大应力;矮塔斜拉桥主梁挠度和应力受几何非线性效应表现出不同特性。几何非线性效应对挠度的影响程度由大到小依次为垂度效应-大位移效应-梁柱效应,此时线性效应对主梁挠度的影响远低于非线性效应的作用;在应力分析中,影响顶板应力的几何非线性因素由大到小为:梁柱效应-大位移效应-垂度效应,影响底板应力的几何非线性因素由大到小为:垂度效应-大位移效应-梁柱效应。     

矮塔斜拉桥拉索初张力优化设计研究

以某75 m+130 m+75 m三跨矮塔斜拉桥公路桥为工程背景,针对混凝土矮塔斜拉桥结构受力特点,依据影响矩阵调值原理,提出了以结构整体弯曲应变能最小为目标、以主控截面弯矩及关键节点位移为约束条件的混凝土矮塔斜拉桥拉索初张力优化方法。利用有限元分析软件Midas/Civil建立有限元模型进行正装分析,对矮塔斜拉桥的索力进行优化设计,并对优化前后主梁的挠度、内力以及应力结果进行对比分析。     

钻石形主塔“塔梁同步”施工分析及控制技术研究

斜拉桥传统施工一般采用先主塔、后主梁的施工方法。近年来兴起的一种“塔梁同步”施工方法，能节省大量的工期，有着很大的应用前景。然而，对于造型美观的钻石形桥塔，受制于其结构特点，“塔梁同步”的应用受到限制，且国内关于该类桥塔的“塔梁同步”施工实际案例和研究也很少。本研究以汕头某大桥一座空间钻石形桥塔斜拉桥为工程背景，对该主塔类型的“塔梁同步”施工的可行性和施工控制技术进行分析，最后确定了同步5对索的“塔梁同步”施工方案，在实际施工过程中，当3号索初张完成时，主塔塔顶合龙，最终实现“塔梁同步3对索”。同时，在“塔梁同步”过程中，根据监控方案对主塔关键部位进行了应力和变形监测，监测结果表明关键控制指标符合监控预期，证明了“塔梁同步”施工方法在钻石形主塔的斜拉桥中也具有可行性。     

混凝土弯斜拉桥曲率半径参数的影响分析

曲率半径是混凝土弯斜拉桥的关键设计参数之一,为分析曲率半径对Π形主梁混凝土弯斜拉桥受力性能的影响,以某座大跨混凝土弯斜拉桥为工程背景,建立空间梁板混合有限元模型。由室内1∶20全桥缩尺模型试验,通过测试索力和支反力间接获得主梁内力状态的方法,验证数值模型的正确性。基于数值模型,通过不同曲率半径的弯斜拉桥、同跨径的直线斜拉桥对比,系统分析曲率半径对弯斜拉桥主梁、桥塔、支座以及结构动力特性的影响。分析结果表明:静力方面,曲率半径对主梁跨中挠度影响很大,对两侧纵肋挠度差的影响不明显;桥塔横向塔偏量大于顺桥向塔偏量;边墩、辅助墩和桥塔不同位置处支座反力分布规律存在显著差别;曲率半径大于950 m,主梁扭矩与弯矩峰值比小于5%,其内力分布趋近于同跨径直线斜拉桥。动力方面,随曲率半径减小,弯斜拉桥横弯振型减弱,纵漂和扭转振型增加,其各阶模态特征与直线斜拉桥明显不同。