独柱塔斜拉桥施工阶段动力特性研究

斜拉桥由于跨度大、结构柔,其施工过程的动力性能问题较成桥状态更为突出。以独柱塔斜拉桥为例,选取典型的施工阶段(裸塔阶段、最大双悬臂阶段、成桥阶段)建立了相应施工阶段的空间有限元模型,运用子空间迭代法对结构的动力特性进行了研究。研究结果表明:3个典型的施工阶段中,主塔的振型总是竖向弯曲先于侧弯出现,而主梁的侧弯振型要早于竖弯出现;由于索-塔-梁的相互制约,基本上不存在某一方向或构件的振型;辅助墩对主梁以横向与竖向自由振动为主的振型能够起到一定的抑制作用;桥梁结构体系布置合理,结构的扭转振型出现较晚,有利于结构的抗风稳定性。     

大跨度组合梁斜拉桥成桥状态参数敏感性分析

为保证大跨度钢-混组合梁斜拉桥成桥后的主梁线形和结构各部位的受力均满足规范要求,以赤壁长江公路大桥为研究对象,考虑几何非线性因素建立有限元模型,对桥梁施工全过程进行仿真模拟.研究了成桥状态的主梁线形、控制截面应力、斜拉索索力对钢主梁的重量和弹性模量、桥面板的重量和弹性模量、拉索的弹性模量及温度误差的敏感程度.研究结果表...     

“花瓣式”异形斜拉桥结构受力影响因素敏感性研究

为了减小"花瓣式"异形斜拉桥结构成桥状态结构受力和变形受施工误差的影响程度,以西安市富裕路沣河大桥为项目依托,通过分析容重、拉索弹模、拉索初张力、体系温度等影响因素变化对结构受力的敏感性程度,从而保证斜拉桥合理成桥状态与目标状态的精度要求。计算结果表明:体系温度、拉索力和结构容重对"花瓣式"异形斜拉桥成桥状态主梁挠度、主塔变形、拉索索力、拱脚及钢主梁截面应力影响较大,为敏感因素;拉索弹模对上述指标的影响程度较小,为非敏感因素;沣河大桥实际工程应用表明研究成果能够有效减小施工过程误差对成桥状态的影响程度,可为其他"花瓣式"异形斜拉桥在设计、施工中的结构敏感性研究提供有益参考。     

大跨度混合梁斜拉桥参数敏感性分析

为了提高大跨度混合梁斜拉桥的施工控制精度,通过计算比较梁重、斜拉索张拉力、斜拉索的刚度等设计参数在成桥时对主梁挠度、主梁应力和索力的影响程度,分析了各设计参数的敏感性．计算结果表明,大跨度混合梁斜拉桥主要设计参数有梁重和拉索张拉力,而索的刚度对成桥状态影响不大．通过修正主要设计参数,同时忽略次要设计参数的影响,对荆岳长江公路大桥进行施工控制．成桥测试结果表明,拉索索力与成桥线形状况良好,均在误差控制允许的范围内,其中索力误差小于5％,主梁标高偏差小于65mm．     

九江长江大桥混合梁斜拉桥稳定分析

大跨度混合梁斜拉桥由于结构跨度大和不对称性,稳定性是其必须考虑的主要问题之一.对斜拉桥稳定问题的有限元分析方法进行了阐述,应用有限元软件ANSYS对九江长江大桥的施工阶段和运营阶段的典型工况进行了线性、几何非线性和双重非线性的稳定性分析.计算结果表明,无论是施工阶段还是成桥运营阶段,九江长江大桥的稳定性都满足规范要求.     

铁路矮塔斜拉桥结构参数敏感性分析

结合喀腊塑克特大桥工程实例,通过采用有限元软件Midas/Civil建立桥梁模型,对主梁混凝土容重、主梁刚度和锚下控制应力等三个结构参数进行敏感性分析,确定影响成桥阶段结构线形和受力状态的主要参数.得到了各参数变化时,成桥阶段下主梁竖向位移、主梁轴力、主梁弯矩和斜拉索索力的相应变化值.同时,计算结果表明:主梁混凝土容重和锚下控制应力为主要影响参数,主梁刚度为次要影响参数.所得结果可为该桥的施工监控提供参考.     

特大跨度斜拉桥变形的几何非线性效应分析

为了充分考虑几何非线性的影响，以某主跨1088m的特大跨度斜拉桥为工程背景，考虑初始安装线形的影响，按线性、不考虑斜拉索垂度的部分几何非线性和完全几何非线性3种模式计算了结构施工全过程的响应，分析了悬臂施工过程中及全桥合龙后主梁变形的几何非线性效应．结果表明，随斜拉索长度和主梁悬臂长度的增大，结构的几何非线性效应显著增大，斜拉索垂度效应对斜拉桥几何非线性效应的贡献达70％以上.     

