确定钢桁梁斜拉桥合理施工阶段索力的索长迭代法

为解决斜拉索无应力长度缺失带来的施工控制精度问题,实现大跨度钢桁梁斜拉桥施工控制的精细化、高效化,丰富合理施工阶段索力的计算方法,基于斜拉索的无应力长度表达式,根据张拉前的结构实际状态与斜拉索目标无应力长度,提出了求解钢桁梁斜拉桥合理施工阶段索力的索长迭代法,给出了迭代计算流程。基于北盘江大桥设计施工流程,分别采用正装迭代法和索长迭代法进行了正装分析。结果表明:在设计施工流程的计算中,当目标成桥状态及杆件无应力构形相同时,索长迭代与正装迭代得出的二张力基本相同,其最大差值仅为该索索力的0.14%,且两者得到的成桥状态十分接近,均能达到预定的目标成桥状态,其中索长迭代得到的标高、索力与目标状态的最大差值分别为3mm、8.9kN,验证了索长迭代法的可行性。     

脉动法在测量斜拉桥索力中的应用

本文分析了斜拉桥缆索的振动特性，阐述了如何应用脉动法测量斜拉桥余力，讨论了影响测量斜拉桥索力准确性的因素，为斜拉桥在施工过程中，如何准确地了解索力提供了可靠的依据。     

频率法测量斜拉桥索力的关键技术

从频率法测量索力的测试原理出发，介绍了这种测试方法中的几项关键技术：索力-频率关系的拟合、实测频率的测量、索参数灵敏度分析以承参数识别。文中描述的索力测试方法以及参数识别直接应用于崖门大桥施工过程的索力测试中，测试及识别结果表明了该文的正确性。     

基于信赖域优化算法的斜拉桥索力优化设计

运用有约束的优化算法并结合具有很强全局收敛性的信赖域算法,并借助MATLAB和ANSYS软件进行混合编程调用计算结果来实现对索力的优化计算。通过对实例斜拉桥索力的优化计算结果与通用的优化计算结果的比较,结果证明信赖域优化算法应用于斜拉桥的索力的优化结果可靠,并能实现多种优化方案的比选,尤其适用于初步设计阶段。通过对是否考虑斜拉索几何非线性影响结果的比较,结果证明中等跨径的斜拉桥可以忽略斜拉索几何非线性的影响,在满足工程设计的精度要求的同时还可以简化计算和提高求解的速度。     

斜拉桥实测索力计算方法比较

为研究斜拉桥实测索力计算转换公式的适用性,以常用的频率-索力计算方法弦振动分析理论为基础,列举工程中常用的实测索力计算公式及分析理论,分析以实测频率为单一变量,采用不同简化公式计算乌苏斜拉桥(2×140m独柱塔单索面钢箱梁斜拉桥)和邹城斜拉桥(2×110m独塔双柱式双索面混凝土梁斜拉桥)实测索力的差异,并在四方台斜拉桥(双塔三跨钢箱梁斜拉桥)上进行验证。研究结果表明,中、小跨径钢箱梁斜拉桥应用斜拉索两端简支直梁理论进行实测索力换算的精度更高;中、小跨径混凝土斜拉桥应用斜拉索两端固结直梁理论进行实测索力换算的精度更高;当索长在90~100m范围以上时均应对计算索长进行修正后再计算索力。     

斜拉桥索力测量的可靠度研究

从概率分析的角度探讨频率法测量索力的精度.综合运用响应面-蒙特卡罗法,以及索力-频率对应关系的有限元及样条拟合方法,形成一种计算量少、计算精度高的频率法测量索力可靠度分析方法.该法可以考虑索结构参数和索实测频率变异性对频率法测量精度的影响.采用该法对广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥各施工阶段的索力测量进行可靠度分析,获得理想的结果,检验了方法的正确性与实用性,同时也为该桥索力测量提供概率意义下的精度信息.     

