斜拉索索状态的精确计算

介绍了计算斜拉索的3种方法:悬链线法、抛物线法和有限元法,推导了悬链线法弹性伸长的计算公式,推导出了斜拉索精确的计算公式.结合长沙洪山庙大桥实际施工中的挂索问题,运用3种方法对3根代表性的索进行了计算,分析了3种方法的优缺点.     

成品柔性拉索下料长度计算

用悬链线理论推导了斜拉索无应力长度的计算公式,以绵阳市城南新区一号桥为例,结合工程实际情况准确地计算了人行桥斜拉索的下料长度,通过与实测的空间距离比较,计算所得的拉索下料长度完全可以满足精度要求。     

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。     

千米级斜拉桥斜拉索相关参数计算方法

为解决千米级斜拉桥的斜拉索无应力长度及索力的计算问题,推导了用悬链线理论计算斜拉索无应力长度的公式,建立了考虑垂度及斜度影响的振动微分方程,在此基础上同国内外频率法索力计算4种实用计算公式进行了比较,结果表明该方法具有高精度和计算方便的特点,应用于苏通大桥索力测试中,能够满足其精度要求.     

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。     

基于激光扫描实测索形的斜拉索索力测量方法

为了解决现有的斜拉桥索力测量方法在精度、可靠性、效率等方面仍存在的不足，首次提出了一种由实测索形直接估计索力的新方法，简称索形法。采用在斜拉索上任意截取的拉索节段构建了悬链线力学模型，基于悬链线公式，首次推导了由实测索形点集精确估计拉索张力的计算公式。地面激光扫描技术被研究用于快速捕获斜拉索索形，开发了基于扫描点云自动化精确提取拉索中心线的算法。以在建的水土嘉陵江大桥为试验对象，详细分析了三维扫描测量误差、拉索截面弯曲刚度及边界条件和拉索局部弯曲变形、拉索振动等索形偏差因素及其对索力计算精度的影响。研究结果表明：已知拉索直径条件下，三维扫描实测索形误差为0.000 4~0.001 5 m之间，测量误差引起的索力计算误差在0.2%以内；拉索弯曲刚度与锚固边界条件引起的索形与标准悬链线形的偏差较小，对索力计算精度的影响可以忽略不计；当拉索自振振幅小于R/4时，三维扫描仍能精确测量拉索的索形；在多种索形偏差的叠加下，所提出的索力计算方法能够实现数值计算的最优估计。对比索形法和被精确标定的千斤顶的测试结果表明，索形法的索力测量值与千斤顶测量值吻合，最大偏差为0.9%，证明了该方法具有较高的索力测量精度；与频率法对比结果表明，所提出方法的数据采集效率提高了8倍，并且具有自动化程度高、测量风险低、测量结果可靠性强等优点。     

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。     

斜拉桥拉索索长计算和索道管倾角的简化计算方法

斜拉桥拉索的力学性质主要应用双曲线函数的悬链线理论和应用代数函数的抛物线理论作为分析的基础,采用抛物线理论简单方便,而悬链线理论更接近实际,精度更高。现以悬链线线理论为依据,精确计算拉索的参数,以及进一步的公式简化。简化公式更能体现斜拉索的物理意义,计算方便,便于工程上的应用。     

斜拉桥拉索无应力长度的算法研究

推导了用悬链线理论与抛物线理论计算斜拉桥拉索无应力长度的公式 ,以南京长江第二大桥南汊斜拉桥为例 ,分析了用悬链线与抛物线理论计算拉索无应力长度的差别。通过比较 ,认为对大跨度斜拉桥 ,用抛物线理论计算拉索无应力长度 ,完全可以满足精度要求     

斜拉桥拉索无应力长度的算法研究

推导了用悬链线理论与抛物线理论计算斜拉桥拉索无应力长度的公式,以南京长江第二大桥南汊斜拉桥为例,分析了用悬链线与抛物线理论计算拉索无应力长度的差别.通过比较,认为对大跨度斜拉桥,用抛物线理论计算拉索无应力长度,完全可以满足精度要求.     

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。     

节线法在不等高三塔大跨悬索桥主缆线形分析中的应用

结合某不等高三塔大跨悬索桥,以节线法理论为基础,通过常用的Excel软件反复迭代计算其主缆的初始平衡位置以及主缆拉力,为验证该算法的可行性及工程精度,以此为基础建立Midas全桥结构有限元模型,并利用Midas悬链线索单元进行更精确的分析,得到悬索桥初始平衡位置以及主缆拉力。通过对比两种计算方法的结果可以发现,节线法这一近似计算方法能够满足工程需要,且使用方便.无需复杂的编程计算,具有一定的实用意义,可为同类型桥梁主缆线形分析提供参考。     

