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。     

一种改进的拱桥悬浇扣挂施工方法及应用

为避免在拱桥悬浇扣挂施工中进行复杂的扣索力优化计算，提出一种通过增加水平索在施工过程中抵消扣索水平力的悬浇扣挂施工方法，并以涪陵乌江大桥复线桥工程为例，采用该方法控制其施工过程中的扣索力，并与原设计计算进行对比。结果表明：1)该方法可优化主拱的临时支撑条件，使主拱的结构行为变得相对简单；2)该方法对主拱的位移和应力控制能力较强，是一种可行的大跨径拱桥施工方法。     

基于倒拆法对重庆朝天门长江大桥进行力学分析

重庆朝天门长江大桥为世界第1跨公轨两用拱桥,设计中主要以应力控制为主。采用倒拆法对该桥的结构杆件力学特性进行研究分析,重点介绍该桥施工中的合理压重和合理扣索力的计算,并提出相关建议。     

中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋吊装施工控制

广安官盛渠江大桥主桥为主跨320m的中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥,劲性骨架采用斜拉扣挂法施工,施工过程中扣索一次张拉到位。针对正装分析法和倒退分析法2种索力计算方法的局限性,为了精确计算扣索索力及节段安装预抬标高,使成拱线形接近理论线形,提出以成拱线形为控制目标的优化索力调整方法,利用MIDAS Civil 2015建立吊装阶段的全桥有限元模型,考虑切线位移对之后施工阶段的影响,以线形控制为主、索力控制为辅,分析该桥的线形、扣索和尾索索力、弦杆应力,并与实测值对比。结果表明:大桥的线形、扣索和尾索索力、弦杆应力的实测值与理论值符合度非常高,主拱线形及结构应力满足设计及规范要求。说明该优化索力调整方法是可行有效的。     

钢筋混凝土拱桥悬臂浇注施工模型试验设计与索力优化

以西昌~攀枝花高速公路上的白沙沟1号大桥为工程背景,进行悬臂浇注施工模型试验,模拟悬臂浇注施工全过程;建立平面有限元计算模型,采用应力平衡法进行索力优化。主拱合龙前,调整计算扣索力,并对合龙后的拆索顺序进行了设计计算。结果表明,拱肋施工过程中,采用二次调索进行悬臂浇注施工,拱肋控制断面的拉应力控制在1.5 MPa以内,结构受力是安全的;成拱后控制断面基本处于均压状态,内力分布是安全合理的。为模型制作提供了技术依据和理论指导,也为原桥的设计、计算提供了参考。     

北盘江特大桥施工临时扣索索力优化研究

北盘江特大桥为主跨290 m预应力混凝土空腹式连续刚构桥,空腹区采用倾斜挂篮及支架现浇法施工,并设置下弦临时扣索以承担自重及施工荷载.为指导临时扣索张拉,基于结构预张力最大安全度设计理论,采用线性规划的优化算法和有限元法优化临时扣索索力.首先采用梁或三维桥梁模型的有限元法计算应力、弯矩或变形相对应的影响矩阵,然后将施工阶段各种控制条件转化为优化问题中线性的约束方程,以结构最大安全度为目标函数,借助ANSYS和MATLAB工具包实现结构施工状态下临时扣索索力的优化.计算结果表明,将该优化可行解作为设计中进行分析计算的索力初始值,对快速获得索力的设计值起到了指导作用,实际施工采用设计值,实桥施工效果良好.     

三维有限元分析在1100 m悬索桥设计中的应用

以雅康高速公路泸定大渡河大桥1100 m悬索桥的主索鞍和中央扣索夹为研究对象,采用公式计算方法和三维有限元分析方法对空间复杂几何体进行应力计算。研究表明:1)边中跨不平衡主缆力对主索鞍的影响不容忽略; 2)中央扣索夹的整体应力水平较低,但在局部区域存在应力集中; 3)公式计算方法便捷简单,适用于初拟结构尺寸时初步掌握主索鞍的总体受力情况,三维有限元分析可得到结构更详细的应力分布、应力集中的情况,具有更高精度。     

悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥施工扣索索力控制

斜拉扣挂系统施工的大跨度钢筋混凝土拱桥索力确定通常分为拱圈施工阶段索力调整及合龙前2次调索2个步骤,而2次调索需在初始索力及拆索顺序确定后才能进行。以涪陵乌江大桥复线桥为工程背景,进行该类拱桥悬臂状态下索力初调及合龙前2次调索,斜拉扣挂施工中索力控制方法对同类型桥梁的设计计算具有一定的参考意义。     

多段索异形塔斜拉桥施工阶段索力计算

对于具有主、副塔和分段索的多段索异形塔斜拉桥,塔和索相互作用影响较为复杂,特别是施工阶段的索力计算更为繁琐,其索力计算难点体现于多段索间的相互影响及桥塔刚度随塔间索索力的变化而改变.为研究该类桥施工监控中的索力控制问题,以多段索异形塔斜拉桥为研究对象,对比了正装、倒拆等计算方法后,采用无应力状态法建立Midas模型进行...     

大宁河大桥主拱安装施工技术

文章结合大宁河大桥桥位地形和三片主拱肋的构造特点,较为详细地介绍了施工缆吊系统的设计。针对大桥的施工特点,克服扣索张拉引起的拱肋节段间的高程差,提出了基于扣索一次张拉法,应用ANSYS零阶优化法,先计算出节段整体安装目标值,再利用前进迭代方法计算出各安装节段的扣索力和预抬值的控制思路,优化了拱肋吊装中的扣索力和预抬量,有效地指导了吊装施工。施工结果表明:主拱合龙实现了高精度控制目标,且比预计工期提前了51天。     

复杂空间多段索异形塔斜拉桥施工阶段索力计算

复杂空间多段索异形塔斜拉桥的造型奇特、结构复杂,由于空间多段索的相互影响,施工阶段索力求解一直是该类桥梁设计施工的重难点,为了解决该问题,以随州市 水一桥的主桥为工程背景,结合基于差值法的正装迭代法,应用MIDAS Civil有限元分析软件,建立全桥施工阶段模型并计算分析。结果表明,运用基于差值法的正装迭代法计算的成桥索力值与设计索力值最大误差值为0.3%符合计算精度要求,且张拉过程中索力值均在设计范围内。     

预应力锚索框架设计方法及应用

以陕西某高速公路路堑边坡预加固工程为依托,基于预应力锚索结合框架普遍适用于边坡的加固,分别对锚索和框架进行了设计计算。锚索的设计根据设计荷载、加固位置、锚固角、锚索间距等基本数据,设计锚索锚固力、截面积及锚索长度;框架的设计基于锚索设计锚固力,采用基于Winkler地基模型的弹性地基梁法或简化的倒梁法计算框架内力,根据内力计算结果进行配筋设计。     

下承式钢坦拱桥索力测试与分析

天津市友谊路立交主桥是一座下承式无风撑坦拱钢拱桥,该文采用频率测定法对该桥成桥恒载下的吊杆索力进行测定,并运用索力分析理论和有限元法计算吊杆索力,通过比较分析,结果表明该桥的吊杆索力满足设计要求。在建模分析及吊杆索力计算时就如何考虑锚固形式、计算长度和刚度的影响进行了介绍,具有一定的借鉴意义。     

锚索框架梁中锚固力分配与调整改进算法

根据预应力锚索框架梁加固边坡工程的特点,基于Winkler弹性地基梁假设,针对目前锚固力分配与调整的不合理性,分析了相邻节点影响下锚固力分配的原理,推导了相邻节点影响下锚固力分配的具体计算公式。并嵌入矩阵进行运算,提出了放大系数S的概念,代替传统的荷载调整方法对初次分配的锚固力进行再调整。计算结果表明,该锚固力分配和调整的方法,在节点处产生的位移不协调差值,比传统方法小很多。因此,此法更精确,值得推广应用。     