刚性短索索力的实用测试方法研究

针对现有测试索力的仪器不能真实地反映短索索力T与频率f之间关系的问题,考虑了拉索的刚度和两端固结的影响,直接用Matlab拟合出索力T与一阶频率f1的对应关系。为了能在实际工程中使用现有仪器来准确地测量短索索力,通过用Matlab回归分析,拟合出在一阶频率下的弦振动等效索长。在与现场实测数据比较后表明：拟合公式具有较高的精度。     

斜拉桥的索力测试

本文对采用频率法测定斜拉桥索力时的若干问题诸如索的刚度、垂度、边界条件以及加装减振器因素对索力测试精度的影响进行了比较详尽的分析。结果表明，只要斜拉索的计算长度合理确定、则根据所测频率基于弦振动原理所获的索力在一般情况下均具有相当的精度，可以满意斜拉桥施工控制的需要。     

千米级斜拉桥空间非线性两阶段索力优化

针对斜拉桥的施工控制技术问题,提出了斜拉桥两阶段索力优化的方法,采用一阶最优化计算方法来确定某千米级斜拉桥在施工状态和成桥状态下的合理索力。首先将斜拉桥成桥后的线形和梁塔的最小弯曲应变能设为目标函数,通过对目标函数的最优化处理,求出各施工阶段的斜拉索索力和主梁的预转折角,用空间非线性有限元法模拟钢箱梁的悬臂拼装过程;成桥后,将斜拉桥梁塔的最大和最小弯矩设为目标函数,求出斜拉索索力的合理调整值。计算结果表明:该方法是可行的,结果也是合理的。     

斜拉桥索力的测试方法

本文主要介绍用频率测试斜拉桥索力通常情况符合精度要求，可满足运营期间监测斜拉桥索力的需要，并在此基础指出了采用常用的直接频差法判断斜拉桥索基频的不足，提出了一种准确判定基频的新方法，经实测表明这种方法我论在理论上还是在测量精度上都优于前者。     

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...     

考虑振动装置影响的斜拉桥拉索索力评估方法研究

针对斜拉桥在运营过程中的实际索力标定问题,本文在原有的频谱法测试索力原理的基础上,通过考虑拉索减振器的位置,引入修正的等效索长,建立考虑减振器位置的斜拉桥索力测试方法。该方法既能满足索力测试过程中通过采集拉索振动基频便捷性,同时又能考虑拉索减振器布置带来的偏差影响,因此具有很好的理论意义和工程使用价值。最后,通过三水大桥的斜拉索实际索力测试,说明本文提出方法的适用性和工程实用价值。     

斜拉桥索力优化理论研究

斜拉桥的索力优化可分为成桥索力的优化和施工索力的优化。而根据所要研究对象所处的不同状态,两者又可细分成不同的类型,不同类型的索力优化有各自的特点,运用的思路和方法也有差别。本文简要介绍各种类型索力优化的特点和方法。     

