地锚式悬索桥结构参数计算

普遍认为悬索桥成桥几何线形为二次抛物线和分段悬链线,根据力学平衡条件以及几何变形协调条件采用分段悬链线法计算结构参数时,提出了考虑主缆自重约束方程以及在求解非线性方程组的数学方法上做了改进,计算出空缆结构参数主索鞍预偏量以及空缆索夹安装坐标。采用解析法编写程序对江阴长江大桥进行验证,应用表明本文程序在悬索桥空缆结构参数计算中稳定、准确且收敛快。     

自锚式吊拉组合桥主缆成桥线形计算及程序开发

采用数值解析法,给出了自锚式吊拉组合体系桥成桥主缆线形的计算原理和步骤,推导了索力调整的影响矩阵,给出了确定索鞍位置的精确方法.编制了主缆线形计算程序,该程序可以精确考虑主缆由各种因素引起的几何非线性.通过算例验证表明该程序具有收敛速度快、计算精度高等特点.     

自锚式悬索桥主缆成桥线形及空缆线形计算

介绍了基于分段悬链线法和抛物线法的自锚式悬索桥主缆成桥线形及空缆线形计算的原理和方法。成桥线形计算内容主要包括主缆理论成桥线形计算、主缆无应力索长计算、主缆与主索鞍切点计算及主索鞍位置计算。空缆线形计算内容主要包括索鞍偏移量计算、空缆理论线形计算及索夹安装位置计算。同时结合工程实例对比分析了抛物线法和分段悬链线法求解主缆成桥线形和空缆线形的误差影响。     

南宁市良庆大桥主缆线形确定分析

主缆线形对全桥的几何形状和受力具有决定性影响,精确计算其空缆线形和索股下料长度是确保悬索桥上部结构施工成功的关键。文中以南宁市良庆大桥为工程背景,对其主缆线形求解确定方法进行研究,应用基于解析迭代法编制的计算程序建立南宁市良庆大桥主缆线形计算分析模型,求解得到了主缆成桥线形、各索股的无应力下料长度、主缆空缆线形、索鞍预偏量和散索鞍预转角等控制参数,为良庆大桥设计和施工控制提供技术保障。     

一种自锚式悬索桥主缆线形的解析法

在传统的地锚式悬索桥主缆线形方程的基础上，引入了自锚式悬索桥主缆、加劲梁和索塔的变形协调方程，得到一种自锚式悬索桥主缆线形的解析方法：该方法可以在不进行有限元分析的情况下，仅给出自锚式悬索桥的跨度、矢跨比以及主缆、加劲梁和索塔的截面属性，通过求解主缆线形方程和变形协调方程所组成的方程组，就能够求出主缆的初始线形和成桥线形、主缆的无应力长度、索鞍偏移量。该方法简单、准确、高效，已经成功地应用在金华康济桥的施工监控中，建成后主缆的成桥线形与设计线形非常接近，最大误差只有27mm，由于该方法能方便而快速地计算出索鞍的偏移量和主缆线形，对优化自锚式悬索桥边跨与主跨的比例提供了一种高效的算法。     

无索鞍预偏施工悬索桥的主缆施工控制计算

针对采用无索鞍预偏施工设计的悬索桥施工控制中主缆空缆状态、空缆标高等控制参数的计算问题,使用有限元程序ANSYS全桥统一建模,从link10单元初应变调整和单元生死功能入手,寻找结构的成桥内力状态,并从成桥状态出发,倒退至结构空缆,对应无索鞍预偏施工方法的空缆状态定义,调整结构受力,最终得到空缆状态的结构线形及内力参数。实例验证表明,该方法有效地解决了无索鞍预偏施工控制中主缆线形的计算问题。     

空间索面自锚式悬索桥主索鞍计算方法

空间索面悬索桥主索鞍的承缆槽立面及平面线形应与全部恒载条件下的主缆线形相吻合,既有平曲线又有竖曲线使得整体式肋传力结构的索鞍处于复杂的三向空间受力状态,运用有限元程序对天津富民桥主索鞍进行有限元分析复核计算,提出一些索鞍计算的方法。     

五峰山长江大桥缆索系统施工控制技术

连镇铁路五峰山长江大桥为主跨1092 m的公铁两用悬索桥,采用双主缆地锚式结构,其缆索系统由索鞍、主缆、索夹及吊索组成.该桥缆索系统施工过程较为复杂,为保证缆索系统施工满足验收标准的要求,对其主要参数敏感性进行分析,并开展施工精细化控制.结果 表明:索鞍位置、主缆弹性模量、温度、主缆不圆度等参数均会对缆索体系的施工精度...     

