基于最优化理论的悬臂浇筑长度对连续刚构桥主梁受力性能影响研究

文章以某连续刚构桥为工程背景,基于最优化理论,使用Ansys软件建立其有限元参数化模型,并采用一阶优化法对主梁节段悬臂浇筑长度进行优化迭代求解。计算结果表明:优化后主梁节段截面最大拉应力有显著降低,最大降幅为22%,节段最大竖向变形最大降幅为9%。     

大跨连续刚构桥施工监控参数敏感性分析

考虑受力特点和施工便捷性,预应力混凝土连续刚构桥成为高原山区跨越沟谷的首选桥型。为研究连续刚构桥施工控制过程中各类参数对其结构力学行为的影响程度,文章依托三岔沟大桥工程实践,采用桥梁结构软件MIDAS/Civil建立该桥的施工监控有限元模型,对其施工过程进行仿真分析。结果表明:混凝土容重、弹性模量、收缩徐变、温度荷载对主梁挠度敏感度高,为主梁线形的主要设计参数;混凝土容重、预应力、温度荷载对主梁应力敏感度高,为截面应力的主要设计参数。     

连续刚构桥体外预应力加固施工线形监控分析

文章以某连续刚构桥体外预应力加固施工过程监控项目为研究对象,针对施工过程中的主梁线形、应力及体外索索力进行监测分析,并运用有限元软件对体外预应力加固施工过程进行仿真分析,通过对比分析主梁监测实测值和理论计算值的变化规律来评判桥梁线形监测效果。结果表明：在体外预应力施工过程中,主梁挠度、应力及体外索索力的实测值与理论值均在合理误差范围之内,主梁挠度误差<5 mm,应力误差<1 MPa,体外索索力误差<5%,桥梁线形、应力及索力均符合施工设计要求。该桥体外预应力加固施工监控取得了良好效果。     

基于IPSO-SVM的双塔斜拉桥线形预测研究

斜拉桥的施工线形控制与预测是斜拉桥安全施工与运营的关键。文章以某大跨度斜拉桥工程为背景,针对大跨度斜拉桥施工线形控制与预测问题,提出了一种基于非线性粒子群算法优化支持向量机的斜拉桥线形预测模型。通过支持向量机建立了影响斜拉桥结构响应的随机变量与主梁线形之间的关系,并采用非线性递减策略改进惯性权重的粒子群算法对支持向量机参数进行优化,得到了斜拉桥线形预测模型。相关计算结果表明:非线性粒子群算法对于支持向量机参数的寻优具有更好的收敛性;基于非线性粒子群算法改进的支持向量机对样本数据的拟合精度最高,平均误差<0.005 m;提出的预测模型可以较为准确地预测主梁节段的线形标高,预测结果与实测值、理论值的平均相对误差<2%,可为斜拉桥施工线形控制提供一定的理论参考。     

大跨PC连续刚构桥主梁关键设计参数影响分析

为研究大跨PC连续刚构桥主梁不同设计参数对结构受力的影响,文章以某98m+180m+98m大跨PC连续刚构桥为工程背景,选取了主梁边中跨比、梁底曲线幂次、跨中梁高和支点梁高4个关键设计参数,分别分析了不同设计参数主梁在自重作用下的内力、应力及最大挠度变化情况,得出了主梁不同设计参数对结构受力的影响程度,为大跨PC连续刚构桥主梁在参数选取与截面设计方面提供一定的参考与借鉴。     

叠合梁斜拉桥主梁拼装工艺对钢梁应力的影响分析

叠合梁斜拉桥主梁拼装阶段步骤较多,需要对这些施工步骤进行多种方案的组合。文章以宜宾南溪长江公路大桥项目钢梁吊装工程为例,介绍了叠合梁主梁拼装工艺,并建立模型对叠合梁各种成梁施工阶段进行模拟计算,分析各种成梁施工阶段对主梁应力的影响规律,得到最优施工步骤与主梁应力的合理组合,可为优化施工组织、控制施工风险、提高施工质量提供依据。     

基于改进蝙蝠算法的钢筋混凝土箱梁桥截面优化设计研究

桥梁截面尺寸参数改变会影响结构的整体重量及受力性能,在保证结构受力合理的前提下优化截面参数,可节约成本。文章基于改进的蝙蝠算法,结合有限元模型,对某已建钢筋混凝土箱梁桥截面进行优化设计,对比分析优化前后参数、挠度等数据变化情况。研究结果表明:改进蝙蝠算法改进了原始算法多样性不足、易于陷入局部最有解的缺陷;截面设计优化后,箱梁总体结构重量减少了9.2%,结构刚度有些许降低,挠度结果影响较小;优化后的桥梁整体结构安全可靠,使用阶段承载力满足要求。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的某连续刚构桥纵向钢束设计优化研究

