斜拉法施工张拉模拟技术研究

为解决斜拉法施工大范围分级张拉工序复杂、受桥面临时荷载影响大等实际问题,依托"先斜拉-后悬索"工艺施工的某大跨度桥梁,详细计算张拉过程中斜拉索的引出量,并利用无应力状态法和传统计算中的预应力模拟分级张拉。研究结果表明:影响矩阵法计算张拉引出量精度较高且操作简单;"等效温差法"和"单元生死法"以无应力索长为控制指标,张拉模拟无需参照传统方法计算各施工阶段张拉索力,同时减少桥面临时荷载移动、相邻索力调整对目标索力的影响;鉴于分级张拉中间过程的无应力索长调整量未知,直接以"体外力"模拟分级张拉避免单一调整无应力索长而反复试算;结合二者的优势,以调整无应力索长模拟张拉为主、"体外力"控制分级张拉为辅进行大范围分级张拉模拟,验证了该模拟技术的可行性与优越性。     

斜拉索无应力索长的实用迭代算法

斜拉索无应力索长是斜拉桥施工和设计中的关键参数之一。目前常用的悬链线算法虽然可以精确计算出拉索无应力索长,但计算过程繁琐,不便于工程上应用。笔者基于悬链线理论,通过建立索端水平分力与拉索无应力长度之间的关系,提出以水平分力为迭代控制参数求解拉索无应力索长的实用迭代算法。将该法运用于在建黄舣长江大桥无应力索长计算,并与常用悬链线算法进行对比,对比计算结果表明:该法具有收敛速度快,精度高且计算简便的特点,便于实际工程的应用。     

斜拉桥无应力索长实用迭代算法

通过选取合理的斜拉索参数,分析了基于抛物线理论、非弹性悬链线理论和弹性悬链线理论计算无应力索长的精确度;同时给出了基于牛顿迭代法求解弹性悬链线理论非线性方程组的详细步骤,得到了较高精度的无应力索长。该方法操作简单,计算精度高,能为设计人员计算精确拉索参数提供有效便捷的手段。     

确定钢桁梁斜拉桥合理施工阶段索力的索长迭代法

为解决斜拉索无应力长度缺失带来的施工控制精度问题,实现大跨度钢桁梁斜拉桥施工控制的精细化、高效化,丰富合理施工阶段索力的计算方法,基于斜拉索的无应力长度表达式,根据张拉前的结构实际状态与斜拉索目标无应力长度,提出了求解钢桁梁斜拉桥合理施工阶段索力的索长迭代法,给出了迭代计算流程。基于北盘江大桥设计施工流程,分别采用正装迭代法和索长迭代法进行了正装分析。结果表明:在设计施工流程的计算中,当目标成桥状态及杆件无应力构形相同时,索长迭代与正装迭代得出的二张力基本相同,其最大差值仅为该索索力的0.14%,且两者得到的成桥状态十分接近,均能达到预定的目标成桥状态,其中索长迭代得到的标高、索力与目标状态的最大差值分别为3mm、8.9kN,验证了索长迭代法的可行性。     

斜拉索无应力长度求解及成品索长合理确定

斜拉索的无应力长度和成品索长是斜拉桥设计和施工中2个关键的参数.根据索端竖向分力与索无应力长度的关系,采用Levenberg-Marquardt迭代算法,给出求解索端预张力已知时拉索无应力长度的方法,算例表明,该算法迭代次数少、简单、可靠、计算稳定且收敛快.同时结合斜拉桥施工过程计算,综合考虑梁体立模预抬高、索塔变位和斜拉索索力调整过程,提出斜拉索成品索长的确定方法,通过与某桥现场情形相比,表明利用该方法计算实桥斜拉索的成品索长更趋合理,并可方便施工.     

