梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

外倾式空间组合拱桥的施工监控

中山市长江北路大桥是一座非对称外倾拱肋的组合拱桥,它是由倾斜钢拱肋、曲线钢箱梁和倾斜吊杆组成的空间组合结构.为了确保该桥在施工过程中的安全,该文建立了空间有限元模型对该桥在施工过程中结构的变形和受力状态进行了模拟分析计算,并介绍了通过对拱肋变形、控制截面的应力和吊杆索力的施工监控,使该桥建成后的线形和受力状态满足设计要求.     

正装迭代法在下承式系杆拱桥吊杆施工控制中的应用

吊杆是系杆拱桥的重要组成部分,是关乎拱桥能否达到最优受力状态的重要因素。为避免后期繁复的调索过程,实现拱桥吊杆索力的一步到位,采用正装迭代计算的方法在有限元软件中计算出吊杆索力张拉的理论值对丰头新村系杆拱桥的索力张拉进行指导控制。实践表明,采用有限元软件迭代计算得出的吊杆索力张拉理论值指导施工后的实际索力值能很好地与索力的设计值相吻合,施工完成后的主梁及拱肋挠度变形与理论值也能很好吻合,避免了后期繁复的多次调索过程,有效缩短施工工期。     

钢管混凝土拱桥吊杆张拉方案比选

邢汾高速公路沙河特大桥主桥为主跨146m的下承式钢管混凝土拱桥,吊杆采用无应力状态法施工。为确定该桥吊杆张拉顺序,保证张拉过程安全,提出了4种吊杆张拉方案(1由两端拱脚向拱顶对称张拉;2由拱顶向两端拱脚对称张拉;3由1/4拱肋和3/4拱肋处向拱脚和跨中对称张拉;4吊杆分3批张拉),采用有限元分析软件MIDAS Civil建立全桥有限元模型进行仿真计算,分析4种方案的吊杆成桥拉力、拱肋位移、拱肋核心混凝土应力、拱脚水平推力。结果表明,方案4的成桥拉力与设计成桥拉力最为接近,拱肋线性良好,拱肋截面处的混凝土压应力变化均匀,未出现较大的压应力,对拱脚水平推力影响较小。因此,选择方案4施工,在实际施工中,桥梁无需二次调索,加快了施工进度,节约了施工成本。     

美国新西七街大桥施工应力监测分析

美国新西七街大桥是一座预制预应力混凝土网状吊杆拱桥,为了评估该桥施工过程中的受力状况并确保施工过程安全,在拱肋关键截面安装了可监测应变和温度的埋入式振弦传感器,对后张预应力张拉、主拱旋转、主拱起顶及成桥等阶段的应力数据进行了监测和分析。结果表明:在施工过程中,有限元计算较好地模拟了预应力张拉过程中结构的响应,拱肋混凝土没有出现开裂和压应力大于50%抗压强度的情况:施工过程中拱肋始终处于安全状态,但需关注拱肋处于竖立位时应力情况;通车后的静载试验表明,结构处于安全状态。     

有约束的最小能量法优化系杆拱桥成桥索力

为优化成桥索力,借鉴斜拉桥成桥索力的优化方法——有约束的最小能量法。以某系杆拱桥为工程背景,采用Midas/civil建立有限元模型,以各吊杆索力为自变量,求得主拱拱肋和主梁的拉压及弯曲应变能之和作为因变量,并限定节点位移、截面弯矩,以及吊杆索力。采用MATLAB建立数学模型求得最优成桥索力,并与刚性连续梁法、刚性吊杆法所得索力,以及成桥状态对比。有约束的最小能量法求得的索力使得主拱挠度平顺,拱脚处的弯矩更为合理。     

钢管混凝土拱梁组合桥整体架设施工受力性能分析

针对钢管混凝土拱梁组合桥在整体架设过程中,钢系梁稳定性差、混凝土系梁需配置较多预应力钢束的缺点,提出采用钢管劲性骨架系梁的整体架设施工方法。为研究钢管劲性骨架系梁在施工过程中对拱梁组合桥各主要构件的内力分配影响效果,以某公路下承式钢管混凝土拱梁组合桥为背景,采用MIDAS Civil和Abaqus软件分别建立实际桥梁的整体杆系有限元模型和拱脚结点实体有限元模型,对施工阶段各主要构件进行受力性能分析。结果表明:通过分批张拉钢管劲性骨架中的系杆,可以减小各施工阶段钢管劲性骨架的钢管应力;钢管劲性骨架可以有效分担施工过程中的拱肋应力,使拱肋和钢管劲性骨架受力均匀;拱脚结点以纵向受压为主;拱肋受力均匀,稳定计算满足要求;靠近拱脚的吊杆应力稍大于跨中的吊杆应力,吊杆应力满足要求。     

