悬臂浇筑拱桥扣索索力优化研究

为保证拱桥悬臂浇筑过程中的施工安全以及成桥后拱圈受力满足合理状态要求,以四川攀枝花新密地大桥(主跨为189.9m的上承式钢筋混凝土箱形空腹式拱桥)为工程背景,采用ANSYS一阶优化方法,分施工优化和成桥优化2步对其扣索索力进行优化研究。利用ANSYS有限元软件建立该桥参数化模型,施工优化中以拱圈整体应力为目标函数,对施工过程中的扣索索力进行优化计算;成桥优化中分别以弯矩和偏心距为目标函数,并考虑活载效应的影响,对最大悬臂状态时的扣索索力进行整体调整。结果表明,优化后悬臂浇筑过程中拱圈的拉应力水平明显降低,保证了悬臂浇筑过程中拱圈的施工安全;成桥后的拱圈受力情况得到有效改善,使运营阶段的拱桥受力更为合理。     

混凝土悬臂浇筑拱桥施工期箱型拱圈剪力滞效应分析

悬臂浇筑混凝土拱桥施工期主拱圈应力的计算与控制是确保结构施工安全的重要前提,而对于箱型主拱圈应力的分析则必须正确考虑剪力滞效应的影响。在特定情况下采用超长扣锚索并配合短索预应力施工时,拱圈截面应力随张拉工序变化较为复杂,传统的单梁整体模型和块体单元局部模型均难以准确描述该类过程。为评估剪力滞效应对该类结构施工期拱圈应力的影响,本文以贵州省沿河县沙坨特大桥为背景,建立了以梁系单元为基础的空间网格模型,并针对该桥悬臂浇筑施工阶段单箱双室箱梁的剪力滞效应进行了分析,结果表明:悬臂浇筑状态下节段尾端截面较节段跨中截面的剪力滞效应明显;预应力束可以降低顶底板剪力滞效应。     

沙坨特大桥施工控制参数敏感性分析

沙坨特大桥是一座采用悬臂浇筑法施工的钢筋混凝土拱桥,其在施工过程中必须要保证主拱圈的变形与应力满足设计要求。为了减小悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工误差,本文利用有限元软件Midas/Civil进行建模计算,通过比较施工过程中各设计参数在成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈累计位移差值与截面上下缘累计应力差值,对各设计参数的敏感性进行了分析。结果表明:在悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工过程中,主拱圈混凝土容重、扣锚索索力对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较大,为主要设计参数;主拱圈刚度、扣塔刚度、扣锚索刚度对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较小,为次要设计参数。     

混凝土悬臂浇筑拱桥横隔板浇筑顺序对拱圈力学特性的影响研究

采用悬臂浇筑法建造的混凝土拱桥当前较为少见,作为悬臂施工中承受梁段自重及施工荷载的重要临时设备,挂篮的不同形式影响着施工效率。本文以贵州省沿河县沙坨特大桥为工程背景,为提高施工效率,考虑挂篮支点由置于拱圈的拱背改为拱腹之下,并采用可收缩式内模。受挂篮长度影响,横隔板浇筑至少需滞后两个节段,针对不同横隔板浇筑顺序建立对应的空间网格模型,研究不同横隔板浇筑顺序对薄壁箱型主拱圈力学特性的影响:对比不同情况下最大悬臂阶段梁端位移、翘曲正应力、截面顶底板应力横向分布,总结横隔板浇筑顺序对拱圈力学特性的影响规律,为同类桥梁的施工设计提供参考。     

考虑预应力的悬臂浇筑拱桥温度荷载效应下主拱圈受力行为研究

以某悬臂浇筑施工拱桥为研究对象,通过建立ANSYS有限元模型,研究温度荷载和预应力荷载耦合作用下拱圈截面应力变化规律。计算结果表明:拱圈截面应力与整体升/降温、顶底板温度差、扣索与混凝土主拱圈温差基本呈正相关关系,同时预应力可有效改善温度应力的分布规律。     

攀枝花新密地大桥拱圈悬臂浇注施工监控

攀枝花新密地大桥为主跨182m的混凝土拱桥,采用悬臂浇筑法施工拱圈,为确保施工过程的安全性和成桥状态的准确性,需要在施工各阶段对线形、索力及应力等参数进行监控。以上游拱圈监控工作为背景,利用MIDAS Civil建立全桥空间分析模型,基于正装法计算出各拱段浇筑及张拉过程的理想结构参数,在误差允许范围内合理调整扣锚索的索力来调整悬臂结构的实际状态,再根据拱段实测参数修正监控计算模型,达到计算模型与实桥施工状态的统一。施工过程中对拱圈线形、扣索和锚索的索力、拱圈应力、临时塔位移等结构参数的监控结果表明,主拱圈各项参数控制良好,满足设计要求。     

