基于无应力状态法的双塔斜拉桥合理施工状态研究

作为一种高次超静定结构体系,斜拉桥在合理成桥状态确定以后需要根据既定的施工工序确定分阶段合理施工状态。斜拉桥合理施工状态计算方法的正确选择对于保证合理施工状态与合理成桥状态的吻合具有非常重要的意义。本文通过建立MIDAS/Civil有限元模型,并基于无应力状态法基本原理确定了斜拉桥合理施工状态。研究表明:无应力状态法在斜拉桥合理施工状态计算中的可行性和合理性,同时可为其他类型桥梁合理施工状态的确定提供参考。     

基于能量法的斜拉桥纵向1阶自振周期简化计算

针对现有漂浮体系和塔梁铰接体系斜拉桥纵向1阶自振周期简化计算中均忽略双向振动耦合效应影响的状况,采用Rayleigh能量法对这2种体系斜拉桥的纵向1阶自振周期简化计算公式进行了推导。首先,以斜拉桥在地震作用下纵向水平惯性力的传递路径为依据,分别建立了漂浮体系和塔梁铰接体系斜拉桥的简化计算模型;其次,考虑斜拉桥纵向1阶振型呈现出纵向振动与竖向振动相互耦合的特点,基于假定的漂浮体系、塔梁铰接体系斜拉桥主梁和主塔的纵向、竖向位移振动方程,分别对2种体系斜拉桥斜拉索、主塔、主梁的变形能及动能进行了分析和计算;最后,根据能量守恒原理推导了漂浮体系斜拉桥和塔梁铰接体系斜拉桥的纵向1阶自振周期简化计算公式。选取5座已建斜拉桥利用有限元软件进行1阶纵向模态分析,将理论推导结果与有限元计算值进行了对比。结果表明:所提出的简化公式的计算结果与有限元计算值吻合良好,相对误差均小于15%,简化计算方法具有良好的稳定性,可用于斜拉桥纵向1阶自振周期的估算;将漂浮体系斜拉桥纵向1阶自振周期简化计算公式与塔梁铰接体系斜拉桥纵向1阶自振周期简化计算公式配合使用,可为斜拉桥初步设计和方案比选提供参考。     

钢混组合结构斜拉桥抗震性能研究

为了对一座钢混组合结构斜拉桥在不同塔梁连接刚度下的抗震性能进行研究,利用通用有限元软件M IDAS CIVIL对该斜拉桥建立空间梁格体系模型,并利用反应谱法对其在不同塔梁连接刚度下的地震响应进行计算,得到该斜拉桥在地震力作用下的内力及位移响应,通过对计算结果的对比分析,最后确定该斜拉桥在塔梁部位的连接形式,为该桥设计及今后的工程应用提供参考。     

基于多目标法的多塔斜拉桥合理成桥状态确定

多塔斜拉桥结构体系塔梁联动效应显著,边锚索约束塔梁位移的效应呈现多跨耦合特点,因此多塔斜拉桥合理成桥状态确定比常规两塔斜拉桥难度大.笔者结合已有斜拉桥合理成桥状态确定理论,根据多塔斜拉桥的特点,以嘉绍大桥为例,对多塔斜拉桥合理成桥状态确定的方法进行了探索,提出了基于多目标的方法,在依托工程中取得了良好的效果.     

果子沟大桥施工监控技术

大跨度钢桁架斜拉桥施工监控的任务为:在施工过程中对结构参数进行有效的识别,对施工状态进行预测,优化并调整可调变量,使施工系统始终处于控制之中,保证施工过程中和竣工后的桥梁结构线形和内力满足设计和规范的要求。本文以新疆果子沟斜拉桥施工监控为背景,建立大跨度斜拉桥施工控制全过程的几何控制体系,包括制造体系、实时测量体系、现场测试体系、施工控制计算体系、应力预警体系、设计计算与施工控制计算校核等组成部分,按照此体系开展施工控制工作,可以有效的保证工程的安全、准确和快速。     

