连续桥梁吊杆内力调整技术

对于连续桥面悬索桥或拱桥,任一吊杆内力变化都将引起整个结构的内力重分布,只有通过对结构进行有限元计算,并充分考虑张拉某根吊杆时对其他吊杆内力的影响,才能快捷有效地使各根吊杆内力达到设计内力要求。以某一钢箱梁拱桥结构为依托,利用结构有限元midas Civil软件建模计算,采用影响矩阵法计算施工张拉力以调整吊杆内力,工程实践表明,通过这种方法调整的吊杆内力和设计内力能很好地吻合,且调整周期短,可大大节省人力、物力。     

基于响应面法的系杆拱桥吊杆初内力优化

为精确优化系杆拱桥的吊杆内力,提出基于响应面法的系杆拱桥吊杆内力优化方法,优化过程包括试验设计、有限元分析、响应面函数拟合和内力优化。以一跨72m系杆拱桥为例,选取各个吊杆初始内力作为自变量,系梁、拱肋的关键截面弯矩以及系梁关键截面位移和结构应变能作为因变量;采用Box-Behnken试验设计方法进行样本点试验设计,采用显式响应面函数拟合结构静力响应值与吊杆内力间复杂的隐式关系。确定目标函数和多约束条件,采用优化软件对多约束条件下的吊杆内力进行优化分析,给出了成桥在多约束条件下的吊杆最优初内力。研究结果表明：该方法可以很好地对系杆拱桥吊杆初内力进行优化,为系杆拱桥的设计和施工控制提供指导。     

基于结构振动的中承式拱桥吊杆损伤识别

吊杆是中、下承式拱桥的主要受力构件,其结构损伤影响桥梁的安全,因此,吊杆的损伤识别是结构健康监测的重要工作之一。本文以一座柔性桥面系中承式拱桥为对象建立了三维空间有限元模型并以锈蚀、断丝等引起的吊杆截面缺损作为损伤指标,通过数值模拟研究了结构振动特性与吊杆损伤之间的相关性。研究结果表明,模态曲率对结构损伤较为敏感,损伤识别的效果较好并在此基础上提出了综合运用结构自振频率变化、桥面结构模态曲率变化以及吊杆内力变化进行柔性桥面系中承式拱桥吊杆损伤识别的实用算法。     

中承式钢管混凝土拱桥新增吊杆法加固技术研究

吊杆是中承式钢管混凝土拱桥重要的组成部分和受力构件,其可靠程度直接影响结构的使用性和安全性。由于在运营过程中长期受到自然条件和人为因素的影响,拱桥吊杆出现了不同程度的损伤,使其加固工作备受关注。针对更换吊杆法普遍存在的破坏结构局部受力的问题,介绍了一种主动加固吊杆的方法——新增吊杆法。并以玉带桥吊杆加固为工程背景,介绍了新增吊杆的布置及构造,对全桥进行三维数值仿真分析,比较了吊杆加固前后拱肋内力、吊杆内力和拱桥稳定性的变化情况,并通过施工过程控制对新增吊杆内力和桥面线形进行监控。结果表明:新增吊杆法可大幅减小既有吊杆的应力水平,但对拱肋受力和拱桥稳定性影响不大;加固过程中新增吊杆拉力实测值与计算值符合较好,桥面高程变化最大未超过6mm,是一种安全、可行的吊杆加固方法。     

吊杆断裂对系杆拱桥力学性能的影响

为研究吊杆断裂对系杆拱桥力学性能的影响,以某钢管混凝土系杆拱桥为研究对象。首先建立其有限元模型,采用正装迭代和倒拆相结合的方法计算其成桥索力,后与设计成桥索力相比较,验证了有限元模型的正确性。然后分析了吊杆断裂的数量及断裂位置对主梁线形、剩余吊杆内力及拱肋应力的变化规律。其结果表明,任意吊杆断裂,主梁线形变化值在断裂位置出现下挠峰值,且随着断裂位置往跨中偏移,该峰值不断增大,最大增加了7.18%。吊杆断裂只会引起同侧附近相邻吊杆的内力变化,对其余吊杆内力变化影响不大;其中跨中截面和L/4截面的吊杆对主梁线形和吊杆内力影响较大。双吊杆断裂之后,主梁线形和吊杆内力的变化值可近似认为单吊杆断裂时产生的变化值之和。且吊杆对称断裂时,主梁线形变化值和吊杆内力出现对称分布。吊杆断裂之后,拱肋最大值应力较完好时增加了24.8%。     

