考虑主、散索鞍耦合效应的索鞍预偏量改进算法

基于对主缆和主、散索鞍的力学以及几何关系分析,考虑主、散索鞍的耦合效应,提出一种悬索桥索鞍预偏量的改进算法.算法根据索鞍平衡关系和变形相容条件以及主缆线形基本方程推导出一个十元非线性方程组,采用牛顿-拉斐森法求解方程组,即可同时得到主、散索鞍的预偏量.方法给出的初值选取原则和约束条件对平面缆索悬索桥的索鞍预偏量均能求解...     

部分斜拉桥主塔鞍座区局部应力分析

通过对一座部分斜拉桥主塔鞍座处局部应力分布的有限元计算分析,说明部分斜拉桥主塔鞍座处局部应力的分布特征。依据鞍座处局部应力影响范围很小的特点,提出设置螺旋筋和索孔端部镶嵌预埋钢板的局部设计补强措施,避免在索鞍下出现危及结构耐久性的有害裂缝。     

考虑缆索滑移的精细化索鞍模型

提出了一种通用性较强的索鞍建模方法,以实现对主缆与鞍座脱开、接触及滑移行为的精细化模拟。采用这一方法对泰州长江大桥鞍座抗滑特性试验进行了有限元再现,同时分析了不平衡索力加载条件下鞍座的受力和滑移特性。结果表明:鞍座模型能较好地再现试验中滑移特性;在不平衡索力加载时,索鞍径向压力和切向摩擦力随荷载的增加有不同程度的增大,由非加载端至加载端也明显呈现增大的趋势;采用规范公式对滑移安全系数的计算仅与鞍顶局部安全系数相近,规范给定安全系数k=2的界限状态对应主缆和鞍座间开始有局部滑移发生的状态。     

悬索桥吊索张拉及索鞍顶推降温法数值分析

研究目的:当大跨度自锚式悬索桥跨越通航流域不能采用常规支架法施工主跨钢箱梁时,首次应用"先斜拉,后悬索"的总体施工方案,该方案中最重要的过程就是斜拉桥向悬索桥的结构体系转换。针对体系转换中吊索张拉及主索鞍顶推在数值模拟中的实现,本文应用与无应力状态控制法相通的降温法进行分析。以该方法为指导,分析模拟建成后是世界上最大跨度600 m的鹅公岩自锚式悬索桥的体系转换全过程,阐述基于ANSYS的斜拉-悬索两个缆索支撑系统耦合模型中各个关键构件的单元选取及其参数确定的方法和技巧。研究结论:通过数值模拟计算得到体系转换过程中关键构件在整个过程中的变化规律,获得结论如下:(1)利用无应力索长可以将两种独立的斜拉-悬索缆索支撑系统实现耦合模型进行体系转换研究;(2)降温法是将吊索的建模长度降温至其无应力索长来模拟吊索张拉的过程,也可以模拟将主索鞍的预偏量分步降温至接近于零而实现主索鞍的顶推;(3)本文所研究降温法适用于计算大跨径自锚式悬索桥中体系转换过程中吊索张拉和主索鞍顶推分析。     

预应力混凝土加劲梁悬索桥的精细计算方法

基于有限位移弹性理论,采用带动坐标的混合法对杆系结构的有限元平衡方程进行求解,通过改进索鞍单元模拟索鞍的顶推,增加吊杆及预应力张拉模拟相应施工过程,由此建立悬索桥几何非线性精细计算的有限元分析方法.以北盘江大桥为背景,对其恒载状态下的结构内力及变形进行了精细计算.计算结果表明:本文算法正确,精度较高,收敛较快;程序具有较强的实用性.     

部分斜拉桥索鞍抗滑移性能分析

荷麻溪大桥主塔采用索鞍结构，该部位是部分斜拉桥的关键受力部位，其抗滑移性能至关重要。本文采用有限元程序ANSYS对索鞍处受力进行分析，分析索鞍两侧平衡拉力、拉力差及索鞍半径对索鞍抗滑移性能的影响，对部分斜拉桥索鞍处所能承受拉力差的设计值提出了可行的计算方法。     