基于无应力状态法的钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现

针对钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现,以厦漳跨海大桥北汊主桥为例,提出基于无应力状态控制法理论的主梁预拱度取值、制造尺寸确定、预拼装线形计算及悬臂拼装控制方法.该桥为多跨连续半飘浮体系钢箱梁斜拉桥,采用桥梁结构设计系统SCDS2011建立桥梁有限元模型,求得钢箱梁设计预拱度;钢箱梁制造尺寸确定时考虑竖曲线和设计预拱度及梁体轴向压缩、弯矩转角的影响;以预拼装线形为基础计算得出每节段前、后控制点的坐标值进行预拼装;在钢箱梁悬臂拼装过程中进行线形控制时,考虑安装阶段的计算挠度及成桥状态与设计预拱线形的高程差.事实证明,采用该方法对钢箱梁斜拉桥进行成桥目标线形的控制取得了良好的施工精度.     

1 000 m级CFRP索斜拉桥静力特性分析

通过具体算例采用有限元法分析CFRP索斜拉桥的各非线性因素的影响量,并与钢索斜拉桥进行对比。鉴于CFRP的线膨胀系数远小于钢材或混凝土的线膨胀系数,计算了4种不同结构体系的CFRP索斜拉桥和钢索斜拉桥在温度荷载下的静力反应,计算结果表明CFRP索斜拉桥相对于钢索斜拉桥在静力方面具有较多优势。     

某不对称混合梁斜拉桥合理成桥状态分析

斜拉桥的索力大小直接决定了斜拉桥主梁的内力状态,确定斜拉桥的索力是确定合理成桥状态的关键。本文介绍了一些现有的确定斜拉桥合理成桥状态的方法,并确定了适合不对称混合梁斜拉桥合理成桥状态确定的原则。以某不对称混合梁斜拉桥为工程背景,在有限元软件Midas/Civil中建立了仿真分析模型,利用其未知荷载系数功能确定了该不对称混合梁斜拉桥的合理成桥状态。计算结果表明,该合理成桥状态满足规范要求,具有可靠性。总结了该类桥型合理成桥状态的一些特点,为该类结构的合理成桥状态的确定提供借鉴。     

塔墩梁固结矮塔斜拉桥合龙顶推力的简化计算方法

为确定塔墩梁固结体系矮塔斜拉桥在中跨合龙时所施加的纵向水平顶推力的合理取值范围,从控制桥墩裂缝宽度的角度出发推导其简化计算方法。基于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中的裂缝宽度公式,推导双肢薄壁墩塔墩梁固结矮塔斜拉桥在顶推阶段和正常使用阶段的桥墩裂缝宽度与顶推力的关系式,由此确定合龙顶推力的取值范围,在此基础上考虑合龙温差对顶推力进行修正。以104国道上某三塔矮塔斜拉桥为例,计算该桥在中跨合龙时的顶推力,并与有限元计算结果进行对比,验证了该简化计算方法的有效性,且该方法具有较高的精度和计算效率。     

富翅门大桥设计分析

以舟山市富翅门大桥-双塔结合梁斜拉桥为工程实例,从双塔结合梁斜拉桥的构造特点入手,通过对双塔结合梁斜拉桥、双塔混凝土梁斜拉桥及独塔钢箱梁斜拉桥三个桥梁方案的比选和技术经济比较,确定双塔结合梁斜拉桥为推荐方案.最终根据确定的桥型,采用有限元对其进行了细部设计和计算研究.给出有关结论和建议,有关经验可供相关专业人员参考.     

基于影响矩阵法的斜拉桥斜拉索合理初始张拉力分析

针对斜拉桥建模过程中斜拉索内力与设计成桥索力存在偏差的问题,为确定斜拉索合理的初始张拉力,提出基于影响矩阵法的斜拉索合理初始张拉力计算方法。该方法根据斜拉索张拉过程中其两端的位移和索力协调关系,构建一种影响矩阵,通过该矩阵计算斜拉索的合理初始张拉力。以某大跨度独塔斜拉桥为例,采用该方法计算斜拉索合理初始张拉力,并对比分析了施加不同初始张拉力后的斜拉索内力;考虑该方法确定的初始张拉力和将设计成桥索力作为初始张拉力的2种工况,分析不同初始张拉力对桥梁结构响应的影响。结果表明:该方法计算得到的斜拉索内力与设计成桥索力相对差值小于0.01%;初始张拉力对桥梁结构变形和斜拉索内力影响显著,在斜拉索中施加该方法确定的初始张拉力,可使斜拉索内力达到设计成桥索力。     

