基于挠度及索力监测的斜拉索损伤敏感性分析

由于斜拉索的锈蚀断丝等损伤必然导致索力及结构内力状态的改变,主梁的挠度也将随之发生变化,本文以一座独塔斜拉桥为例,从主梁挠度及索力的监测方法出发,以拉索损伤的敏感性分析为手段,探讨基于主梁挠度及索力监测的斜拉索损伤识别的方法及其适用性.     

云阳长江公路大桥施工控制

结合云阳长江公路大桥的施工监控实践,简述了该桥施工控制结构分析方法、施工控制体系和施工控制正装计算各标准梁段4个施工工况的划分。详细论述了主梁悬臂施工立模标高的确定方法,并给出了主梁悬臂施工立模标高的计算公式,同时阐述了受温度、结构体系转换、施工荷载、混凝土在施工阶段的收缩徐变以及挂篮的非力学因素变形等因素影响后的主梁施工梁段立模标高修正值的确定方法。简述了该桥索力测试与索力调整方法、截面混凝土应力测量方法。施工控制结果表明:成桥后主梁线形平顺,索力与主梁内力控制在了允许的范围内。     

支架施工预应力混凝土斜拉桥参数误差分析与调整方法

为了确保支架施工的PC(预应力混凝土)斜拉桥施工过程安全,线形、应力与索力达到设计的要求,建立支架施工三维空间的有限元分析模型,利用最小二乘法对支架施工过程中影响PC斜拉桥状态的结构状态参数(挠度与应力)误差进行分析,对主要设计参数进行敏感性分析后,进行设计参数误差识别和调整,通过PC斜拉桥的施工过程进行分析和各施工阶段状态进行控制,PC斜拉桥在支架卸架之后线形、应力、索力与设计值偏差均在允许范围,主梁的线形与设计值偏差为1.39mm,塔顶偏位和设计值差1.7mm,索力与设计值差在5%以内,主梁最大压应力为-8.78MPa,所有截面处于受压状态。研究结果表明,最小二乘法在支架施工的PC斜拉桥施工过程中的参数误差调整中取得良好的效果,能为其他类似工程施工控制提供借鉴与参考。     

矮塔钢-混凝土组合梁斜拉桥的索力优化

文章根据矮塔斜拉桥的结构形式和受力特点,采用钢-混凝土组合梁为主梁,充分发挥钢-混凝土组合梁钢筋受拉、混凝土抗压的性能优点,进一步研究矮塔钢-混凝土组合梁斜拉桥的索力优化。针对该类桥型确定成桥状态和索力优化的方法,以弯曲能量为目标函数[1]、基于最小二乘法原理和影响矩阵法,确定最优索力(即施工时的合理张拉索力)。利用有限元程序MIDAS/CIVIL2017对以钢-混凝土组合梁为主梁的矮塔斜拉桥进行索力优化,并对优化前后主梁的挠度、内力以及应力结果进行对比分析。通过MIDAS/CIVIL2017对索力的优化,可以更好的发挥出钢-混凝土组合梁较强的承受竖向荷载能力的特点,改善主梁的内力、弯矩、应力分布。     

单索面双层斜拉桥施工控制仿真分析

斜拉桥是一种高次超静定的桥跨结构,其理想的几何线形与合理的内力状态不仅与设计有关,而且还依赖于科学合理的施工方法.如何通过施工时的索力调整来获得预先设计的应力状态和几何线形,是斜拉桥施工中非常关键的问题.该文结合绵阳城南新区一号桥的施工监控实践,针对其结构特性和施工方法,考虑温度、收缩徐变以及各种施工荷载,进行了施工控制仿真计算.确定各个施工阶段的索力,控制主梁的线形和应力,为斜拉桥的施工控制提供依据.     

甬江铁路特大桥施工控制

甬江铁路特大桥为主跨468 m半飘浮体系双塔双索面混合梁铁路斜拉桥。混凝土梁采用满堂支架现浇,钢箱梁采用悬臂拼装,桥塔塔柱采用全自动液压爬模施工。为保证施工过程安全、快捷,成桥后线形和内力满足设计及高速列车运行的要求,采用基于无应力状态理论的全过程几何控制法进行施工控制,正装迭代计算采用TDV软件进行。结果表明:基于无应力状态量的计算,利用立模标高、相邻节段转角、无应力索长、梁端索力调整并配合水箱压重进行误差调整,消除了环境温度对梁、塔线形控制的影响,实现了全天候施工和无曲率合龙。成桥后主梁最大高程误差为73 mm,最大塔偏为11 mm;典型混凝土断面施工过程中应力为-8.10~-2.55 MPa;钢-混结合段断面施工过程中混凝土应力为-6.14~-1.18 MPa,钢结构应力为-28.97~-6.45 MPa;索力误差在5%以内;主梁、桥塔的线形和内力均满足设计要求。     

