大跨度钢筋砼拱桥扣索索力计算分析

大跨径混凝土箱型拱桥采用缆索吊装施工时通常采用分段吊装的方法,拱桥整体结构的形成要通过一系列结构体系的变化。大跨度钢筋混凝土拱桥缆索吊装施工时,扣索索力的大小直接影响到拱桥最终的受力状态和成桥线形,因此,索力大小的计算已成为拱肋安装的重要内容。以某大桥为工程背景,采用大型桥梁结构有限元软件Midas/civil建立空间有限元模型,并进行正装计算分析,针对某大桥拱肋吊装过程中扣索索力、应力的控制,计算各个阶段的索力,内力以及拱肋的强度,并将计算值与设计值、实测值进行对比。结果表明实测值与计算值相差不大,误差在容许范围内。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程的仿真计算

在大跨度钢管混凝土拱桥施工中,大部分采用无支架缆索吊装斜拉扣挂施工方法,因此确定扣索索力和预抬高量是保证拱肋吊装的施工质量和安全的重要措施。采用基于前进分析的有限元法能方便有效地确定拱肋吊装过程中的扣索索力和预抬高量,并能使扣索索力一次性张拉到位,最后用示例证实本方法的正确性。     

Determination and Optimization of Stay-cable Buckling Scheme for Mengdong River Bridge

为确保猛洞河大桥施工过程的安全、设计目标的实现、施工工序的简化,研究其拱圈施工的斜拉扣挂方案.基于考虑施工过程的平面杆系有限元法,以拱肋线形偏差(拱肋制作线形与拱肋合龙设计线形的偏差)等于0为目标,并令交于索塔同一高度处的扣、锚索水平分力相等,采用正装迭代法确定劲性骨架安装阶段的扣锚索张拉力;以拱圈应力满足规范要求为条件,用试算法确定主拱圈外包混凝土浇注过程的扣索索力初张值和调整值.在上述方案基础上,对骨架安装和外包混凝土浇注两个关键施工阶段分别进行关于拱肋线形和应力的参数敏感性分析,找出了灵敏度较大的结构参数,以便进行有针对性的控制.利用外包混凝土合龙状态的参数敏感性分析结果,对外包混凝土浇注过程中的扣索布置方案和完成后的拆除顺序进行了优化.     

大跨径拱桥拱肋吊装过程索力仿真分析

大跨径拱桥的拱肋吊装是一个复杂的过程,为了保证施工过程中的安全、最终的成桥线形和受力状态满足设计和验收规范要求,需要对拱肋吊装全过程实施施工仿真控制.该文以南里渡大桥为例,采用MIDAS/Civil桥梁专业软件编制了仿真程序,建立了基于未知荷载系数的定长扣索法优化计算扣索索力的空间模型.计算结果表明该法既能得到满意的线形,且相对于其他方法能更好地模拟实际情况,计算出更接近实测的数据,又能大大简化施工工艺,缩短施工时间,减少施工风险.     

大跨度钢管混凝土拱桥吊装过程的优化计算方法

将最优化计算理论引入到拱桥拱肋吊装计算中，采用一阶分析法来确定拱桥的合理施工状态，求出各施工阶段的扣索索力和拱肋吊装高度，模拟了钢管拱肋的拼装过程，有效地解决了千斤顶斜拉扣挂体系调索次数与方法限制的难题。     

大跨度缆索吊装拱桥拱肋安装线形计算

缆索吊装法是大跨度拱桥最主要的施工方法。在拱肋吊装过程中节段接头由于采用螺栓临时连接而导致的非完全固结、主缆临时施工荷载引起的塔架偏位以及锚索和扣索由温度变化引起的自由伸缩都会对拱肋安装线形产生较大影响。该文采用考虑刚度损失的双单元模型计算方法,可在考虑拱肋节段接头非完全固结情况下较精确计算出拱肋安装线形的修正值;利用缆索和塔架的几何关系,推导出塔架偏位和锚索、扣索由温度变化引起的自由伸缩对安装线形的修正计算公式,计算出塔架偏位和锚索、扣索温度变化对拱肋安装线形的修正值;最后根据提出的考虑各项影响因素的大跨度缆索吊装拱桥拱肋安装线形计算公式计算得到拱肋安装线形。以云南澜沧江特大桥为实例进行验证,成拱线形误差满足规范要求。     

