基于综合优化法的矮塔斜拉桥成桥索力优化

为确定矮塔斜拉桥合理成桥索力,提出一种索力综合优化法。该方法以影响矩阵法为基础,采用数据标准化法将2种或以上不同类型的离散数据变为无量纲的统一化数据,以结构控制截面位移及弯矩综合最小为目标进行索力求解。以南京地铁宁句线矮塔斜拉桥为算例,采用最小弯曲能量法、刚性支承连续梁法和综合优化法对成桥状态的索力进行计算,将计算结果与原设计成桥索力进行对比。结果表明：对于矮塔斜拉桥,在恒载作用下,采用综合优化法计算得到的索力及主梁弯矩分布最为合理;在运营阶段,综合优化法计算得到的索力与原设计索力相比,主梁上、下缘最大压应力分别降低3.3%、3.8%,并且主梁应力分布更优。     

矮塔斜拉桥塔高对主梁受力的影响分析

以某3跨矮塔斜拉桥为工程背景,利用有限元分析软件Midas/Civil建立有限元模型,通过改变主塔塔根无索区高度来对比分析主塔塔高对主梁挠度、内力及应力的影响。综合考虑施工阶段和使用阶段主塔塔根无索区高度对主梁受力的影响,提出合理的主塔塔根无索区高度设计建议。     

斜拉桥索力张拉优化方法研究

针对斜拉桥建设工期紧、二次调索工作量大、张拉工作耗时较长等问题,提出一种索力张拉优化方法。该方法以主梁上、下缘应力和成桥索力为控制目标,通过对主梁施加临时配重的方式,将二次调索方案转化为一次张拉到位,用以加快施工进度,提高工作效率,实现工程按时通车。以某矮塔斜拉桥为工程背景,通过施工阶段有限元仿真分析,对所提方法的可行性进行验算,结果表明,成桥索力和施工阶段主梁应力均可达到合理要求,验证了所提方法的可行性。     

矮塔斜拉桥施工过程非线性受力数值模拟探讨

运用有限元分析软件MIDAS/CIVIL对江珠荷麻溪大桥张拉预应力筋下一段梁浇筑中两个典型的荷载工况进行分析计算,对矮塔斜拉桥的主梁挠度和应力的非线性效应进行分析,结果表明:未进行挂索施工时,箱梁最大张拉应力出现在主梁顶部;随着挂索施工的推进,主梁顶部的应力值不断增大,并由主梁顶部向下,应力值不断增大;当实行浇筑合拢后,主梁拉索固定区出现最大应力;矮塔斜拉桥主梁挠度和应力受几何非线性效应表现出不同特性。几何非线性效应对挠度的影响程度由大到小依次为垂度效应-大位移效应-梁柱效应,此时线性效应对主梁挠度的影响远低于非线性效应的作用;在应力分析中,影响顶板应力的几何非线性因素由大到小为:梁柱效应-大位移效应-垂度效应,影响底板应力的几何非线性因素由大到小为:垂度效应-大位移效应-梁柱效应。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥静力特性分析

分别以主跨180 m的波形钢腹板矮塔斜拉桥和PC箱梁矮塔斜拉桥为研究对象,通过数值模拟分析,比较2种不同主梁的矮塔斜拉桥在恒裁、预应力荷载以及温度荷载作用下结构的受力特性.结果表明,与PC箱梁矮塔斜拉桥相比,虽然波形钢腹板矮塔斜拉桥由混凝土收缩徐变引起主梁钢束预应力损失大,但其主梁的预应力效率更高,成桥状态下预应力储备...     

矮塔斜拉桥无索区长度优化分析

矮塔斜拉桥是介于具有非常柔性斜拉桥和梁刚度较大的连续梁桥之间的过渡桥型。笔者针对矮塔斜拉桥结构特性,研究无索区的长度变化对主梁弯矩产生的影响,并以主梁的弯矩为目标,对斜拉索的布置方式进行优化处理,得到了经济、合理的结构形式及相应的结构特性。     

矮塔斜拉桥负弯矩区箱梁应力状态研究

由于索塔的存在,矮塔斜拉桥的负弯矩区应力特性与普通刚构桥对比具有显著不同,主要体现在索塔的集中力作用于负弯矩区箱梁,箱梁腹板支承在两根墩柱之间,腹板的受力状态实际可等效为一个深梁,从而与普通的刚构桥负弯矩区腹板受力状态显著不同。为研究矮塔斜拉桥负弯矩区0#块腹板、底板的应力形成机理,主要针对索塔正下方腹板混凝土区域压应力偏小情况,采用深梁理论进行研究,并结合材料力学方法构建考虑深梁效应的矮塔斜拉桥负弯矩区腹板下缘表达式计算应力理论数值。之后采用ANSYS数值分析软件建立空间模型,分析某桥矮塔斜拉桥负弯矩区0#块空间应力,提取该腹板下缘应力值与理论计算值对比验证。经对比可知:该区域理论计算值与数值模拟结果基本吻合,由于深梁效应在底板处及其附近区域产生纵桥向拉应力抵消部分压应力,出现该区域压应力较小的情况。     