大跨径拱桥缆索施工支架非线性受力特性分析

随着钢管混凝土拱桥跨径的增大,缆索吊装施工过程中,塔架的受力安全性问题备受关注,但主索的计算为简化的理论计算,不考虑主索滑移及塔架偏位对主索受力的影响,导致塔架受力计算不够精确。以某430 m大跨度钢管混凝土拱桥为例,建立索塔一体化并考虑主索非线性及滑移的有限元模型,考虑塔架偏位对主索及塔架变形与受力的影响,将得到的有限元受力分析结果与现有解析方法的求解结果对比分析,结果表明:有限元方法计算结果偏大,与解析法差距在10%以内,说明考虑主索滑移及塔架偏位时结构受力更不利,此种模拟方式能够较精确地计算主索及塔架的变形及受力特性,为钢管混凝土拱桥的施工提供指导。     

大跨度悬索桥的基准索股调整

为提高大跨度悬索桥基准索股的施工精度,基于悬链线理论提出2种调索方法。一是根据控制点的里程和标高,计算调整基准索股的总无应力长度及对应主塔偏位和施工温度的跨中点理论标高,然后将该跨索股的理论无应力长度转换成该跨调整端索鞍处的有应力长度,即索长调整量的精确解,该方法由于考虑主塔偏位、基准索股的实际跨径和温度等的影响,计算精度高。二是基于悬链线线形方程推导出的中、边跨悬链线简化调索公式。将上述2种方法及传统的抛物线调索公式法应用于珠江黄埔大桥的基准索股的调索计算中,结果表明:对于中跨,悬链线简化调索公式的计算精度高于传统的抛物线调索公式,两者相差约3%;对于边跨,两者精度相差不大;两者相对于索长调整量精确计算法的误差均不超过5%,均可应用于实桥的调索分析。应用本文提出的2种方法进行珠江黄埔大桥基准索股的施工监控,最终取得了理想线形,验证了这2种方法的正确性。     

悬索桥锚跨索股张拉力监控

悬索桥施工时,锚跨按索股张拉力进行控制.针对锚跨索股的空间离散性,从索股的利用效率考虑,研究了成桥索力分布模式,及其对应的计算思路,从而计算成桥状态各索股精确的空间走向、索力和无应力长度.对施工阶段包括索股张拉阶段时的锚跨索股进行了计算研究,计算其对应阶段的索力.通过引入能计入温度的悬索公式,分别计算了散索鞍固定、自由工况下温度对锚跨索股张拉力的影响.     

斜独塔斜拉桥塔倾斜度对主塔和拉索的影响研究

运用大型通用有限元软件ANSYS建立模型,对不同的斜拉桥塔倾斜度情况进行计算,得出其对主塔和拉索的影响．结果表明,塔根弯矩有随主塔倾角的增加而增大的趋势,塔顶水平位移接近线性增大,斜拉索最大应力随主塔倾角的增加而线性增大。     

自锚式悬索桥主索鞍分块及吊装施工技术

南京长江隧道工程江心洲右汊大桥主索鞍设计重量130t,吊装高度超过80m,对这样的超高超大型构件的吊装,为节约成本,对主索鞍进行分块设计,分成3块单件重不超过40t的鞍体,并通过科学设计吊装钢架,编制合理的施工方案,圆满完成了吊装任务。     

芜湖长江大桥索塔锚固区模型试验研究

芜湖长江大桥桥塔拉索锚固区为预应力混凝土箱形结构，无中间梁，索塔锚固区为单箱单室结构，拉索锚固区通过双向预应力平衡强大的拉索水平分力，受力十分复杂，为研究索塔锚固区应力分布状况，检验其抗裂性能，为设计提供科学依据，对芜湖长江大桥斜拉桥主塔锚固区段进行了足尺模型试验，并结合有限元分析，指出了索锚固区应力分布特点，介绍了该桥索塔锚固区模型试验的内容，步骤和方法，并将试验结果与有限元分析计算的结果进行了比较。     

青藏线金属波纹管涵洞室内试验研究

以青藏铁路的科研项目为背景,利用室内试验模拟金属波纹管实际结构的受力特点,通过室内试验以及对所获得的试验数据进行分析,找出金属波纹管在受力过程中应力和变形的变化规律,对金属波纹管涵洞的力学性能和变形进行了深入的研究。同时分别将应力和变形的实测值与理论分析的理论值和有限元程序计算出的数值解进行对比,为金属波纹管涵洞的设计和应用提供了理论依据。     

