基于环境振动的斜拉桥索力监测研究

斜拉索是斜拉桥的主要构件,索力是反映桥梁状态的重要参数,在桥梁健康监测中起着重要作用。介绍了斜拉索索力测试频率法的原理,以及几种常用方法的性能对比。针对环境激励下的信号干扰,分析了倒谱法识别基频的优势以及原理;研究了环境温度对索力测试的影响。通过对宁波清水浦大桥索力在线长期监测分析表明：倒谱法与新基频法都有较好的识别精度,倒谱法具有更强的鲁棒性。同时,分析了温度荷载引起的拉索索力变化,并与模型计算结果对比具有一致性。     

基于光纤光栅的斜拉桥索力在线监测

应用光纤传感测试技术, 将光纤光栅刚性粘贴于传感头外表面上, 使传感头承受拉索的索力, 通过对光纤光栅波长移动量的解调, 就可以测出索力的大小。并将光纤光栅和电阻应变片两种索力测量方法进行了实验对比。实验结果与理论分析证明, 该测试系统具有结构简单、测量范围大、稳定性和线性度好等特点, 既可用于斜拉桥施工阶段的索力测定, 也可用于结构长期的安全监测。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

ANSYS中准确施加斜拉桥索力方法的研究

大型通用软件在分析复杂桥梁结构时,在某些桥梁专业功能上有所欠缺。针对ANSYS难以直接准确施加斜拉桥索力的问题,讨论了ANSYS中施加索力的几种方法,提出了一种基于循环迭代的方法,通过实例验证该方法是准确、可靠的。     

装饰斜拉桥索力及无应力索长的确定

以盖州市双台镇人民广场景观桥梁的设计为背景,解决装饰斜拉桥中确定索力及无应力索长的问题,为以后同类桥梁的设计提供参考.根据悬链线理论推导出索长与水平分力的关系,以水平分力为控制参数,以拉索下挠度为控制目标,逐步迭代求出索力及无应力索长.运用迭代算法只需迭代2～3次便可以求出比较精确的结果,且将拉索的下挠度控制在索长/300以内.实例证明该算法收敛速度快,精度较高,可以方便地求出索力和索长,适用于工程实际.     

振动法测量斜拉桥索力的关键技术

基于振动法测量原理,就影响测量斜拉桥索力的关键因素对索力测试精度的影响作一分析,由此可针对各影响因素提出实际测量中应注意的问题和信号处理方法。实践证明,该方法可有效避免振动法索力测量中不利因素的效应,且得出较好的测量结果。     

直线箱梁剪力滞及剪切变形双重效应的矩阵分析法

以文献[1]中对直线箱梁考虑剪力滞后，剪切变形的分析为基础，给出考虑双重产应的直线箱梁在均布荷载作用下的初参数解，并推导出了在双重效应下直梁单元的单刚矩阵及等效节点荷载向量，从而使得解析计算理论可被方便地用来计算任意支承条件的直线箱梁。     

部分斜拉桥施工过程中的温度影响分析

以南安大桥为背景,采用4种温度荷载作用方式对部分斜拉桥在各种温度荷载作用下的效应进行了分析,并结合实际对其进行合理组合,绘出了挠度变化包络图和索力变化包络图,然后与实测温度效应进行了对比分析,得到了温度对索力和梁体标高的影响规律,寻求合理的标高和索力的测量时间以指导施工.同时给出了不同时刻待立模梁段温度对标高影响的预测方法,保证了大桥合龙误差满足规范要求,施工完成后梁体线形和索力符合设计的要求.     

基于能量法的独塔斜拉桥施工索力优化研究

为探究独塔斜拉桥施工期索力调整的优化算法,以某斜拉桥为研究对象,基于能量法建立了以斜拉索索力为自变量的数学优化模型,使用Matlab自带的遗传算法对其进行优化.结果表明:基于能量法构建的索力优化模型可避免求解复杂的影响矩阵,大幅提高计算效率;索力优化后,各索索力分布更均匀,同时斜拉桥各节段最大拉应力明显减小.     

桥梁施工过程分析在ANSYS中的实现方法

以朝天门大桥为实例,介绍了如何使用ANSYS有限元软件对该桥进行建模,同时提出了在ANSYS中模拟施工过程的几种方法:一次成桥、生死单元、叠加,最后对这几种模拟方法进行了分析比较.     

