大跨度悬索桥施工控制分析

本文以正在建设中的广东虎门大桥施工颢监测与控制研究专题为背景，介绍悬索桥施工监控系统中结构分析软件的研制情况，并按虎门大桥初步设计结构参数给出监控分析部分计算结果和图形。     

悬索桥主缆成桥线形的迭代算法

大跨度悬索桥主缆成桥线形是进行结构分析、计算和指导施工的关键控制因素,采用有限位移理论可较全面地考虑大位移引起的悬索桥几何非线性.利用通用有限元程序,建立全桥平面有限元模型,实现了悬索桥施工过程的模拟计算,并且使用悬索桥施工理想初态及成桥状态的迭代算法来确定主缆成桥线形.结果表明,悬索桥主缆的线形是介于抛物线与悬链线之间的索多边形.     

虎门二桥大沙水道桥主塔上横梁支架方案比较分析

悬索桥主塔上横梁施工是典型的高空作业,施工难度大、安全风险高,合理地进行支架设计是质量安全的保障。介绍了虎门二桥大沙水道桥东西塔上横梁采用的两种支架搭设方式,并创新地采用反拉法进行支架预压,在经济性、安全性等方面比较各自的优势。     

现代悬索桥即将在中国兴起高潮

现代悬索桥在中国将跟随斜拉桥得到很大的发展。本文简述最近设计与正在施工的4座现代悬索桥。它们是江阴长江大桥、虎门大桥、西陵长江大桥及汕头海湾大桥，其主跨分别为1385、888、900及452m。各桥均有自己的特点。江阴桥将成为中国最大跨度的桥梁，且列为世界第四大跨度。虎门桥将成为香港与澳门之间的重要通道、西陵桥建成后将首先为三峡大坝工程服务。汕头海湾桥将建成为PC箱形加劲梁型的悬索桥，并成为同类型桥的世界最大跨度     

考虑主缆抗弯刚度的自锚式悬索桥成桥状态力学性能分析

针对目前进行悬索桥分析时不考虑主缆抗弯刚度的现状,以某特大跨自锚式悬索桥为工程背景,在定性分析考虑主缆抗弯刚度后主缆、吊索、加劲梁、主塔等关键构件受力与线形特点的基础上,探讨不同简化假定条件下主缆受力与线形计算公式;运用有限元软件MIDAS/Civil,通过选取适当的单元类型及合理的结构参数建立有限元模型,分析比较考虑和不考虑主缆抗弯刚度时自锚式悬索桥成桥状态下的力学特性,探讨考虑和不考虑主缆抗弯刚度时自锚式悬索桥的力学行为,得到考虑主缆抗弯刚度后结构整体刚度有所加强的结论。     

大跨悬索桥基准索股架设精度可靠性研究

线形控制是悬索桥建造过程中关键过程,基准索股架设精度的可靠与否直接决定空缆线形及成桥线形能否达到设计要求。通过对索股弹性模量、延米自重、施工单位对调索量控制精度、温度传感器测量精度、桥塔纵向偏位测量精度、基准索股标高测量精度等影响基准索股架设线形的因素进行了分析,结合规范要求与功能函数的思想,提出基于可靠度理论的悬索桥的基准索股架设精度可靠性分析方法,编制了改进后的蒙特卡洛法计算程序。利用该方法对主跨1200m的虎门二桥之大沙水道悬索桥中跨基准索股架设精度的可靠性进行了分析。研究结果表明:当该桥中跨调索精度为±25mm时,可靠度值为2. 03,满足规范要求。     

加利福尼亚州卡奎内兹海峡悬索桥的设计进步

加利福尼亚州卡奎内兹海峡悬索桥是美国自1973年建成切萨匹克海湾二桥(the Second Chesapeake Bay Bridge)后修建的第1座大型悬索桥。该桥将用来替换卡奎内兹海峡上建于1927年、缺乏抗震能力的一座既有悬臂钢桁梁桥。卡奎内兹海峡悬索桥由闭合正交异性板钢箱梁、2根φ512mm主缆、钢筋混凝土桥塔及重力式锚碇等组成,大桥的设计为美国现代悬索桥的设计,特别是抗震安全性设计．确立了新的标准。介绍该桥的某些设计要点,包括大跨径悬索桥的总体设计荷载标准;主缆钢丝设计容许应力;关键焊接部位设计细节最新水平;确定实际板应力及应力集中的钢箱梁有限元分析方法及提高抗震延性的钢筋混凝土桥塔塔柱截面的设计。     

