钢管混凝土拱桥斜拉扣挂合理施工顺序研究

在大跨度钢管混凝土拱桥施工中,大部分采用无支架缆索吊装斜拉扣挂施工方法,因此确定钢管混凝土主拱圈的合理施工顺序是保证拱肋吊装的施工质量和安全的重要措施。采用基于有限元理论的正装迭代法能方便有效地确定拱肋合理吊装顺序、扣索合理初始张力值以及拱肋的预抬高量,将扣索索力一次性张拉到位,并能保证合理施工状态的实现。最后用计算数据说明本方法的正确性。     

"零弯矩法"应用于斜拉扣挂索力确定的讨论

在钢管混凝土拱桥施工中,无支架缆索吊装斜拉扣挂施工方法目前使用最多,扣索索力的确定是其中的一项重要内容.应用"零弯矩法"计算扣索索力会出现负值和不均衡的情况,分别从公式推导和计算实例说明这一点,并指出了"零弯矩法"的适用范围.     

基于优化理论的大跨拱桥桁架拱肋吊装预测分析

引入工程结构优化方法,利用基于前进分析的有限元法,对采用千斤顶斜拉扣挂法施工的钢管混凝土拱桥进行了吊装预测分析,进行了扣索索力及拱肋节段预抬高的最优化计算,确定了一定约束条件下,空钢管拱肋吊装结构最合适的施工路径.     

拱桥节段施工斜拉扣挂索力仿真计算研究

斜拉扣挂在缆索吊装中经常运用 ,但扣索索力多采用手工计算 ,且多用于 5段以内的吊装 ,计算复杂 ,精度低 .本文提出“零弯矩法” ,可计算任意多段扣索索力 ,既可计算拱肋在施工过程中各节段临时铰接 ,又可计算各节段固结的情况 ,将两种连接方式统一成一种计算方法 ,力学概念清楚 ,计算简便 ,适宜编程 ,文中最后用示例证实本方法的正确性 .     

无应力状态法在大跨径拱桥施工中的应用

为了实现大跨径拱桥经施工成桥后拱肋的受力状态逼近设计的合理成桥状态,以采用斜拉扣挂的缆索吊装、悬臂浇筑、转体施工等工法的大跨径拱桥为对象,讨论了无应力状态法的具体实施方法;推导了扣索索力的计算公式;提出了调索过程中拱肋位移和曲率约束条件的控制条件。将无应力状态法用于500 m级的钢管混凝土拱桥和200 m级悬臂浇筑拱桥施工计算,计算结果表明:成拱后的拱肋线形和内力与设计状态一致。     

拱桥节段施工斜拉扣挂索力仿真计算研究

斜拉扣挂在缆索吊装中经常运用,但扣索索力多采用手工计算,且多用于５段以内的吊装,计算复杂,精度低．本文提出“零弯矩法“,可计算任意多段扣索索力,既可计算拱肋在施工过程中各节段临时铰接,又可计算各节段固结的情况,将两种连接方式统一成一种计算方法,力学概念清楚,计算简便,适宜编程,文中最后用示例证实本方法的正确性。     

钢管混凝土拱桥施工中斜拉扣挂系统的有限元受力分析

通过建立斜拉扣挂有限元模型,按照拱肋节段的吊装施工顺序,采用前进分析法全过程模拟吊装过程,求解各吊装阶段的扣索索力及扣塔内力,并验算扣塔的稳定性。     

基于ANSYS优化法计算拱桥施工扣索索力与预抬量

以在建的新龙门大桥为工程背景,开展拱肋吊装过程扣索索力和预抬量的优化分析。采用有限元计算与优化分析相结合的方法对扣索索力和预抬值进行求解,索力和预抬值的计算以拱肋各标高控制点的高程偏差平方和最小为优化目标,以拱肋各个控制点的标高偏差为状态变量,采用一阶分析法对设计变量进行迭代优化。计算结果表明该方法具有计算精度高的优点,与实测结果吻合良好。     

钢管混凝土拱桥拱肋吊装线形控制的分步算法

针对钢管混凝土拱桥拱肋分节段安装由扣索张拉引起的高程差问题,以裸拱自重变形后的拱轴线形为控制目标,基于最优化理论和一次扣索张拉法,提出先用零阶优化法按整体安装计算出各拱肋节段的预抬量和扣索索力,再以整体安装计算结果为目标,根据拱肋节段安装顺序,通过迭代方法计算出各个节段安装时的预抬量和扣索索力。将该算法应用到主跨240m的巫山新龙门大桥拱肋安装线形控制中,松索成拱后的线形与目标线形吻合良好。     