宣城市宛溪河矮塔斜拉桥设计

宣城宛溪河大桥为单塔单索面矮塔斜拉桥,主梁采用单箱三室大悬臂三向预应力混凝土箱梁,箱梁宽25.5m;桥塔采用实心矩形截面,高23.5m;斜拉索采用高强度低松弛钢绞线拉索体系,每根拉索由27根s15.2mm环氧喷漆钢绞线组成。下部结构采用柱式墩、重力式桥台、群桩基础。介绍该桥设计特点并进行各阶段内力计算分析,计算主要内容以成桥状态及运营状态为主,考虑恒载、徐变、温度、活载、强迫位移等的影响。计算结果均满足规范要求。     

超宽混凝土斜拉桥塔梁交接区主梁受力性能分析及优化

在传统的分离式双箱混凝土斜拉桥基础上,将索平面布置在桥面非机动车道内侧,可减小横梁截面尺寸,大大减轻主梁自重,使得超宽混凝土斜拉桥在城市桥梁中得到进一步应用。桥塔穿越开孔箱型主梁的做法改变了主梁应力流的传递路径,通过建立三维空间实体模型,分析塔梁交接区关键部位空间应力状态,检验并优化主梁受力性能。研究表明:箱梁中腹板由"人"字型体系优化为从桥塔外侧微弯绕避,通过控制其斜向角度,加强横梁侧面抗弯能力,可解决主梁压应力流顺畅传递的问题。     

日本梦翔大桥的设计与施工

日本梦翔大桥由2跨PC连续箱梁桥和3跨PC连续矮塔斜拉桥组成,跨越熊野河的陡峭峡谷.矮塔斜拉桥采用高强度、自密实混凝土,使上部结构更加细长,地震响应程度有所减小.矮塔斜拉桥桥墩采用柱式墩身,沉箱式桩基础;桥塔为Y形倾斜结构,桥塔中预埋钢锚箱,塔端斜拉索锚固在其中;箱梁中设置12×φ15.2体内预应力钢束和19×φ15.2的体外预应力钢束,梁端斜拉索锚固在混凝土桥面翼板的加劲肋上;斜拉索采用27×φ15.2的多股钢绞线束.大桥主梁采用挂篮对称悬臂浇筑,桥塔混凝土浇筑与斜拉索的安装和张拉同步进行,斜拉索采用主梁两端翼板下方4个千斤顶依次同时安装和张拉.     

大跨度钢混组合梁斜拉桥钢主梁截面参数对成桥状态主梁受力敏感性分析

针对成桥索力一定情况下,可能仍存在主梁局部应力较大的现象,再次调索较为繁琐,采用改变钢主梁截面参数对成桥状态组合梁受力敏感性进行分析,利用钢主梁参数调整的方法,局部优化主梁的应力,作为对其合理成桥状态计算方法的补充。主要研究内容如下:(1)建立BDCMS及Midas/Civil模型,在成桥索力一定的情况下,以不改变钢主梁的横截面积为前提,对刚成桥及混凝土收缩徐变完成两种状态下的钢主梁截面参数均进行研究分析。以赤壁长江公路大桥塔区五段梁为研究对象,调整塔区五段梁的钢主梁顶、底、腹板厚度,分析成桥状态下组合梁的受力性能;(2)针对成桥状态下Midas/Civil模型中塔区及辅助墩主梁下缘应力局部偏大,边墩桥面板上下缘拉应力较大的情况,采用钢主梁参数调整的方法进行局部优化。     

南盘江特大桥部分斜拉桥设计

部分斜拉桥是介于斜拉桥和梁式桥之间的一种桥型,具有塔矮、梁刚、斜拉索应力幅变化小的特点.部分斜拉桥的结构体系主要有3种形式,其塔上锚固装置主要有交叉锚和贯通式鞍座2种形式.南盘江特大桥为(108+180+108) m三跨双塔单索面预应力混凝土部分斜拉桥,采用塔、墩、梁固结的结构体系.主梁为单箱三室斜腹板变截面箱梁;桥塔采用等截面矩形实心断面;斜拉索为单索面、2根1组布置在中央分隔带上,塔顶鞍座为分丝管式;主墩为钢筋混凝土变截面薄壁空心墩.经计算,在各种荷载的不利组合下,结构处于良好的受力状态,满足规范设计要求.同时,该桥在稳定性和抗震性能方面均满足要求.     

