无应力状态控制法在斜拉桥并行作业中的应用

现代大跨度斜拉桥施工工序繁多、体系转换复杂,在其施工控制中若以索力为控制依据,因施工临时荷载变动、温度变化、混凝土收缩徐变的影响,难以实现多工序并行作业。为此,无应力状态控制法利用相对稳定的无应力索长作为控制量,可避免桥面荷载和其它索力调整对目标索索力的影响,为并行作业提供了条件。基于结构力学的力法方程,分别采用索力控制和索长控制2个过程,分析了荷载移动和调索顺序对结构内力、位移的影响,在理论上论证了该方法应用于并行作业的正确性;并通过实例计算,证明了该方法的可行性与优越性。     

斜塔有背索斜拉桥结构参数敏感性分析

为提高斜塔有背索斜拉桥的施工控制精度,以阿勒泰市红墩路跨河桥为工程背景,采用有限元计算程序MIDAS Civil建立三维空间有限元模型,利用仿真分析方法对各设计参数的敏感性进行研究,分析了温度变化、结构自重、施工索力、主梁刚度等参数在成桥阶段对桥梁内力、线形及索力的影响规律.计算结果表明:温度变化对成桥索力影响较大;温度变化、施工索力误差对主梁线形、内力以及桥塔位移影响较大;结构自重对成桥状态有一定影响.通过修正主要设计参数,忽略次要设计参数,对红墩路跨河桥进行施工监控,所得成桥线形状况良好,误差在允许范围内.     

独塔混合梁斜拉桥施工控制中的参数敏感性分析

为研究施工过程中混合梁斜拉桥结构与荷载参数的变化对成桥状态的影响,以跨径为(32+50+93+260+38)m的岳口汉江特大桥为工程背景,采用MIDAS Civil有限元分析软件对其进行参数敏感性分析,研究主梁自重、斜拉索弹性模量、施工荷载、初张拉力、温度的变化对主梁线形、应力和索力的影响。结果表明:钢箱梁自重、施工荷载、斜拉索初张拉力、局部温差对成桥状态的影响较大,为敏感性参数;主梁应力的敏感参数为斜拉索初张拉力,主梁变形的敏感参数为钢箱梁自重、施工荷载、斜拉索初张拉力和局部温差,参数的变化对成桥索力影响相对较小;中跨钢箱梁的截面应力和线形变化远大于边跨混凝土,主梁下缘应力相比于上缘应力对参数变化更加敏感。     

混凝土斜拉桥施工控制中的温度效应研究

通过建立仙桃汉江公路大桥有限元模型,模拟均匀升温及局部温差荷载,研究温度场对混凝土斜拉桥应力、位移和索力的影响。通过在实桥典型断面埋设测温元件,实测主塔和主梁位移随温度变化的规律,并根据实测数据拟合出适合于本桥主梁温度梯度计算的公式,以修正有限元模型中的参数,有效减小温度效应对施工精度的影响。     

钢管混凝土桁式组合拱桥施工过程主拱圈变形的影响因素分析

天子山大桥是世界上第一座钢管混凝土桁式组合拱桥,且主拱圈采用两端分段悬拼至跨中合龙的施工方法。该文在该桥1∶20的试验模型上,分5段对主拱圈施工过程进行了模拟。通过对试验结果的线性回归分析,得到了施工过程中斜拉索力和其他荷载对主拱圈变形的影响规律。     

中央索面斜拉桥主塔施工过程变形监测方法研究

长期以来,斜拉桥施工控制主要集中在主梁的分析监测上,监控以主梁挠度为主,索力为辅,忽略了主塔变形的控制,对于主塔在悬臂施工和运营期间的受力与变形规律缺乏理论分析结果和监测资料。研究表明,对于中小跨径的斜拉桥,主塔刚度的贡献不容忽视,主塔变形在施工控制中也需要得到足够的重视。本研究基于GNSS技术对斜拉桥施工过程中主塔变形进行了实时监测,分析了温度和施工荷载对其变形的影响,并比较了理论分析结果和现场实测结果。     