钢管砼拱桁架架设斜拉扣索最最优扣点探讨

根据“零弯矩法”概念,给出在拱肋节段吊装中关于扣索索力的计算公式,在此基础上讨论了扣索扣点最优位置、索力与扣位置、塔高、塔距的关系,文末还用了一座钢管砼拱桥为例加以说明。     

钢管拱肋分段吊装扣索一次张拉索力改进算法

为改善大跨钢管拱肋分段吊装扣索索力常用算法迭代效率低、计算时耗长, 且忽略了温变影响等不足, 建立了可考虑温变影响和提高计算效率的改进算法; 基于材料力学和几何学相关知识, 推导了吊装过程中拱肋位移变化与温变的理论关系, 并在计入温变引起索长和拱肋位移改变的情况下, 推导出扣索索力变化与温变的理论关系; 基于扣索一次张拉法和ANSYS零阶优化法, 开发了考虑温变影响且在迭代子步中对程序自动搜索实施宏观调控的扣索索力计算程序; 运用改进算法对某主跨300 m钢管混凝土拱桥开展了分段吊装施工控制分析。分析结果表明: 推导的理论公式和有限元分析结果的变化规律一致, 拱肋位移变化的最大相对误差为11%, 索力变化的最大相对误差为18%, 均能满足工程精度要求; 与原算法相比, 采用改进算法的迭代次数由26次缩减到17次, 迭代效率提高了35%, 计算索力与实测索力的最大偏差由276 kN减小到100 kN; 拱肋松索成拱位移理论值与实测值的最大偏差为7 mm, 成拱线形正常; 建立的改进算法可实现扣索一次张拉, 提高迭代效率和计算精度, 运用改进算法控制大跨钢管拱肋吊装施工可使拱肋松索成拱线形满足设计要求。     

钢管砼拱桁架架设斜拉扣索最优扣点探讨

根据“零弯矩法”概念 ,给出在拱肋节段吊装中关于扣索索力的计算公式 ,在此基础上讨论了扣索扣点最优位置、索力与扣点位置、塔高、塔距的关系 ,文末还用了一座钢管砼拱桥为例加以说明     

垫塞钢板对扣索力与主拱线形的影响分析

针对采用悬臂拼装斜拉扣挂法施工的拱桥在拱段间过多地垫塞钢板,造成的拱肋线形严重偏离目标线形问题。笔者基于拱段间几何关系,推导了垫塞钢板后拱段坐标修正公式,并利用有限元软件开展了拱段间垫塞钢板对扣索力与主拱线形的影响研究。研究结果表明:拱肋拼装过程中在拱背垫塞钢板,会增大施工过程中的扣索力,索力误差达49.69%,成拱后拱肋线形高于目标线形,最大线形偏差达204.9 mm;在拱腹垫塞钢板会减小施工过程中的扣索力,索力误差达-50.26%,成拱后拱肋线形低于目标线形,最大线形偏差达-201.9 mm,因此在施工中应慎用钢板垫塞拱段。     

基于裸拱变形为控制目标的仿真计算分析

大跨径拱桥主要采取无支架缆索吊装斜拉扣挂法,其中扣索索力与节段预抬量的计算是无支架缆索吊装施工控制关键,因为不同预抬量设置规律会得到不同的松索成拱线形,这直接影响到拱桥营运状态。以昭化嘉陵江特大桥作为仿真计算的工程实例,对比分析了三种传统正值预抬量设置—"0"预抬量、正预抬量和递增预抬量—分别作为控制目标时与裸拱变形的差异,证实了这几种设置方法不可避免地造成了主拱成拱线形呈"马鞍形",从而导致拱轴线与设计拱轴线出现偏差,影响到桥梁在营运时的受力状态。为此,需要在此基础上修正各节段的预抬量设置规律,尽量避免主拱出现"马鞍形",使其松索成拱后的线形与一次落架线形更接近,以达到设计期望值。计算结果证明,该修正方法是可行的。     