基于激光扫描实测索形的斜拉索索力测量方法

为了解决现有的斜拉桥索力测量方法在精度、可靠性、效率等方面仍存在的不足，首次提出了一种由实测索形直接估计索力的新方法，简称索形法。采用在斜拉索上任意截取的拉索节段构建了悬链线力学模型，基于悬链线公式，首次推导了由实测索形点集精确估计拉索张力的计算公式。地面激光扫描技术被研究用于快速捕获斜拉索索形，开发了基于扫描点云自动化精确提取拉索中心线的算法。以在建的水土嘉陵江大桥为试验对象，详细分析了三维扫描测量误差、拉索截面弯曲刚度及边界条件和拉索局部弯曲变形、拉索振动等索形偏差因素及其对索力计算精度的影响。研究结果表明：已知拉索直径条件下，三维扫描实测索形误差为0.000 4~0.001 5 m之间，测量误差引起的索力计算误差在0.2%以内；拉索弯曲刚度与锚固边界条件引起的索形与标准悬链线形的偏差较小，对索力计算精度的影响可以忽略不计；当拉索自振振幅小于R/4时，三维扫描仍能精确测量拉索的索形；在多种索形偏差的叠加下，所提出的索力计算方法能够实现数值计算的最优估计。对比索形法和被精确标定的千斤顶的测试结果表明，索形法的索力测量值与千斤顶测量值吻合，最大偏差为0.9%，证明了该方法具有较高的索力测量精度；与频率法对比结果表明，所提出方法的数据采集效率提高了8倍，并且具有自动化程度高、测量风险低、测量结果可靠性强等优点。     

重庆忠县长江大桥斜拉桥施工过程中的索力和线形控制

为了使斜拉桥在施工过程中的索力和线形能符合设计要求,对重庆忠县长江大桥斜拉桥主梁悬浇施工阶段全桥的线形和索力进行了控制,采用桥梁博士软件模拟斜拉桥施工过程,通过理论计算和实测数据进行对比、分析.数据表明,索力和线形基本符合设计计算值,并能确保桥梁施工的安全性.     

基于影响矩阵和粒子群算法的异形斜拉桥调索

斜拉桥的合理成桥索力的确定是斜拉桥设计和施工中的关键环节,获取符合条件的初索力是建立桥梁的有限元模型、完成施工阶段的分析和施工索力监测的基础。异形斜拉桥的结构相对比较复杂,其受力特点不同于常规的斜拉桥,传统的迭代法或具有不适用性,且迭代法需要进行多次试算,过程较为繁琐。粒子群算法可以高效便捷地得到合理的成桥状态,实现索力优化的自动化和智能化。为验证结合粒子群算法的索力优化方法的可行性,以某异形斜拉桥项目为背景,建立三维有限元模型,结合影响矩阵法和粒子群算法编MATLAB程序对桥梁斜拉索的初始索力进行求解,并与传统迭代法的优化结果进行比较,验证该方法的可行性。结果表明：传统迭代法在优化结构较复杂的异形斜拉桥时具有局限性,基于影响矩阵和粒子群算法的索力优化方法能够用来自动化求解结构较为复杂的异形斜拉桥的初始索力群,优化过程简便、高效。     

无索鞍预偏施工悬索桥的主缆施工控制计算

针对采用无索鞍预偏施工设计的悬索桥施工控制中主缆空缆状态、空缆标高等控制参数的计算问题,使用有限元程序ANSYS全桥统一建模,从link10单元初应变调整和单元生死功能入手,寻找结构的成桥内力状态,并从成桥状态出发,倒退至结构空缆,对应无索鞍预偏施工方法的空缆状态定义,调整结构受力,最终得到空缆状态的结构线形及内力参数。实例验证表明,该方法有效地解决了无索鞍预偏施工控制中主缆线形的计算问题。     

重庆奉节长江大桥斜拉桥主梁安装施工阶段索力监控

介绍奉节长江大桥大跨径斜拉桥主梁悬浇施工阶段索力测试原理、测试主要内容和方法,并结合理论计算,对该桥梁实测索力进行对比分析和有效监控,确保斜拉桥内力分布合理,满足设计和规范要求,顺利实现预期控制目标,其方法和结果可为同类型桥梁提供参考。