拉压杆模型在混凝土斜拉桥索塔锚固区 分析中的应用

该文将拉压杆模型应用到符合桥梁D区特点的斜拉桥索塔锚固区分析中,简化了索塔锚固区的预应力钢束的设计,采用该方法能够快速计算出锚固区的预应力钢束,为后续混凝土斜拉桥的类似设计提供了参考。     

预应力粗钢筋在斜拉索锚固中的应用

斜拉索的拉索锚固是将一个拉索的局部集中力安全、均匀地传递到塔柱的重要受力构造,本文通过龙江路大桥索塔锚固区的设计,介绍了预应力粗钢筋在斜拉索锚固中的应用。结果表明,采用预应力粗钢筋作为斜拉索锚固的方式具有锚固可靠、操作简便、耐久性好的特点。     

某大跨异型独塔斜拉桥关键节点空间应力分析

某异型独塔斜拉桥主跨225m,设计中塔梁固结段和后锚点为关键构造节点。为确保关键节点结构设计的安全可靠,采用有限元方法建立空间板壳元模型,分析受力异常复杂的塔梁固结段和后锚点区域空间应力分布情况。分析结果表明：塔梁固结段总体满足受力要求,但局部应力集中现象比较严重,设计中应引起重视;后锚点结构整体应力水平不高,局部构造设计安全合理。     

斜拉桥索塔锚固区节段模型有限元分析

斜拉桥索塔常采用小半径的U型预应力筋抵抗斜拉索产生的荷载[1]。文章建立了索塔锚固区节段的有限元模型,模拟U形预应力筋在结构中的作用。按照设计的各个工况索力进行加载,分析模型在预应力和索力荷载共同作用下的应力分布状态,取得索塔的最不利断面,对结构的安全性有重要的指导作用。     

邯武斜拉桥索塔环向预应力筋张拉试验研究

邯武快速路上跨西环路、邯长铁路斜拉桥工程,进行了索塔锚固区足尺节段模型试验。由于其采用环向U型预应力筋,对其进行了孔道摩阻试验和张拉伸长量研究实验。共测试了5组环向预应力筋的孔道摩阻系数,并对其伸长量进行了测量,发现伸长量超出了设计要求的±6％,对比国内同类型斜拉桥的环向预应力试验,引入了预应力束发生径向位移引起的附加几何伸长量,对其进行了伸长量的修正计算。并对张拉的具体操作提出相应要求。最后将修正结果应用于实际工程之中,起到了重要的作用。     

独塔斜拉与连续刚构组合桥梁动力特性及参数影响分析

为分析国内首座独塔斜拉连续刚构组合结构体系铁路桥梁的动力特性,以Midas/Civil 2006为平台,介绍其空间有限元模型的建模策略;采用子空间迭代法对这种独特的组合体系进行动力特性分析,给出了前10阶频率和相应的振型;同时,分别计算了恒载集度和弹性模量2种主要结构参数变化对动力特性的影响,并对其规律作出了讨论分析。计算结果表明:斜拉刚构组合结构振动特性兼有斜拉桥和刚构桥的特点,受恒载集度和弹性模量等结构参数变化影响较大。     

基于一阶优化方法的钢-混凝土组合索塔锚固区结构设计

研究了斜拉桥内置式钢锚箱钢-混凝土组合索塔锚固区的结构优化设计。建立以索塔锚固区典型节段的建造成本和水平承栽力为综合目标的多目标优化模型,以索塔混凝土塔壁的厚度、钢锚箱侧板尺寸、塔壁配筋为设计变量,建立设计变量与满足塔壁裂缝宽度、塔内钢筋配筋率、钢锚箱屈服强度要求的状态变量之间的约束关系,采用一阶优化分析方法确定钢-混凝土组合索塔锚固区最优结构尺寸,得到了钢-混凝土组合索塔锚固区设计的最优方案。优化结果显示：针对索塔锚固区的钢锚箱侧板与混凝土塔壁形成的组合结构承受斜拉索水平力的特点,建立以建造成本和水平承载力为综合目标的优化模型是合理的,充分发挥了钢材和混凝土两种不同材料的性能,有效的控制塔壁混凝土裂缝产生。     