大跨径钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑施工控制

分析了拱桥主拱圈斜拉扣锚悬臂浇筑施工体系的结构特点, 总结了拱桥悬臂浇筑施工扣、锚索力的确定方法, 分析了零位移法、定长扣索法、影响矩阵法与零弯矩法的优缺点与适用性。基于净跨径为180m的钢筋混凝土拱桥——马蹄河大桥的设计与施工方案, 分析了大跨径钢筋混凝土拱桥主拱斜拉扣锚悬臂浇筑施工的全过程, 采用零弯矩法进行索力求解, 并在最大悬臂施工阶段采用以拱圈弯曲能量为目标函数的影响矩阵法对索力进行了优化。分析结果表明: 在拱桥斜拉扣锚悬臂浇筑施工中采用零弯矩法是最直接有效的控制方法; 整个施工过程中拱圈截面由部分受拉逐渐进入全截面受压, 拱圈线形与应力满足设计要求; 拱圈上、下缘拉应力不超过1.5MPa, 压应力不超过7.0 MPa, 拱圈位移不超过10mm; 对最大悬臂施工阶段进行索力优化可以进一步调整拱圈线形, 并改善主拱圈受力状态, 通过调整可以使拱脚接近"零"应力状态; 悬臂浇筑施工阶段的稳定性与扣、锚索系统的关系密切, 合理的扣、锚索系统同时控制拱圈的内力、线形与施工阶段的稳定性; 扣、锚索拆除顺序的不同对合龙后的拱圈应力影响较大, 因此, 施工时应注意对扣、锚索系统拆除程序进行优化。研究成果成功解决了国内悬臂浇筑施工的最大跨径钢筋混凝土拱桥的施工方案设计与施工控制问题, 并可供大跨径拱桥结构设计与施工控制参考, 以期推动大跨径钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑技术的发展。     

钢管混凝土拱桥主拱钢管缆索吊装扣索索力调整

扣索索力调整是钢混凝土拱桥主拱安装采用缆索吊装方法施工时线型控制的重要步骤。基于优化理论提出一种可靠的索力调整方法,将被拉过索鞍点和索长度为设计变量,将高程控制点的竖向位移作为控制变量,优化结果可确定各高程控制点达到其竖向控制位移时扣索的索力,而由优化后的设计变量值又可确定各扣索的延伸量,从而达到索方与延伸量“双控”：,且同时度量扣索被拉过索鞍点的长度和确定由激振法通过传感器测量的索力值便于实际操     

重庆朝天门长江大桥主桥钢桁架拱肋安装施工方案

大跨度钢桁架拱桥采用爬行吊机安装拱肋,既经济又安全,它是对无支架缆索吊装钢铰线斜拉扣挂施工工艺的进一步创新。通过介绍重庆朝天门长江大桥钢桁架拱桥采用爬行吊机安装拱肋的施工方法,深入阐述无支架缆索吊装钢铰线斜拉扣挂的施工工艺．可为类似大跨度拱桥施工提供参考。     

特大跨径钢桁拱吊装索力计算方法探讨

采用缆索吊装斜拉扣挂施工方法进行特大跨径钢桁架拱安装时。对拱肋的安装标高和索力精度要求较高。传统的索力计算方法虽力学概念清晰,计算简便,但精度较低,只适用于节段数较少的小跨径拱桥。文章总结了传统方法的优缺点,并阐述了ANSYS的零阶优化法在钢桁架拱吊装索力计算中应用。     

钢铰线在多段缆索吊装中应用

应用钢铰线于钢管拱作为斜拉扣挂的扣索已有多座桥梁的施工实例了,而对于如何应用钢绞线作为7段以上悬拼安装的钢筋混凝土箱型拱桥的斜扣挂的扣索的施工还没有先例,笔以净跨达180m,分段达28段的磨东大桥钢筋混凝土箱型的肋拱桥为实例,说明钢铰线用于钢筋混凝土箱型拱桥大有可为,而更大跨径,更多分段的钢筋混凝土箱型拱桥采用支架缆索通过钢绞线斜拉挂也是可以实现。     

大跨度拱桥缆索吊装施工过程中拱肋受力分析

探讨了大跨度拱桥缆索吊装施工过程中拱肋的受力计算,以某大跨度拱桥缆索吊装施工过程为例,采用大型有限元软件ANSYS对施工过程进行仿真分析,得出拱肋的内力及变形规律,重点讨论了每段拱肋安装并进行扣索索力调整后以及合拢后,拱肋的应力和变形情况,并指出施工过程中应该注意的问题。