沱河大桥施工控制研究

以沱河大桥为例,介绍了桥梁施工监控的实施方法。桥梁监控中主要控制梁的内力(应力)和挠度,分析了施工过程中和成桥状态的主梁的挠度和应力。根据已知资料建立有限元模型,对相应施工阶段进行模拟,计算桥梁结构在各个施工阶段和成桥状态的受力状态和工作情况。通过分析挠度、应力在实际和理论上的吻合度得出主桥成桥线形过渡自然,达到了施工监控的预期效果。     

大跨度组合梁斜拉桥施工控制参数的敏感性分析

为分析大跨度组合梁斜拉桥施工控制过程中的结构敏感性参数对主梁线形、应力及拉索索力的影响,以青海哇加滩黄河特大桥为例,建立考虑几何非线性效应的有限元模型,研究索力、构件重量、弹性模量和温度等因素对结构指标内力、线形的敏感程度。结果表明,主梁线形、应力和索力对拉索索力和混凝土重量最敏感,对混凝土弹性模量敏感度较小;材料特性误差则需要通过调整索力值和标高值来消除影响;温度对主梁线形较为敏感,施工过程中应尽量选择温度稳定的时间段进行测量。     

闽江特大桥施工监控对策研究与分析

福州绕城高速公路闽江特大桥主桥为6跨连续刚构组合梁桥,合龙段多、体系转换复杂。首先,采用有限元法计算得到了施工预拱度和主梁内力,并进行了参数敏感性分析;其次,按实际施工进度要求对合龙前施工阶段的主梁变形和应力进行了监测。结果表明,施工阶段主梁截面应力、挠度变化实测值与计算值吻合较好,闽江特大桥主桥主梁线形和结构内力均满足要求;最后,进行了合龙顺序、合龙预压重、桥面铺装等参数的有限元分析,为确保闽江特大桥的顺利合龙、桥梁线形和内力满足要求而进行的实际决策提供了理论依据,可以对类似桥梁施工监控的选择提供参考。     

预应力混凝土连续弯梁桥施工控制

大跨度连续梁桥施工控制的主要目的是使成桥线形和内力最大限度地满足设计要求。影响跨度连续梁桥施工控制精度的因素众多。其中,在施工过程中,主梁线形和主梁应力是施工控制的关键因素。该文以某3跨连续箱梁桥为工程背景,对施工过程中主梁挠度、应力进行了观测,监控效果良好,可为其他类似工程提供参考。     

天津永和斜拉桥换索后的索力调整

结合天津永和斜拉桥的换索与调索实践,在分析换索后全桥结构性能变化的基础上,阐述索力调整的目标、原则,利用平面杆系有限元程序和影响矩阵法基本原理,采用试算法确定出索力调整方案,分析索力调整的效果。调索过程中的监测结果表明,索力调整后,全桥索力接近目标值,索力分布趋于均匀,桥面线形、塔位均得到明显的改善,调索并未引起主梁混凝土产生过大的拉应力,试算法是一种实用性较强的可行方法。调索方案的优选应考虑尽量避免使运营多年的老桥结构受力状态发生突变,以保证调索过程中结构的安全。天津永和斜拉桥的调索实践为今后PC斜拉桥的调索工程提供了较为重要的参考。     

分步算法确定叠合梁斜拉桥合理成桥索力

叠合梁斜拉桥的主梁是一种组合结构，在确定合理成桥索力时，与其他类型的斜拉桥有着不同之处。文中针对叠合梁斜拉桥的特点，结合具体算例，采用平面双层框架模型模拟主梁，根据零位移法初定一个成桥索力，在此基础上考虑恒载和活载的共同作用，根据应力平衡法确定主梁弯矩的合理恒载可行域，再根据索力对主梁弯矩的影响矩阵进行索力调整。所得索力更加符合斜拉桥的要求。     

独柱塔自锚式悬索桥锚固横梁结构空间受力分析

南京江心洲大桥边跨主缆锚固大横梁设计独特,结构受力非常复杂.为了获得锚固横梁局部应力的大小与分布规律,对其传力途径进行研究,以通用有限元程序为计算平台,采用空间索单元模拟横梁中配置的预应力束以及主缆束股,三维块体元模拟混凝土锚固横梁,应用二次开发技术,建立精细三维有限元模型.在此基础上采用合理的加载模式对锚固横梁在空缆阶段和成桥状态2种不同工况进行应力计算与分析.结果表明:在空缆与成桥2种状态下锚目横梁的应力值与分布规律变化较大;为保证锚固横梁在施工过程中的受力状态处在合理的范围之内,锚固横梁中配置的大量预应力束应配合主缆束股的内力变化而分批次张拉.     