考虑非对称摩阻影响的后张预应力锚固损失计算方法

为改进后张预应力混凝土梁直线、曲线混合布束的预应力锚固损失计算方法,提高预应力锚固损失的理论计算精度,对预应力钢束微段建立静力平衡方程;利用不同钢束形状间的变形协调关系和应力连续条件,考虑设计中预应力钢束直线、曲线混合分布的实际影响参数与正、反摩阻损失差异,建立了针对预应力混合布束锚固损失求解的分段逼近理论,推导了预应力锚固损失精确计算公式,并编制了Python程序,实现了自动求解与简化计算;通过现场足尺模型试验比较了精确公式与现行公路和铁路桥梁设计规范中预应力锚固损失理论算法的计算误差。研究结果表明：后张预应力直线、曲线混合布束锚固时反摩阻效应小于张拉时的正摩阻效应,且实际中反摩阻影响长度与现行桥梁设计规范算法有较大偏差;采用提出的方法推算的反摩阻影响范围总体与中国铁路桥梁设计规范更为接近,在精度和离散度方面比现行公路与铁路桥梁设计规范分别高出16.7%和14.9%,且与模型试验数据的相关度更高,变异性更小;在后张预应力混凝土结构相关研究中应考虑实际预应力直线、曲线混合布束线形与不对称正、反摩阻效应的影响,采用分段逼近法计算钢束预应力锚固损失;在进行后张预应力混凝土结构设计时,从简化...     

索塔锚固区“U”形环向预应力伸长量不均匀性探讨

大吨位小半径"U"形环向预应力在混凝土斜拉桥锚固区中得到了较为广泛的应用,但目前的研究只是定性地认为钢铰线伸长量和受力存在不均匀性,不均匀的程度并未研究清楚。在前人的基础上,笔者设计了一种不均匀性的测试方法,借助统计手段,通过梅溪河斜拉桥索塔锚固区足尺模型试验研究了小半径"U"形环向预应力伸长量不均匀性和由此引起的预应力钢筋受力的不均匀性,研究认为小半径"U"形环向预应力伸长量和受力不均匀存在必然性,且群锚中钢铰线根数越多,这种不均匀程度越严重,张拉控制应力限值不宜再按现行桥梁设计规范取值,应适当降低。     

承压锚固型斜拉桥钢塔结合段受力性能和锚杆传力机理研究

承压锚固型结合段锚固构造为斜拉桥钢索塔重要传力构件,研究了承压锚固型结合段的承压、抗弯性能,分析了施工阶段分两次张拉过程中及成桥运营期间各部件的受力,揭示了预应力锚固螺杆的应力分布状况与传力机理,掌握各部件实际应力分布并验证设计的安全性,为设计、施工和监测提供可靠依据.研究结果表明：索塔钢混结合段锚固构造在两次张拉及运营期间下受力明确,构造合理,承压、抗弯性能良好;预应力锚杆为重要传力构件,其有效预应力是影响压浆层与承压板之间可靠结合的关键因素,在锚杆预应力损失50%时,顺桥向弯矩最不利工况下承压板与压浆层之间约1/3区域脱离接触,应对运营期间的锚固螺杆中的有效预应力进行长期监测,并制定相应的补张方案.     

连续刚构桥锚固区局部应力的研究

为便于箱梁腹板预应力筋及锚具的布置，结合虎跳门连续刚构桥的方案设计，对特征节段模型、子区域模型和试验模型锚下混凝土局部应力分别进行了理论分析、数值计算和试验研究．结果表明：较大的锚下混凝土应力仅限制在很小范围内；在按实桥设计的大吨位预加力作用下，没有导致混凝土主应力过大和失效；锚固区混凝土局部应力的实测值与计算值比较接近．     

独塔斜拉与连续刚构组合桥梁动力特性及参数影响分析

为分析国内首座独塔斜拉连续刚构组合结构体系铁路桥梁的动力特性,以Midas/Civil 2006为平台,介绍其空间有限元模型的建模策略;采用子空间迭代法对这种独特的组合体系进行动力特性分析,给出了前10阶频率和相应的振型;同时,分别计算了恒载集度和弹性模量2种主要结构参数变化对动力特性的影响,并对其规律作出了讨论分析。计算结果表明:斜拉刚构组合结构振动特性兼有斜拉桥和刚构桥的特点,受恒载集度和弹性模量等结构参数变化影响较大。     

曲线斜拉桥锚固点与支座偏移受力影响

曲率的影响使曲线斜拉桥受力复杂,可采用主梁锚固点偏移、主塔锚固点偏移以及支座偏移等特殊构造改善其力学性能。以龟韭沟大桥为例,采用有限元方法,分析了曲线斜拉桥主梁和主塔锚固点向曲线外侧、主墩支座向曲线内侧偏移对结构受力的影响。结果表明:曲线斜拉桥主梁和主塔锚固点及主墩支座偏移对曲线内外侧斜拉索索力差、主塔塔顶横向位移、主梁横梁弯矩的影响均呈线性趋势。     

斜拉桥稳定性分析的主梁有限元模型探讨

对一座施工到最大双悬臂时的预应力混凝土斜拉桥进行稳定性有限元分析,该桥的主梁为双主肋式,通过选取不同的主梁有限元模型进行特征值屈曲计算,讨论了这些有限元模型对于主梁刚度的模拟的特点,指出了传统单主梁和双主梁模型的缺点.针对双主梁模型,提出了一种采用等效刚度模拟横向连接的方法,可简化计算.     

