斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究

斜拉桥上部结构双悬臂施工时,可采用临时拉索平衡结构体系代替传统的临时墩来抵抗不平衡荷载作用。为分析施工期拉索平衡结构体系下大跨度斜拉桥的结构受力和抗风性能,以港珠澳大桥青州航道桥为背景进行研究。基于平衡措施设计的基本原则,在桥梁边、中跨主梁与桥塔承台间设计了临时拉索连接的结构体系,采用MIDAS Civil软件建立全桥模型,分析双悬臂施工中最不利工况下的桥梁受力,并进行了比例为1∶70的全桥气动弹性模型风洞试验。结果表明:拉索平衡结构体系能够增强大跨径斜拉桥双悬臂施工状态下抵抗各种不平衡静荷载作用的能力,提高桥梁抵抗动风荷载作用的能力,降低施工期的抖振响应;拉索平衡结构体系下的桥梁受力和抗风性能均满足要求,该体系能够保证斜拉桥在上部结构施工中的结构安全。     

斜拉桥悬臂施工过程非线性稳定性分析

悬臂施工过程中桥梁结构体系和荷载不断变化,桥梁结构在悬臂施工阶段的稳定性最为突出。通过对湖北沪蓉高速公路铁罗坪特大桥悬臂施工过程非线性稳定性进行分析,探讨斜拉桥悬臂施工过程中影响稳定性的几种因素,研究斜拉桥悬臂施工过程非线性稳定性的规律。     

郑州龙湖鼎形斜拉桥设计与分析

以郑州龙湖鼎形斜拉桥为背景，对桥梁的方案构思、桥塔造型和总体结构设计等进行了详细介绍；并采用MIDAS CIVIL软件空间杆系有限元的方法，对桥梁结构在施工状态和运营状态进行了静力计算分析，同时针对斜拉桥4种不同的荷载作用工况进行了整体稳定性分析。结果表明：桥梁总体造型美观，结构设计合理，桥塔和主梁静力验算结果满足设计要求；桥梁结构的第一阶失稳模态对应的稳定安全系数为30左右，整体稳定性满足要求，且失稳模态主要表现为桥塔横向面外失稳。     

非对称独塔斜拉桥稳定性分析

非对称独塔斜拉桥结构新颖,质量轻,主梁轴力大,稳定性问题较为明显,且其稳定性能规律不同于普通斜拉桥,因此,对非对称独塔斜拉桥的稳定性研究很有必要。以珲春大桥为主要研究背景,采用Midas/Civil有限元分析软件建立了珲春大桥空间有限元模型,对其成桥状态下线性稳定性及非线性稳定性进行分析,同时分析了结构设计参数对非对称独塔斜拉桥稳定性的影响。分析结果表明,活载对结构成桥状态第一类稳定性影响较大,斜拉索垂度效应对结构稳定性影响较小,可以忽略。斜拉索索力、恒载、斜拉索面积和主塔刚度等设计参数的变化对结构的稳定性均有不同程度的影响,在设计中需要分别考虑。     

非对称独塔斜拉桥受力性能分析

非对称独塔斜拉桥结构新颖,造型独特,在外荷载作用下的变形及受力规律与常规斜拉桥有所差异。非对称独塔斜拉桥通过斜拉索索力的非对称性实现斜拉桥内力的最优分布,因此非对称独塔斜拉桥在设计、施工及运营过程中,对其受力性能的研究很有必要。该文以珲春大桥为主要研究背景,采用Midas/Civil建立了珲春大桥空间有限元模型,分析了非对称独塔斜拉桥的受力特点,通过对索力、弯矩、轴力、位移、应力等指标的分析,得到了珲春大桥主梁及主塔的受力特点,可为类似斜拉桥的设计计算、施工及监控提供参考和验证。     

考虑结构损伤的在役混凝土桥梁有限元模型修正方法

混凝土桥梁结构及材料参数在服役期间处于动态变化过程(如材料劣化),在桥梁完工投入运营之后再测定桥梁的材料或者结构参数较为困难,且采用基于桥梁初始设计参数建立的有限元模型来对其进行模拟的精度有限。为建立考虑结构损伤的在役混凝土斜拉桥的高精度有限元模型,提出了一种基于桥梁荷载试验的混凝土斜拉桥有限元模型修正方法。首先以一座混凝土斜拉桥为依托工程,建立了桥梁初始Midas有限元模型。在考虑混凝土斜拉桥结构特点、施工误差以及可能出现的结构损伤部位的基础上,选取4个结构参数及1个试验参数作为待修正参数。根据依托工程桥梁荷载试验特点及常规试验内容,选择了4个覆盖了结构静、动力特性的指标作为目标函数,根据有限元计算结果建立了待修正参数与目标函数之间的响应面方程。最后根据依托工程荷载试验的结果,结合响应面方程对初始有限元模型进行了修正。结果表明:采用修正后参数的计算结果与实际桥梁施工情况相符,修正后的桥梁有限元模型具有较高精度,可较好地反映出实际桥梁工程在弹性阶段的静、动力力学状态;所提出方法可通过桥梁荷载试验来反推桥梁当前状况下的参数状态,实现对桥梁结构的精确模拟,该方法不仅适用于新建桥梁也可对长期运营的桥梁的结构状态进行反推和模拟。     