混凝土拱桥悬臂浇筑施工温度效应影响研究

在采用超长扣锚索的大跨度混凝土拱桥悬臂施工中,环境温度作用容易引起扣锚索长度的显著变化。为了评估温度荷载对扣塔偏位和拱圈应力的影响,该文以贵州沙坨特大桥为依托建立施工阶段有限元模型,对不同扣锚索长度及扣塔高度的参数工况进行计算分析,研究温度荷载对扣塔偏位及拱肋高程的影响规律。结果表明:温度变化对拱肋高程影响不大,而对扣塔偏位会产生较大影响;当扣锚索长度相差较大时,温度荷载的影响会显著增加;在靠近拱脚处的扣索张拉时,随着扣塔高度增加,温度荷载引起的扣塔偏位增大,而在靠近拱顶处节段施工时结果相反。     

寒区独塔斜拉桥支架施工控制过程仿真分析

斜拉桥施工中关键点之一就是通过索力调整来实现理想的几何线形和合理的内力状态。该文以安邦河斜拉桥为研究对象,针对其结构特点和施工方法,进行了施工控制过程仿真分析。通过确定各阶段索力,控制施工过程中结构受力及主梁线形,并考虑温度变化产生的影响,为该桥的施工控制提供依据。     

叠合梁施工工艺调整对斜拉桥施工索力的影响

该文以钢-混凝土叠合梁斜拉桥施工工艺调整为背景,分析单节段循环浇筑湿接缝和滞后一个节段进行湿接缝浇筑对于施工监控的影响,包括对钢梁恒载切线累计位移、制造线形、成桥索力影响等;以施工工艺调整前所确定的钢梁制造线形和成桥索力为目标,允许施工索力在一定区间变化,基于线性规划方法进行了施工索力调整计算。研究结果表明:①叠合工艺调整影响了叠合梁刚度形成过程,如果工艺调整后不进行施工索力调整,则控制点切线累计位移偏差显著,对实例桥梁而言最大达到2.2 m;②如果限定施工索力只在较小的区间变化,则施工索力难以适应原制造线形和成桥索力;如果放松施工索力调整区间,则可以较好地适应;③采用线性规划的方法进行施工索力调整计算,可以较好地兼顾控制点切线累计位移和拉索成桥索力等优化目标。     

崖门大桥施工过程中温度影响的分析、实测与补偿

通过对崖门大桥施工过程温度效应的理论分析与现场实例，揭示了大桥在不同施工阶段下的温度影响规律，从而为补偿温度效应、准确给定立模标高以及寻找合理的标高、索力测量时间提供了科学的依据。有关成果对于在同类型大跨度混凝土斜拉桥施工过程中把握温度影响规律、有效消除温度效应有一定的参考价值。     

基于索力和振动特性监测的多跨空间异型刚梁柔拱组合桥梁安全韧性分析

对多跨空间异型刚梁柔拱组合体系无推力拱桥进行有限元建模分析,基于振动法对吊杆索力进行检测,通过理论索力与实测索力的对比,分析该类复杂结构桥梁索力的受力规律。同时,基于历年桥梁索力检测结果,研究索力随外部荷载改变时的变化特征,对桥梁索力在长期运营状态下的健康状态进行安全韧性分析。通过测试桥梁的自振特性,分析桥梁结构整体性能,为评价桥梁工作状况提供依据。     

大跨度混合梁斜拉桥施工过程温度影响分析

为实现对钢箱梁精匹配时温度效应的精准分析和实时修正,尝试在BDCMS程序中简化钢箱梁竖向温度梯度分布,加快了数据采集和程序计算的速度.以嘉鱼长江公路大桥为例,对该桥24 h施工监控温度观测数据进行分析,验证了该算法的合理性和准确性,并分析了误差原因.结果 表明:BDCMS分析钢箱梁精匹配温度影响时,计算准确且速度快,可用于现场修正,提高施工监控效率;温度沿梁长变化对于斜拉桥钢箱梁精匹配时标高索力影响很小,可以忽略不计.     

三主桁三索面斜拉桥索力横向分配计算简化

利用势能极小值原理推导简化的三主桁三索面结构在对称荷载作用下的索力表达式,将其计算结果与有限元计算结果进行对比,阐述其横向受力原理,总结三主桁三索面斜拉桥在对称荷载作用下索力的横向分配规律.分析结果表明,三主桁三索面斜拉桥边索、中索索力不是简单的3倍或者2倍左右的关系,其差异随拉索刚度、主梁横向联接体系刚度、节点刚度等因素变化.     