Study on Fatigue Behavior of Anchorage of Cable and Girder of Long Span Cable-Stayed Bridge

A full scale model test is done and a FEM model is established toinvestigate the fatigue behavior of the Nancha cable-stayed bridge of the Nanjing Second Yangtz River Bridge, a long span steel bridge with a main span of 628 m. The results of test and FEM are analyzed and compared. It is shown that they are in good agreement. It is verified that the fatigue characteristic of the anchorage structure of cable and girder of the bridge satisfies the requirements specified by Chinese, British and American codes.     

后张预应力预制混凝土框架中节点的数值模拟

为了解决有限元研究中预制混凝土框架节点处新旧混凝土叠合层界面黏结与穿过叠合层钢筋难以模拟的问题,讨论了有限元软件ABAQUS中模拟新旧混凝土叠合层黏结性能的不同方法,引入叠合层的黏结滑移本构和钢筋的剪切-滑移模型相结合的本构关系,建立后张预应力预制混凝土框架中节点非线性有限元分析模型,计算结果与足尺模型的试验结果吻合较好,并在此基础上重点开展了轴压比、混凝土强度、预应力筋有效应力及筋黏结构造（全黏结、部分黏结和无黏结）等有限元参数分析. 分析结果表明:轴压比由0.2增加到0.4时,承载力提高了11%,由0.4增加到0.6时,承载力增加不明显;提高混凝土强度、增加有效预应力可显著提高承载力;预应力筋黏结构造对节点承载力影响不显著,增加无黏结长度,可一定程度延缓节点的屈服.      

考虑滑移效应的三塔结合梁斜拉桥桥面板有效宽度分析

结合梁斜拉桥拉索锚固在桥面两侧的钢主梁上,造成桥面板有效宽度分布不均匀.文中以武汉二七长江大桥为研究背景,建立典型节段的空间有限元模型,考虑钢主梁与桥面板间的滑移,计算分析了多种荷载工况下桥面板中应力分布及有效宽度,探讨了抗剪连接程度对桥面板有效宽度的影响,确定了结合梁斜拉桥最佳抗剪连接程度.     

悬臂浇注施工斜拉桥的误差控制方法

在预应力混凝土(PC)斜拉桥悬臂施工中,为了减小索力及线形误差,分析了误差原因及其控制现状,提出了模型误差及悬浇效应误差的控制方法。结合三维实体等参元和板壳单元的优点,构造了适用于复杂桥梁结构空间分析的实体退化单元,建立了离散钢筋模型。根据挂篮牵索锚固点处的变形协调条件,推导出牵索索力随混凝土浇筑的增量计算公式,建立了悬浇过程中各工况下挂篮前端标高控制的计算公式。应用结果表明:在悬浇施工过程,牵索索力控制精度达到了3%,成桥索力控制精度达到5%,悬臂端标高误差控制在1 cm内,因此,提出的控制方法可实现PC斜拉桥悬浇过程各工况下索力及线形的准确预测。     

曲线斜拉桥锚固点与支座偏移受力影响

曲率的影响使曲线斜拉桥受力复杂,可采用主梁锚固点偏移、主塔锚固点偏移以及支座偏移等特殊构造改善其力学性能。以龟韭沟大桥为例,采用有限元方法,分析了曲线斜拉桥主梁和主塔锚固点向曲线外侧、主墩支座向曲线内侧偏移对结构受力的影响。结果表明:曲线斜拉桥主梁和主塔锚固点及主墩支座偏移对曲线内外侧斜拉索索力差、主塔塔顶横向位移、主梁横梁弯矩的影响均呈线性趋势。     

矮塔斜拉桥结构特征参数研究

以一座已建成的矮塔斜拉桥——山西太原汾河大桥为研究对象,利用Midas建立有限元分析计算模型,通过调整不同的结构参数,对矮塔斜拉桥的结构内力及变形的影响因素进行了分析,进而得出了该类桥型在不同支承条件、塔高及边主跨比的条件下,矮塔斜拉桥的索力、主梁内力及变形的变化情况。