中央索面斜拉桥主塔施工过程变形监测方法研究

长期以来,斜拉桥施工控制主要集中在主梁的分析监测上,监控以主梁挠度为主,索力为辅,忽略了主塔变形的控制,对于主塔在悬臂施工和运营期间的受力与变形规律缺乏理论分析结果和监测资料。研究表明,对于中小跨径的斜拉桥,主塔刚度的贡献不容忽视,主塔变形在施工控制中也需要得到足够的重视。本研究基于GNSS技术对斜拉桥施工过程中主塔变形进行了实时监测,分析了温度和施工荷载对其变形的影响,并比较了理论分析结果和现场实测结果。     

A15大蒸港矮塔斜拉桥的设计及关键技术

不同于一般的矮塔斜拉桥,大蒸港矮塔斜拉桥的主梁为曲梁预应力混凝土宽箱结构,主塔为倾斜的钢混结合结构。该文介绍了其总体设计,并针对该桥的特点,采用自适应控制法,通过对主梁和主塔的线形和内力的监测对该桥进行施工控制。研究了宽主梁在施工过程中各节段截面应力和挠度的横向分布情况,以及各斜拉索索力在整个施工过程中的变化规律情况和主塔在施工过程中应力和变形情况。     

运营阶段斜拉桥主塔在不同荷载组合下的变形及内力分析

为研究运营阶段不同荷载组合对斜拉桥主塔变形及内力的影响,以国外某新建双塔混凝土斜拉桥工程为依托,采用MIDAS/Civil建立了斜拉桥有限元模型,对斜拉桥在运营阶段的内力及变形进行计算分析。计算得出了不同荷载组合下的斜拉桥主塔塔顶偏移及最大应力。结果表明:不同荷载组合下斜拉桥主塔变形存在较大差异,斜拉桥主塔塔顶的偏移量在LM1+人群荷载下最小,在LM4+人群荷载组合下达到最大,位移偏向跨中方向;不同荷载组合下斜拉桥主塔内力差异较小,主塔最大应力在LM1+人群荷载下最小,在LM4+人群荷载组合下达到最大,最大应力所在部位为第一个横梁与塔交界处。     

基于影响矩阵法的非对称独塔斜拉桥索力优化

非对称独塔斜拉桥结构新颖,造型独特,在外荷载作用下的变形及受力规律与常规斜拉桥不同。斜拉索能通过千斤顶主动施加张拉力改变主梁受力条件,改变主梁和主塔的线形及主梁的受力性能规律。因此非对称独塔斜拉桥在设计、施工及运营过程中的索力控制十分关键。该文以珲春大桥为背景,采用Midas建立了斜拉桥的空间有限元模型,以主梁及主塔的弯曲和拉压应变能最小为目标函数,采用影响矩阵法,进行了成桥索力优化,同时考虑施工过程对结构产生的内力进行分析。结果表明:影响矩阵法在非对称独塔斜拉桥成桥索力优化中效果良好。     

单箱三室变截面矮塔斜拉桥主梁应力分析

为了解矮塔斜拉桥施工至运营阶段主梁的应力变化,文章结合一座主梁采用单箱三室大悬臂变截面PC连续箱梁的混凝土矮塔斜拉桥,分析计算截面的应力发展情况和运营阶段徐变效应引起的矮塔斜拉桥主梁应力变化,结果表明:矮塔斜拉桥靠近主塔的无索区,运营30a后箱梁下缘应力值增值大在2MPa左右,而矮塔斜拉桥的无索区较长,应适当增加无索区箱梁下缘的应力储备。     

独塔叠合梁斜拉桥收缩徐变效应分析

以国道310线大河家(甘青界)至清水公路工程索同坡独塔叠合梁斜拉桥为背景,采用RM Bridge软件建立全桥三维杆系单元模型进行计算,分析对比了成桥阶段和收缩徐变10年后斜拉桥主梁、主塔受力和变形情况。计算结果表明:运营阶段的收缩徐变对叠合梁的受力影响较为显著,使得叠合梁主梁内力发生了重分布,钢梁下缘的应力增大、桥面板压力储备减少,同时主跨主梁在靠近过渡墩的1/4跨径附近产生了下挠;另外主塔在收缩徐变过程中朝主跨方向产生了一定偏位。     

