非线性缆索单元及其在缆索承重桥中的应用

柔性缆索本身所具有的高度几何非线性给缆索计算带来困难,而缆索线形的确定是缆索承重桥能否实现的关键.文中建立了Lagrange坐标系下缆索曲线方程,推导出2节点非线性缆索单元的切线刚度矩阵,并给出了应用该单元求解缆索线形的迭代格式.用该方法计算某大桥方案主缆线形和无应力长度,并将结果与解析法结果对比分析,二者相对误差不大于0.06%,从而证明该方法的可靠性.     

悬索桥索股架设全过程的非线性精确分析

为精确分析悬索桥主缆的成缆过程,基于悬索桥多跨悬链线空缆线形计算原理,分析了主缆索股架设过程中塔的受力与索股线形的变化规律.将索塔对主索鞍的作用等效成非线性弹簧,其刚度计入索塔的梁柱效应,导出了索塔的非线性抗推刚度和塔底截面弯矩的计算公式;根据悬索桥主缆索股架设方法,以空缆状态为基础,计算并分析了一座主跨1280 m的悬索桥索股架设过程中主索鞍处主缆的不平衡力、塔顶水平位移和塔底截面弯矩随索股架设的变化规律.研究表明,索股架设过程中,梁柱效应较小.     

东北寒区大跨度自锚式悬索桥主缆力学效应研究

结合大跨自锚式悬索桥空间缆索结构,引入桥位所处的东北寒区大温差分布模式,运用空间有限元分析方法,探讨了主缆在典型荷载工况及特殊的大温差模式下的受力变形特性。研究结果表明:主缆在空缆状态向成桥状态转变过程中,其横向与竖向均发生较大位移,其几何非线性主要发生于施工阶段;主缆弯曲次应力幅值较小,理论上不控制设计;寒区大温差效应对主缆的影响不容忽略,温差越大对主缆变形与内力影响越大,大温差模式下,主缆轴力跨中的最大变化值为73.4k N,主缆跨中垂度由于温度影响最大变化约为3.0cm。     

CFRP在超大跨悬索桥和斜拉桥中的应用前景

1传统缆索材料在超大跨桥上的局限性 1.1钢缆索体系桥梁极限跨径和承载效率的局限性 (1)悬索桥 悬索桥极限跨径主要由主缆的承载能力控制.在矢跨比f/l=0.1的情况下,假定主缆所受荷载水平均布,则主缆形状近似为抛物线形.设中跨主缆矢跨比为f/l,主缆最大倾斜角为αm,定义k=(f/l)·cosm,则可用参数说明主缆形状.     

悬索桥有限元计算的三节点空间鞍座单元

为了进行空间缆索悬索桥主缆与塔顶鞍座间接触非线性的计算,开发了包括塔顶鞍座及两侧主缆在内的三节点空间鞍座单元.基于空间悬链线理论及主缆与鞍座的几何关系,对单元进行状态求解,得到主缆与鞍座的切点位置及切点索力,根据静力平衡条件计算单元精确的节点力;由增量代替微分,根据切线刚度矩阵的定义计算单元刚度矩阵的元素.空间鞍座单元自动满足主缆与鞍座相切,通过修改一个参数可实现鞍座顶推的计算.计算表明:计算结果与数值解析解结果完全相同,收敛速度较快,在每次状态求解时,迭代次数在12次以内.      

箱拱单肋合拢中缆风索的受力分析

在缆索吊装单肋合拢施工中分析风载及缆风索对箱型拱肋的影响,利用数学和力学关系推导出单肋合拢施工中缆风索的受力简化模型,计算出缆风索的等效弹性刚度。总结缆索吊装单肋合拢时设置缆风索注意事项,为单肋合拢缆风索的设计与施工提供依据。     

自锚式悬索桥主要构件刚度对结构的影响分析

分别分析了自锚式悬索桥的主塔刚度、主缆刚度、吊索刚度和加劲梁刚度对桥梁的主缆、吊索、加劲梁、桥塔和桥墩内力、结构位移、结构动力特性的影响,讨论了设计中各构件尺寸确定的顺序.得出的有益结论可为该类桥的设计提供技术参数方面的参考.     

