拉索的悬链线解答在斜拉桥调索中的应用

基于作者建立的无弹性悬链线解答,推导了拉索的无应力索原长计算公式,以及索原长与索力之间的增量关系式。算例表明,本文建立的索原长计算式是正确的;索原长与索力之间的增量关系式可应用于大跨度斜拉桥的调索计算,与常用的Ernst弹性模量修正法具有相近的精度。算例还表明,在进行调索计算时,割线模量法具有很高的精度,且公式简单,建议优先采用。     

无应力索长控制法在斜拉桥调索中的应用

针对斜拉桥施工过程中出现结构体系不明确(如索张拉时结构中存在支架等)和索力控制偏差及结构计算本身就设置了调索阶段3种在运营之前需要调索的情况,介绍了以无应力长度为基础通过控制调索时张拉端拔出量来调整索力的方法,并对该方法的理论基础、实际操作要求及特点进行了说明。     

斜拉桥斜拉索安装牵引方法研究

为解决斜拉桥建设及斜拉索更换时斜拉索牵引的技术难题,研究了斜拉桥斜拉索安装牵引方法.基于斜拉索无应力索长的计算,提出了斜拉索安装各牵引工况下牵引力的实用计算方法,给出斜拉索安装时的设备选择方法,将该方法成功应用于东南亚某跨海双塔双索面斜拉桥安装工程,取得了较好的安装效果.     

斜拉桥拉索静力计算

提出了斜拉桥拉索弹性线方程的精确解及有关参数的解析表达式，同时又提出了根据斜拉索受力特点得出的简单而又有同等精度的拉索两端有关参数计算方法。最后讨论有关拉索下料长度和导管安装角等问题。     

大跨度斜拉桥分析软件的几个关键问题研究

提出了大跨度斜拉桥分析软件的总体架构,并着重阐述了分析软件研发中的几个关键问题.采用薄壁剪力流计算原理分析复杂薄壁箱梁截面的扭转常数;采用悬链线理论推导长索的初始预张力水平;综合考虑斜拉索垂度效应、梁柱效应和大位移效应,实现大跨钢斜拉桥施工过程线形控制.该计算理论和软件架构是大跨度斜拉桥分析软件-BINAS的设计依据,苏通大桥的计算实例表明了此方法的精确性和可靠性.     

斜拉桥合龙后索力最优调整的实现

斜拉桥合龙后，实际的索力与设计目标值存在一定差别，需要进行索力调整。介绍了一种根据斜拉索最优张拉拔出量来调整索力的方法，既能实现索力最优调整，又方便施工。     

斜拉桥施工阶段二次调索计算方法

为保证施工阶段的结构安全,一些斜拉桥的施工需要进行2次分步张拉斜拉索,而由于二次调索控制目标不同,需要采用不同的调索计算方法。针对施工期间存在2种阶段控制目标的斜拉桥,以主梁脱离支架和内力分布合理作为控制目标,采用以梁塔拉压及弯曲应变能最小为约束条件的最小能量法进行初张力优化计算,以设计成桥索力作为控制目标,采用差值法进行正装迭代计算确定第2次张拉索力,并结合工程实例,利用有限元法实现了二次张拉索力计算。2种方法组合使用所确定的施工张拉索力能够满足施工控制要求,最终成桥状态亦达到设计要求。     

超大跨度斜拉桥几何非线性精细化分析

基于几何非线性分析的CR列式全量法,采用悬链线索单元模拟斜拉索,分析主跨为1 088 m的苏通大桥施工过程几何非线性影响。研究结果表明:该方法具有很高的精度和效率;经典的几何非线性分析方法引起的恒载应力相对误差在10%以内,主梁成桥标高相差超过0.5 m;对于张拉工况,经典方法增加荷载步数并不能提高其计算精度。建议超大跨度斜拉桥施工控制时采用精细化的分析方法。     

基于悬链线形的斜拉桥极限跨径

该文通过建立斜拉索的平衡微分方程,将沿索长分布的均布荷载转化为沿跨度分布的等效均布荷载,并对方程进行求解,得到斜拉索的悬链线形方程。该方程可用于较精确地计算斜拉索性能。基于该方程,研究了斜拉桥的极限跨径。研究结果表明,斜拉桥的极限跨径与塔高有关,在可接受的塔高范围内,斜拉桥的极限跨径为3 000 m左右,若采用CFRP拉索可提高到6 000 m左右。     

斜拉索相对拔出量控制二张索力技术研究

为能及时张拉且准确控制斜拉桥主梁悬臂拼装过程中斜拉索的二张索力,以某混合式结合梁斜拉桥为背景,推导斜拉索相对拔出量与对应索力增量的计算公式,采用有限元法分析了主梁悬臂拼装阶段桥塔偏位、主梁悬臂端位移以及对应索力三者之间的关系,并根据桥塔偏位、主梁悬臂端位移具有相对独立性的关系对相对拔出量公式进行了简化。实践表明,采用相对拔出量简化公式控制斜拉索的二张索力,有效地克服了温度对斜拉索二张索力的影响,实测值与理论值较吻合;张拉时间不受限制,节省了工期。     

斜拉桥无应力索长实用迭代算法

通过选取合理的斜拉索参数,分析了基于抛物线理论、非弹性悬链线理论和弹性悬链线理论计算无应力索长的精确度;同时给出了基于牛顿迭代法求解弹性悬链线理论非线性方程组的详细步骤,得到了较高精度的无应力索长。该方法操作简单,计算精度高,能为设计人员计算精确拉索参数提供有效便捷的手段。     

斜拉索无应力长度计算

对比分析了基于抛物线、悬链线理论的五种斜拉索无应力长度的计算方法,用两座有代表性的实桥算例分析了各种斜拉索无应力长度解的精度。根据计算结果给出了斜拉索无应力长度的计算建议。     

斜拉桥拉索无应力长度的算法研究

推导了用悬链线理论与抛物线理论计算斜拉桥拉索无应力长度的公式 ,以南京长江第二大桥南汊斜拉桥为例 ,分析了用悬链线与抛物线理论计算拉索无应力长度的差别。通过比较 ,认为对大跨度斜拉桥 ,用抛物线理论计算拉索无应力长度 ,完全可以满足精度要求     

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。     

基于两次等效索长的斜拉桥索力测量

采用频率法测量索力,索长的取值和频率的测量精度决定了索力的测量结果,频率的测量较为方便且精度可以满足工程要求,索长的确定成为该法测量索力的关键;由于阻尼器等因素的影响,使得索长的取值难以确定,从而致使用频率法测量的索力结果误差较大;在对斜拉索施工张拉过程及阻尼器安装前后索力测量数据分析的基础上,提出两次等效索长的概念,...     

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。     

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。     

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。     

预应力混凝土斜拉桥调索设计新方法

综合分析了当前各主要调索方法的流程及利弊后,指出了分阶段施工的悬臂浇筑预应力混凝土斜拉桥内力状态无法逼近一次合理成桥状态,进而提出预应力混凝土悬臂浇筑斜拉桥可不进行合理成桥状态分析,直接考虑施工阶段进行正装调索设计的新理念。