提高斜拉索索力估算精度的一种新方法

根据斜拉桥拉索振动的特点,建立了考虑垂度及斜度影响的振动微分方程,并利用奇异摄动解法进行求解。不仅考虑了索的刚度,而且将索的边界条件假定为简支和固支耦合的情况,在此基础上提出了频率法的索力计算实用公式。分析比较了目前国内外的其他主要计算公式,结果表明该公式具有高精度和计算方便的特点。将该实用计算公式用于南京长江三桥施工控制中,通过对实际斜拉索测试得到的各阶频率进行计算,并与设计索力和压力传感器得到的索力进行对比分析。计算表明该公式能够满足实际工程的需要,可广泛适用于频率法测估各种索类结构的内力。     

悬链线型斜拉索风雨激振模型及特性分析

斜拉索长度随斜拉桥跨度增大而增长，以抛物线型近似代替实际状态下拉索线型的误差也越来越大。考虑水线与拉索表面之间存在库仑阻尼力和黏滞线性阻尼力，建立了基于悬链线型考虑面内-外耦合振动的运动水线连续弹性拉索风雨激振理论模型，并推导出以各阶模态为坐标的拉索振动微分方程。以不同参数拉索为例，对拉索与水线的耦合运动微分方程组进行数值求解，并将计算结果与基于抛物线型的拉索风雨激振理论模型进行了比较。结果表明：在某些情况下，拉索采用悬链线型与抛物线型的计算结果在拉索振幅、参振模态、空间振动形态、振动频率、拉索与水线相位差以及水线的振动频率上有很大差异；垂度影响系数对拉索低阶模态有较大影响，抛物线型垂度影响系数大约是悬链线型的一半；采用悬链线型建立的拉索风雨激振理论模型得到的拉索各阶模态的自振频率比采用抛物线型模型的计算结果要高，模态阶数越低，自振频率差距越明显。     

基于线形识别的索力测量方法影响因素研究

拉索是索承重桥梁重要的传力构件，其受力状态是反映桥梁健康状态的重要指标，准确测量拉索的索力对保障桥梁结构的安全至关重要。结合数字图像处理技术和拉索计算理论，提出了一种基于线形识别的索力测量方法，可实现非接触式无损测量，设备简单，操作方便，效率高。通过高精度的图像采集及数字图像处理技术进行拉索线形的识别与提取，获取拉索有限空间点的几何坐标，再基于悬链线理论和过“三定点”的精确线形数值计算方法，即可快速计算出索力。通过缩尺模型试验验证了该方法可适用于不同长度、不同直径、不同倾角的索力测量，测量误差为2%～5%。采用数值仿真的方法，探究了温度变化、拉索弯曲刚度、减振装置等单一因素变化对索力测量精度的影响规律，并基于模型试验，剖析了图像采集角度及采集距离对测量精度的影响。结果表明：拉索的弯曲刚度、边界条件对短索测量精度的影响较大，拉索温度的变化对测量精度影响较小，减振装置对测量精度的影响随减振装置刚度提高而增大，拉索图像正面平拍和近距离采集可提高方法的精度；基于以上分析，建立了考虑弯曲刚度和减振装置影响的索力修正方法，修正后索力误差为1%～2%。     

付氏悬链线在悬索桥空缆线形分析中的应用

介绍了付氏悬链线的相关理论,给出了计算付氏悬链线5要素的Matlab程序实现方法,提出了一种基于付氏悬链线进行的悬索桥空缆线形计算的新思路,避免了空缆线形所涉及到的繁琐的迭代过程。     

无应力状态法在钢绞线斜拉索施工中的应用

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,提出采用无应力状态法理论确定单根斜拉索中每根钢绞线挂设初张力的方法.基于无应力状态法理论与悬链线索元理论建立斜拉索无应力索长与张拉力的关系式,以各次钢绞线挂设完成为平衡状态进行力学分析,建立求解单根钢绞线张拉力的非线性方程组,采用MATLAB编程,运用最速下降法迭代得到非线性方程组的数值解.以武汉某大桥正桥为例,对其中跨22号斜拉索中单根钢绞线张拉力进行求解,结果表明所推导的方法是准确和有效的.     

斜拉桥调索时索的拔出量计算精度分析

为寻找简便、精确的拉索拔出量计算方法,利用弹性悬链线精确解推导了张拉刚度和拉索沿两端点连线的轴向刚度计算式,对Ernst等效弹性模量法、割线模量法、精确等效弹性模量法等的计算原理进行了阐述。并通过算例对各种方法计算的索长拔出量进行了对比分析。分析结果表明,对成桥状态,各种方法都具有很高的精度;对施工状态,各种方法也都能满足工程中的精度要求;精度最高的3种方法依次为精确等效弹性模量法、割线摸量法和轴向刚度法,其中前2种方法的误差不超过0.6%。因此,推荐使用割线模量法和精确等效弹性模量法进行斜拉桥调索计算。