独塔四索面空间异形斜拉桥施工控制技术分析

宁波外滩大桥是一座独塔四索面异形斜拉桥,为确保桥梁结构在施工过程中和成桥状态下的安全和稳定性,保证桥梁结构成桥状态的线形和内力值符合要求,对施工过程进行模拟计算和分析,结合该桥特点分析了该桥施工控制过程的重点和难点,确定了主塔和主梁的应力、主塔偏位和主梁的线形、斜拉索索力等作为主要控制内容,以及相应的测量方法。在主塔施工、中跨主梁梁段施工、合龙段施工和成桥施工4个主要施工阶段分别监测各个主要控制内容,通过监测数据判断施工过程中各主要控制内容是否符合设计要求。另外,在成桥阶段进行了全桥通测,得到成桥状态下的线形和结构内力值与理论计算值的拟合情况,从而确定此研究控制理论和方法在工程实例应用中的可行性。     

异形斜塔混合梁斜拉桥极限承载力分析

为了研究异形斜塔混合梁斜拉桥极限承载力,基于几何、材料非线性理论,采用大跨径组合体系桥梁极限承载力的非线性分析方法,建立了异形斜塔混合梁斜拉桥的数值分析模型。分别采用横向对称及偏心均布荷载形式,针对结构各控制截面的最不利加载工况,对异形斜塔混合梁斜拉桥的临界荷载及极限承载力进行了计算,得到该桥梁结构失稳以及材料屈曲发生区域以及极限承载能力,研究成果可供同类桥梁分析参考。     

斜拉桥空间异形索塔上横梁施工支架受力分析

以某双塔双索面预应力砼梁斜拉桥为工程背景,应用有限元分析软件ANSYS对上横梁支架进行精细化建模,研究门形索塔上横梁施工过程中上横梁支架的力学特性,分析空载和满载工况下支架主横梁、牛腿、纵向分配梁、扶墙杆、三角托架等主要构件的受力状态,验证其在最不利荷载组合工况下的安全性能。计算结果表明,上横梁支架主要构件的强度和变形均满足设计及规范要求。     

斜拉桥异形景观钢索塔竖转施工技术研究

转体施工方法将高空作业转化为地面作业,便利化程度高,经济效益显著,在索塔建设中的应用逐渐增多。依托某异形景观钢索塔的施工,对转体方案的可行性进行充分论证,并采用有限元仿真分析方法,对稳定安全、合理受力状态等关键问题进行分析,结果表明：对于异形索塔,竖转工艺具有质量可控、安全程度高、施工效率高的优势;竖转施工与竖拼施工影响索塔受力状态,可通过优化转动角度达到合理受力状态;基于有限元仿真分析,优化转动角度及索力,通过监测控制可保障斜拉桥力学性能。     

基于影响矩阵和粒子群算法的异形斜拉桥调索

斜拉桥的合理成桥索力的确定是斜拉桥设计和施工中的关键环节,获取符合条件的初索力是建立桥梁的有限元模型、完成施工阶段的分析和施工索力监测的基础。异形斜拉桥的结构相对比较复杂,其受力特点不同于常规的斜拉桥,传统的迭代法或具有不适用性,且迭代法需要进行多次试算,过程较为繁琐。粒子群算法可以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。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背景,建立三维有限元模型,结合影响矩阵法和粒子群算法编MATLAB程序对桥梁斜拉索的初始索力进行求解,并与传统迭代法的优化结果进行比较,验证该方法的可行性。结果表明：传统迭代法在优化结构较复杂的异形斜拉桥时具有局限性,基于影响矩阵和粒子群算法的索力优化方法能够用来自动化求解结构较为复杂的异形斜拉桥的初始索力群,优化过程简便、高效。     

复杂空间多段索异形塔斜拉桥施工阶段索力计算

复杂空间多段索异形塔斜拉桥的造型奇特、结构复杂,由于空间多段索的相互影响,施工阶段索力求解一直是该类桥梁设计施工的重难点,为了解决该问题,以随州市 水一桥的主桥为工程背景,结合基于差值法的正装迭代法,应用MIDAS Civil有限元分析软件,建立全桥施工阶段模型并计算分析。结果表明,运用基于差值法的正装迭代法计算的成桥索力值与设计索力值最大误差值为0.3%符合计算精度要求,且张拉过程中索力值均在设计范围内。     