非对称变宽度斜拉桥力学性能分析

双塔三跨式斜拉桥通常采用对称的结构布置形式,有时由于地形及交通上的特殊要求,会采用具有变宽度主梁的非对称斜拉桥结构.以某非对称变宽度斜拉桥工程为例,通过有限元计算模型对其力学性能进行分析,研究了变宽度主梁对斜拉索、主梁及桥塔的影响.结果表明,非对称变宽度斜拉桥结构在初始成桥状态下具有一定非对称性,而在使用荷载作用下结构的非对称性影响可忽略不计.     

大跨度斜拉桥主桥拆除施工技术及力学行为研究

为探究斜拉桥拆除工程不同施工阶段中主梁力学性能的变化,为斜拉桥安全顺利拆除提供指导,以80.8 m+132 m+80.8 m三跨预应力混凝土双塔单索面部分斜拉桥为工程背景,采用Midas/Civil有限元分析软件进行建模,模拟斜拉桥拆除的施工过程,分析拆除过程中主梁的静力力学特性和稳定性。结果表明,结构自身的改变影响桥梁结构静力力学特性,边界条件的改变影响桥梁的稳定性,斜拉索的放张对桥梁安全拆除至关重要;在施工过程中要充分考虑体系转换对桥梁力学特性的影响,保证拆除工程安全有序。     

斜拉桥索塔锚固区空间有限元分析

应用有限元程序ANSYS软件对某斜拉桥的预应力箱形索塔进行了有限元分析。通过对索塔锚固区局部区域进行空间精细有限元分析,并按照一定的等效简化荷载及边界条件对其进行加载分析。揭示了索塔锚固区局部区域的受力特征和应力分布规律,所得出的结论及建议可给设计和施工提供参考,并对类似桥梁结构的分析研究具有参考和借鉴价值。     

基于影响矩阵法的非对称独塔斜拉桥索力优化

非对称独塔斜拉桥结构新颖,造型独特,在外荷载作用下的变形及受力规律与常规斜拉桥不同。斜拉索能通过千斤顶主动施加张拉力改变主梁受力条件,改变主梁和主塔的线形及主梁的受力性能规律。因此非对称独塔斜拉桥在设计、施工及运营过程中的索力控制十分关键。该文以珲春大桥为背景,采用Midas建立了斜拉桥的空间有限元模型,以主梁及主塔的弯曲和拉压应变能最小为目标函数,采用影响矩阵法,进行了成桥索力优化,同时考虑施工过程对结构产生的内力进行分析。结果表明:影响矩阵法在非对称独塔斜拉桥成桥索力优化中效果良好。     

大跨径斜拉桥抗风稳定性能研究

斜拉桥是一种对风荷载作用很敏感的结构,在风的作用下很容易颤振,以营口辽河大桥为例,使用大型有限元软件ANSYS建立合理的有限元模型进行抗风分析,分别计算了成桥状态、施工单悬臂状态以及施工双悬臂状态的结构颤振稳定性,位移形态,评估该桥的抗风性能.     

带箱内斜撑矮塔斜拉桥施工过程受力性能分析

为研究主梁为横向弯曲十竖向弯曲模式的矮塔斜拉桥在施工过程中的受力性能,以孟加拉新沙哈·阿曼纳特大桥主桥为背景,利用有限元软件对该桥施工过程进行模拟计算.分别计算了施工预拱度、施工过程主体结构的整体受力性能、挂篮荷载作用下主梁结构的局部受力性能及主梁双悬臂状态下的箱梁结构屈曲稳定性,并结合国内规范和美国AASHTO规范各自不同要求进行安全性分析.分析结果表明,桥梁各构件施工过程整体应力水平和最大双悬臂状态下的主体结构屈曲稳定性满足规范要求,各项受力性能指标基本满足结构安全性要求,部分区域局部应力偏大,应采取特殊施工工艺措施解决.     