温度效应对大跨径PC斜拉桥主梁标高控制的影响研究

在大跨度混凝土斜拉桥施工控制中,影响其控制精度的参数相当多,温度变化对桥梁标高的影响最大,为研究温度对混凝土斜拉桥主梁标高控制的影响与对策,以某大跨径混凝土斜拉桥为工程背景,通过实测温度数据采用数值分析方法计算出主梁的轴向温度应变及曲率,代入有限元计算程序中,计算出温度对主梁标高的影响量,对比实测24 h内主梁标高随大气温度的变化,验证该方法的可行性.总结主梁顶板、中腹板、底板各测点的温度变化及主塔沿壁厚方向各温度测点的变化规律,对主梁及主塔温度测点进行优化,为数值分析方法中主梁及主塔截面网格优化提出建议.研究结果表明:采用数值分析方法计算温度对主梁标高的影响是可行的;对混凝土斜拉桥主梁、主塔温度测点进行优化,既能提高数值分析方法的计算效率又能简化测点布置.     

混合梁斜拉桥施工阶段的温度梯度效应

在混合梁斜拉桥的施工过程中,温度效应是影响桥梁内力、线形乃至施工安全的重要因素。文章以某混合梁斜拉桥为背景,应用Midas Civil对其施工阶段的相关工况进行了计算分析,分析了钢主梁拼装阶段日照温度梯度对钢主梁、钢主塔应力和变形的影响和规律;钢主梁铺装层高温养护阶段时温度效应对钢主梁应力和变形的影响和规律。研究成果表明:钢主梁拼装阶段日照温度梯度对主梁线形和主塔应力影响显著,桥面铺装高温养护对混合主梁的受力不利;在进行桥梁的设计和施工时,应考虑并采取措施避免或缓解施工阶段温度效应的影响。本研究成果可为类似桥梁的设计和施工提供参考,为完善相关规范条文提供依据。     

斜拉桥的静力行为影响参数及其静力分析

分析并比较拉索的布置、主梁和主塔的惯性矩以及梁塔间的联结方式等诸因素对斜拉桥内力和变形的影响，讨论了斜拉桥分析和设计的荷载问题以及采用的有限元模型。     

在役轨道交通矮塔斜拉桥检测与评估

以某在役轨道交通矮塔斜拉桥的检测与评估为例,通过对矮塔斜拉桥受力特点的分析,确定了定期检测中矮塔斜拉桥的检测重点.主梁、主塔和墩柱的恒载几何形态测量表明,该矮塔斜拉桥整体保持稳定的状态,主梁跨中有沉降的趋势;通过桥梁自振特性、斜拉索索力和动位移的测试,明确了该桥的动力特性和动力响应;通过外观检查,明确了主梁主塔混凝土结...     

无背索斜拉桥结构设计与施工

无背索斜拉桥是一种新型斜拉桥,其造型独特,且极具视觉冲击,适合于对景观要求较高的城市桥梁。为了全面了解其结构构造、受力特点及动力特性,以某无背索斜拉桥方案设计为例,详细介绍了主塔、主梁、拉索等主要构件结构设计,并通过建立三维有限元模型,分析了其动力特性与稳定性。结果表明,一阶失稳模态为主塔侧弯,其稳定系数偏高,主塔截面仍有优化空间。另外,分析了无背索斜拉桥的斜塔倾角及主梁截面形式选取等关键技术问题,并介绍了无背索斜拉桥施工方法     

非对称独塔斜拉桥张拉方案比选

非对称斜拉桥结构新颖,造型独特,其受力性能不同于一般斜拉桥。斜拉索的张拉方式及张拉值不同,施工过程及成桥运营阶段主梁和主塔产生的内力及位移值也会不同,为了更加具体深入地研究不同张拉次数及张拉值对非对称独塔斜拉桥产生的影响,该文以珲春大桥为研究背景,利用Midas/Civil软件建立空间有限元模型,采用正装迭代法模拟施工过程,通过改变施工过程中斜拉索的张拉次数和索力控制值,对主梁和主塔的内力及位移值进行分析比较,选出最优张拉方案,加快了施工进度,节约了施工成本。     

非对称独塔斜拉桥受力性能分析

非对称独塔斜拉桥结构新颖,造型独特,在外荷载作用下的变形及受力规律与常规斜拉桥有所差异。非对称独塔斜拉桥通过斜拉索索力的非对称性实现斜拉桥内力的最优分布,因此非对称独塔斜拉桥在设计、施工及运营过程中,对其受力性能的研究很有必要。该文以珲春大桥为主要研究背景,采用Midas/Civil建立了珲春大桥空间有限元模型,分析了非对称独塔斜拉桥的受力特点,通过对索力、弯矩、轴力、位移、应力等指标的分析,得到了珲春大桥主梁及主塔的受力特点,可为类似斜拉桥的设计计算、施工及监控提供参考和验证。     