钢筋混凝土拱桥主拱圈悬臂浇筑施工影响因素分析

以贵州木蓬特大桥为工程背景,采用Ansys有限元程序分析了主拱圈悬臂浇筑长度、挂篮构造形式以及扣索锚点位置对拱圈截面应力与变形的影响。结果表明:节段长度对主拱整体受力影响不大,但缩短节段长度可减小拱圈变形幅度;相对于后支点挂篮,前支点挂篮能有效改善施工阶段主拱内力和线形;扣索锚固位置对主拱施工阶段拱圈应力和变形影响不大。     

基于最优化理论的特大跨悬臂浇筑拱桥施工阶段拱圈节段浇筑长度分析

基于最优化理论,以某拱桥悬臂浇筑节段长度为优化目标,建立了优化数学模型,并通过有限元软件ANSYS得到了最优数值解。计算结果表明:拱圈节段浇筑长度变化对索力峰值有较大影响,优化后索力最大增幅40.8%;同时,优化节段浇筑长度可有效降低施工过程中截面拉应力峰值,最大降幅15.34%,成拱后拱圈应力线更逼近于"一次成拱"状态。     

大跨悬浇钢筋混凝土拱桥施工扣索力优化计算分析

为有效控制钢筋混凝土拱圈在悬臂浇筑过程中出现过大的拉应力,文中以某大跨悬浇钢筋混凝土拱桥为依托,提出一种扣索力优化计算方法。首先,基于“未知荷载系数法”获取拱圈最大悬臂状态扣索力初值;然后,开展正装分析并提取施工过程的索力、应力以及位移影响矩阵,基于优化原理并利用MATLAB软件对扣索力开展进一步优化。最后,分别基于影响线原理和无应力状态法原理确定拱圈合龙前扣索力最优拆除顺序和扣索补张拉值,确保拱圈受力合理、松索成拱后拱圈线形光滑圆顺。算例结果表明,扣索初拉力值较为均匀,所有索力值安全系数均大于2.5;拱圈松索成拱线形合理,未出现“马鞍形”;拱圈施工过程中截面拉应力均小于1.8 MPa,满足设计要求。     

大跨径RC拱桥悬臂浇筑过程中临时预应力效应分析

本文基于应力指标控制法,分析了临时预应力对悬臂浇筑RC拱桥拱圈截面应力影响,计算结果证实了临时短束预应力可有效降低拱圈截面施工过程中最大拉应力水平,同时对预应力效应参数敏感性进行了对比分析,为该类桥梁跨径推至300 m级提供一种新的思路。     

攀枝花市新密地大桥主拱圈设计

攀枝花市新密地大桥为上承式钢筋混凝土箱形拱桥,孔跨布置为(27.5+22.55+189.9+22.55+27.5)m,主拱圈为悬链线无铰拱,采用挂篮悬臂浇筑法施工。主拱圈净跨径182m、净矢高30.333m、净矢跨比1/6、拱轴系数1.988。拱圈截面为单箱双室,高3.5m、宽9.6m。主拱圈的拱顶预拱度设计值为0.36m,为净跨径的1/506。采用MIDAS Civil软件建模进行成桥弹性阶段主拱圈应力验算,结果表明,主拱圈各截面上缘和下缘的正应力均为压应力,关键截面最小压应力为0.97MPa,最大压应力为15.4MPa,无受力裂缝,有利于提高结构耐久性。     

考虑预应力的大跨径RC拱桥悬浇阶段关键参数影响效应分析

对比分析了预应力效应对悬臂浇筑拱桥施工过程中拱圈截面应力、变形、索力、塔偏及局部应力等关键因素的影响。计算结果表明:预应力效应可有效降低截面应力峰值,改善截面受力,同时在一定程度能增大拱圈刚度,减小扣锚索应力幅,预应力效应对塔偏没有显著影响,实际工程中可不考虑。     

大跨钢筋混凝土箱拱悬浇扣挂施工控制研究

斜拉扣挂悬臂浇筑工艺在中国钢筋混凝土拱桥施工建设中应用还较少.该文以贵州木蓬大桥为工程背景,对施工过程中的拱脚段现浇支架、扣塔、挂篮和锚固系统进行概述,重点对施工过程中的拱圈线形、截面应力、扣塔偏位、扣锚索索力的控制方法和控制参数进行分析研究,结合工程实践,对拱肋合龙成拱后的拆索程序进行探讨.     

