基于ANSYS平台的斜拉桥调索方法研究

在斜拉桥的极限承载力分析中,首先需要提供一组斜拉索初始索力,使计算所得的成桥状态恒载作用下的索力与设计成桥索力一致。这是一个需要反复调整、试算的过程,往往需要投入较多的人力和时间。本文利用ANSYS二次开发的功能,开发了斜拉桥调索程序,使繁琐的调索过程在ANSYS中自动完成,减少了人力,提高了工作效率。该程序已应用于我国正在修建的某一座三索面三主桁特大跨度公铁两用斜拉桥分析中,96根斜拉索的调索过程在ANSYS中自动完成,计算所得的成桥状态恒载作用下的索力与设计成桥索力误差在0.5%以内。该程序的开发为以后其他斜拉桥的分析计算提供了方便,为以后类似问题的ANSYS二次开发提供了思路。     

双塔双索面斜拉桥施工索力分析与优化

赣江二桥为主跨400 m的双塔双索面钢混凝土叠合梁斜拉桥,为了实现施工过程中设计索力的精确控制,为二期恒载作用下的索力调节提供依据,基于ANSYS平台建立了斜拉桥三维空间有限元模型;考虑每条斜拉索索力之间的相互影响,基于内应变能最小的原则,采用循环迭代的温度荷载方法模拟斜拉索预应力的施加;最大单悬臂施工工况下的索力分析结果表明,当循环迭代37次后,索力误差已经控制在5%以内,在此基础上计算桥梁的竖向以及纵向位移均能满足限度的要求。这为钢混凝土叠合梁斜拉桥施工过程索力的调整提供了一种方法,对类似工程的实施具有参考价值。     

基于ANSYS的钢-混凝土叠合梁斜拉桥施工段索力控制

为了在施工过程中对设计索力进行精确控制,进而为二期恒载作用下的索力调节提供依据,利用ANSYS建立了斜拉桥三维空间有限元模型。计算分析时考虑每条斜拉索索力之间的相互影响,基于内应变能最小的原则,采用循环迭代的温度荷载法模拟施加斜拉索预应力。以一主跨为400 m的钢-混凝土叠合梁斜拉桥设计方案为依托,分析在最大单悬臂施工工段利用该方法施加索力的可行性。结果表明,当循环迭代37次后,索力误差已经控制在5%以内,在此基础上计算桥梁的竖向以及纵向最大位移分别为0.016,0.027 m,均能满足线形限度的要求。     

钢桁梁斜拉桥成桥索力优化的实用算法

根据影响矩阵原理对斜拉桥3种成桥状态(塔直梁平状态、塔梁弯曲能量最小状态和塔直中跨梁平状态)索力进行计算。分析表明,塔直中跨梁平状态能更好地在保证索力分布均匀的同时使得塔梁变形趋于最小。在塔直中跨梁平状态的基础上,本文提出一种简单实用的成桥索力优化新算法,该算法可避免常规计算时大型单元内力矩阵的计算和提取,无需编程。利用该算法对某铁路钢桁梁斜拉桥进行分析计算,通过与设计成桥索力的比较,证明计算结果的准确性;同时,基于对称原则将索力求解模型进一步简化后,有限元分析时可省略主塔建模过程,仅以主梁、拉索为分析对象便可快速得到一组准确可靠的对称索力。实桥验算结果表明,当拉索布置关于主塔对称时,对于钢箱梁斜拉桥该算法也具有很好的适用性。     

杭台铁路椒江特大桥线形控制关键技术

针对大跨度铁路桥梁线形控制存在的不足，依托杭台铁路（杭州—台州）椒江特大桥主跨480 m四线钢桁梁斜拉桥施工实践展开探讨。通过分析线形控制重点难点确定线形控制原则，采取主墩和桥塔预抬高施工控制、主梁安装桥面绝对坐标控制、斜拉索张拉施工控制、二期恒载加载与调索施工步序控制、调索精准控制等系列措施，指导钢梁架设及线形控制，最终成桥状态下轨道线形满足设计和安全运营要求。     