戒指造型多塔部分斜拉桥技术研究

多塔部分斜拉桥有别于常规矮塔斜拉桥和多塔斜拉桥,需关注支撑体系、主塔外形和结构设计、主梁结构形式选择等问题。文中以九江八里湖大桥80.55m+2×132m+80.55m三塔戒指造型部分斜拉桥为例,通过对多塔体系的比较、主塔、主梁的受力分析,选择中塔固结、边塔活动的支撑体系,预应力混凝土主塔结构,等高度边箱主梁构造。     

V型双斜塔无背索斜拉桥地震响应分析

V型双斜塔斜拉桥是对常规无背索斜拉桥造型的突破,为研究其地震响应规律和特点,以六安市寿春西路桥——(108+70)m V型双斜塔双向倾斜的无背索斜拉桥为工程背景,利用MIDAS Civil建立其空间整体有限元模型,在动力特性分析的基础上利用时程分析法研究其地震响应规律。结果表明:该桥首阶振型为主塔纵向弯曲,主塔振动问题突出;地震作用下,主塔顺桥向、钢主梁竖向变形明显;内力峰值集中于主副墩底、主副桥塔与主梁固结位置及两者之间的主梁段;桥塔塔顶无拉索区域相当于支撑于斜拉索上的悬臂梁,除景观要求外该区域不宜过长;主、副桥塔与主梁形成的刚构体系于抗震不利,应采取合理的减震措施。     

双肢人字形独塔斜拉桥整体温度效应影响研究

为了造型新颖美观,一些市政桥梁设计采用了异形独塔斜拉桥设计,索塔形状设计上也别出心裁,如出现了桥塔纵向布置为"人字形"的异形独塔斜拉桥。为考察此类结构的受力特性,以某双肢人字形独塔斜拉桥为例,采用Midas有限元程序计算分析了在整体温度效应作用下,通过改变桥梁连接方式,对比分析了主梁、主塔与副塔结构的应力分布情况。分析结果表明:主塔、副塔固结或者竖向支撑主梁,结构整体温度效应产生的桥塔最大拉应力发生在在副塔塔底处,且均超过4 MPa;主塔固结,副塔与主梁分离的情况下,整体温度效应产生的应力较小,最大拉应力小于1MPa。即随着副塔塔梁处刚性连接的释放,主塔及主梁的整体温度应力也随之减少。因此,采用主塔与主梁固结,副塔与主梁完全分离的边界形式能有效地减小整体升温作用下桥塔的应力,是较为适宜的桥塔边界形式。     

月牙形主塔斜拉桥内侧拉索的力学性能研究

异形主塔斜拉桥因其造型新颖美观,在市政桥梁中得到了推广应用.为了研究月牙形主塔斜拉桥的内侧拉索对结构力学性能的影响,采用有限元分析软件Midas/Civil建立了有限元计算模型,分别考虑受力索位置、内索造型、拉索的垂度效应以及内索索力优化,计算6种不同的内侧拉索布置方案对斜拉桥主梁、主塔、拉索的影响,对比分析影响结构受...     

地锚式单跨独斜塔斜拉桥研究——部分2:参数分析

利用第一部分研究中的力学模型,对地锚式单跨独斜塔斜拉桥进行参数分析。选取地锚箱位置、主塔倾斜角、主塔高度、主梁和主塔自身刚度5种关键参数,研究它们对结构受力的影响。同时,采用有限元方法进行对比,方程求解值与有限元计算结果吻合良好。研究表明:地锚索水平倾角的取值范围宜为39°~54°;主塔向地锚侧倾斜5°对主梁受力最有利;主塔和主梁的高跨比为0.6较为合理。增大主梁尤其是主塔自身刚度对改善结构受力作用不大,调整地锚箱位置等关键参数更为有效。     

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。     

地锚式单跨独斜塔斜拉桥研究——部分1:力学建模

地锚式独斜塔斜拉桥受力特性不同于普通斜拉桥。为研究其受力特点,将主梁上的斜拉索力简化为连续的均布作用力,在索塔两侧的斜拉索力各自简化为锚固区中心位置的集中力。推导了均布力荷载作用下,地锚式单跨独斜塔斜拉桥主梁和主塔的无量纲平衡方程。利用方程计算了在建的芙蓉江大桥挠曲线、弯矩和主塔偏位等关键力学响应,并采用有限元方法进行验证。对比分析表明:简化的力学模型计算结果除主梁最大正弯矩外其他均与有限元分析结果吻合良好,验证了力学模型的正确性。