非对称独塔斜拉桥张拉方案比选

非对称斜拉桥结构新颖,造型独特,其受力性能不同于一般斜拉桥。斜拉索的张拉方式及张拉值不同,施工过程及成桥运营阶段主梁和主塔产生的内力及位移值也会不同,为了更加具体深入地研究不同张拉次数及张拉值对非对称独塔斜拉桥产生的影响,该文以珲春大桥为研究背景,利用Midas/Civil软件建立空间有限元模型,采用正装迭代法模拟施工过程,通过改变施工过程中斜拉索的张拉次数和索力控制值,对主梁和主塔的内力及位移值进行分析比较,选出最优张拉方案,加快了施工进度,节约了施工成本。     

曲线梁部分斜拉桥空间性能分析研究

该文利用空间有限元模型对曲线梁部分斜拉桥的受力性能进行了全面的研究。分析了施工阶段及使用阶段各荷载单项对结构空间受力行为的影响。针对其受力特性提出了在曲线梁部分斜拉桥设计中需要注意的设计要点,可为其他同类桥梁的设计分析提供一定的借鉴和参考。     

独塔非对称组合斜拉桥地震性能分析

目前工程设计中对常规斜拉桥的地震性能研究较为清晰,但对于独塔非对称组合斜拉桥的抗震特性分析较少。采用有限元分析软件MIDAS CIVIL,以独塔非对称组合斜拉桥曲池大桥为研究对象,利用反应谱法对不同塔梁连接刚度下结构的地震特性进行分析,得到了最适合曲池大桥的抗震结构体系,并研究了不同阻尼比常数条件下此斜拉桥的抗震性能,为类似的独塔非对称组合斜拉桥抗震设计提供参考。     

非对称钢桁梁节段荷载可分配式吊具研究

随着大型吊装设备性能的日益提高和装配化施工工艺的日渐成熟,桥梁预制拼装法施工工艺的应用愈加广泛。预制拼装法对结构的平衡性具有很高的要求,而非对称钢桁梁节段为非平衡结构,且在大跨径桥梁的设计和施工中应用广泛,故非平衡结构的吊装稳定性成为预制拼装法施工的一大难题。加劲梁吊装过程的安全和稳定与起吊设备吊具的结构形式密切相关。依托金安金沙江大桥对非对称钢桁梁节段的吊具进行研究设计,开发出可稳定吊装非平衡结构的荷载可分配式吊具,以满足钢桁梁吊装需求。     

三塔双跨叠合梁斜拉桥抗风性能研究

叠合梁断面为典型钝体截面,容易出现气动不稳定问题。为研究三塔叠合梁斜拉桥的抗风性能,以某三塔双跨叠合梁斜拉桥为例,通过有限元软件建立桥梁成桥状态和最大双悬臂施工状态有限元模型,计算分析其动力特性,再进行节段模型风洞试验研究桥梁在-5°、-3°、0°、+3°和+5°风攻角下的颤振稳定性和涡激振动性能。研究结果表明:该三塔双跨斜拉桥颤振临界风速大于颤振检验风速,具有良好的颤振稳定性;成桥状态出现了较为明显的涡激振动现象,在低风速区涡激振动幅值小于规范允许值;虽然在高风速区涡激振动幅值超过了规范允许值,但是出现概率很低,对桥梁安全和使用性能不会造成明显影响;施工状态涡激振动幅值远低于规范限制,涡振性能良好。     

某PC斜拉桥锚块及斜腹板裂缝成因分析

运用大型三维有限元软件ANSYS.针对某PC斜拉桥建立三维模型,通过对各种荷载工况下的结构分析,找出施工阶段锚块横向裂缝和斜腹板裂缝出现的主要原因,提出了控制施工中该类裂缝开展的方法,以保证斜拉桥的质量.     

非对称组合梁斜拉桥转体施工敏感性分析

为研究影响非对称组合梁斜拉桥转体施工结果的具体因素,以某非对称钢混组合梁斜拉桥为研究背景,采用有限元软件对其进行参数敏感性分析,重点研究施工支架刚度、斜拉索初始张拉力以及平衡配重对结构施工过程内力和线形的影响。结果表明：1）支架刚度对斜拉桥落架后的主梁内力影响很小;2）增大初始张拉力能够减小主梁跨中处的弯矩,但同时会增大塔根处主梁的弯矩,适当调整初始张拉力可以减小主梁脱离支架后的位移以及两侧中跨悬臂端位移差;3）过大的配重线极度会增大边跨负弯矩,可能成为控制设计的因素,但适度的配重重量可以减小主梁跨中悬臂端的下挠。     

独塔混合梁斜拉桥施工过程技术分析

独塔混合梁斜拉桥加劲梁由钢与混凝土两种不同材料组成,主跨采用钢结构,跨越能力优越,边跨采用混凝土结构,具有良好的锚固作用,其经济性和技术性优势明显。施工过程控制是在确保斜拉桥施工安全的前提下,同时尽可能使桥梁建成后的结构内力、线形与设计期望相符,对斜拉桥施工过程进行研究极为必要。本文以佛山市三水三桥为研究对象,采用大型有限元分析软件Midas/Civil建立全桥计算仿真模型,根据实际施工阶段,对实施过程进行仿真分析,以确定桥梁结构在施工过程中是否满足规范要求。相关结论可为同类型桥梁施工过程控制提供一定参考。