连续梁拱组合体系桥梁施工力学行为实测分析

对连续梁拱组合体系桥梁在施工过程中的受力性能进行了实桥测试和有限元模拟分析。结果显示,结构系梁、拱肋及横梁等构件在桥梁施工过程中均处于受压状态,最大压应力为13.7MPa,出现在第4次吊杆张拉完成后中拱拱肋1/4截面下缘,拱脚位置压应力水平不高;采用分阶段多次张拉,可以有效的调整该种组合体系桥梁的吊杆张拉力;有限元计算结果与实测结果吻合良好。     

系杆拱桥吊杆张拉方案对结构受力特性影响分析

系杆拱桥是组合体系中的一种柔性系杆刚性拱。吊杆的安装与张拉是系杆拱桥施工中至关重要的环节,拱肋为主要受压构件。系梁的刚性较一般的梁要小,吊杆的张拉力不同、张拉顺序不同会对系梁体内应力和拱肋内力分布及大小产生不同的影响。为保证系杆拱桥成桥后梁体应力满足规范限值并使拱肋受力合理,探讨了吊杆的最优张拉方案。文中以兰新二线乌鲁木齐河特大桥为工程背景,通过有限元模型和室内模型试验研究了四种工况下对梁体应力及拱肋受力特性的影响。研究发现:在不同张拉顺序及张拉力下,梁体和拱肋受力并不能同时达到最优,就一种工况而言,在梁体应力合理的同时拱肋就会出现受力不理想的情况;同样,当拱肋安全储备较大时梁体应力就会出现超出规范限制的现象。在具体施工时应综合考虑拱肋、梁体及索力分布情况,并结合现场和施工难度选择相应的施工方案。     

高速铁路大跨钢管混凝土提篮式拱桥施工监控

为确保高速铁路大跨度混凝土提篮式拱桥的线形、应力及内力满足要求,以京沪高铁跨沪宁高速公路128m下承式尼尔森体系钢管混凝土提篮式系杆拱桥为例,根据有限元分析理论,采用大型空间有限元分析软件MIDAS Civil建立空间模型进行理论分析,对系梁、拱肋、吊杆进行线形、应力及索力监控.结果显示,系梁在前期施工期间沉降量较小,拆除拱肋临时支架以后的施工阶段中拱肋沉降量与理论计算值较接近,对整体线形影响不大;系梁和拱肋各应力测试截面实测应力变化趋势与理论值吻合良好,处于安全范围;吊杆实测索力与目标索力相对差值在±5％以内,满足设计要求.     

钢箱系杆拱桥吊杆张拉顺序方案研究

为确定某淮河大桥右汊航道桥(钢箱系杆拱桥)的吊杆张拉顺序,提出3种吊杆张拉方案,采用MIDAS/Civil建立全桥有限元模型,使用倒拆分析法对比分析3种方案下的吊杆张拉控制力和结构内力。结果表明,从中拱对称向两边拱交替张拉的初始控制力良好,拱肋受力更均匀合理,推荐选择该方案进行施工。     

宽幅斜拉桥主梁施工阶段受力特性分析

为研究单侧变宽主梁斜拉桥在施工过程中主梁的结构受力行为,以便对桥梁进行准确的施工控制,以武汉市金桥斜拉桥为背景,先采用杆系模型进行整体计算,后基于ANSYS有限元软件,采用空间实体单元建立主跨主梁及斜拉索的子模型,分析该桥主跨悬臂施工过程中主梁的受力情况.分析结果表明:节段浇注时,部分节段的顶板处于受拉状态;中纵肋在整个节段的施工过程中,顶缘处于受拉状态,底缘处于受压状态,带索横梁在整个节段施工过程中均表现为受压;左、右顶缘和中纵肋顶缘受拉区域和拉应力值随节段施工的进行而变动,各研究区域变动范围不同.各区域应力均未超过设计允许值.     

洛阳瀛洲大桥中承式系杆拱桥施工监控

洛阳瀛洲大桥主跨为中承式系杆拱桥,其拱肋采用空间倒三角截面形式的钢管混凝土桁架。在施工过程中,对结构应力、位移、系杆索力进行监控,通过计算分析与实测数据以及模型试验的对比分析,修正计算模型,确保结构在各工况下的受力和变形处于合理状态。通过分析工序变更对结构的影响,优化了工序。同时采用影响矩阵法,得出了吊杆的张拉顺序以及相应的张拉控制力,较好地实现了对吊杆索力控制的目标。     

内外拱肋连接顺序对斜靠式拱桥施m的影响

以平顶山市城东河路湛河桥主桥———斜靠式钢筋混凝土拱桥为研究对象,在先张拉内吊杆后张拉外吊杆的基础上,考虑先连接内外拱肋和先张拉内吊杆后连接内外拱肋两种施工顺序,采用有限元程序Midas/Civil建立两种施工顺序有限元计算模型,分析改变内外拱肋的连接时间和顺序,对斜靠式拱桥施工过程的内力、应力、位移以及稳定性的影响,计算结果表明,内、外拱肋连接对桥梁结构的内力、位移和稳定性影响比较大,先连接内外拱肋施工优于先张拉内吊杆施工,论文所得结论已为该桥施工监控直接服务,可为同类桥梁建造提供一定的参考。     