鄂东长江大桥施工过程非线性稳定性分析

为探讨大跨度混合梁斜拉桥施工过程中结构非线性稳定性的变化规律及其影响因素,以鄂东长江大桥为研究对象,按照结构型式及施工工序的特点,采用LSB和ANSYS有限元软件计算大桥施工过程非线性稳定安全系数并获得结构失稳形态,分析了非线性因素对静力稳定性的影响规律.此外,探讨了混合梁斜拉桥设计与施工工程参数——钢混结合部位置、索梁锚固方式、施工临时荷载及横向风荷载与大桥施工过程非线性稳定性的关系.结果表明,上述工程参数对施工过程非线性稳定性有不同程度的影响,但总体上并非其控制性因素.      

斜拉桥合龙施工方案优化与对比分析

为解决合龙段浇筑过程中结构整体升温对劲性骨架的不利影响,以一座主跨为380 m的双塔三跨预应力混凝土斜拉桥为例,着重分析中跨合龙后再解除塔梁临时固结与合龙前先解除塔梁临时固结实现主梁纵向飘浮两种方案对桥梁施工阶段与成桥阶段的内力影响。根据现场实际情况采取先飘浮再合龙的优化施工方案。分析表明:优化方案在满足劲性骨架受力要求的情况下对结构永存内力与线形影响很小。该方案对悬臂浇筑的预应力混凝土斜拉桥施工有一定的参考作用。     

计入几何非线性影响的斜拉桥施工索力的确定

考虑缆索垂度效应、加劲梁的梁柱效应及节点大位移效应等几何非线性因素对大跨度斜拉桥施工索力的影响，模拟正装和虚拟退拆施工过程，建立了施工索力计算的继承与迭代关系．利用通用有限元程序，建立斜拉桥全桥三维有限元模型，合理划分荷载步和荷载子步，通过倒拆正装反复迭代，得出了施工索力及相应的成桥线形．使用最小二乘法修正倒拆与正装之间的差值，有效地计入了几何非线性的影响，使斜拉索满足成桥状态所要求的索力并使主梁以要求的精度接近理想的成桥线形．     

时效分析方法在多种桥梁结构型式中的应用

在施工到成桥的过程中,结构的几何特性、材料特性、承受的荷载等均随时间的推移而不断的变化,混凝土的收缩徐变必将影响到结构的内力和变形,因此对混凝土斜拉桥进行有效分析以了解其在施工中及成桥后真实的内力和变形是非常必要的,介绍了能够解决上述问题的时效分析方法,此方法考虑结构几何和材料非线性,可在施工过程对结构短期和长期的承载力响应方面提供有价值的结论。     

千米级混合梁斜拉桥双目标控制施工监控体系

为确保千米级混合梁斜拉桥施工监控的高效性、高精度以及安全性,以鄂东大桥为背景,通过理论分析、有限元数值计算,在充分考虑结构非线性效应,并结合现场实际及工程面临问题的基础上,开展了特大跨度混合梁斜拉桥施工监控理念、监控方法及监控内容研究,构建了适用于该复杂结构的监控体系.首先,根据千米级混合梁斜拉桥施工控制特点及面临的问题和挑战,基于几何控制理论,构建了双目标监控体系;其次,根据双目标控制系统关键问题,重点针对初始无应力状态量的确定、关键构件计算分析、制造浇筑及安装控制、施工期安全稳定等问题进行深入研究,得到了其计算分析及安装控制方法;最后,利用建立的监控体系,对鄂东桥进行了全过程控制.研究结果表明:采用的监控系统,制造阶段误差梁顶最大为16 mm,轴线误差2.7 mm,累计梁长误差10.8 mm;非线性稳定安全系数最小2.5,满足要求;边跨混凝土线形最大误差11 mm,中跨钢箱梁最大误差157 mm;塔偏相对误差为L/12 434,混凝土梁单根拉索索力最大误差为4.50%,钢梁索力最大为6.30%,全桥应力合理,监控各项指标均满足规范要求.      