绥芬河斜拉桥塔梁同步施工控制技术的研究

塔梁同步施工技术不拘泥过去先主塔后主梁的施工方法,采用塔梁同时施工,在多座斜拉桥中得到了验证。该文以绥芬河斜拉桥为例,对采用同步施工技术桥梁的成桥线形内力合理性以及经济效益合理性进行了分析;指出在斜拉索张拉过程中,由于主塔尚未完全施工完毕,塔根处的压应力储备较少,为确保施工过程中主塔的安全,在施工控制时必须对主塔两侧的斜拉索索力引起格外注意,保证主塔两侧索力基本一致。     

七都大桥北汊桥辅助墩合龙方案优化分析

七都大桥北汊桥主桥为五跨连续半漂浮体系叠合梁斜拉桥。为解决三向千斤顶调整墩顶梁段时操作空间受限及支架局部受力不能满足顶梁要求、辅助墩合龙前悬臂梁段起吊角度过大的问题,文中对原方案进行了优化,采用调整索力与线形,改变合龙段梁长,桥面吊机起吊墩顶梁段匹配的方式进行施工控制。结果表明,施工控制过程中结构的塔偏、应力、线形、索力在允许范围内变化,现场实测数据与理论计算结果相吻合,优化方案可行。     

初始偏位梁式桥墩柱力学性能分析

对于中小跨径梁式桥,墩高较大且墩柱数量较多,施工过程中墩柱偏位现象时有发生。围绕墩柱初始偏位,归纳墩柱偏位出现类型,分析其内力分布特征,并以某墩柱偏位超限高墩连续梁桥为例,建立全桥杆系结构与墩柱实体结构有限元模型,分析墩柱偏位超限对主梁、墩柱的内力、变形及稳定性的影响。结果表明:从理论上,墩位偏位后将产生附加的弯矩、剪力和轴力,放大墩柱的压弯剪作用,改变墩位的受力状态,甚至使最大弯矩出现位置发生改变;文中实例属于缺陷墩,但桥梁结构的固有频率、屈曲模态、地震响应特性、主梁的内力及变形无明显变化。形成缺陷墩后,墩柱最大弯矩略有增加,钢筯压应力值有所增大,而钢筋拉应力及混凝土主拉应力均无明显变化。     

大跨径混凝土梁桥设计新思路

以大跨径预应力混凝土梁桥存在开裂、下挠过大等病害为对象,研究病害的主要成因和对策,试图探讨解决这些问题的设计新思路,即引入斜拉桥施工监控原理,对影响其应力、位移的主要因素,即自重、预应力摩阻损失、混凝土收缩徐变等进行施工和使用阶段的监控,并根据参数识别在施工阶段对预应力束进行股数调整,在使用阶段利用体内和体外备用束视监控情况进行内力调整,从而提高梁体的抗裂性能,达到有效预防混凝土梁桥常见的梁体开裂、跨中下挠过大等病害,文中对珠江大桥的设计做了简单介绍。     

大跨度索道桥几何非线性有限元分析

索道桥是以拉索作为主要受力构件,钢横梁及木板等作为局部受力构件的一种悬索体系桥梁,具有建造成本低,工程周期短、易于维修保养等特点,有着广泛的应用前景,但相关技术资料较少。索道桥作为非永久使用桥梁,目前我国还没有关于其设计施工的规程规范。该文以云南某索道桥为例,运用有限元软件MIDAS/civil对索力及横向稳定性进行了计算分析,并对拉索、钢横梁、锚杆的设计进行了验算,所得结果及计算过程可为同类索道桥设计提供参考。     

斜拉桥参数优化及基于正交试验法的参数影响性分析

为研究斜拉桥结构设计参数的优化,基于某斜拉桥工程实例,选取斜拉桥的主塔高度,拉索面积,主塔刚度为分析参数。定义局部结构安全系数R以及全桥换算安全度E。同时选取了主塔最大应力,主塔塔顶位移,斜拉索最大应力,主塔根部弯矩,主梁最大应力,主梁最大挠度这些能反应斜拉桥结构内力性能的指标作为目标函数。首先使用基于控制变量法的参数优化分析,得到单个设计参数有利于斜拉桥力学状态的最佳取值。其次使用了基于正交试验法得出了主塔高度为84.52m,拉索面积增加20%,主塔刚度选取原刚度时是最佳的组合方案。同时得到全桥换算安全度影响最大的是主塔高度,其次是拉索面积,最后是主塔刚度。斜拉桥设计及参数优化的过程中,应重点考虑主塔高度和拉索面积。     

预应力混凝土连续梁桥考虑徐变时的支座沉降次内力分析

为了研究在徐变作用下，超静定结构发生支座沉降时引起的次内力，以1座5跨预应力混凝土连续梁桥为例，采用换算弹性模量法对连续梁的次内力及最终内力进行计算，在此基础上进一步分析了次内力对连续梁内力分布的影响。计算结果表明:超静定连续梁发生支座沉降时，会在结构中产生显著的次内力，在徐变作用下，由支座沉降产生的弹性内力会随时间的变化而有所减小，徐变对由支座沉降产生的弹性内力具有卸载作用，结构上的最终内力大小约为弹性内力的45%。在满足连续梁安全性的前提下，可以适当地改变截面尺寸以降低桥梁刚度，有利于节约造价，创造更大的经济效益。在实际工程中，可以采用在连续梁上施加压重或者平衡重的方式来调整结构上的内力分布，进一步降低徐变产生的次内力对桥梁结构的影响。