基于裸拱变形为控制目标的仿真计算分析

大跨径拱桥主要采取无支架缆索吊装斜拉扣挂法,其中扣索索力与节段预抬量的计算是无支架缆索吊装施工控制关键,因为不同预抬量设置规律会得到不同的松索成拱线形,这直接影响到拱桥营运状态。以昭化嘉陵江特大桥作为仿真计算的工程实例,对比分析了三种传统正值预抬量设置—"0"预抬量、正预抬量和递增预抬量—分别作为控制目标时与裸拱变形的差异,证实了这几种设置方法不可避免地造成了主拱成拱线形呈"马鞍形",从而导致拱轴线与设计拱轴线出现偏差,影响到桥梁在营运时的受力状态。为此,需要在此基础上修正各节段的预抬量设置规律,尽量避免主拱出现"马鞍形",使其松索成拱后的线形与一次落架线形更接近,以达到设计期望值。计算结果证明,该修正方法是可行的。     

基于ANSYS优化法计算拱桥施工扣索索力与预抬量

以在建的新龙门大桥为工程背景,开展拱肋吊装过程扣索索力和预抬量的优化分析。采用有限元计算与优化分析相结合的方法对扣索索力和预抬值进行求解,索力和预抬值的计算以拱肋各标高控制点的高程偏差平方和最小为优化目标,以拱肋各个控制点的标高偏差为状态变量,采用一阶分析法对设计变量进行迭代优化。计算结果表明该方法具有计算精度高的优点,与实测结果吻合良好。     

垫塞钢板对扣索力与主拱线形的影响分析

针对采用悬臂拼装斜拉扣挂法施工的拱桥在拱段间过多地垫塞钢板,造成的拱肋线形严重偏离目标线形问题。笔者基于拱段间几何关系,推导了垫塞钢板后拱段坐标修正公式,并利用有限元软件开展了拱段间垫塞钢板对扣索力与主拱线形的影响研究。研究结果表明:拱肋拼装过程中在拱背垫塞钢板,会增大施工过程中的扣索力,索力误差达49.69%,成拱后拱肋线形高于目标线形,最大线形偏差达204.9 mm;在拱腹垫塞钢板会减小施工过程中的扣索力,索力误差达-50.26%,成拱后拱肋线形低于目标线形,最大线形偏差达-201.9 mm,因此在施工中应慎用钢板垫塞拱段。     

大跨度钢管混凝土拱桥桁架拱肋吊装过程中的线形调整

针对桁架拱肋假设中出现的线形调整问题,利用影响矩阵法进行处理。通过该方法可得到为满足设计要求线形与标高所需要的扣索长度的调整量和扣索索力增量。通过封铰前的扣索调整,使实际拱轴线逼近设计拱轴线。满足精度要求。     

钢管拱肋分段吊装扣索一次张拉索力改进算法

为改善大跨钢管拱肋分段吊装扣索索力常用算法迭代效率低、计算时耗长, 且忽略了温变影响等不足, 建立了可考虑温变影响和提高计算效率的改进算法; 基于材料力学和几何学相关知识, 推导了吊装过程中拱肋位移变化与温变的理论关系, 并在计入温变引起索长和拱肋位移改变的情况下, 推导出扣索索力变化与温变的理论关系; 基于扣索一次张拉法和ANSYS零阶优化法, 开发了考虑温变影响且在迭代子步中对程序自动搜索实施宏观调控的扣索索力计算程序; 运用改进算法对某主跨300 m钢管混凝土拱桥开展了分段吊装施工控制分析。分析结果表明: 推导的理论公式和有限元分析结果的变化规律一致, 拱肋位移变化的最大相对误差为11%, 索力变化的最大相对误差为18%, 均能满足工程精度要求; 与原算法相比, 采用改进算法的迭代次数由26次缩减到17次, 迭代效率提高了35%, 计算索力与实测索力的最大偏差由276 kN减小到100 kN; 拱肋松索成拱位移理论值与实测值的最大偏差为7 mm, 成拱线形正常; 建立的改进算法可实现扣索一次张拉, 提高迭代效率和计算精度, 运用改进算法控制大跨钢管拱肋吊装施工可使拱肋松索成拱线形满足设计要求。      

基于优化理论的大跨拱桥桁架拱肋吊装预测分析

引入工程结构优化方法,利用基于前进分析的有限元法,对采用千斤顶斜拉扣挂法施工的钢管混凝土拱桥进行了吊装预测分析,进行了扣索索力及拱肋节段预抬高的最优化计算,确定了一定约束条件下,空钢管拱肋吊装结构最合适的施工路径.     

大跨径钢筋混凝土拱桥拱肋斜拉扣挂施工扣索索力计算与优化

为研究拱桥斜拉扣挂法扣索索力优化算法,以某主跨195 m钢筋混凝土拱桥为研究对象,运用改进零位移法和弹性-刚性支撑法进行斜拉扣挂法扣索索力计算.对比挑选合理值,再基于Midas软件中的未知荷载系数法对挑选值进行优化计算,结果表明:优化后的扣索索力满足实际施工要求,能确保吊装过程中预制拱肋截面应力不超标,同时合龙成拱线形...     