钢管混凝土拱桥吊装过程的最优化计算分析

以在建的主跨460 m的中承式钢管混凝土拱桥———巫峡长江大桥为例,在综合考虑拉索的垂度效应与结构几何非线性影响的基础上,采用一阶最优化计算方法来确定拱桥的合理施工状态。以成桥后拱肋的线形为目标函数,施工中拱肋节段的预转折角为设计变量,利用施工优化的原理,直接建立施工期结构状态可测变量与成桥状态目标函数之间的关系。通过对目标函数的最优化处理,求出各施工阶段的扣索索力和拱肋吊装高度,模拟了钢管拱肋的拼装过程。计算结果表明:将最优化计算理论引入拱桥的施工过程计算中是可行的,结果也是合理的。     

钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程中的线形控制研究

钢管混凝土拱桥的拱肋吊装过程中的线性控制是当前研究的热点问题。以西南某钢管混凝土拱桥为依托,通过定长法控制扣索索力,优化扣索索力,从而对钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程中线性的控制方法进行研究。希望能为钢管混凝土拱桥的施工和控制提供参考。     

浙江象山三门口大桥提篮拱拱肋吊装施工控制

应用一次张拉到位的思想,采用有限元计算与优化分析相结合的方法对浙江象山三门口大桥拱肋吊装进行了施工控制计算,得出了扣索索力和定位标高;针对该桥特点,提出了横撑预顶、拱脚接触模拟的简便方法。     

CFST拱桥斜拉扣挂施工优化计算方法

针对现行的CFST拱桥斜拉扣挂施工优化方法计算过程繁琐、约束条件多、计算效率较低、各扣索索力均匀性较差、施工过程线形难以控制,难以满足工程施工要求的状况,提出并建立了基于"过程最优,结果可控"的施工优化计算方法。以合龙松索后各控制节点的实际位移与目标线形位移差为约束条件、各吊装施工阶段的拱肋控制点实际位移与目标位移差的平方和为优化目标函数,结合影响矩阵法建立CFST拱桥斜拉扣挂施工一次张拉扣索的施工优化计算方法。以在建主跨336m,拱圈分24节段的中承式CFST拱桥-马滩红水河大桥为工程依托,应用该方法进行斜拉扣挂施工控制时,具有约束条件少、索力均匀性好、施工线形好等优点。     

拉萨柳梧大桥施工监控技术研究

简述了拉萨柳梧大桥概况及其主桥上部结构(主、副拱)的施工.根据施工特点确定了施工监控的主要内容:主跨基础桩身应力监控、主桥线形监控、应力监测、吊杆内力监测.采用空间有限元分析方法时施工阶段进行了验算,并对施工工序进行了优化.结果表明,内、外拱吊杆的张拉顺序和吊杆内力控制值对各施工阶段以及成桥后拱桥结构状态影响较大;结构特点决定了线形、应力和吊杆内力在施工过程中变化频繁,施工监控中应对桥梁动态跟踪;主桥预拱度设置合理,施工阶段的理论值和实测值吻合,各项监控内容均达到了预期效果.     

箱拱桥荷载横向分布计算的比拟板法研究

采用三维20节点等参体元分析板拱桥拱圈横向受力行为,采用实际箱拱圈与比拟板圈的纵向抗弯、抗压刚度、横向抗弯、抗扭性能相当的原则,提出箱拱桥荷载横向分布比拟计算方法。研究表明:拱圈截面内力、挠度与荷载分布无对应关系,不能通过挠度横向分布来确定荷载横向分布;按等效原则进行箱板拱荷载横向分布计算是可行的;拱圈弯矩、轴力荷载横向分布需分别计算,一般情况下比按均匀分布确定的系数大2~3倍。     

某飞鸟式拱桥拱座开裂加固后静动载试验与分析

针对某飞鸟式拱桥拱座加固后结构性能进行静动载试验。分析了静载试验中控制位置变形、应变,吊杆轴力等控制指标,观测了拱座裂缝变化情况。并采用模态分析法比较动载试验所确定桥面前两阶振型及频率,对实测加速度及动挠度变化规律与理论结果进行比较,计算确定冲击系数。试验结果分析表明,该桥检测指标均能满足要求,行车性能较好。表明该桥拱座加固效果良好,使用性能比较理想,可适应设计荷载等级的要求。     

山西省综改区大运路桥美学构思与力学研究

山西省综改区大运路桥跨越潇河,向北连接太原中心城区,是潇河产业园区产业发展的主要轴线和对外联系的主要通道,设双向8车道.桥梁方案以水文化为主题,提炼曲线元素,演绎成两跨反对称外倾小拱与一跨斜跨大拱组合而成的闭合螺旋形空间纽带拱桥,跨径布置为(65+110+110+65)m,具有反对称结构的多样与统一、DNA螺旋结构的丰...     