下承式系杆拱桥施工监控过程中索力的测试与调整

在系杆拱桥施工过程中,吊杆索力的大小直接影响着成桥线形及结构的内力分布。为此,在施工监控过程中,应对吊杆索力进行精确测试与调整。现结合实际工程,对常规索力测试方法进行改进,并介绍调索方法,以期对同类工程有所借鉴。     

系杆拱桥结构缺陷对吊杆内力的影响分析

为研究系杆拱桥在结构缺陷及损伤状态下系杆内力的重分布情况,建立有限元分析模型对由拱肋线形缺陷、吊杆线形缺陷以及吊杆失效引起的吊杆力变化进行计算分析。结果表明:吊杆力对拱肋竖向缺陷更为敏感;吊杆线形缺陷对短吊杆的影响更为显著;单吊杆失效将显著改变临近杆件的力学特性。     

基于影响矩阵的钢管混凝土系杆拱桥成桥吊杆内力的优化

钢管混凝土系杆拱桥以其突出的优点在中国公路桥梁建设中占有重要地位。对目前钢管混凝土系杆拱桥成桥状态吊杆内力的优化方法进行了回顾,并提出了基于影响矩阵的双重优化法,首先以结构弯曲应变能最小为目标进行优化,然后以吊杆内力方差最小(即吊杆内力均匀)为目标进行优化,最终得到满足要求的成桥状态吊杆内力。该方法力学概念明确,思路清晰,计算方便,成功地应用在苏南地区某下承式钢管混凝土系杆拱桥中,并取得了良好的效果。     

双层索面人行悬索桥状态反演研究

悬索桥的检测,由于吊杆力、索力难以直接测量,一般通过测量主缆的线形来确定悬索桥的状态.采用桥面索的人行悬索桥,存在两个承力索面,即塔顶索面和桥面索面.这两个索面和吊杆组成了索-吊杆超静定体系,其受力分析较为复杂.以某人行桥为工程背景,研究双索面人行悬索桥的内力反演问题,提出了一种根据实测线形反演索力的优化方法,与静载试验结果对比,说明了该方法的适用性.     

基于高精度工程测量的吊杆力精确测试技术研究

该文研究了当前常用的吊杆力、索力测试方法,并且对他们的特点进行了总结和分析。提出了从吊杆、拉索的伸长量的角度来间接计算出吊杆力、索力大小的方法研究。主要探讨了外业数据采集以及内业数据处理,垂度以及温度的影响与修正,吊杆力、索力计算公式以及修正等几个方面。在川杨河桥施工监测的工程实例中,进行了16根吊杆力的测试,并且与理论值以及频率法测试值进行了比较。比较结果表明,此方法能够取得较好的测试结果。与频率法比较,此方法在短吊杆力测试上具有一定的优势。     

梁拱组合桥柔性吊杆张拉力的确定及分析

对梁拱组合桥柔性吊杆在成桥状态下的内力进行分析研究。分别以位移、弯矩及整体受力状态为控制目标来确定成桥时吊杆内力。同时对这几种方法所确定的吊杆内力进行比较，选择一种合理的方法，为今后同类桥梁的推广应用提供设计、施工分析等方面的参考。     

梁拱组合桥柔性吊杆张拉力的确定及分析

对梁拱组合桥柔性吊杆在成桥状态下的内力进行分析研究。分别以位移、弯矩及整体受力状态为控制目标来确定成桥时吊杆内力。同时对这几种方法所确定的吊杆内力进行比较，选择一种合理的方法，为今后同类桥梁的推广应用提供设计、施工分析等方面的参考。     

中承式拱桥的吊杆损伤识别

针对中承式拱桥吊杆容易受损破坏的特点,通过数值模拟研究了中承式拱桥吊杆损伤位置和损伤程度的识别问题。提出了综合运用结构自振频率和曲率模态的吊杆损伤定位识别与损伤程度识别的实用方法。     