钢管混凝土拱桥斜拉扣挂合理施工顺序研究

在大跨度钢管混凝土拱桥施工中,大部分采用无支架缆索吊装斜拉扣挂施工方法,因此确定钢管混凝土主拱圈的合理施工顺序是保证拱肋吊装的施工质量和安全的重要措施。采用基于有限元理论的正装迭代法能方便有效地确定拱肋合理吊装顺序、扣索合理初始张力值以及拱肋的预抬高量,将扣索索力一次性张拉到位,并能保证合理施工状态的实现。最后用计算数据说明本方法的正确性。     

钢管砼拱桁架架设斜拉扣索最最优扣点探讨

根据“零弯矩法”概念,给出在拱肋节段吊装中关于扣索索力的计算公式,在此基础上讨论了扣索扣点最优位置、索力与扣位置、塔高、塔距的关系,文末还用了一座钢管砼拱桥为例加以说明。     

用倒拆修正法计算拱桥施工扣索索力与预抬量

以在建的大宁河大桥为工程背景,开展拱肋吊装过程扣索索力和预抬量的优化分析。提出了引入索力罚系数的修正倒拆法,推导了罚系数的计算公式,利用ANSYS建立了相应的倒拆分析模型。计算结果表明,该方法具有计算精度高的优点,与实测结果吻合良好。     

特大跨径钢桁拱吊装索力计算方法探讨

采用缆索吊装斜拉扣挂施工方法进行特大跨径钢桁架拱安装时。对拱肋的安装标高和索力精度要求较高。传统的索力计算方法虽力学概念清晰,计算简便,但精度较低,只适用于节段数较少的小跨径拱桥。文章总结了传统方法的优缺点,并阐述了ANSYS的零阶优化法在钢桁架拱吊装索力计算中应用。     

大岩洞特大桥拱圈脱架时背索和扣索索力优化计算

建立了大岩洞特大桥拱圈平转施工状态的三维有限元模型,交界墩和上转盘采用实体单元,扣索和背索采用索单元,拱圈劲性骨架底板采用壳单元,其余采用梁单元,支架则采用只压单元模拟;将最优化计算理论和有限元计算分析相结合,利用MIDAS有限元软件,以支架不受轴压或受压轴力很小为目标函数,对扣索力和背索力进行优化,使拱圈"脱离"支架实现转体,从而获得了扣索力和背索力的最优组合与拱圈最优内力分布.结果表明,拱圈骨架拱脚底板为控制截面,本文计算方法和结论为同类桥梁的建设具有参考价值.     

大跨钢管混凝土拱桥预制吊装施工拱肋线型控制

在大跨度钢管混凝土拱桥塔、扣架一体化缆索吊装施工中，其关键在于拱肋线型控制，在理论分析及现场测试基础上，动态调整扣索索力，可保证拱肋线型达到规范要求。     

箱拱单肋合拢中缆风索的受力分析

在缆索吊装单肋合拢施工中分析风载及缆风索对箱型拱肋的影响,利用数学和力学关系推导出单肋合拢施工中缆风索的受力简化模型,计算出缆风索的等效弹性刚度。总结缆索吊装单肋合拢时设置缆风索注意事项,为单肋合拢缆风索的设计与施工提供依据。     

基于纤维单元的斜跨异型拱桥极限承载力分析

斜跨异型拱桥拱肋同时受到面内和面外索力作用,为双向压弯构件,受力具有明显空间特征.采用梁单元纤维模型材料非线性方法,同时考虑几何非线性,对张家口通泰大桥进行极限承载能力全过程分析.随着荷载的不断增加,吊索逐根达到承载极限;拱肋同时发生面内、面外变形;一侧拱脚附近截面在轴力和面内、面外弯矩的共同作用下,逐步进入塑性;最后吊索全部屈服,主梁受力接近于简支梁,跨中截面形成塑性铰,全桥结构达到承载极限.纤维模型能够准确模拟拱肋双向压弯荷载下截面逐步进入塑性的全过程,适用于复杂受力构件梁单元材料非线性计算.     

小河特大桥拱肋安装扣塔偏位控制

在采用无支架缆索吊装技术进行钢管混凝土拱桥拱肋的吊装过程中,消除扣塔偏位对拱肋线形的影响．可以提高拱肋吊装精度,确保全桥线形。结合沪蓉西小河特大桥拱肋吊装过程,推导扣塔偏位对拱肋标高的影响公式,介绍偏位的控制方法,并在实际施工中取得良好效果。     

500m级钢管混凝土拱桥施工控制

为解决500 m级钢管混凝土拱桥施工控制的难题,对既有施工控制方法的局限性进行了分析.根据结构在施工过程中的力学特征,提出了施工控制的可调域法,并对该方法的计算公式进行了推导.基于可调域法的优点和拱肋拼装的要求,给出了吊装线形控制方法.可调域法通过将结构的线形、应力以及索力控制在一定范围内,只在关键施工阶段进行调整,从而减少了调索次数.将该方法应用于波司登大桥,合龙后线形和应力误差均在规范JTG/T F502011允许范围内.实践表明,可调域法在500 m级钢管混凝土拱桥施工控制中是可靠的.