钢管混凝土拱桥吊杆索力测试与有限元分析

桂林石家渡漓江大桥是一座中承式钢管混凝土拱桥,文中采用环境随机振动法对该桥成桥恒载下的吊杆索力进行测定,并运用索力分析理论和有限元法计算吊杆索力,通过比较分析,结果表明该桥的吊杆索力满足设计要求。在建模分析及吊杆索力计算时就如何考虑锚固形式、计算长度和刚度的影响进行了介绍,具有一定的借鉴意义。     

梁拱组合桥吊杆成桥初始索力的简化计算方法

在梁拱组合桥的设计中,确定恒载作用下吊杆成桥初始索力是一项重要工作。该文先对确定吊杆成桥初始索力的常用方法进行了总结,基于内力平衡迭代思想提出了梁拱组合桥吊杆成桥初始索力的简化计算方法。最后以广东省韶关市一座三跨连续"梁-拱"组合桥为例,采用该方法计算了吊杆的成桥初始索力,并与其他方法的计算结果进行对比分析。结果表明该方法正确、实用,可为梁拱组合桥的设计计算提供参考。     

频率法吊杆索力测量计算方法研究

系杆拱桥中吊杆索长均较短,对于短索索力的计算存在相当的难度。对某系杆拱桥吊杆索力基于频率法测试时采用的几种计算模型进行比较分析,同时分析吊杆长细比对模型计算精度的影响规律,得出与吊杆长细比相对应的索力计算模型,可满足工程精度要求。     

基于静载试验标定拱桥吊杆索力计算长度研究

采用振动法测试吊杆索力,计算长度取值对计算结果影响较大。一般的桥梁检测中经常按经验取值,存在随意性,有误判的可能。本文利用振动法计算吊杆索力的常用公式,反推出吊杆索力计算长度的标定公式,然后针对吊杆索力进行静载试验,测试吊杆加载前后的频率及吊杆长度,再根据吊杆长度的变化量计算出吊杆索力增量,并根据该增量与频率的关系,计算出吊杆索力的计算长度,最后代回到吊杆索力的计算公式,计算出吊杆在恒载作用下索力。虽然该方法得出的计算长度也受测试条件和精度的影响,但其原理简单、技术要求难度不高,并且可以一桥一标定,能较好地反映吊杆的实际情况,实例表明,对新建桥梁测试吻合度较好,也可推广应用于旧桥吊杆索力的检测计算。     

支架现浇系杆拱桥张拉索力调整计算

采用支架现浇施工的系杆拱桥,主梁落架后结构的边界约束易于模拟计算,该阶段下利于吊杆索力的调整计算。以主梁落架后实测索力为吊杆初始索力,该阶段下设计理论索力值为吊杆调整索力,采用影响矩阵计算方法,考虑张拉过程中主梁及主拱圈应力、位移的约束条件,同时兼顾实际张拉施工张拉次数及张拉顺序的要求,完成了南昌云飞路大桥吊杆张拉索力的调整计算。张拉完成后实测结果表明:采用该方法对吊杆索力调整张拉后,原索力偏差较大、全桥索力分布不均等情况大为改善,验证了该方法在实际工程中的有效性。同时,该方法可推广至其他索吊结构的索力调整计算中。     

基于正装迭代法的系杆拱吊杆张拉索力计算研究分析

为了研究正装迭代法在索力计算中的应用,文中以某大桥(钢管混凝土系杆拱桥)的施工监控为工程背景,应用大型通用有限元软件Midas/Civil建立有限元模型对该桥进行施工阶段分析计算。采用正装迭代法对该桥施工阶段4次吊杆张拉的张拉控制力进行计算,用该结果指导施工,得出实测索力,将实测值与理论值进行对比分析。研究正装迭代法在钢管混凝土系杆拱桥索力计算中的应用。     

温差对系杆拱桥吊杆索力的影响

系杆拱桥是内部高次超静定结构,在成桥之后受温差作用结构会产生温度内力和位移,从而对吊杆索力产生影响。针对该影响,以某系杆拱桥为实例,建立Midas/Civil有限元空间模型,分析温差作用对吊杆索力的影响规律。结果表明:温差作用对吊杆索力影响显著,短吊杆比长吊杆所受影响相对小些。升温时索力增大,降温时索力减小;升温30℃时吊杆索力最大增量为59%;降温45℃时吊杆索力最大缩量为88.51%。在系杆拱桥吊杆设计和张拉时,应充分考虑温差影响,使吊杆处于合理的受力范围内,提高吊杆的使用寿命。     

系杆拱桥吊杆索力转移的优化设计

系杆拱桥索力转移的优化方案设计是吊杆更换的一项重要内容,选择合理有效的索力转移优化方案,能有效避免吊杆集中力现象,保障桥梁结构稳定及运营安全。文中以VBA为平台计算吊杆在等步长和非等步长情况下更换吊杆的索力和应变及相邻吊杆的索力变化,确定系杆拱桥吊杆索力转移优化设计方案。结果表明,优化后索力均匀、结构受力合力、线形平顺。     