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。     

葑溪大桥施工控制

为了保证葑溪大桥的施工安全和质量,根据预应力混凝土斜拉桥悬臂浇筑和支架现浇非对称施工特点,建立施工控制计算模型,探讨影响主梁线形及斜拉索索力的因素,并制定相应控制措施,对主梁线形、内力、索力、牵索挂篮应力和变形进行有效监控.施工控制结果表明:成桥状态下,主桥轴线实测标高、桥梁应力状态、成桥索力均满足设计要求,挂篮在施工过程中的应力状态及变形情况与试验变化趋势基本一致.     

独塔单索面预应力混凝土斜拉桥静载试验

为了评定某独塔单索面预应力混凝土斜拉桥结构的受力性能与工作状态,以成桥静载试验结果为依据,通过对静载试验相关工况下控制截面的斜拉索索力增量、桥塔塔顶偏位、主梁挠度和截面应力等重要试验数据的详细分析,结合理论计算结果来研究不同静载试验工况下该斜拉桥的索力变化规律、塔顶偏位、结构强度和刚度等特性.分析结果表明,静力荷载作用下该桥索力、塔顶偏位、应力和挠度均能满足规范要求,该桥承载能力满足设计要求.     

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。     

斜拉桥拉索振动及其减振措施

拉索是斜拉桥的关键构件,承受桥梁的全部荷载,在风(雨)等作用下容易产生大幅振动。该文介绍了拉索的常见振动及其振动机理,拉索振动控制措施与技术,对斜拉桥拉索振动与减振问题具有一定的参考作用。     

山区高墩矮塔斜拉桥结构与美学设计

洪溪特大桥为跨越峡谷的山区桥梁,采用(150+265+150)m的双塔双索面预应力混凝土矮塔斜拉桥,桥塔横桥向为Y形,顺桥向塔柱截面从塔底往上逐渐线性收缩,到达上塔柱斜拉索锚固段后再线性渐变加大,塔梁固结,索面向外倾斜.通过强化桥面以上的结构体量,实现高墩矮塔斜拉桥桥面上下比例的协调匀称.采用M IDAS Civil进...     

钢管混凝土斜塔斜拉桥设计

金寨长征大桥主桥为(80+100)m斜塔斜拉桥。桥塔采用钢管混凝土组合结构,在钢管内部设置钢筋笼、钢管内壁焊接PBL纵向加劲肋及环向加劲肋,并灌注高性能混凝土,基础采用钻孔灌注桩;主梁采用钢箱结构;斜拉索呈扇形布置在中央分隔带内,单索面双排布置,斜拉索采用镀锌高强平行钢丝束,外层护套表面设置螺旋线以抑制风雨振;塔、墩、梁处钢-混结合段采用剪力钉、PBL连接键等,形成塔、墩、梁固结的约束体系。主桥采用临时墩辅助下的钢箱节段拼装方法施工。利用有限元软件对主桥进行整体结构计算,结果表明主桥的钢管混凝土桥塔、主梁、斜拉索应力均满足规范要求。     

杭州湾跨海大桥北航道桥钢锚箱施工技术

杭州湾跨海大桥北航道桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主塔斜拉索锚固区采用钢锚箱，主要介绍北航道桥钢锚箱施工技术。     

基于群索索力域的斜拉桥结构性能状况评估

针对目前依据单根斜拉索索力值变化评估斜拉桥运营健康状态的不足,提出一种基于群索索力域映射斜拉桥性能状况的方法。该方法基于蒙特卡罗法模拟获得斜拉桥群索索力域,在实测索力与群索索力域间做相异度最小寻值,根据桥梁结构不同的极限状态定义评估阈值。以国内某已建24年的大跨径预应力混凝土斜拉桥为工程实例,基于近6年(2013~2018年)实测索力数据,依照提出的新评估方法与传统评估方法对主梁结构性能状态进行评估。结果表明:传统评估方法仅得出2013年单根索力变化幅值超限的结论;新评估方法得出2013年、2018年主梁跨中截面存在消压风险,需要持续跟踪关注。该方法可定量、直观地分析评估群索索力变化对桥梁结构受力状况的影响,为桥梁的科学管养决策提供依据。