基于灰色预测理论的多塔斜拉桥施工监控方法研究

斜拉桥施工过程中若不对临时结构的内力及线形状态进行有效控制,将因误差的累积导致施工结束时整体结构的受力及线形严重偏离设计成桥状态,使得桥梁成桥时无法实现设计的最优状态从而影响结构的可靠性和美观性。常规混凝土斜拉桥的施工过程控制主要有最小二乘方法及卡尔曼滤波法。以钢主梁多塔大跨度斜拉桥作为工程背景,提出基于灰色预测理论的多塔大跨度斜拉桥施工过程控制方法,并将其用于此桥施工过程中初始索力等施工参数的理论计算,并运用此方法对由于温度、材料容重等因素的偏差对桥梁成桥状态的影响进行预测。实践表明运用灰色预测控制方法能高效地实现多塔钢主梁斜拉桥的施工过程控制并能保证桥梁合理成桥状态的实现。     

斜拉桥施工阶段索力调整的"两步到位法"

根据斜拉桥结构特性和施工控制的需要,提出施工阶段索力调整的"两步到位法",即首先模拟斜拉桥实际施工过程,计算出初始张拉索力,然后建立初始索力和主梁内力的数学模型,以成桥时主梁弯矩为控制目标,以最小二乘法优化出成桥时最终索力,保证了结构受力合理和结构安全.     

温度对矮塔斜拉桥成桥状态影响研究

为了得到更合理的成桥状态并进行施工控制分析,通过Midas/Civil有限元软件,建立了一座双塔三跨矮塔斜拉桥模型,分析了不同环境温度和截面温度梯度对矮塔斜拉桥成桥后的内力与变形的影响。研究发现:温度作用对矮塔斜拉桥成桥主梁应力、主梁刚度和索力均有影响。桥梁有索力区主梁刚度受环境温度影响明显,温度变化对主梁刚度影响较小;相对于主梁上缘,主梁下缘应力对温度变化更加敏感。不同温度工况下,斜拉索中跨区域索力变化比边跨大,端斜拉索索力受温度作用影响严重。最后,结合温度作用对桥梁内力和变形的影响,给出了桥梁设计和施工监控建议,为矮塔斜拉桥施工控制提供一定参考。     

千米级混合梁斜拉桥无应力索长及几何线形控制

针对千米级混合梁斜拉桥施工期结构受力特点及制造加工和安装阶段面临的主要问题,基于几何控制理论,以主跨926 m的鄂东长江公路大桥为依托,研究斜拉索无应力长度及主梁几何线形控制方法。结果表明:以理想成桥线形、索力为目标,通过对制造及安装阶段全过程无应力状态量的调整,安装阶段将无应力线形、无应力索长的控制转换成夹角、引伸量的控制,该方法易规避不良施工效应、施工误差,高效快捷、精度高,同时能降低环境带来的不良影响。施工实践表明实测数据与理论计算吻合很好,证实了该方法的有效性和可靠性。     

收缩徐变对混凝土斜拉桥成桥状态的影响分析

运用最小弯曲能量法和应力平衡法相结合的方法来确定混凝土斜拉桥的合理成桥状态,就不同成桥状态下收缩徐变对主梁弯矩的影响程度进行了分析,并对其原因进行了探讨。总结了收缩徐变对结构受力影响的普遍规律,收缩徐变在斜拉桥桥塔附近梁段将产生负弯矩、在跨中附近梁段将产生正弯矩。得出了主梁中预应力的配置以及弯矩的调整情况都会对收缩徐变改变主梁弯矩的程度造成影响这一结论。并对不同成桥状态下收缩徐变趋于稳定后的主梁弯矩进行了比较,得出不同成桥状态下收缩徐变趋于稳定后主梁弯矩比较接近这一规律。     

均安水道特大桥主桥设计及主梁施工方案研究

文中以均安水道特大桥主桥设计为例,详细介绍混凝土梁斜拉桥的设计、主梁施工工法以及将斜拉桥混凝土主梁施工工法由前支点牵索挂篮修改为后支点挂篮存在的安全问题。根据施工单位提供的后支点挂篮图纸及锚固点反力,对总体结构进行重新计算,优化了斜拉索张拉力、主梁纵向预应力设置,并对挂篮锚固点进行局部仿真分析。计算结果表明,优化设计后主梁采用后支点挂篮施工也可满足施工安全。     

BP神经网络技术在独塔斜拉桥施工控制中的应用

神经网络是一种模拟人脑结构和功能的信息处理系统。本文通过一工程实例,以BP神经网络技术为基础,对影响斜拉桥线形的各种参数（主梁混凝土弹性模量和容重）进行参数识别及主梁标高的预测。实例表明：该方法对主梁施工标高有较好的预测精度。     

独塔无背索弯坡斜拉桥主梁施工技术

独塔无背索弯坡斜拉桥的结构受力复杂,在施工中主梁的施工方案对整个桥梁的建造起到关键作用。根据孝襄高速公路孝南互通匝道独塔无背索弯坡斜拉桥的主梁设计特点,采用塔梁同步施工的方案,对梁体架设详细方法和施工中的关键因素做了分析研究。该桥梁体架设中各项指标符合要求,节约了施工成本,也缩短了施工工期。