超大跨度斜拉桥施工过程随机模拟分析

针对超大跨度斜拉桥由于悬臂施工过程中各种误差的累积可能使其恒载效应具有较强的随机特性,传统的确定性分析方法不能反映这一重要结构特性的问题,采用Monte Carlo法与有限元法相结合的随机模拟方法,将斜拉桥的梁段自重、张拉索力看成随机变量,进行主跨1 088 m的苏通大桥施工过程随机模拟,研究其恒载效应的频度、均值和标准差。研究表明:由于结构系统的变异性,使结构行为呈现一定的随机性;梁段自重、张拉索力变异对钢主梁斜拉桥恒载应力的影响不如对混凝土主梁斜拉桥那么明显,但其对恒载构形的影响不可忽略。     

千米级斜拉桥空间非线性两阶段索力优化

针对斜拉桥的施工控制技术问题,提出了斜拉桥两阶段索力优化的方法,采用一阶最优化计算方法来确定某千米级斜拉桥在施工状态和成桥状态下的合理索力。首先将斜拉桥成桥后的线形和梁塔的最小弯曲应变能设为目标函数,通过对目标函数的最优化处理,求出各施工阶段的斜拉索索力和主梁的预转折角,用空间非线性有限元法模拟钢箱梁的悬臂拼装过程;成桥后,将斜拉桥梁塔的最大和最小弯矩设为目标函数,求出斜拉索索力的合理调整值。计算结果表明:该方法是可行的,结果也是合理的。     

多段索异形塔斜拉桥施工阶段索力计算

对于具有主、副塔和分段索的多段索异形塔斜拉桥,塔和索相互作用影响较为复杂,特别是施工阶段的索力计算更为繁琐,其索力计算难点体现于多段索间的相互影响及桥塔刚度随塔间索索力的变化而改变.为研究该类桥施工监控中的索力控制问题,以多段索异形塔斜拉桥为研究对象,对比了正装、倒拆等计算方法后,采用无应力状态法建立Midas模型进行...     

异形空间桥塔半飘浮体系斜拉桥结构性能分析

以某异形钢塔钢梁斜拉桥为例,对该体系桥的结构受力进行分析评价;针对该桥桥塔的独特造型,应用结构计算软件对其进行总体受力分析.分析结果验证了该桥结构设计的安全性及施工合理性,同时对类似桥型设计中需要注意的地方提出了合理建议.     

大跨度斜拉桥的静风失稳特性

大跨度桥梁发生静风失稳的临界风速可能低于动力失稳的临界风速.结合斜拉桥的结构特点,探讨了已有的非线性失稳分析方法,提出了一种静风失稳的复合标准判断方法,基于MSC.MARC和Python脚本语言,综合考虑结构几何非线性和静风荷载非线性影响,探讨了大跨度斜拉桥空气静力失稳特性.结果表明:升力系数和力矩系数在大跨桥梁静力失...     

大跨径斜拉桥主梁选型及分析

首先基于积分法推导得到了斜拉桥各部件的造价和主梁应力计算公式,其次对比分析了5种不同主梁类型的斜拉桥技术及经济性,最后以传统组合梁斜拉桥为例进行参数分析。结果表明：采用UHPC材料代替传统的混凝土能极大地提高组合梁斜拉桥的极限跨径;主跨在300~750 m的斜拉桥主梁选用传统组合梁经济性最优,主跨在750~1 200 m时主梁选用钢箱梁经济性最优;斜拉桥的平方米造价指标随着桥宽的增加而相应减少;但对桥面以上塔高与跨径比的变化不敏感,经济合理的边中跨比和桥面以上塔高与跨径比分别在0.5和0.3左右。     

基于神经网络技术的斜拉桥损伤分步识别方法

结合神经网络技术进行了斜拉桥损伤分步识别的系统性研究,提出了具体的斜拉桥损伤分步识别过程,给出了每一识别步骤中适当的损伤识别参数.可实现斜拉桥主要构件即拉索和主梁中损伤的有效识别.采用概率神经网络确定损伤构件的类型,采用径向基函数(RBF)网络实现损伤的定位定量分析.针对润扬大桥斜拉桥的损伤模拟分析表明:将测试数据进行平均计算可以大大降低噪声对于概率神经网络识别结果的影响;噪声水平对2个径向基函数网络的损伤位置和损伤程度的识别能力方面的影响较小.采用不同的神经网络分阶段实现大跨斜拉桥的损伤识别,不仅提高了损伤识别的效率和准确性,而且增强了损伤识别方法在实际结构中应用的可行性.     

