缆索吊主索设计和简化算法研究

常规采用抛物线理论或悬链线理论计算缆索较为复杂,特别是多段曲线的手工计算难以实现。通过研究吊重在索上的轨迹线来推导索力方程,将缆索的设计转变为椭圆参数的确定,同时通过算例衍生出缆索吊的两种设计和计算思路。将吊重下的垂度作为椭圆短轴,缆索长度采用计算理论值扣减弹性伸长值,这样的设计和计算较为简便,施工中通过索长的精确控制来达到设计意图。该方法对缆索吊的设计计算有一定的借鉴意义,可在工程中进行应用。     

山区悬索桥缆索吊设计与安拆技术应用

为解决山区悬索桥加劲梁吊装的难题，设计采用跨度布置为130 m+550 m+210 m的缆索吊施工工艺。缆索吊的索鞍通过加高支架固定在索塔横梁上，主索锚固于两岸锚碇，加劲梁从一岸引桥桥面近索塔处起吊。缆索吊装系统设置两组索道，两点吊，满足加劲梁吊重110 t设计。通过系统地介绍山区悬索桥缆索吊设计与安拆技术应用，为同类型项目提供借鉴与参考。     

大跨度钢管混凝土拱桥安装线形控制方法研究

为解决大跨度钢管混凝土拱桥钢管拱架设过程中存在的索力偏差大、线形调整难、索力与标高不匹配等问题,提出"宁高勿低、宁静勿动"的线形控制原则和一种新的扣索索力计算方法。以某主跨360m铁路钢管混凝土提篮拱桥为例,对比新方法的计算索力与实际张拉索力的差异,研究各节段在架设过程中的线形变化及预抬高对节间焊缝宽度的影响。研究结果及实际工程表明,该线形控制原则和索力计算方法具有较高的索力计算精度,能够保证节段重量由缆索吊承载向扣索受力的顺利转换,满足成拱线形光滑的要求,且可实现扣索一次性张拉达到线形控制目的。     

大跨径桥梁缆索吊系统质量控制方法研究

为解决大跨径桥梁缆索吊系统关键部位质量控制项目偏少、缺失等问题,依托云南龙江特大桥缆索吊系统施工工程,通过具体质量控制方法计算结果的对比分析,对大跨径桥梁缆索吊系统质量控制方法进行探讨和研究。结果表明:在特定施工工况条件和外力状态下,缆索吊系统各关键部位应力、张力及安全系数等质量控制指标实测值与理论计算值基本一致,主要部位安装位置准确,均在容许值或允许偏差范围内。该方法计算结果稳定可靠,能够满足工程设计及规范要求,并经工程验证具有较高的可行性。     

基于索梁组合结构的悬索桥锚跨段索力修正算法

在悬索桥锚跨段索力测试中,传统的振弦法将锚跨段索振动看作为理想弦振动,忽略了锚跨段拉杆的抗弯刚度,带来了较大的索力测量计算结果误差。为了求解更加精确的锚跨段索力值,保证悬索桥主缆索力监控的精确性、成桥阶段主缆线型的准确性和吊索索力的均匀分布,通过分析索梁组合结构模型,建立了锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合力学模型,运用主缆振动频率的索力计算方法,运用Hamilton变分原理推导提出悬索桥锚跨段,锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合结构的索力修正算法。分析了锚跨拉杆与索连接处的边界条件问题,保持索梁连接处为铰接状态,不改变边界条件的物理属性。基于Mathematica数学计算软件上,设计求解程序并求解索梁组合结构振动矩阵方程,得出对应索梁组合结构频率的索力值的数值解。通过对比分析数据理论计算、有限元分析软件及恩施水布垭清江特大悬索桥实际工程实例测量结果,来验证考虑悬索桥锚跨段拉杆的抗弯刚度修正算法的合理性。研究结果表明:相对于传统的索力测试简化算法,运用索梁组合结构推导的锚跨段索力计算公式,可以更准确地表达索力、锚跨拉杆抗弯刚度和索力基频之间的关系,进而减小因为拉杆抗弯刚度所带来的索力计算结果的误差,得到更加符合实际主缆张拉状态的索力值。     

带减振架的吊索索力测试研究

对频率法在悬索桥吊索索力测试中的应用进行了研究，建立了带减振架的吊索索力精确计算模型及相应计算公式。通过对比减振架拆除前后吊索索股频率的变化规律，确定了索力简化计算方法，并应用于实际工程，具有很高的推广价值。     

钢筋混凝土桩式地锚构造及计算理论

对缆索吊装架桥设备中的地锚的受力，施工等方面进行了分析，针对吊重较大，索力倾角偏大，在一定的土体地质条件下，提出桩式钢筋混凝土地锚的结构形式及设计计算方法。     

无背索竖举式斜拉桥拉索索力敏感性分析

以长沙市洪山大桥为工程背景,对洪山桥换索或断索进行了理论计算分析。采用频率法弦振理论简化计算索力的公式对洪山桥斜拉索在挂索期间的索力进行了测试和计算,根据测试及计算结果详细地分析了无背索竖琴式斜拉桥索力的变异性和敏感性。     

世界最大跨径缆索吊安装与拆除技术

缆索吊装法起源于拱桥,但近年来开始广泛应用于斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁,且跨度和吊重逐渐增加,如何保证超大跨度超大吊重缆索吊的安全快速化施工,成为一大难点。文章依托金安金沙江大桥对世界最大跨径缆索吊的安拆进行研究,总结归纳了缆索吊装配化施工,包括集中独立牵引系统、装配式跑车和支索器的设计技术,先架设主索后安装跑车及支索器、利用猫道横向通道架设缆索吊超长主索、采用滑车组调整并联主索垂度及缆索吊快速拆除等成套技术,以满足山区特大跨径悬索桥缆索吊机的安拆需求。     

无背索竖琴式斜拉桥拉索索力敏感性分析

以长沙市洪山大桥为工程背景,对洪山桥换索或断索进行了理论计算分析.采用频率法弦振理论简化计算索力的公式对洪山桥斜拉索在挂索期间的索力进行了测试和计算,根据测试及计算结果详细地分析了无背索竖琴式斜拉桥索力的变异性和敏感性.     