桥梁施工过程分析在ANSYS中的实现方法

以朝天门大桥为实例,介绍了如何使用ANSYS有限元软件对该桥进行建模,同时提出了在ANSYS中模拟施工过程的几种方法：一次成桥、生死单元、叠加,最后对这几种模拟方法进行了分析比较.     

斜拉桥施工阶段初张索力计算方法研究

提出了用差值法确定一次张拉斜拉桥施工阶段拉索初张力的实用计算方法,该方法只需按施工步骤进行正装迭代计算。通过消除成桥阶段最优目标索力与正装迭代所得成桥索力之间的差值,可获得施工阶段拉索初张力。该方法避免了传统倒拆法无法考虑混凝土收缩、徐变和几何非线性等问题,同时给出了差值法加速收敛的近似方法,并对差值法和影响矩阵法进行了比较。通过一座实际桥梁的计算分析,证明了本方法的可行性,具有一定的应用价值。     

斜拉桥施工阶段初张索力计算方法研究

提出了用差值法确定一次张拉斜拉桥施工阶段拉索初张力的实用计算方法,该方法只需按施工步骤进行正装迭代计算。通过消除成桥阶段最优目标索力与正装迭代所得成桥索力之间的差值,可获得施工阶段拉索初张力。该方法避免了传统倒拆法无法考虑混凝土收缩、徐变和几何非线性等问题,同时给出了差值法加速收敛的近似方法,并对差值法和影响矩阵法进行了比较。通过一座实际桥梁的计算分析,证明了本方法的可行性,具有一定的应用价值。     

钢结构桥梁中特厚钢板焊接应力动态数值模拟分析

钢结构中特厚钢板焊接应力的理论分析一直为人们所关注。基于有限元软件ANSYS,采用高斯热源模型加热,利用生死单元,动态模拟分析80 mm特厚钢板对接焊过程中,对多层、多道焊的温度场进行加热模拟,实现焊缝的动态生成,跟踪应力场的变化情况。分析结果与重庆观音岩长江大桥构件焊接试验结果基本一致,为特厚钢板构件的设计和制作提供有实用价值的参考依据。     

移动载荷下大跨度斜拉桥的力学分析

计算分析斜拉桥结构在工作载荷作用下的响应是保证桥梁安全性的重要措施.鉴于此,应用ANSYS软件,针对斜拉桥承受的不同荷载及工程实际,根据瞬态动力学有限元方法基本原理,分析了斜拉桥的动力特性,有效解决了边界条件以及动载荷的作用等问题.     

常浒河矮塔斜拉桥索力优化

针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,依据影响矩阵调值原理,应用MIDAS/CIVIL2010"未知荷载系数"模块,对常熟常浒河混凝土矮塔斜拉桥工程进行了成桥索力优化。分析结果表明,该方法可以方便地得到满足设计要求的合理成桥索力,且便于施工过程索力优化与结构内力的控制。     

Analysis of Key Factors in Cable Force Calculation for Cable-Stayed Bridges

Three methods for calculating cable force (analytic method, fitting method and finite element method) are analyzed and compared. The effects of boundary condition, spectrum resolution, sampling time, and number of sampling points on the precision of cable force identification are discussed, and error analysis is conducted. The results of three methods applied to a practical project are significantly less than the design value. Comparatively, the result of finite element method is the closest to the design value. Moreover, their computational precision and error are compared and analyzed. The precision of frequency identification of cables, long cables in particular, is strongly affected by frequency resolution. If the frequency resolution is included in calculating the cable force, the identification error can be reduced greatly.     

下拉索对多塔斜拉桥主梁的影响

应用常规两塔斜拉桥的计算方法,得出了下拉索体系多塔斜拉桥的简化静力计算公式;建立了有限元分析模型,以下拉索的位置设置为参数,分析了下拉索布置对主梁受力的影响.结果表明:设置下拉索局部地增加了主梁轴力,但弯矩却相应地减小,对主梁的承载影响较小.     

空间缆索悬索桥主缆线形的分析方法

空间缆索悬索桥是由于主缆和吊索形成了一个三维索系,在对竖向承载能力影响不大的情况下,缆索系统的横向承载能力得到显著提高,从而大大提高了整个桥梁的横向刚度和抗扭刚度。作为结构非线性性态非常突出的大跨度悬索桥,采用有限元法能充分考虑几何非线性的影响因素。介绍了按照零位移原则确定重力作用下主缆的初始应力状态的方法及确定主缆线形的迭代算法。