基于空间缆索悬索桥初始平衡态的数值分析方法

悬索桥初始平衡态因主缆几何非线性不能直接建模得出。文中以节段主缆悬链线方程为基础,建立空间主缆迭代方程。用数值分析法求解主缆线形、内力和无应力长度,得出悬索桥的初始平衡态,为悬索桥成桥线性化分析建立基础。通过优化迭代分析顺序,将主缆初始平衡态求解由多变量简化为单变量迭代分析,使计算过程清晰、收敛速度快、结果精度变高。并利用Fortran 90编制CSASBSC程序,以宝鸡联盟大桥为例验证了该方法的正确性。     

空间缆索悬索桥水平母线鞍座设计位置的确定

以鞍座理论顶点为顺延悬链线的交点作为定义,针对已有方法引入过多变量等不足,讨论并改进了空间缆索悬索桥塔顶两类鞍座之一的水平母线鞍座设计位置确定问题。基于索鞍设计位置和主缆找形可分离计算的条件,建立了水平母线索鞍的空间位置计算模型;根据几何关系和力学关系,推导了其设计位置确定的十元非线性方程组;给出了求解的迭代格式、求解步骤与雅可比矩阵;采用直线切线法确定迭代初值,明确鞍座中心位于过该中心铅垂线分别与过理论顶点两切线的交点之下方的约束条件。最后给出了水平母线索鞍设计位置确定的算例。算例表明:该文方法能确保水平母线索鞍设计位置的迭代计算快速收敛于真实值。     

悬索桥空缆吊点坐标计算方法研究

假设悬索桥主缆自重沿弧长均匀分布,加劲梁、桥面等其余恒载沿水平均匀分布,导出悬索桥主缆成桥线形的参数方程。给出由边界条件确定参数方程未知量与通过改变参数确定主缆成桥吊点坐标的方法。由积分法导出成桥状态无应力索长的计算公式。根据成桥状态与空缆状态各跨无应力索长不变这一原则,建立了确定空缆状态主缆水平张力、索鞍预偏量的计算方法,然后再根据成桥状态与空缆状态吊点间的无应力索长不变确定空缆吊点坐标。算例结果表明本文方法具有适合程序计算、收敛速度快,计算精度较高的特点,可用于悬索桥设计与施工控制计算。     

悬索桥主索鞍顶推模拟方法及实例分析

提出一种可用于通用有限元程序的索鞍顶推精细化模拟方法,实现了索鞍偏心竖向荷载传递,索鞍顶推期间相对位移控制以及索鞍锁定期间水平力传递,也可以模拟主缆和索鞍切点变化.以柳州双拥大桥为工程实例,首先对比了不同索鞍模型对主缆线形和索鞍预偏量的影响;随后指出索鞍顶推实质是控制塔顶位移,并给出了一种索鞍顶推时序.最后指出在空缆状态下主缆在索鞍端部存在局部脱空趋势,采用本文推荐的模拟方法能预测和避免不合理设计.     

不等主跨三塔空间缆索悬索桥主缆线形解析计算方法

为精确求解地锚式不等主跨三塔空间缆索悬索桥的主缆线形,提出了基于分段悬链线理论和非线性GRG法、结合静力平衡条件和几何相容条件的悬索桥主缆线形解析计算方法.计算成桥线形时,建立与基本未知量数量相等的控制方程并规划求解基本未知量的合适取值,依次求解主跨、次主跨、边跨、锚跨线形.其中,求解主跨线形时需给定首末端及跨中点坐标...     

基于初弯曲梁单元的大跨度悬索桥主缆弯曲刚度分析

针对大跨度悬索桥主缆的精细化分析中不能同时考虑主缆弯曲刚度、主缆初始弯曲、索鞍及缠丝等因素的影响,提出了一种新型的初弯曲梁单元来模拟主缆的弯曲刚度和初始弯曲,通过虚功增量方程推导其切线刚度矩阵,并编制了主缆非线性有限元程序,建立大跨度悬索桥主缆施工过程的有限元模型,计算中考虑了索鞍处主缆线形的修正及由缠丝引起的主缆弯曲刚度的变化.结果表明:弯曲刚度使主缆在恒载作用下的竖向变形减小,成桥状态时由此引起的主缆线形计算偏差没有超过工程精度的要求;成桥状态时靠近桥塔的吊索吊点处主缆的弯矩及弯曲应力显著,需要在大跨度悬索桥主缆设计和施工中加以考虑.     