无支架缆索吊装系统单跨双吊点主缆计算

利用缆索静力平衡原理,建立了主缆按双吊点位置的分段曲线方程,推导了相应的主缆垂度和水平张力计算公式,分析了主缆双吊点距离、主缆跨径、主缆自重及吊重等参数对水平张力的影响。结果表明:影响主缆水平张力的主要因素是两吊点间距与主缆跨径之比,当两者之比在0.05以内时,用单吊点法和双吊点法计算结果差异很小,可忽略不计。     

基于ANSYS的悬索桥空间主缆扭转问题计算方法研究

自锚式悬索桥在体系转换过程中,通过对吊杆在垂直于纵桥向的竖平面中进行张拉并锚固于加劲梁上,从而形成空间主缆自锚式悬索桥结构。因主缆和吊杆形成空间索系,很大程度上减小了此类结构在横桥向荷载作用下的内力和位移。但是,该种桥型的主缆在由空缆时的平面状态转变为成桥时的空间状态过程中会产生扭转变形。基于此,在主缆索夹安装前应正确给定其安装预偏角,从而避免索夹在成桥状态下扭转破坏。但应注意到,在ANSYS等软件中,主缆一般是用杆单元进行模拟,无法通过计算获取主缆的扭转角度。以杭州某空间主缆自锚式悬索桥为研究背景,提出在ANSYS中对梁单元的部分参数进行特殊取值来模拟主缆,计算主缆的扭转角。理论分析表明,将梁单元抗弯刚度取合理的较小值时,其受力特点便接近于索单元。最后,对某空间主缆自锚式悬索桥的缩尺相似模型进行数值模拟,得到了该模型主缆在吊杆横向张力下扭转角度的数值计算结果。从而在一定程度上解决了运用通用有限元软件计算悬索桥主缆扭转角度这一难题。     

温度对悬索桥空缆线形的影响分析

温度对悬索桥的线形有较大的影响,在悬索桥空缆架设施工中,温度不仅改变主缆索股的长度,而且将引起主塔的偏位,这些都将导致主缆线形的改变.文中分析了主缆线形温变影响以及在此基础上,提供了计算主缆线形和主塔偏位的程序设计,并以实例加以说明,可供桥梁施工技术人员参考.     

斜拉桥施工阶段初张索力计算方法研究

提出了用差值法确定一次张拉斜拉桥施工阶段拉索初张力的实用计算方法,该方法只需按施工步骤进行正装迭代计算。通过消除成桥阶段最优目标索力与正装迭代所得成桥索力之间的差值,可获得施工阶段拉索初张力。该方法避免了传统倒拆法无法考虑混凝土收缩、徐变和几何非线性等问题,同时给出了差值法加速收敛的近似方法,并对差值法和影响矩阵法进行了比较。通过一座实际桥梁的计算分析,证明了本方法的可行性,具有一定的应用价值。     

斜拉桥施工阶段初张索力计算方法研究

提出了用差值法确定一次张拉斜拉桥施工阶段拉索初张力的实用计算方法,该方法只需按施工步骤进行正装迭代计算。通过消除成桥阶段最优目标索力与正装迭代所得成桥索力之间的差值,可获得施工阶段拉索初张力。该方法避免了传统倒拆法无法考虑混凝土收缩、徐变和几何非线性等问题,同时给出了差值法加速收敛的近似方法,并对差值法和影响矩阵法进行了比较。通过一座实际桥梁的计算分析,证明了本方法的可行性,具有一定的应用价值。     