特大跨系杆钢拱桥成桥状态与吊杆张拉力优化分析

特大跨异型系杆钢拱桥的成桥状态确定至关重要。采用基于影响矩阵的综合方法确定合理成桥索力,该方法考虑了系杆拱桥各吊杆间受力的相互影响;并采用Ansys Workbench有限元程序,建立了杭州市运河二通道358m大跨度异型钢拱桥有限元模型,通过结合刚性吊杆法和自动调索法确定吊杆的合理张拉力。以合理成桥索力为目标索力,采用影响矩阵法确定有应力状态下吊杆的施工张拉力,索力调整后与目标索力进行对比,误差控制在3%以内,达到了索力优化调整的目标。     

一类精确考虑抗弯刚度影响的系杆拱桥索力测量新公式

通过引入一端铰支一端固支、两端固支等不同边界条件下吊杆的形状函数,运用能量方法。推导出索力、抗弯刚度与吊杆固有频率间的关系式,进而给出基于前2阶固有频率的索力精确测量公式。该公式将抗弯刚度作为隐式计算参数,回避了其难以准确识别的问题。以某系杆拱桥的索力实测为例,将建议公式与常用公式的计算结果和实测值进行比较并加以分析,分析结果证明建议公式准确考虑了抗弯刚度和边界条件对索力测量的影响且其精度满足工程实践要求。     

大跨度系杆拱桥柔性吊杆张力监测和参数识别研究

研究了基于弦振动理论应用频率法进行大跨度系杆拱桥柔性吊杆张力测试的基本方法,尤其是对影响频率法测定吊杆张力精度的若干参数,如吊杆的边界条件、减振阻尼器及有效计算长度等进行了较理想的识别。文中推导了张力测试的实用公式,并通过现场张力标定,对上述若干参数进行有效识别,提高了张力测试精度并减少了识别工作量。实测结果表明,根据文中提供的参数识别方法进行参数识别后所得到的吊杆张力计算值大部分具有较高的监测精度,可以满足施工和运营期间监测吊杆张力的需要。     

大跨径自锚悬索桥施工工艺研究

该文通过对西河桥施工工艺的研究,介绍了西河桥的工程特点和难点,以及在建设过程中主桥钢箱梁安装、PPWS工法主缆架设施工工艺及施工质量控制、主缆及吊杆张拉与索力调整主梁脱架体系转换桥面线形控制等施工工艺。     

大跨径自锚式悬索桥合理成桥状态的确定方法

通过对有限位移理论和解析迭代法的分析,对基本参数进行分析研究,提出了确定自锚式悬索桥合理成桥状态的思路和方法。以主缆为切入点,在确定主缆线形及吊索、加劲梁内力的情况下,最终得到主缆和吊杆的无应力长度及施工结构状态。基于上述理论,以某主跨328 m的自锚式悬索桥为例,进行了详细的分析,给出了主缆无应力长度、鞍座预偏量、成桥阶段加劲梁、吊杆的内力,确定了该桥的合理成桥状态。     

灰色理论在斜拉桥索力状态评估中的应用

该文基于灰色系统中的灰色关联分析理论,建立了斜拉桥索面索力状态评估方法,并以某斜拉桥索力实测值为例进行计算分析,计算中将三种不同情况下的索力值作为灰色关联分析中的参考序列,进行对比分析。结果表明,灰色关联分析方法可较好地应用于斜拉桥索力状态评估;若能考虑混凝土收缩徐变等影响,则以优化索力作为灰色关联分析参考序列的评估结果能更好地反映索力实际状态。     

正装迭代法在系杆拱桥吊杆张拉过程中的应用

该文以某系杆拱桥吊杆张拉为背景,系统地研究了正装迭代法在吊杆张拉结构中的应用,指出了该方法的优缺点和适用范围,可供类似工程的施工参考。     

在役斜拉桥索力测试研究

该文以某在役斜拉桥为对象,通过对该斜拉索索力测试结果和理论计算结果的对比分析,推定该桥多年运营后斜拉索中留存的索力情况,判定是否要对该桥的斜拉索进行索力调整,以确保桥梁运营安全。     

基于索力和振动特性监测的多跨空间异型刚梁柔拱组合桥梁安全韧性分析

对多跨空间异型刚梁柔拱组合体系无推力拱桥进行有限元建模分析,基于振动法对吊杆索力进行检测,通过理论索力与实测索力的对比,分析该类复杂结构桥梁索力的受力规律。同时,基于历年桥梁索力检测结果,研究索力随外部荷载改变时的变化特征,对桥梁索力在长期运营状态下的健康状态进行安全韧性分析。通过测试桥梁的自振特性,分析桥梁结构整体性能,为评价桥梁工作状况提供依据。     

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。     

在役钢管混凝土系杆拱桥静载试验研究

该文以某在役钢管混凝土系杆拱桥为对象,通过介绍该桥静载试验的主要内容、测点的布设、对试验中各工况应变和挠度以及吊杆力的理论值与试验结果的对比分析,表明该桥的静力承载能力和工作性能良好,文中所述的方法和结论可供桥梁设计人员参考。     

单塔空间索面自锚式悬索桥悬吊结构安装与体系转换

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,该桥体系转换是通过对吊索进行3轮循环张拉与几轮循环索力调整来完成,主要介绍悬吊结构(索夹与吊索)安装及体系转换技术.