大跨度混合梁斜拉桥施工过程温度影响分析

为实现对钢箱梁精匹配时温度效应的精准分析和实时修正,尝试在BDCMS程序中简化钢箱梁竖向温度梯度分布,加快了数据采集和程序计算的速度.以嘉鱼长江公路大桥为例,对该桥24 h施工监控温度观测数据进行分析,验证了该算法的合理性和准确性,并分析了误差原因.结果 表明:BDCMS分析钢箱梁精匹配温度影响时,计算准确且速度快,可用于现场修正,提高施工监控效率;温度沿梁长变化对于斜拉桥钢箱梁精匹配时标高索力影响很小,可以忽略不计.     

塔梁固结体系斜拉桥索力温度效应分析与研究

对于大跨桥梁，尤其是缆索体系桥梁，温度作用造成的结构线形、索力和应力应变的变化显著，需要重视温度对结构自身的影响。以某塔梁固结体系斜拉桥为例，基于大桥温度和斜拉索索力监测数据，研究了温度对此类体系斜拉桥斜拉索索力的影响。通过温度变化和代表性斜拉索的索力的相关性分析，发现中跨代表性的3根索的索力均与温度变化呈负相关性。对比温度引起的实测索力变化与有限元计算结果，发现监测索力和有限元的计算结果趋势相同，表现为短索受温度的影响较大，中长索、长索受温度的影响相对较小。     

重庆忠县长江大桥斜拉桥施工控制计算

采用倒拆与正装迭代相结合的计算方法确定了忠县长江大桥斜拉桥施工阶段索力,并进行了全桥施工过程仿真计算.针对施工中最大双悬臂状态,进行了稳定性分析.同时对成桥状态进行了参数分析和施工过程温度效应分析.     

大跨径上承式砼拱桥扣索索力计算与优化

以牛路河特大桥缆索吊装施工为依托,采用力矩平衡法、零位移法及弹性-刚性支承法计算扣索索力,并对计算结果进行施工仿真分析,结果表明弹性-刚性支撑法计算的索力更合理、更贴近实际施工过程,但局部阶段主拱圈截面拉应力超限;采用基于MIDAS/Civil中未知荷载系数的影响矩阵法进行索力优化计算,结果表明以优化分析法计算索力进行吊装,松索成拱后的线形与目标线形最接近且拉、压应力相对均匀,均在施工控制范围内。     

曲塔混合梁斜拉桥施工控制仿真分析

介绍了曲塔混合梁斜拉桥的结构形式、施工仿真分析方法和相应的计算内容.为保证施工过程中结构的安全以及成桥后的线形要求,针对其结构特点和施工方法,考虑了温度、收缩徐变以及各种施工荷载,进行了施工过程的仿真分析.给出了施工控制所需要的各种指标,如成桥阶段主梁和索塔的应力和位移以及斜拉索的索力.仿真分析结果表明,斜拉桥主梁和索塔在施工过程中的应力均能满足规范要求.     

斜拉桥施工中多工序并行作业技术

分阶段施工实际上是斜拉桥结构体系与作用于结构上的荷载不断变化的过程.施工工序的变化引起荷载的变化,结构上荷载的变化改变着斜拉索的索力,斜拉索的主动调索表面上是改变着斜拉索的索力,而本质上是改变了斜拉索的无应力长度.按照无应力状态控制法最终结构的内力和线形与施工过程无关的基本原理,可以实现斜拉桥施工中斜拉索调索与其他工序同步并行作业.     

大跨度预应力混凝土斜拉桥温度效应研究

大跨度预应力混凝土斜拉桥在施工过程和成桥状态温度效应明显,而温度效应与温度荷载取值直接相关,该文以主跨438m的双塔预应力混凝土斜拉桥为例,对成桥状态下主梁梯度分布和线性分布的温度效应进行了比较分析,同时对施工过程中主梁的温度应力进行了计算,结果表明:线性分布与梯度分布温度荷载的主梁内力与应力效应有一定的差别,偏保守考虑应按线性分布计算;施工过程中,在设计温度荷载作用下,主梁有可能产生达到1.6MPa的拉应力,因此在由合理成桥状态求解合理施工状态时也宜考虑温度影响。