武汉杨泗港长江大桥成桥状态的统一悬链线计算方法

针对采用分段悬链线法计算悬索桥主缆成桥状态的缺陷,以武汉杨泗港长江大桥主桥(主跨1 700m的钢桁梁双层悬索桥)为背景,提出一种新的悬索桥主缆成桥状态计算方法。该方法基于传统分段悬链线理论对索段进行受力分析,推导出全桥索段的统一悬链线方程,以主缆斜率最小点作为计算起始点,根据主缆线形与斜率的关系和变形相容条件建立方程,利用主缆张力的水平分力与垂度的变化规律求解方程。该方法能保证对平面悬索桥的缆索结构求解收敛。根据该方法编写程序对杨泗港长江大桥主桥主跨主缆的成桥状态进行分析,并与分段悬链线法的计算结果进行对比,结果表明该方法正确可行。该方法的计算结果已成功应用于杨泗港长江大桥主桥的设计中。     

秀山大桥主桥钢箱梁施工过程计算分析

秀山大桥主桥为主跨926m的双塔钢箱梁地锚式悬索桥,采用三跨连续弹性支承体系。为了提高钢箱梁吊装过程的结构计算精度,采用MIDAS Civil软件建立全桥施工过程有限元模型,对成桥恒载目标、主缆与加劲梁线形、无索区体系转换及合龙过程中的计算精度影响因素进行分析。结果表明:该桥加劲梁的整体刚度和恒载分配需分阶段形成;采用主缆-索鞍的接触模拟方法计算主缆线形,能有效消除索鞍附近区域主缆线形的计算误差;根据临时连接件的实际开口边界状态模拟加劲梁的铰接状态,可得到较为准确的加劲梁线形;在体系转换及合龙阶段,根据预抬量、预偏量、合龙口位移差等指标对加劲梁的内力和线形进行精确控制,最终使成桥达到预定理想状态。     

悬索桥主缆求解虚拟梁法的改进

对悬索桥主缆求解的虚拟梁法进行了改进,证明了虚拟梁法在竖向荷载作用下主缆上的任意位置均适用,不必在吊杆处断开;推导了基于虚拟梁法的新形式相容方程,以建立主缆任意2个连续状态之间的联系;利用多点支承连续梁的求解方法,给出了加劲梁的活载挠度方程。通过建立以上非线性方程组,不仅可以求解主缆的成桥线形,而且还可以求解活载作用下悬索桥的挠度。通过算例的结果对比,说明了程序的准确性和适用性。     

预应力混凝土加劲梁悬索桥的精细计算方法研究

基于有限位移弹性理论，采用带动坐标的混合法对杆系结构的有限元平衡方程进行求解，通过改进索鞍单元模拟索鞍的顶推，增加吊杆及预应力张拉模拟相应施工过程，由此建立了悬索桥几何非线性精细计算的有限元分析方法，最后以北盘江大桥为背景。对其恒载状态下的结构内力及变形进行了施工过程的精细计算。     

笋溪河特大桥主缆线形影响参数分析

以重庆江津至贵州习水高速公路笋溪河特大桥为研究对象,从施工监控的角度,对悬索桥线形控制中影响成桥线形、无应力索长、索鞍预偏量以及空缆线形的参数进行分析研究,选取了计算方法、主缆弹性模量、主缆自重、加劲梁自重、环境温度作为重点研究参数,采用解析法与Midas/Civil相结合的研究方法。通过计算得出结论,计算方法对线形计算有较大影响,对于特大跨悬索桥应采用高精度的分段悬链线法和节线法;主缆弹性模量、加劲梁重量、环境温度对主缆成桥标高、空缆标高、无应力索长、索鞍预偏量等几项线形指标的影响最大,敏感度最高,是施工监控中需要重点关注的参数指标;为提高主缆线形和成桥线形的监控精度,在架设之前,对材料参数和荷载参数进行准确统计和测定;架设过程中,需重点监控环境参数的变化。     

悬索桥索鞍位置的分离计算法

关于索鞍位置计算,已有的计算方法较为繁琐或仅适用于单圆曲线索鞍,针对这种情况,将单圆曲线索鞍位置计算的分离计算法推广到复合圆曲线索鞍位置的计算中,从力学关系和几何关系出发推导得到了复合圆曲线索鞍位置计算的解析公式和由解析公式求解的牛顿-拉斐森迭代算法。改进约束条件,给出合理的迭代初值计算公式,确保了索鞍位置迭代计算快速收敛于真实解。归纳提出了理论顶点的顺延悬链线交点定义法和切线交点定义法的概念,探讨了两种定义法所得的索鞍位置计算公式或计算结果之间的必然联系。算例表明:该精确方法正确可行,近似方法也具有较高的精度,可供悬索桥施工、设计人员参考。