现代悬索桥将在中国兴起高潮

现代悬索桥在中国将跟随斜拉桥得到很大的发展。本文简述最近设计与正在施工的４座现代悬索桥。它们是江阴长江大桥、虎门在桥、西陵长江大桥及汕头海湾大桥，其主跨分别为１３８５、８８８、９００及４５２ｍ。     

32位Windows环境下桥梁有限元结构分析软件开发

本文结合虎门悬索桥施工监控科研项目中的结构计算程度开发工作，介绍在３２Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统下，开发Ｗｉｎｄｏｗｓ界面风格的有限元结构分析软件的工作情况和感受。     

地锚式悬索桥结构参数计算

普遍认为悬索桥成桥几何线形为二次抛物线和分段悬链线,根据力学平衡条件以及几何变形协调条件采用分段悬链线法计算结构参数时,提出了考虑主缆自重约束方程以及在求解非线性方程组的数学方法上做了改进,计算出空缆结构参数主索鞍预偏量以及空缆索夹安装坐标。采用解析法编写程序对江阴长江大桥进行验证,应用表明本文程序在悬索桥空缆结构参数计算中稳定、准确且收敛快。     

大跨钢桁架桥梁施工BIM建模及信息化平台系统

以某大跨钢桁梁桥的BIM模型建立过程为例,提出了一种参数化及精细化建模思路,通过对BIM模型的构件进行设计、施工信息匹配和编码,可用于桥梁施工全过程监控.基于BIM模型信息,以手机和个人电脑为采集终端设备,建立数据服务器和基础数据库,在云计算中心进行后台整理分析,从而构建BIM信息化平台,实现施工进度模拟、设计与施工现场信息化管理和档案资料的信息化归档管理.BIM建模及信息化平台的应用显著提高了桥梁施工效率,优化了施工工序,缩短了工期,提高了构件安装精度和施工质量,为大跨钢桁梁桥施工提供了技术保障.     

大跨悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型

为描述大跨桥梁服役前完好状态时的结构性能,建立了润扬悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型。首先,探讨面向健康监测需求、建立适度精细基准模型的目标,提出了采用正交异性壳单元等效钢箱梁的建模策略。然后,就钢箱梁的简化模拟、桥塔的动力模型修正、成桥状态初始构形及内力的确定、主梁边界条件的确定和钢箱梁局部应力分析等关键技术问题进行了详细的研究。最后,对所建立的基准有限元模型采用润扬悬索桥成桥试验的实测结果进行了验证。结果表明,该基准模型能从整体结构尺度与局部构件尺度两个方面准确地模拟结构的实际性能,从而为润扬悬索桥的损伤识别与状态评估提供了可靠的结构描述与分析依据。     

独塔自锚式悬索桥动力特性参数灵敏度分析研究

自锚式悬索桥以其优美的造型、良好的跨越能力、对桥址条件适用性强等优点,被广泛的应用于城市桥梁中。自锚式悬索桥的结构设计参数对其动力特性影响显著。为明晰其结构设计参数对自锚式悬索桥动力特性(振型、频率等)的参数影响规律,以某典型的独塔自锚式悬索桥为研究背景,基于有限元软件MIDAS Civil建立全桥空间有限元模型,采用子空间迭代法进行动力分析计算,研究了边跨长度比,恒载比率,主梁、主缆及吊索刚度等参数的变化对自锚式悬索桥基本动力特性的影响规律。结果表明:自锚式悬索桥整桥振型排列较合理,频谱分布密集;边跨比对独塔自锚式悬索桥主梁竖弯振型频率和主缆横弯振型频率影响显著;恒载比率对独塔自锚式悬索桥各阶模态振型频率影响显著,其中主缆一阶侧弯和主梁的一阶竖弯振型受恒载比率影响最为显著;主缆抗拉刚度的变化对主缆侧移振型频率,以及主梁竖弯振型频率影响较为显著,主缆抗拉刚度的增加有利于提高结构的整体刚度,可以一定程度上减小主缆水平拉力对主梁刚度的影响;吊索抗拉刚度对结构振型频率的影响基本可以忽略;自锚式悬索桥的竖向弯曲振型受主梁的抗弯刚度影响较大,主缆振动频率受主梁抗弯刚度影响较大,但当主梁抗弯刚度达到一定数值后,其对主缆频率影响减小。     

