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。     

确定斜拉桥施工索力的正装倒拆优化法

以实验室独塔斜拉桥为研究对象,提出了确定斜拉桥合理施工索力的正装倒拆计算法,该方法按照施工顺序,在正装优化的基础上,对各节段进行倒拆计算,得到各斜拉索的基础索力,然后再通过正装迭代计算,求得各个调索阶段斜拉索的初始张拉索力和主梁的预抬量,从而避免了传统的倒拆法中难以考虑结构本身的非线性问题与正装法无法保证计算过程中一些索力设置大小的合理性等问题。本方法已经在独塔斜拉桥模型实验中成功应用。通过实验验证了该方法的有效性和可靠性,具有一定的理论价值和重要的应用价值。     

系杆拱桥吊杆索力计算方法对比分析研究

下承式钢箱系杆拱桥内部属于复杂的高次超静定空间结构。为更快、更精确地确定系杆拱桥施工阶段吊杆张拉索力,采用有限元法对整个吊杆张拉过程进行模拟,利用差值迭代法和正装迭代法分别计算合理施工索力。对比分析施工过程及成桥状态下系杆、拱肋内力及变形差异,探讨这两种方法的适用性。研究结果表明:差值迭代法较正装迭代法计算简单,施工索力值均匀,整体结构内力、变形优于正装迭代法,能为同类桥梁的施工索力优化提供实用参考价值。     

计入几何非线性影响的斜拉桥施工索力的确定

考虑缆索垂度效应、加劲梁的梁柱效应及节点大位移效应等几何非线性因素对大跨度斜拉桥施工索力的影响，模拟正装和虚拟退拆施工过程，建立了施工索力计算的继承与迭代关系．利用通用有限元程序，建立斜拉桥全桥三维有限元模型，合理划分荷载步和荷载子步，通过倒拆正装反复迭代，得出了施工索力及相应的成桥线形．使用最小二乘法修正倒拆与正装之间的差值，有效地计入了几何非线性的影响，使斜拉索满足成桥状态所要求的索力并使主梁以要求的精度接近理想的成桥线形．     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

基于有限元正装迭代悬拼拱桥合理施工索力优化

结合贵州龙场渡槽对千斤顶斜拉扣挂法施工中合理施工索力的计算进行研究,提出以扣塔偏位和拱圈应力为优化目标的优化思想,采用有限元分析软件对施工过程正装模拟,通过正装迭代得到合理施工索力,为类似工程提供索力计算依据。     

混凝土斜拉桥索力与预应力耦合优化

在影响矩阵思想基础上,提出基于施工过程的混凝土斜拉桥成桥内力确定方法。该方法耦合优化索力及预应力,以施工拉索初张力和预应力为设计变量,建立其对结构内力的影响矩阵,以施工阶段各控制截面应力及索力满足规范要求且索力均匀为约束条件,选取合适的成桥内力及用索量最小为目标函数,采用多目标方法优化成桥内力。该方法实现了索力与预应力的同步优化,保证了施工安全和成桥结构受力合理。     

矮塔混凝土斜拉桥施工索力分析

以江苏省常熟市碧溪大桥为例,基于影响矩阵和正装迭代法,进行了合理成桥索力及合理施工张拉索力的优化分析,采用MIDAS/CIVIL 2010软件进行了大桥合理施工索力的优化分析。结果表明:优化分析得到的成桥内力分布合理,成桥应力分布均匀,结构弯矩较小,结构具有足够的压力安全储备;按照合理索力施工,施工过程中结构受力及线形变化合理;正装施工计算得到的成桥内力与合理成桥内力吻合较好,完全满足工程控制的精度要求。     

“花瓣式”异形斜拉桥结构受力影响因素敏感性研究

为了减小"花瓣式"异形斜拉桥结构成桥状态结构受力和变形受施工误差的影响程度,以西安市富裕路沣河大桥为项目依托,通过分析容重、拉索弹模、拉索初张力、体系温度等影响因素变化对结构受力的敏感性程度,从而保证斜拉桥合理成桥状态与目标状态的精度要求。计算结果表明:体系温度、拉索力和结构容重对"花瓣式"异形斜拉桥成桥状态主梁挠度、主塔变形、拉索索力、拱脚及钢主梁截面应力影响较大,为敏感因素;拉索弹模对上述指标的影响程度较小,为非敏感因素;沣河大桥实际工程应用表明研究成果能够有效减小施工过程误差对成桥状态的影响程度,可为其他"花瓣式"异形斜拉桥在设计、施工中的结构敏感性研究提供有益参考。     

斜拉桥换索前的索力调整

以某斜拉桥为工程背景,通过模拟换索前状态,识别既有桥梁的结构参数,确定结构的当前内力状态并对其进行评估,分析换索前进行索力调整的必要性.索力调整结束后,结构内力状况得到了改善,保证了换索施工能够安全进行.     

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。     

某斜拉桥索力设计要点分析

斜拉桥属于高次超静定结构,其设计较一般梁式桥复杂得多。斜拉索的索力设计是斜拉桥设计中的关键部分。以印尼某斜拉桥的索力设计为例,介绍应用“桥梁博士”软件进行索力设计的要点,以供同行参考。     

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.     

独塔斜拉桥承载能力评估方法

以独塔斜拉桥为研究对象,通过对桥梁结构的外观检测、斜拉索内力测量和结构动、静载试验,并结合有限元模型修正,评定桥梁结构的健康状态和承载能力.结果表明:由于施工过程中斜拉索内力配置的不合理性,改变了原有结构的受力状态,是该桥病害产生的主要成因.     

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。     

下承式简支钢管混凝土拱桥吊杆索力优化研究

通过考虑某下承式简支钢管混凝土拱桥的施工过程,对其进行了有限元分析,得出了受力最为不利施工阶段结构的内力分布.本结构为外部静定的多次超静定结构,每一次对吊杆索力的调整都会影响到结构的内力分布以及梁体、拱肋的线性,因而利用影响矩阵法对施工过程中的索力调整进行了优化,使得成桥后结构的内力分布更能符合设计要求.     

悬索线无铰拱桥自重内力实用计算方法研究

鉴于影响线加载法计算效率低和有限元法建模工作量大,无铰拱桥自重内力无法进行简便计算。基于桥面系作用主拱圈荷载的等效膜张力假定,采用解析法对悬索线无铰拱桥自重内力进行求解,得出实用公式,并用实桥算例验证了该方法。