悬索桥空缆吊点坐标计算方法研究

假设悬索桥主缆自重沿弧长均匀分布,加劲梁、桥面等其余恒载沿水平均匀分布,导出悬索桥主缆成桥线形的参数方程。给出由边界条件确定参数方程未知量与通过改变参数确定主缆成桥吊点坐标的方法。由积分法导出成桥状态无应力索长的计算公式。根据成桥状态与空缆状态各跨无应力索长不变这一原则,建立了确定空缆状态主缆水平张力、索鞍预偏量的计算方法,然后再根据成桥状态与空缆状态吊点间的无应力索长不变确定空缆吊点坐标。算例结果表明本文方法具有适合程序计算、收敛速度快,计算精度较高的特点,可用于悬索桥设计与施工控制计算。     

索的特性（续）

3横力受力的索3．1主跨无应力索长计算以支点位于不同高程的悬挂索为例（如图5）。索单位长度质量为m，索长为L，跨长为l两支点高差为h，无应力长为L0（安装前的索长，即下料长度）。索重W=mgL0。取微小长度段作为分析单元，受力后的单元长度为ρ，无应力单元长度为S。几何约束条件为：式中：T——索的拉力；H——水平分力（为常数）；V——支点的垂直反力；dρ—ds为受力后单元长度增量；式中：E——索弹性模量；A0——无应力索截面面积。经转换和积分得：式中：H、V为未知数，需用下列两式才能求解。当：x（＝7，即S一人时，x一动当…     

斜拉索无应力索长的计算方法比较

推导了采用悬链线理论和抛物线理论计算斜拉索无应力索长的计算公式。以宁波中兴大桥为例,研究了采用悬链线理论与抛物线理论计算斜拉索无应力索长的误差范围。分析认为,对于主跨小于400 m的大跨度斜拉桥,采用抛物线理论计算斜拉索无应力长度,完全可以满足精度要求。     

基于无应力状态控制法的斜拉桥安装计算方法研究

根据无应力状态控制法的基本理论,以某斜拉桥为例,由成桥最终状态求解施工中间状态,并计算出合理成桥状态的斜拉索无应力长度,以无应力索长作为控制量进行施工正装计算,对比合理成桥状态和施工正装最终状态。结果表明:无应力状态控制法应用于斜拉桥的正装计算结果精确,能确保合理成桥目标状态的实现。     

悬索桥大缆架设计算的索长分析法

提出的索长分析方法可以比较准确地分析悬索桥大缆自由悬挂时的空缆状态和计算大缆丝股的无应力长度（下料长度）。     

基于索长迭代法的斜拉桥合理施工阶段索力研究

为解决钢绞线斜拉索无应力长度缺失带来的施工控制难题,提高大跨度斜拉桥施工控制的高效性,将单根索内钢绞线视为整体,基于无应力状态基本原理,根据拉索张拉前结构状态与拉索目标无应力长度,提出了求解斜拉桥合理施工阶段索力的索长迭代法,并基于北盘江大桥实际施工流程,分别采用索长迭代法和索力控制法进行了正装分析。结果表明:在实际施工流程计算中,索长迭代法可很好地自适应施工工序和临时荷载的改变,通过索长迭代法得到的标高、索力与目标状态的最大差值分别为20. 3 mm、25. 2 kN,状态差值均较小且随着悬臂长度的增加状态差值最终都得以收敛;而采用索力控制时,成桥状态的偏差均较大,与目标线形、索力的最大差值达到了523. 9 mm、380. 7 kN,体现了索长迭代的实用性、优越性     

基于索长的大跨径斜拉桥施工控制计算方法及应用

为更精确地指导大跨径斜拉桥的施工过程控制,提出一种以斜拉索无应力索长为变量的整体计算流程及调索方法。调索计算按照先成桥状态、再最大悬臂状态、最后全部施工阶段的顺序,满足调索目标及约束条件,依次确定各状态无应力索长;将主梁线形、塔偏、索力等被调整参数的调整值换算为索长增量,按照先塔偏、再主跨主梁线形、后索力的原则进行迭代;当整体几何形态趋于稳定时,采用被调整量混合参数影响矩阵辅助计算。该方法在武汉青山长江大桥和武穴长江大桥的应用表明:按提出的整体流程进行计算有助于理解结构设计特点、明确施工过程控制重点;调索时先采用换算索长快速接近目标状态,再采用混合参数影响矩阵精确调整,可提高结果精度与迭代效率。     