斜拉桥成桥索力优化方法研究综述

为了深化对斜拉桥成桥索力优化问题的认识，系统回顾斜拉桥成桥索力优化方法的研究进展与代表性研究成果；在将斜拉桥成桥索力优化方法分为指定结构状态的优化方法、弯曲能量（弯矩）最小法、数学优化方法、影响矩阵法、分步优化方法的基础上，根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则阐述各类方法的求解思路与优化过程，并总结各类方法的特点、适用范围以及局限性；探讨斜拉桥成桥索力优化领域的未来发展趋势。研究结果表明：指定结构状态的优化方法其优化目标明确，力学概念清晰，计算方便，但无法兼顾主梁和桥塔的受力和变形，很难获得全局合理的结果，目前仅用于初定斜拉桥成桥状态；弯曲能量最小法的目标函数综合考虑了主梁和桥塔的受力与变形，体现了索力优化的本质特征，能够获得较为合理的优化结果，但在不添加任何约束条件时所得结果仍需进行后续调整，目前也多用于初定斜拉桥成桥状态；数学优化方法可根据不同类型斜拉桥的结构特点选择目标函数、约束条件与优化算法，所得结果也可兼顾斜拉桥各个构件的受力和变形，适用性较强，智能优化算法因其较好的全局收敛性、通用性和便于并行处理等特点，使得其在斜拉桥成桥索力优化乃至结构优化设计领域中的应用越来越广泛；影响矩阵是建立索力与目标函数关系的纽带，是一种综合的索力优化工具，但它需要在明确优化目标与约束条件的前提下求解；分步优化方法融合了多种优化方法的优势，可根据不同类型斜拉桥的受力和变形要求，分步骤选择不同方法全面优化斜拉桥的成桥索力；为适应斜拉桥大跨径化、主梁纤细化以及结构体系多样化的发展趋势，探索针对性或普适性更强的成桥索力优化方法、斜拉桥成桥状态与施工状态耦合优化、将更多优秀的智能优化算法应用于斜拉桥索力优化以及将数学优化算法与有限元程序进行嵌入式融合等问题均是该领域未来的发展方向。     

天津永和斜拉桥换索后的索力调整

结合天津永和斜拉桥的换索与调索实践,在分析换索后全桥结构性能变化的基础上,阐述索力调整的目标、原则,利用平面杆系有限元程序和影响矩阵法基本原理,采用试算法确定出索力调整方案,分析索力调整的效果。调索过程中的监测结果表明,索力调整后,全桥索力接近目标值,索力分布趋于均匀,桥面线形、塔位均得到明显的改善,调索并未引起主梁混凝土产生过大的拉应力,试算法是一种实用性较强的可行方法。调索方案的优选应考虑尽量避免使运营多年的老桥结构受力状态发生突变,以保证调索过程中结构的安全。天津永和斜拉桥的调索实践为今后PC斜拉桥的调索工程提供了较为重要的参考。     

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。     

基于斜拉索张力测定的斜拉桥健康诊断

应用试验校正的高精度三维有限元模型,对斜拉桥主梁结构损伤位置识别的斜拉索张力指标进行了研究。模拟12种可能的损伤情况,研究了基于斜拉索局部模态基频构造索张力指标的方法,索张力指标对各损伤情况下损伤位置的识别效果和对损伤程度的敏感性。结果表明,用斜拉索局部模态基频所构造的张力指标对不同的损伤程度呈现较好的稳定性和灵敏性,对模拟的12种损伤情况的正确识别率可达75%。该方法的突出优点是只需测量斜拉索局部振动模态的基频,就能获得较好的损伤识别效果,比其他面向损伤检测的测量容易得多。该方法可十分方便地推广应用于悬索桥加劲梁结构的损伤定位,具有较高的实用价值。     

在役斜拉桥索力测试研究

该文以某在役斜拉桥为对象,通过对该斜拉索索力测试结果和理论计算结果的对比分析,推定该桥多年运营后斜拉索中留存的索力情况,判定是否要对该桥的斜拉索进行索力调整,以确保桥梁运营安全。     

确定复杂斜拉桥合理成桥索力的实用方法

针对复杂拉索景观斜拉桥调索困难的难题,以某座空间扭曲桥塔斜拉桥为例,提出一种实用的索力优化方法。该方法可实现直观、可调的多目标索力优化,不受程序限制,快速进行合理索力的确定;亦可实现设计人员的主观可控性,帮助设计人员在调索的同时,快速掌握结构的关联特性。     

斜拉桥施工中斜拉索长度计算和导管安装角度修正方法

以长寿长江公路大桥——460 m PC斜拉桥为例,分析施工中索塔和主梁变形对斜拉索索长的影响,推导斜拉索长度和安装角度的计算公式,使斜拉索下料长度计算和导管安装角度修正方法在该桥中得到成功应用。