基于测点位移差的中、下承式拱桥吊杆损伤识别

根据摄动有限元法原理,提出了基于测点间位移差的变化进行吊杆损伤识别的方法。进行吊杆损伤识别时,先测试吊杆节点间的高程差,并减去损伤前相同2个节点竖向位移差,得到吊杆损伤后2个节点竖向位移差的变化;再通过节点竖向位移差的变化构成吊杆损伤识别方程;当损伤识别初定方程和确定方程识别结果基本一致时,即判定吊杆发生损伤,并取2个方程所得吊杆损伤程度均值作为损伤程度;最后,以京珠高速郑州黄河二桥主桥为例验证了该方法。结果表明：采用该方法进行吊杆损伤识别,识别结果精度较高,即使对于小程度损伤也可识别,且测量误差对识别结果影响较小。     

钢管砼拱桥吊杆调索分析与工程应用

钢管砼拱桥成桥、运营后,桥梁结构的内力、吊杆索力、桥面线形可能与设计产生较大偏差,为了确保大桥的长期运营安全、舒适,需要通过调索来加以改善。文中以某钢管砼拱桥为工程背菁,根据位移、内力双控制理论,对钢管砼拱桥吊杆调索技术进行了研究。     

丫髻沙特大桥系杆内力识别方法研究

在丫髻沙特大桥的病害诊治过程中,多支撑柔性系杆的内力识别是一项关键内容,系杆的结构与柔性吊杆相似,但其特殊的边界条件给内力识别带来困难。根据系杆的振动特性,基于有限单元法,结合最小势能原理,推导了能够考虑多道弹性支撑和含初始内力的振动特征方程,从而通过拾取系杆的振动特征频率,便能求解系杆的张力。在此基础上,通过选用与系杆内部组成相同的单根钢绞线模拟多支撑振动试验,计算拉力比实测拉力大4.85%;得到采用本文方法由振动频率计算的拉力与实际拉力值吻合得较好,对丫髻沙特大桥的两根系杆分别采用频率法和液压千斤顶张拉法识别系杆的内力,两种方法得到的系杆张力极为相近,最大偏差在1%以内,从而验证了本文计算方法的可靠性。     

系杆拱桥吊杆一次张拉方案的优化设计

通过对系杆拱桥吊杆张拉施工过程中吊杆内力相互影响的研究，发现不同的张拉方案对吊杆实际内力的影响是不同的，若选取不当，施工过程中的实际吊杆内力甚至会达到设计值的5倍～7倍。通过一定的理论分析，编写结构计算程序，选择优化的张拉方案。     

系杆拱桥更换吊杆方法研究

介绍了临时吊杆法更换吊杆方案,通过有限元计算分析比较,给出了临时吊杆法的临时吊杆的张拉步长的确定。通过分析各个吊杆在同等步长条件下进行更换时,主梁、拱肋、吊杆各自的内力变化,得出最不利吊杆。结合桥梁吊杆更换模拟分析了吊杆更换时对拱桥各个构件的影响程度,同时得出吊杆最优更换顺序。     

自锚式悬索桥施工控制中的力学特性

研究了自锚式悬索桥施工控制过程中的力学特性,提出并论证了主缆位移的弱相干性原理和吊杆力的相邻影响原理,即张拉吊杆对非张拉点主缆的位移影响很小,可以忽略;对相邻吊杆内力的影响较大,而对于远处吊杆的内力影响较小。当吊杆通过接长杆锚固在加劲梁上,并在加劲梁被张拉离开支架前这两个原理都是适用的。将这两个原理应用于浙江金华康济桥的施工控制中,仅通过3轮张拉吊杆就顺利地实现了体系转换,使主缆的线形、加劲梁的线形、索鞍的顶推量和吊杆力都达到了设计要求。文章所述原理和方法对自锚式悬索桥的施工控制具有普遍的指导意义。     

系杆拱桥吊杆更换数值模拟与方案优化

以某下承式钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,首先创建了全桥的有限元三维模型,计算了实际待更换吊杆损伤对结构性能的影响。其次,确定了吊杆更换方案和吊杆张拉步长,基于临时吊杆法,详细模拟了吊杆更换的整个过程,分析了在此过程中系杆和拱肋位置吊点的位移变化及吊杆索力变化。最后,将等步长与不等步长两类更换旧吊杆的施工方式进行了对比研究。研究结果表明:吊杆失效对失效位置处桥梁的节点位移,内力和弯矩值都有较为显著影响。设计合理的吊杆更换方案和选择适当的张拉步长能使更换过程高效稳定地进行。采用等步长与不等步长更换都能使吊杆更换平稳地进行,不等步长方案相对更为安全。