结合影响矩阵的正装迭代法在优化施工索力中的应用

在斜拉桥施工控制中,为了达到设计成桥状态目标,需要对施工索力进行计算和调整。以国内弯道半径最小的斜拉桥为例,引入影响矩阵,通过迭代消除不闭合问题,从而可使施工索力得到优化,达到预先设定的成桥内力和线形。实例证明,该方法在斜拉桥施工控制中具有较好的精度和分析效率,可减少计算过程中受过多不确定因素的影响,对于解决类似的问题有较大的参考价值。     

斜拉桥拉索线密度对拉索索力测量的影响分析

用频率法测试斜拉桥拉索索力是一种快速有效的现场索力测试方法,但在索力计算过程中,拉索索长、线密度、抗弯刚度等参数的取值直接影响到索力测试精度。针对新兴大桥拉索的特殊性,研究得出,对低应力防腐拉索,其线密度取值应扣除拉索内部油脂的质量,修正后计算得到的索力值与用压力表测定法得出的张拉力对比,吻合度较好,可以作为类似工程的借鉴和参考。     

大岩洞特大桥拱圈脱架时背索和扣索索力优化计算

建立了大岩洞特大桥拱圈平转施工状态的三维有限元模型,交界墩和上转盘采用实体单元,扣索和背索采用索单元,拱圈劲性骨架底板采用壳单元,其余采用梁单元,支架则采用只压单元模拟;将最优化计算理论和有限元计算分析相结合,利用MIDAS有限元软件,以支架不受轴压或受压轴力很小为目标函数,对扣索力和背索力进行优化,使拱圈"脱离"支架实现转体,从而获得了扣索力和背索力的最优组合与拱圈最优内力分布.结果表明,拱圈骨架拱脚底板为控制截面,本文计算方法和结论为同类桥梁的建设具有参考价值.     

斜拉桥的拉索分析

介绍斜拉索的工作性能、索力测试的四种方法;阐述运用频率测定法测定索力;介绍拉索的温度效应和斜拉桥拉索下料长度的计算方法     

系杆拱桥吊索索力施工监控测量方法的研究

以某系杆拱桥为依托工程,针对吊索索力的诸多影响因素,提出用千斤顶张拉油压表读数测量法与索自振频率振动测量法相结合的方法对系杆拱桥吊索索力进行监控测量,即首先用千斤顶张拉油压表读数测量法对吊索索力进行监控测量,然后用测量的索力对索自振频率振动测量法中的索力系数进行标定,最后再用标定后的索力系数及索自振频率振动测量法对系杆拱桥吊索索力进行监控测量,结果表明,该方法不仅同时拥有千斤顶张拉油压表读数测量法与索自振频率振动测量法的优点,而且测量精度较高,完全可以满足索力监控测量中较高精度的要求与实际工程的需要,可广泛应用于系杆拱桥吊索索力的监控测量。     

大宁河特大桥轻型猫道施工设计

结合具体工程实例,介绍重庆大宁河特大桥三跨连续轻型施工猫道的设计,并对承重索静力进行计算。工程实践表明：相对于三跨独立结构猫道而言,三跨连续结构减小了由于中跨和边跨实际荷载差距较大而使交界墩承受过大水平力的影响;由于承重索与扶手索为独立支承和锚固,受扶手索张力的影响,猫道抗风稳定性相对于一般猫道结构要好许多。     

振动法测量斜拉桥索力的关键技术

基于振动法测量原理，就影响测量斜拉桥索力的关键因素对索力测试精度的影响作一分析，由此可针对各影响因素提出实际测量中应注意的问题和信号处理方法。实践证明，该方法可有效避免振动法索力测量中不利因素的效应，且得出较好的测量结果。     

悬链线方法在大跨径悬索桥基准索股调整中的应用

研究提出了悬索桥索股调整的精确计算方法,该方法可以计入主塔偏位、索股温度的影响。通过弹性悬链线模型推导了悬索桥基准索股的悬链线简化方法。该法对于中跨主缆调整与精确方法、抛物线简化方法相比精度较高,边跨主缆调整与抛物线法精度接近,误差均较大,但也可满足实际工程需要。