一种自锚式悬索桥主缆线形的解析法

在传统的地锚式悬索桥主缆线形方程的基础上，引入了自锚式悬索桥主缆、加劲梁和索塔的变形协调方程，得到一种自锚式悬索桥主缆线形的解析方法：该方法可以在不进行有限元分析的情况下，仅给出自锚式悬索桥的跨度、矢跨比以及主缆、加劲梁和索塔的截面属性，通过求解主缆线形方程和变形协调方程所组成的方程组，就能够求出主缆的初始线形和成桥线形、主缆的无应力长度、索鞍偏移量。该方法简单、准确、高效，已经成功地应用在金华康济桥的施工监控中，建成后主缆的成桥线形与设计线形非常接近，最大误差只有27mm，由于该方法能方便而快速地计算出索鞍的偏移量和主缆线形，对优化自锚式悬索桥边跨与主跨的比例提供了一种高效的算法。     

北盘江特大悬索桥施工过程有限元分析

大跨径悬索桥具有非线性特点,尤其在施工阶段中非线性表现更突出.介绍采用非线性有限元软件对贵州北盘江特大悬索桥进行计算模型的简化,实现了整个施工过程的仿真计算,为该桥的施工监控提供了理论依据,确保了大桥的顺利建成.     

珠江黄埔大桥南汊悬索桥施工监控系统研究

珠江黄埔大桥南汊桥为主跨1 108 m钢箱梁悬索桥,这种规模大的悬索桥工程对传统施工监控提出了新的挑战.文章针对该悬索桥施工监控要求高效率、高精度的特点,建立了基于网络的悬索桥智能施工监控系统,通过引入网络技术、人工智能技术等多种新技术,使悬索桥施工监控的数据采集、数据传输以及控制决策实现实时化与智能化.     

基于BIM的桥梁全生命期管理技术及应用研究

针对桥梁设计、施工和运维管养不同阶段信息转移遗漏和难以共享的问题,以武汉青山长江公路大桥为背景,综合运用物联网、大数据、云计算、无人机倾斜摄影等新兴信息技术构建基于BIM的全生命期信息管理平台,平台包括电脑端的WEB应用系统、智慧沙盘和移动智能终端APP 3种可视化交互方式。设计阶段,对全线桥梁进行参数化BIM建模,并建立桥梁周边环境三维实景模型,在BIM中集成桥梁结构分析结果数据。施工阶段通过统一的构件编码串接项目信息、施工进度、质量安全、人员物资机械、施工监控等信息,实现各方的协同管理。运维管养阶段,在BIM模型上集成了设计、施工阶段与运维管养相关的关键信息,对健康监测和巡检管养实现三维可视化管理。     

基于BIM的桥梁结构健康监测运营技术应用探究

依托云南省玉溪市新平县峨德河大桥、华宁县天生桥6号桥和婆兮大桥,构建基于BIM的桥梁结构健康监测运营管理系统平台,整合桥梁竣工档案、桥梁评定和结构健康监测长期跟踪信息,将桥梁全生命周期运行维护数据标准化与融合,通过BIM模型进行三维可视化分析、展示、预警和预测,大大提高桥梁结构健康监测精准度和管理水平,深化BIM技术在桥梁养护工程中的应用,提高公路桥梁运营养护决策优化的科学性和智能化水平,支撑桥梁综合性能的提升。     

悬索桥机器人巡检技术研究

针对悬索桥大尺度、结构复杂、检测盲区问题，采用BIM技术对悬索桥的机器人巡检技术进行探讨。根据悬索桥结构特点、机器人特点分析了悬索桥检测要点及机器人总的巡检实施流程，研究了机器人在巡检中坐标系建立、路径规划问题，利用Matlab开展了巡检仿真模拟，通过悬索桥BIM模型获得待检区域索塔的基本信息并建立栅格地图，推演无人机、爬壁检测机器人等的合理检测路径，进而探讨了主梁及主缆的检测路径。研究表明，采用BIM技术有助于实现悬索桥多机器人检测的全局规划，可提高巡检效率和覆盖率，从而保证检测数据的完整性，是机器人巡检的必要方法。     

BIM在虎门二桥数字化钢厂中的应用

以虎门二桥主桥的钢箱梁加工厂为工程背景,建立BIM管理平台,对钢厂的运营和管理进行优化,在此BIM平台上以三维模型为载体,实现钢箱梁深化设计,出图和算量。深化设计可以在对钢箱梁各部件进行预拼装的基础上发现设计图纸的错漏碰缺,同时深化设计的三维模型的交互漫游等功能在施工组织,技术交底,现场可视化效果突出,增加沟通效率;自动出图可以减少人工出图的工作量;最后在模型基础上对相应构件输出报表,进行算量。