系杆拱桥吊杆索力计算方法对比分析研究

下承式钢箱系杆拱桥内部属于复杂的高次超静定空间结构。为更快、更精确地确定系杆拱桥施工阶段吊杆张拉索力,采用有限元法对整个吊杆张拉过程进行模拟,利用差值迭代法和正装迭代法分别计算合理施工索力。对比分析施工过程及成桥状态下系杆、拱肋内力及变形差异,探讨这两种方法的适用性。研究结果表明:差值迭代法较正装迭代法计算简单,施工索力值均匀,整体结构内力、变形优于正装迭代法,能为同类桥梁的施工索力优化提供实用参考价值。     

混凝土斜拉桥索力与预应力耦合优化

在影响矩阵思想基础上,提出基于施工过程的混凝土斜拉桥成桥内力确定方法。该方法耦合优化索力及预应力,以施工拉索初张力和预应力为设计变量,建立其对结构内力的影响矩阵,以施工阶段各控制截面应力及索力满足规范要求且索力均匀为约束条件,选取合适的成桥内力及用索量最小为目标函数,采用多目标方法优化成桥内力。该方法实现了索力与预应力的同步优化,保证了施工安全和成桥结构受力合理。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

常浒河矮塔斜拉桥索力优化

针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,依据影响矩阵调值原理,应用MIDAS/CIVIL2010"未知荷载系数"模块,对常熟常浒河混凝土矮塔斜拉桥工程进行了成桥索力优化。分析结果表明,该方法可以方便地得到满足设计要求的合理成桥索力,且便于施工过程索力优化与结构内力的控制。     

大跨径多塔斜拉桥恒载索力优化方法

基于斜拉桥传统索力优化理论,提出3阶段优化算法。该算法以既定的合理成桥状态准则为目标,运用刚性支承连续梁法获得初始成桥状态,利用零位移法实现结构线形目标,以弯曲能量最小为目标,指定各种约束条件,利用ANSYS优化模块中的1阶优化方法实施索力优化,获得目标成桥状态,求解过程中考虑几何非线性的影响。建立3~6塔主跨为1 400 m斜拉桥的有限元模型,利用参数化设计语言(APDL)编制计算程序,进行算例分析。结果表明:微调索力,结构变形改变量较小,而结构内力变化显著;索力优化前后,塔、梁恒载弯矩明显减小,结构内力和变形均能满足既定目标;运用该算法进行3~6塔斜拉桥成桥状态计算,结构内力和变形均能满足既定目标。     

下承式简支钢管混凝土拱桥吊杆索力优化研究

通过考虑某下承式简支钢管混凝土拱桥的施工过程,对其进行了有限元分析,得出了受力最为不利施工阶段结构的内力分布。本结构为外部静定的多次超静定结构,每一次对吊杆索力的调整都会影响到结构的内力分布以及梁体、拱肋的线性,因而利用影响矩阵法对施工过程中的索力调整进行了优化,使得成桥后结构的内力分布更能符合设计要求。     

下承式简支钢管混凝土拱桥吊杆索力优化研究

通过考虑某下承式简支钢管混凝土拱桥的施工过程,对其进行了有限元分析,得出了受力最为不利施工阶段结构的内力分布.本结构为外部静定的多次超静定结构,每一次对吊杆索力的调整都会影响到结构的内力分布以及梁体、拱肋的线性,因而利用影响矩阵法对施工过程中的索力调整进行了优化,使得成桥后结构的内力分布更能符合设计要求.     

基于粒子群算法的异形斜拉桥成桥索力优化

异形斜拉桥的结构比较复杂,受力特点与常规斜拉桥不同,传统的索力优化方法存在不适用或优化过程烦琐的问题。粒子群算法可高效、便捷地得到合理的成桥状态,实现索力优化的自动化和智能化操作。为验证结合粒子群算法的索力优化方法的可行性,以某异形斜拉桥项目为依托,利用Midas Civil软件建立三维有限元模型,以最小势能为目标函数,结合粒子群算法自主编写MATLAB程序,对桥梁成桥阶段状态的索力进行优化,并将该方法与传统索力优化方法进行对比。结果表明：传统的索力优化方法不适用于异形斜拉桥,传统的最小弯曲能量法只减小主梁和桥塔的刚度,无法得到可行性结果,虽然添加约束条件后可得到斜拉桥的合理成桥状态,但操作过程烦琐;基于粒子群算法的索力优化方法可更大程度利用斜拉索,获得合理的成桥状态,同时优化过程也更加简便、高效。     

基于有限元正装迭代悬拼拱桥合理施工索力优化

结合贵州龙场渡槽对千斤顶斜拉扣挂法施工中合理施工索力的计算进行研究,提出以扣塔偏位和拱圈应力为优化目标的优化思想,采用有限元分析软件对施工过程正装模拟,通过正装迭代得到合理施工索力,为类似工程提供索力计算依据。     

斜拉桥施工阶段索力调整的"两步到位法"

根据斜拉桥结构特性和施工控制的需要,提出施工阶段索力调整的"两步到位法",即首先模拟斜拉桥实际施工过程,计算出初始张拉索力,然后建立初始索力和主梁内力的数学模型,以成桥时主梁弯矩为控制目标,以最小二乘法优化出成桥时最终索力,保证了结构受力合理和结构安全.     