斜拉索无应力长度的简化计算及对比

斜拉索无应力长度计算在斜拉桥施工和设计中是保证斜拉桥结构受力合理的关键参数。目前很多索长计算方法过程繁琐,不便于工程技术人员运用。本文在相似算法基础上重新推导无应力长度计算公式,形成简化的抛物线法和悬链线法,达到精度高且计算简便的效果,便于实际工程的运用。     

四线曲线钢箱梁斜拉桥施工控制技术

为了使曲线钢箱梁斜拉桥成桥后达到合理的内力和线形状态,以穗盐路斜拉桥为背景,基于无应力状态法,以钢箱梁制造线形为目标,进行全桥施工控制.在确定合理成桥状态下,计算了钢箱梁的制造线形,悬臂拼装时按制造线形夹角进行拼装,并保证合龙段的无应力拼装,则最终成桥必会达到合理成桥状态;讨论了无应力索长的计算方法,用无应力索长差实现全桥调索的一次性完成;该桥的横向效应计算结果表明水平横向弯曲效应明显,弯扭耦合效应并不明显,可按直线桥对主梁进行线形控制.监测结果表明,成桥后索力误差在5％之内,主梁线形满足设计要求,结构内力状态良好.     

斜拉桥塔端张拉拉索倾角修正及拉索主要参数实用计算方法

从目前广泛采用的斜拉桥拉索塔端张拉的实际情况出发．在已知塔端拉索张拉力条件下,推导拉索塔、梁端倾角修正公式,并推导了张力分布、索型方程和有应力、无应力索长计算公式,介绍简单实用的迭代计算方法,具有高效方便快捷的特点。     

斜拉索无应力索长的快速算法

在确定斜拉索的无应力索长时,悬链线理论虽然可以精确地考虑斜拉索的非线性力学效应,但迭代计算繁琐,不便于工程应用;基于简化假设的E rnst等效弹性模量理论虽然计算简单,但对于长柔索的计算精度有所不足。本文基于悬链线理论,通过近似求解索张力的水平分力,避免多次迭代计算,即可高精度地快速确定无应力索长,可供工程设计和施工中使用。     

主跨330m某高速公路双塔斜拉桥成桥索力确定与稳定性分析

采用Midas/civil有限元软件,对某高速公路主跨330 m双塔斜拉桥进行了计算分析.基于最小弯曲能法确定了该桥合理成桥状态,并根据无应力索长进行了施工过程正装分析,最后,依据现行规范,对该桥进行了应力、挠度、动力特性和稳定性验算,计算结果可为相关研究提供参考.     

悬索桥主索的力学分析

在目前兴建的桥梁中 ,悬索桥已经越来越普遍。悬索作为一种结构 ,常见的有架空索道、悬索桥的主索、高压电线等。悬索不同于梁 ,它不能抵抗弯矩。悬索的基本假设是具有充分的柔软性 ,故又称柔索。悬索不是刚体 ,对于已知处于平衡状态的悬索 ,根据刚化原理 ,作用其上的力应满足刚体的平衡条件。以上几点便是研究悬索平衡问题的重要依据。工程实际中要求解决的是 :在给定载荷作用下 ,求悬索的线形 ,索内拉力和索长 ,以作为设计的根据。悬索的线形与载荷的种类有关 ,对于悬索桥来说 ,桥面的载荷通过密布的吊索传给主索 ,可近似的视为水平均布载…     

香溪长江特大钢桁拱桥扣挂法合龙控制研究

以某桥主跨531m钢桁拱桥主拱圈扣挂法合龙控制为研究对象,介绍该特大钢桁拱桥主拱圈合龙方案,分析影响无应力合龙目标的相关因素,建立拱肋架设有限元分析模型,进行无应力状态下的无应力索长求解和无应力构形确定,实现无应力合龙的目标。     

悬索桥主缆线形的实用计算方法

根据解析迭代法的原理,结合悬索桥在恒载作用下的受力特点,整理出悬索桥主缆成桥线形计算、主缆索长在鞍座处的修正计算、无应力索长计算、鞍座顶推预偏量计算、空缆状态索夹安装位置计算的实用方法。在镇山大桥的应用表明,这些计算方法是简单有效的。