反对称钢筋混凝土拱肋异型系杆拱桥施工控制技术

上海大庆桥为跨径60m的异型系杆拱桥,主拱横桥向反对称布置2片C50钢筋混凝土拱肋。该桥采用"先梁后拱"方案施工,即先采用满堂支架现浇系梁并张拉预应力,再在支架上现浇拱肋。在该桥施工中,先张拉吊杆再进行拱肋脱架,以改善裸拱圈在自重作用下的不利受力问题;在横梁与系梁间设置后浇带,以缓解横梁在顺桥向的受剪状态;在主梁支架拆除后再将桥面板与系梁、横梁联结,以减少桥面板参与系梁受力;吊杆采用三轮张拉方案,吊杆在拱肋脱架前进行首轮张拉,在系梁、横梁联结后进行第2轮张拉,第2轮张拉后拆除主梁支架,在桥面系施工后进行第3轮张拉;拱肋变形较大部位的吊杆先张拉,反之后张拉。该桥成桥后的结构线形与内力均满足设计要求。     

下承式钢筋混凝土异型系杆拱桥的施工监控技术

依托上海市大庆桥-下承式钢筋混凝土异型系杆拱桥,研究了异型系杆拱桥的施工监控技术。通过拱肋、主梁的线形与应力监测及吊杆的索力监测,取得了很好的成桥状态。结构变形和受力均与有限元分析结果吻合且安全可控,成桥索力与设计索力最大误差不超过8%且全桥索力累积误差为1.3%,验证了施工方案的可行性,可为类似城市异型拱桥施工提供参考。     

覆土波纹钢板拱桥施工过程的受力分析

基于一座实际的覆土波纹钢板拱桥,利用有限元方法建立了三维空间受力分析模型,采用现行公路规范的方法计算了不同覆土施工阶段的土压力荷载,对该桥覆土的施工过程进行了模拟,计算分析了覆土回填过程中关键截面变形和内力的变化规律。计算和分析结果表明,波纹钢板拱桥的各关键截面变形和内力随覆土回填过程发生较大变化,覆土初期拱两侧受到填土压力的挤压而下挠,同时拱顶处出现了反拱现象,且随覆土高度的增加拱顶处反拱逐渐增大,各截面的应力也均逐渐增大;覆土回填至拱顶之后,随覆土高度的增加拱顶处的反拱逐渐减小,同时拱顶拉应力也明显减小,整个拱圈趋于受压状态。因此,施工中应严格分层对称回填、压实,并应特别注意覆土回填至拱顶附近时结构的位移和应力变化。     

中承式系杆拱桥吊杆张拉施工监控

中承式系杆拱桥由于可降低桥面高度,且跨越能力大,大量应用于我国城市桥梁建设。吊杆是中承式系杆拱桥中的重要受力体系,负责把桥面荷载传递至拱肋,关系全桥的安危。结合Midas有限元计算,通过对一座系杆拱桥的吊杆张拉时进行应力、线形和索力的全过程监测,总结出一些实践经验,供相关技术人员参考。     

支架现浇系杆拱桥吊杆张拉方案优化

系杆拱桥的吊杆张拉顺序和施工索力对结构内力以及变形影响较大,为确定合理吊杆张拉方案,保证施工过程中结构内力满足规范要求且分布均匀,避免过大的内力突变,结合中承式钢管混凝土系杆拱桥工程实例,提出7种吊杆张拉方案,引入“峰态系数”评价指标,对比分析不同吊杆张拉方案下结构内力的变化情况,并探讨各方案的优劣。结果表明：各方案的成桥内力和索力相差较小,对施工阶段的桥梁内力影响较大;其中,对称依次张拉方案施工方便,但施工过程中局部位置(如拱脚、拱顶、1/4拱肋)内力变化明显,会出现较大的峰值,影响施工过程中的结构安全;对称间隔张拉方案会使结构受力状况改善,内力峰值减小,但整体趋势基本不变;而对称交替张拉方案的结构内力分布均匀,没有较大突变,不会出现明显的峰值,使桥梁施工过程的安全更有保障。     

基于正装迭代法的系杆拱吊杆张拉索力计算研究分析

为了研究正装迭代法在索力计算中的应用,文中以某大桥(钢管混凝土系杆拱桥)的施工监控为工程背景,应用大型通用有限元软件Midas/Civil建立有限元模型对该桥进行施工阶段分析计算。采用正装迭代法对该桥施工阶段4次吊杆张拉的张拉控制力进行计算,用该结果指导施工,得出实测索力,将实测值与理论值进行对比分析。研究正装迭代法在钢管混凝土系杆拱桥索力计算中的应用。