独塔自锚式悬索桥基准索股架设温度影响分析

针对悬索桥几何形状对温度极为敏感的特点,研究了主缆架设过程中基准索股架设时的温度效应。以甘肃天水市罗家沟独塔自锚式悬索桥为工程背景,对基准索股架设阶段进行温度场实时观测,得到了该桥主缆的温度场。根据无应力索长不变原理,运用FORTRAN语言编写了非线性迭代计算程序,得到了不同温度下的索股垂度值,并与实测结果进行对比,验证了该迭代法计算结果的正确性。将迭代法计算值作为现场基准索股架设时的理论依据,进行基准索股线形控制。结果表明:该方法计算结果较为精确,可直接指导工程实际,具有较强的推广和应用价值。     

自锚式悬索桥主缆架设与调索施工

介绍苏州索山大桥 3跨自锚式悬索桥主缆的架设与线形调整 ,包括猫道架设、索鞍安装、主缆架设、主缆股索的线形调整。     

郑州黄河公铁两用斜拉桥斜桁节点受力性能研究

利用ANSYS建立郑州黄河公铁两用大桥斜边主桁下弦整体节点空间有限元模型,分析整体节点在设计最不利荷载组合下应力分布规律.选用1:2模型,对该整体节点进行试验研究.试验结果与有限元分析结果比较表明:试验结果和有限元计算结果基本吻合,精细有限元数值分析是整体节点局部应力分析的有效手段,可作为设计依据.在1.4倍设计荷载加...     

自锚式悬索桥悬浮式散索套下主缆线形控制

江心洲右汊大桥缆索系统为空间结构,主缆边跨平行锚固侧设置悬浮式散索套,主跨空间锚固侧设置散索鞍。因边跨散索套重量及锚固区设置影响,主缆空缆线形即为有散索套重量下的空缆线形。主缆架设时,通过外力转换,使主缆线形满足监控及设计要求的有散索鞍重量下空缆线形。     

张家界大峡谷玻璃桥静载试验研究

张家界大峡谷玻璃人行桥采用异型悬索桥加玻璃桥面的大跨径组合体系,受力复杂,为了解该桥整体静力特性,通过现场静力试验,对实桥进行各工况作用下的模拟加载,并建立相应的有限元模型计算,将试验结果和计算结果进行对比,研究结果表明:静力荷载作用下,模型实测的应力、主梁挠度、塔顶水平位移、主缆线型、主缆及吊杆索力均与计算结果吻合较好,均满足规范要求,说明该桥具有足够的刚度和安全储备,为之后该类桥梁的设计和试验评价指标提供参考。     

一种新型斜拉桥索-塔锚固结构的设计研究

研究目的:某斜拉桥项目采用非对称独塔斜拉桥结构形式,索塔两侧拉索索力在施工阶段及成桥运营阶段差异较大,为有效解决这个问题,设计将交叉锚固形式与索鞍锚固形式相结合,在传统分丝技术索鞍基础上,索塔两侧单根钢绞线均穿过各自分丝管分别利用抗滑键锚固在索塔的相对一侧,每一根钢绞线均可作为一个单独的拉索系统,亦可以实现单根钢绞线换索。本文通过对该类型斜拉桥索-塔锚固结构进行研究,包括有限元计算分析及模型试验,为该类型索-塔锚固结构用于其他项目提供一些建议。研究结论:(1)与现有的索鞍锚固形式相比,该形式彻底解决了斜拉索在弧形索鞍处的滑移问题,可以满足桥梁索塔两侧拉索索力不同的使用需求;(2)可以根据索塔两侧不同的索力需求设置不同的拉索结构形式,达到降低拉索用量的目的;(3)与空心塔侧壁锚固形式相比,本索-塔锚固结构形式可以使混凝土索塔只受压不受拉,提高了结构的耐久性,而且可以简化索塔结构,达到为斜拉桥索塔"瘦身"的效果;(4)本索-塔锚固结构形式在中小跨径独塔斜拉桥中具有良好的应用前景。     

残积土中地铁隧道的有限元分析

对巴西圣保罗市地铁扩建项目的弹塑性有限元分析进行了讨论。对原状土样做了试验以研究残积土的本构特性,并确定了一个不相关联的弹塑性本构模型,使其反映在地铁隧道开挖典型应力路径下残积土的特性。提出了模拟开挖的应力释放法,根据这一方法可用二维有限元计算在隧道开挖三维过程中土体的响应,从隧道的实测结果与有限元计算的结果对比中可看出两者比较吻合。