大跨斜拉桥扁平钢箱梁损伤定位指标的噪声鲁棒性比较研究

以润扬大桥斜拉桥的扁平钢箱梁结构为分析对象,采用子结构方法将扁平钢箱梁结构的整体尺度动力特性和细节尺度构件损伤相互衔接实现多尺度损伤分析。在此基础上对模态曲率、模态应变能、模态柔度和斜拉索索力等4类结构损伤定位指标的抗噪声干扰能力进行了对比分析。分析结果表明,模态应变能和模态柔度对于扁平钢箱梁结构损伤定位具有较好的互补性,将其相结合对扁平钢箱梁主跨和边跨的损伤识别具有较好的抗噪声干扰能力。     

混凝土矮塔斜拉桥经济特性研究

为弄清楚矮塔斜拉桥经济特性,分析了国内外若干座矮塔斜拉桥的主要材料用量情况,并采用数学拟合的方法得到了其主要材料用量与桥梁跨径的关系式;同时研究了矮塔斜拉桥的经济跨径,并得出主跨大于190 m后,矮塔斜拉桥比连续（梁）刚构和斜拉桥都便宜的结论。     

多种类型斜拉桥主梁施工技术

结合多座各种结构类型斜拉桥建设实践,简要介绍各类型斜拉桥的主梁施工技术。     

五河口预应力混凝土斜拉桥主梁的设计与施工

简要介绍了五河口预应力混凝土斜拉桥双边箱主梁的设计与施工。由于跨径大、桥面宽,设计和施工中碰到很多问题,本桥对这些问题的处理方法,可为今后类似的预应力混凝土斜拉桥的建设提供参考。     

槽型双箱组合梁斜拉桥桥面板有效宽度分析

为研究槽型双箱组合梁斜拉桥桥面板在纵向预应力作用下的有效宽度,结合某大跨度组合梁桥面结构,通过建立考虑钢梁-混凝土桥面板界面滑移的三维实体节段有限元模型,分析了桥面板在纵向预应力作用下的应力分布及传递机理,提出了预应力传递角度变化的有效宽度计算方法.研究结果表明:相对于标准AASHTO LRFD (2007)和DIN 1075,有效宽度计算方法能够考虑纵向预应力在桥面板中传递的全过程及预应力传递角度的变化,与有限元结果具有更高的吻合度,可为同类组合梁斜拉桥设计提供参考.     

基于信赖域优化算法的斜拉桥索力优化设计

运用有约束的优化算法并结合具有很强全局收敛性的信赖域算法,并借助MATLAB和ANSYS软件进行混合编程调用计算结果来实现对索力的优化计算。通过对实例斜拉桥索力的优化计算结果与通用的优化计算结果的比较,结果证明信赖域优化算法应用于斜拉桥的索力的优化结果可靠,并能实现多种优化方案的比选,尤其适用于初步设计阶段。通过对是否考虑斜拉索几何非线性影响结果的比较,结果证明中等跨径的斜拉桥可以忽略斜拉索几何非线性的影响,在满足工程设计的精度要求的同时还可以简化计算和提高求解的速度。     

大跨度斜拉桥施工控制的多元统计敏感性分析

为掌握大跨度斜拉桥结构参数变异对结构状态的影响规律,确保斜拉桥的施工安全和工程质量,针对该类型桥梁施工控制参数敏感性分析的实际需求,考虑不同结构参数和不同结构部位相同结构参数的变异性,实现了大跨度斜拉桥施工过程控制中的多元统计敏感性分析.从统计学角度明确了参数敏感性分析为边缘分布问题后,将试验设计方法引入统计多参数敏感...