多拱肋蝶形拱桥的施工索力优化研究

多拱肋蝶形拱桥由于各拱肋的异化导致结构的受力异常复杂且空间效应明显,针对该桥型索力优化问题的特点,并考虑施工过程中混凝土的收缩徐变和结构的几何非线性等因素的影响,采用割线迭代法进行施工索力的调值计算,并对4种不同的调索方案从钢管内核心混凝土的拉应力、索力的不均匀程度、拱顶位移等方面进行对比分析.结果表明:割线法迭代速度...     

大跨桁式钢管混凝土拱桥空间非线性有限元分析

采用共旋坐标法导出钢管混凝土杆单元在大位移、大应变条件下的空间几何、材料非线性耦合的单元切线刚度矩阵;提出了在n 1维荷载-位移空间Rn 1中求解非线性有限元方程组的位移增量法迭代格式,该格式保留了迭代刚度矩阵的部分带状性能;在此基础上编制相应的有限元程序NSTSAP(几何非线性)和NSTSAP2(双重非线性)。通过与湖南茅草街大桥拱顶节段试验模型进行对比分析发现:该方法能较好地反映桁式拱肋钢管混凝土拱桥空间受力的非线性性能。     

钢管混凝土系杆拱桥关键节点的受力行为

为研究钢管混凝土系杆拱桥关键节点的受力行为,以某钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,采用有限元方法对其全过程非线性受力行为进行深入分析。首先,建立钢管混凝土拱桥整体模型,对其整体受力行为进行分析,提取系杆拱桥关键节点在设计荷载工况下的最不利内力情况;然后以力边界条件形式施加给节点三维精细有限元模型,对拱脚节点和拱肋吊装节点在设计荷载工况下进行应力分析,探讨2种节点在设计荷载工况下的受力行为;最后,考虑材料非线性行为,采用弧长法对2类节点极限承载力进行分析,探讨其承载非线性行为及安全储备。研究结果表明:这2种节点构造形式在设计荷载工况下均安全可靠,且具有较大的安全储备;拱脚节点区拱肋钢管与系梁上翼缘板相交处存在明显的应力集中现象,该处构造复杂,焊缝多,设计时应重点关注;吊装节点区下弦钢管径向刚度小,采用环向加劲肋加强后,对钢管刚度及承载力均有显著改善。     

有约束的最小能量法优化系杆拱桥成桥索力

为优化成桥索力,借鉴斜拉桥成桥索力的优化方法——有约束的最小能量法。以某系杆拱桥为工程背景,采用Midas/civil建立有限元模型,以各吊杆索力为自变量,求得主拱拱肋和主梁的拉压及弯曲应变能之和作为因变量,并限定节点位移、截面弯矩,以及吊杆索力。采用MATLAB建立数学模型求得最优成桥索力,并与刚性连续梁法、刚性吊杆法所得索力,以及成桥状态对比。有约束的最小能量法求得的索力使得主拱挠度平顺,拱脚处的弯矩更为合理。     

系杆拱桥典型架设方法的施工控制研究

为了研究不同架设方法的系杆拱桥的施工控制问题,以2座采用不同方法施工的系杆拱桥为背景,从施工方法的选择、控制原理分析以及成桥监控成果等方面进行研究比较。以成桥理想状态为目标,从理论模拟关键工况入手,结合现场施工过程的控制,对先拱后梁和先梁后拱2种施工方法的过程控制关键点进行对比分析。分析结果表明:要综合拱梁刚度分配特点和现场可操作性来选择合适的施工方案;拱梁线形和吊杆内力的偏差控制是保障系杆拱成桥受力合理性的目标节点,而不同的设计理念和施工方案决定了不同的控制侧重点。并基于现场控制过程对系杆拱的施工细节给出了建议。     

预应力钢索与索道孔壁接触压力的模拟研究

根据试验观察,提出了一种模拟预应力钢索与索道孔壁接触区域和接触压力的简单、实用的方法。通过对拱脚预应力钢索进行自平衡的计算,得到了接触压力荷载的公式。根据公式,将索力和接触压力分布荷载施加在物体的有限元模型上,通过将有限元计算结果与试验结果进行比较,可以看到二者吻合很好。在计算和试验过程中所得到的一些结论,对预应力结构的计算和设计,可以提供一些参考。