轨索滑移法节段足尺模型试验研究

为检验轨索滑移法(一种新的悬索桥加劲梁架设方法)运梁系统的可行性、合理性与可靠性,以矮寨大桥为背景,进行节段足尺模型试验.试验模型选取单侧主缆、6个梁段的节间,模拟5对吊索和吊鞍.通过测试运梁车走行状态、轨索变形、轨索力及吊索力,并与有限元计算结果进行对比,得出以下结论:轨索运梁系统运行平稳,未出现左右摇晃和脱轨现象,运梁系统安全可靠;实测结果与理论计算结果一致表明轨索变形和关键结构受力满足设计要求;选用的轨索、吊鞍及运梁车间的相关参数合理;设计的轨索力大小和安全系数基本合理;增大初始轨索力可使运梁车的通行性得到一定改善.     

支架现浇系杆拱桥张拉索力调整计算

采用支架现浇施工的系杆拱桥,主梁落架后结构的边界约束易于模拟计算,该阶段下利于吊杆索力的调整计算。以主梁落架后实测索力为吊杆初始索力,该阶段下设计理论索力值为吊杆调整索力,采用影响矩阵计算方法,考虑张拉过程中主梁及主拱圈应力、位移的约束条件,同时兼顾实际张拉施工张拉次数及张拉顺序的要求,完成了南昌云飞路大桥吊杆张拉索力的调整计算。张拉完成后实测结果表明:采用该方法对吊杆索力调整张拉后,原索力偏差较大、全桥索力分布不均等情况大为改善,验证了该方法在实际工程中的有效性。同时,该方法可推广至其他索吊结构的索力调整计算中。     

宽幅牵索挂篮中间索力确定的简化方法

根据宽幅牵索式挂篮和混凝土主梁的受力情况,提出一种简化方法,快速确定牵索挂篮施工过程的中间索力。即先分析牵索挂篮在张拉阶段和浇筑阶段的受力特点;以张拉阶段的挂篮中吊点反力和应力为限值条件,初步确定一、二张索力;将拟定的中间索力代入正装计算,得出浇筑阶段的索力值和主梁施工过程的应力值;验算牵索挂篮在浇筑阶段的受力情况和主梁的应力状况,并结合实际工程项目,以一座在建斜拉桥(均安水道特大桥)为算例,用上述的简化方法确定中间索力;所求出的中间索力可以满足挂篮和主梁的受力要求,表明了该方法的简单、合理。     

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。     

山区峡谷桥梁缆索吊装施工设计研究

在山区进行大跨径桥梁建设过程中,由于地质条件复杂,施工环境恶劣,现有的起吊设备难以满足山区峡谷桥梁建设要求。因此,常用于垂直高度较大的垂直吊装和架空纵向运输的大跨、大吊重的缆索吊机将在山区大跨径桥梁建设中发挥重要作用。本文叙述了缆索吊装施工技术发展现状,并以某二级公路工程大桥为例,通过对缆索吊相关参数进行计算,分析了吊装设备的配置要求,确保了缆索吊的成功运用,为其施工安全可靠进行提供理论依据,同时可为今后的缆索吊设计施工提供参考,具有较大的推广意义和实用价值。     

梁拱组合桥吊杆成桥初始索力的简化计算方法

在梁拱组合桥的设计中,确定恒载作用下吊杆成桥初始索力是一项重要工作。该文先对确定吊杆成桥初始索力的常用方法进行了总结,基于内力平衡迭代思想提出了梁拱组合桥吊杆成桥初始索力的简化计算方法。最后以广东省韶关市一座三跨连续"梁-拱"组合桥为例,采用该方法计算了吊杆的成桥初始索力,并与其他方法的计算结果进行对比分析。结果表明该方法正确、实用,可为梁拱组合桥的设计计算提供参考。     

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。     

山区千米级钢箱梁悬索桥大吨位缆索吊设计要点研究

以云南龙江特大桥为例,阐述了山区千米级跨径大吨位缆索吊设计重难点,并针对性提出了优化设计原则。提出缆索吊安全系数系统性设计原则,处于同一静定受力体系的构件组成一个系统,将缆索吊分为承重系统和起重承重系统进行安全系数统一设计,解决了个别构件安全系数设计不足或浪费的问题。对比各类索力、挠度检测仪器,提出了具备可行性的千米级大吨位缆索吊监控预警方案。     

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。     

ANSYS在钢管混凝土系杆拱桥施工控制中的应用

该文结合工程实例,应用ANSYS通用有限元程序针对拱桥施工过程中的关键工序进行分析计算,分别建立了三角区军用梁支架、钢管拱肋吊装、微膨胀混凝土泵送、中横梁吊装和中横梁吊模现浇模型,模拟了全桥施工过程进行施工控制,研究了拱座局部应力、端横梁加固措施及吊杆索力优化方法。根据分析结果指导施工,现场监测数据表明,计算值与实测值相符。