计入几何非线性影响的斜拉桥施工索力的确定

考虑缆索垂度效应、加劲梁的梁柱效应及节点大位移效应等几何非线性因素对大跨度斜拉桥施工索力的影响，模拟正装和虚拟退拆施工过程，建立了施工索力计算的继承与迭代关系．利用通用有限元程序，建立斜拉桥全桥三维有限元模型，合理划分荷载步和荷载子步，通过倒拆正装反复迭代，得出了施工索力及相应的成桥线形．使用最小二乘法修正倒拆与正装之间的差值，有效地计入了几何非线性的影响，使斜拉索满足成桥状态所要求的索力并使主梁以要求的精度接近理想的成桥线形．     

某斜拉桥合理成桥状态模拟分析

探讨了斜拉桥成桥状态分析所涉及到的一些概念及分析思路,采用大型通用有限元程序Midas/Civil,利用零位移法对某斜拉桥进行合理成桥状态分析,得到了成桥状态的线形、弯矩及斜拉索的索力。     

考虑结构长期性能多梁式预应力混凝土斜梁桥合理施工方法研究

针对预应力混凝土斜梁桥采用不同的施工方法将获得不同的成桥内力状态,钢束二次效应对结构的影响也不同,结构的长期性能也随之变化。采用梁格法建立多梁式预应力混凝土斜梁桥空间有限元分析模型,通过模拟不同施工过程的进行计算分析,发现采用不同施工方法实现的结构成桥后的内力和变形差异很大;支座反力的分布也有较大的差别。成桥后钢束二次效应对结构的内力和反力的影响也较大,因此在设计选择斜梁桥施工方法时应引起注意。     

矮塔斜拉桥施工控制研究分析

主要以黄龙带特大桥工程为例,研究了矮塔斜拉桥施工控制理论,对矮塔斜拉桥施工过程中的斜拉索结构、斜拉索施工工艺、索力监控进行了较详细的论述,通过对桥梁的施工质量保证措施确,保了该桥施工安全和顺利合龙,成桥线形和成桥结构内力符合设计要求,达到了桥梁施工控制目的。     

斜拉桥成桥合理索力确定方法的研究

通过对几种确定斜拉桥成桥合理索力方法的分析比较,发现每一种方法都有优缺点.单独使用某一种方法难以得到合理的索力值.以彭溪河大桥为背景,介绍了一种确定成桥合理索力的综合方法,实例证明此法是有效的.     

斜拉桥成桥合理索力确定方法的研究

通过对几种确定斜拉桥成桥合理索力方法的分析比较,发现每一种方法都有优缺点.单独使用某一种方法难以得到合理的索力值.以彭溪河大桥为背景,介绍了一种确定成桥合理索力的综合方法,实例证明此法是有效的.     

考虑结构长期性能多梁式预应力混凝土斜梁桥合理施工方法研究

采用梁格法建立多梁式预应力混凝土斜梁桥空间有限元分析模型,通过模拟不同施工过程进行计算分析,发现采用不同施工方法实现的结构成桥后的内力和变形差异很大;支座反力的分布也有较大的差别.成桥后钢束二次效应对结构的内力和反力的影响也较大,因此在设计选择斜粱桥施工方法时应引起注意.     

结合影响矩阵的正装迭代法在优化施工索力中的应用

在斜拉桥施工控制中,为了达到设计成桥状态目标,需要对施工索力进行计算和调整。以国内弯道半径最小的斜拉桥为例,引入影响矩阵,通过迭代消除不闭合问题,从而可使施工索力得到优化,达到预先设定的成桥内力和线形。实例证明,该方法在斜拉桥施工控制中具有较好的精度和分析效率,可减少计算过程中受过多不确定因素的影响,对于解决类似的问题有较大的参考价值。     

提篮式钢拱-结合梁组合体系桥梁合理成桥状态的确定

以长沙市福元路湘江大桥为背景,在考虑成桥预拱度、成桥状态吊杆力上下限的条件下,以极小化主纵梁弯曲应变能和均匀化吊杆力为目标,运用多目标非线性规划法中的模糊数学求解法,并结合MATLAB优化工具箱确定合理成桥状态下吊杆力。分析结果表明:单一优化主纵梁弯曲能量有其局限性,而合理选择多个优化目标和约束条件进行优化,能有效达到合理内力的状态及合理位移的状态,并且也验证了主拱、主梁不设置拼装预拱度的可行性。