悬索桥锚跨索股张拉力监控

悬索桥施工时,锚跨按索股张拉力进行控制.针对锚跨索股的空间离散性,从索股的利用效率考虑,研究了成桥索力分布模式,及其对应的计算思路,从而计算成桥状态各索股精确的空间走向、索力和无应力长度.对施工阶段包括索股张拉阶段时的锚跨索股进行了计算研究,计算其对应阶段的索力.通过引入能计入温度的悬索公式,分别计算了散索鞍固定、自由工况下温度对锚跨索股张拉力的影响.     

既有PC斜拉桥的主梁桥面线形调整实践

当PC斜拉桥运营一段时间后,主梁线形常常发生改变,此时通过索力调整来改善主梁线形是有效的技术途径之一.以国内某PC斜拉桥为工程背景,介绍了PC斜拉桥主梁线形调整的基本方法.对比分析当前结构状态与原桥竣工线形、索力等的差异基础上,确立了主梁线形调整的目标和索力调索幅度,利用平面杆系有限元计算分析拟定了调索方案,并提出了主梁线形调整的施工控制原则.监测结果表明,通过索力调整来改善主梁线形达到了预期目标,主梁线形调整兼顾了索力、主梁混凝土应力以及塔位的变化,保证了结构的安全.     

大跨度公铁两用结合梁斜拉桥极限承载力分析

结合我国长江上拟建的某一主跨为504 m的公铁两用结合梁斜拉桥,对这种桥型的非线性分析理论和分析方法、钢与混凝土结合作用的模拟、空间有限元模型总刚带宽的优化、斜拉索初始索力的确定等问题进行了研究,并对该桥进行极限承载力分析;此外,对该桥的刚度问题、设计荷载下的几何非线性的影响等问题进行了研究.研究结果表明,该桥的极限荷载大于(恒载+4.050活载),满足刚度要求,不考虑几何非线性计算所得的各种响应都偏小,最大误差不超过7%.     

拱桥吊杆更换施工监控方法研究

一中承式拱桥吊杆更换时,由于桥面系改造会增加恒载从而影响吊杆索力和桥面线形,故需要进行施工监控。施工监控分为吊杆初期更换和二次调索2个阶段:吊杆初期更换阶段,按照影响矩阵法计算出各对吊杆更换时的理论张拉索力,使得更换吊杆处桥面线形达到设计预抛高,并通过实测数据对桥面系刚度进行识别;二次调索阶段,基于桥面系实测刚度、索力及桥面线形按照二次型规划算法进行优化调整。施工监控结果表明采用上述方法桥面线形及索力控制效果良好,满足实际工程需求。     

高铁大跨矮塔斜拉桥施工控制研究及应用

研究目的:为确保高铁大跨矮塔斜拉桥高效、高精度的施工控制,使结构安全可控,且成桥内力、线形及索力满足设计要求,本文以新建怀邵衡铁路沅江特大桥(90+180+90)m矮塔斜拉桥为工程背景,根据理论计算、结构力学特点及工程面临的问题和挑战,建立适用于该复杂体系的施工控制体系,重点开展参数敏感性分析以探明力学行为特点,并建立线形控制、索力控制、应力控制计算及数据分析处理方法。研究结论:(1)主梁变形及应力受梁体自重、预应力和斜拉索索力影响最大,混凝土收缩徐变和索梁塔温差均为影响成桥索力及塔偏的敏感因素;(2)与常规大跨斜拉桥相比,二者力学行为差异大;(3)理论及实践表明,采用的控制系统、计算分析处理方法确保了主梁线形平顺、应力安全可控、索力均匀,均符合规范及设计要求;(4)本研究成果可应用于类似复杂结构的施工控制。