特大跨径钢筋砼拱桥施工临时扣索索力调整研究

为解决钢筋砼拱桥悬臂浇筑过程中索力调整问题,基于线性规划理论建立某悬臂浇筑拱桥ANSYS有限元模型,联合MATLAB对扣索索力进行修正,并对比分析修正前后拱圈截面应力及线形变化.结果表明,通过调整扣索索力初拉力,顶板最大拉应力由3.24 MPa降至1.93 MPa,降幅40.4％,同时顶、底板最大拉应力差值减小,截面顶...     

高温合拢对混凝土拱桥悬臂浇筑法施工的影响及应对措施研究

在大跨度钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑的施工过程中,拱圈在高温合拢后的降温效应会产生较大的附加次内力,对主拱圈的线形及内力都会产生不利影响。为了合理评估并降低这一影响,本文以沙坨特大桥为依托建立施工阶段有限元模型,对不同环境温度进行计算分析,研究合拢后的降温作用对拱圈线形及内力的影响规律。结果表明:控制截面的位移、内力和应力随着降温温差的增加呈线性变化,降温温差越大,位移和应力变化越大。同时提出对合拢口施加反顶力及附加配重的方法,有限元模型分析结果表明该方法对消除温度次内力的影响效果显著。     

连续梁桥悬臂法施工监控研究

某连续梁桥主桥为预应力混凝土变截面连续箱梁,采用悬臂浇筑法施工。以施工监控中实测数据为依据,采用有限单元法进行计算,分析悬臂施工中挠度和应力控制问题,以保证桥梁能够按照设计标准顺利完成合龙并达到理想的线形。同时保证主梁在施工过程以及成桥后的应力,使其不致过大而偏于不安全。     

大跨径悬臂浇筑拱桥施工期多重风险防御研究

大跨径钢筋混凝土拱桥的主拱圈采用悬臂浇筑法施工时,主拱圈节段施工时间长,悬臂跨径大,面临多重风险考验;为了确保主拱圈施工安全,需要对风险进行分析,并采取必要的防御措施。以净跨径182 m的攀枝花新密地大桥为例,分析了极端气温、洪水、强风、挂篮滑落、扣锚索断裂对主拱圈施工安全性的影响,针对性地采取了对策措施,有效防御了施工期多重风险。     

大跨度悬臂浇筑混凝土拱桥稳定性影响参数研究

拱桥是以承压为主的压弯构件,当主拱圈受到的荷载达到极限承载力时,拱桥往往会发生失稳破坏。对于采用悬臂浇筑法施工的钢筋混凝土拱桥来说,其施工过程中的受力体系包括未浇筑完成的主拱圈、扣塔以及扣锚索。在悬臂浇筑过程中,结构的受力不断发生变化,因此有必要对施工过程进行稳定性分析。本文基于已建立的悬臂浇筑混凝土拱桥有限元模型,选取最大悬臂浇筑阶段,采用第一类稳定问题的有限元分析方法,通过参数分析,研究了不同混凝土强度等级、拱肋刚度、主拱圈混凝土容重、扣塔刚度、扣塔高度、扣塔钢材容重等参数对于施工过程稳定性的影响,结果表明:这些参数对沙坨特大桥施工过程的稳定性影响显著,在施工过程中应考虑这些参数的影响,同时为今后的类似工程提供参考借鉴。     

模拟退火算法在悬臂浇筑拱桥索力计算中的应用研究

基于模拟退火算法理论,建立某悬臂浇筑拱桥参数化有限元模型,使用Matlab与Ansys联合求解施工阶段全局最优索力数值解。计算结果表明:修正后的索力较原设计索力普遍偏大,索力最大增量为563.8 kN,最大增幅为37%,在修正后索力作用下,拱圈节段截面拉应力峰值由4.73 MPa降低至1.72 MPa,降幅为63.6%;扣塔最大Von Mises应力为180 MPa,且大部分区域应力流分布平缓,无明显集中现象。     

基于MPGA算法的大跨径悬浇拱索力修正研究

基于MPGA算法理论,建立某悬浇拱ANSYS参数化模型并联合Matlab对扣索索力进行修正,并对比了索力、施工阶段拱圈截面应力及成拱后弯矩。对比分析结果表明:通过MPGA算法适当提高扣索索力初拉力值,可有效降低拱圈在施工过程中的截面最大拉应力,最大降幅可达21.3%,顶底板应力差值有不同幅度下降,截面应力分布得到明显改善;拱圈成拱后,其截面内力线更逼近于合理拱轴线。