斜拉索张拉与主梁浇筑误差对无背索斜拉桥的影响研究

该文以某混凝土无背索斜拉桥为工程依托,根据桥梁结构施工过程中不确定的控制影响因素,基于施工控制原理,运用有限元软件,探究了施工过程中索力超张拉与主梁顶板浇筑超方两种人为因素对结构受力的影响。分析探究表明:主梁采用满堂支架施工的无背索斜拉桥因单根拉索超张拉对主梁线形、应力影响较小;整体拉索超张拉10%时,已接近主梁线形规定值。主梁顶板随机超方浇筑厚度为2 cm时,若不对主梁刚度引起太大变化,则对结构的主梁线形、拉索应力、主梁上、下缘截面应力变化较小,且满足规范要求;主梁的整体超方浇筑会影响主梁的刚度,该依托工程建议主梁顶板整体超方厚度不应超过1.5 cm,否则影响主梁线形验收规定值。     

柔梁密索体系矮塔斜拉桥静力分析

为了解柔梁密索体系矮塔斜拉桥结构静力特性,以主跨380 m的双索面柔梁密索体系混合梁矮塔斜拉桥——潮惠高速榕江大桥为背景,利用M IDAS Civil有限元软件建立柔梁密索体系矮塔斜拉桥和常规斜拉桥2种方案桥梁模型,对主梁内力和斜拉索索力进行对比分析.结果表明:柔梁密索体系矮塔斜拉桥的力学行为与常规斜拉桥基本相似,可通...     

无锡清明路清宁矮塔斜拉桥拉索区横梁设计

该文结合无锡清明路矮塔斜拉桥主桥的方案设计,针对桥面宽度30m,单根索力超过1000t,主梁索距为7m的矮塔斜拉桥索区横梁进行空间及平面受力分析,通过分析对比,得出准确的横梁受力特性及横向钢束配置。     

西拉沐伦河特大桥主梁结构整体计算及局部仿真分析

矮塔斜拉桥是介于连续梁桥和斜拉桥之间的新桥型,为了更好地了解其受力性能、优化结构设计,本文以西拉沐伦河特大桥为背景,通过有限元软件MIDAS Civil建立全桥模型,对主梁施工及运营阶段进行全桥应力和承载能力验算;并通过大型有限元分析程序ANSYS,对主梁受力复杂且局部应力集中现象明显的斜拉索横梁梁段及斜拉索齿块进行局部应力仿真分析,以获得相关结论并为同类桥型设计提供参考依据及优化建议。     

A15大蒸港矮塔斜拉桥的设计及关键技术

不同于一般的矮塔斜拉桥,大蒸港矮塔斜拉桥的主梁为曲梁预应力混凝土宽箱结构,主塔为倾斜的钢混结合结构。该文介绍了其总体设计,并针对该桥的特点,采用自适应控制法,通过对主梁和主塔的线形和内力的监测对该桥进行施工控制。研究了宽主梁在施工过程中各节段截面应力和挠度的横向分布情况,以及各斜拉索索力在整个施工过程中的变化规律情况和主塔在施工过程中应力和变形情况。     

大跨径曲线矮塔斜拉桥参数敏感性分析

为了解结构状态参数对大跨径曲线矮塔斜拉桥成桥状态的影响,获取施工控制敏感参数,以黄龙带矮塔斜拉桥——(108+208+108)m双塔三柱式曲线预应力混凝土矮塔斜拉桥为背景,采用有限元软件TDV RM建立该桥空间杆系有限元模型,分析主梁自重、主梁弹性模量、斜拉索索力、预应力张拉力、混凝土收缩徐变和体系温度参数变化下,主梁的应力和挠度的变化规律。结果表明:主梁自重、斜拉索索力、混凝土收缩徐变和体系温度对成桥状态主梁的应力和挠度影响显著,是施工控制敏感参数;主梁弹性模量和预应力张拉力对成桥状态主梁的应力和挠度影响较小,是施工控制非敏感参数。     

坦桑尼亚坦桑蓝跨海大桥主桥合龙顺序研究

坦桑尼亚坦桑蓝跨海大桥主桥为(85+4×125+85) m五塔六跨矮塔斜拉桥,主梁为鱼腹式预应力混凝土等高箱梁,采用普通挂篮悬浇施工,设6个合龙口。为选择边跨、次边跨和中跨合理的合龙顺序,采用MIDAS Civil软件建立主桥不同合龙顺序有限元模型,分析合龙顺序对主梁恒载预拱度、应力、合龙阶段位移以及成桥索力的影响。结果表明：合龙顺序对主梁恒载预拱度影响较大,对主梁合龙阶段位移有一定影响,但对主梁应力、成桥索力影响较小,先边跨再次边跨最后中跨合龙的顺序为该桥最优合龙顺序。最终该桥采用了先边跨再次边跨最后中跨的顺序合龙,施工和成桥阶段全桥线形控制良好,结构受力安全。     

矮塔斜拉桥塔高优化分析

通过大型通用有限元分析软件Midas/Civil建立模型,在索力影响矩阵的基础上,以斜拉索初张力为目标,建立矮塔斜拉桥塔高优化模型,分析了塔高变化对主梁内力产生的影响,并对兰州小西湖黄河大桥塔高进行了优化计算分析.结果表明,在不增加斜拉索总面积和基本不改变配索量的前提下,通过合理调整斜拉索的初张力可以达到优化塔高的目的,其优化效果非常明显.矮塔斜拉桥的塔高降低且斜拉索初张力采用优化值后,全梁的挠度图、弯矩图更平顺,可以改善矮塔斜拉桥主梁的受力性能.对于PC矮塔斜拉桥而言,塔跨比在0.08～0.125之间,结构整体受力合理,在0.11时,斜拉索在其容许应力范围内利用率最高.