传统的连续刚构桥纵向预应力设计需要根据行业标准及规范进行反复计算分析。为了更好地实现多目标同时优化,达到提高工作效率的目的,文章基于改进的NSGA-Ⅱ算法,结合Midas Civil有限元分析模型,对连续刚构桥纵向预应力钢束进行优化研究。结果表明:采用改进的NSGA-Ⅱ优化算法,在满足连续刚构桥承载能力的前提下,钢束用量减少了11.1%;优化后截面平均正应力与初始设计变化规律基本一致,其压应力数值相较于初始设计模型总体降低,且截面下缘仍有较大的压应力储备值。     

大跨PC曲线连续刚构桥空间特性及收缩徐变影响分析

为明确曲线连续刚构桥的空间特性及收缩徐变对其产生的影响,文章以某大桥为工程背景,采用桥梁通用软件Midas/Civil建立空间有限元模型,分析了大跨PC曲线连续刚构桥最大悬臂阶段和成桥阶段主梁自重、预应力、混凝土徐变对主梁内力、关键截面应力及主梁空间变形的影响,同时考虑混凝土收缩徐变为长期效应,计算了随着服役期的增长收缩徐变对曲线连续刚构的影响规律,研究成果可为曲线连续刚构桥的设计和施工提供参考。     

主梁刚度对下承式钢桁架拱桥静力特性的影响分析

文章以某下承式钢桁架拱桥为例,通过采用Midas Civil有限元软件建立实桥模型,研究了不同主梁刚度变化时下承式钢桁架拱桥的静力特性变化规律,得出以下结论：(1)随着主梁刚度的增大,下承式钢桁架拱桥主梁最大拉应力、压应力均逐渐增大;(2)拱肋上弦杆1/4截面受主梁刚度的影响较小,下弦杆拱脚截面受主梁刚度的影响较大;(3)随着主梁刚度的增大,钢桁架拱桥主梁竖向位移、拱肋位移及吊杆索力均逐渐减小,主梁刚度的增大能够有效减小主梁竖向位移,主梁刚度对拱梁相交处吊杆索力的影响大于跨中处。     

基于影响矩阵增设虚拟张拉工况优化施工索力的方法分析

斜拉桥是由主梁、索塔和斜拉索组成的高次超静定结构,拉索作为主梁的弹性支撑将主梁的荷载经拉索传递给主塔,通过调整施工索力使成桥状态的主梁、主塔和拉索的受力均达到较合理的目标状态。采用Midas有限元软件基于影响矩阵法以主梁应力可行域和主塔位移为目标,提出在实际张拉工况后增加虚拟索力张拉工况,通过仅调整每对拉索虚拟张拉工况的索力使成桥状态更方便快捷地达到合理状态,最终施工索力即为优化前实际张拉工况索力与虚拟张拉工况索力之和。结果显示,主梁桥面板和钢梁应力均在可行域内,索力分布均匀,主塔弯矩较小,成桥受力状态合理,说明该优化方法具有可行性和优越性。     

特大断面隧道施工工序优化研究

本文依托重庆火凤山隧道工程的修建开展研究,通过数值模拟,分析了不同施工工序对各断面形状的影响效果,并结合各断面形状所采用的施工工法,提出合理的施工工序.结果表明:(1)对于采用CD法施工的17 m特大断面段与21 m特大断面段而言,优化后的施工工序对围岩位移与塑性区的控制效果较为有限,但能有效改善开挖过程中初期支护应力的应力集中现象、降低应力值,且应力集中分布的位置有所差异.同时,通过优化施工工序能够减小支护结构左右侧应力分布不均匀程度,改善隧道开挖后支护结构的受力状态;(2)通过采用左右交互开挖的施工工序,24 m特大断面段与30 m特大断面段的围岩位移与支护结构应力均有所减小,同时对围岩的扰动也有所下降,但改善效果不及CD法明显.整体而言,优化后的施工工序对24 m特大断面段与30 m特大断面段隧道开挖较为有利,建议采用优化后的施工工序进行施工.     

大跨径预应力混凝土连续梁桥悬臂施工工艺控制

在大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工过程中,合龙口的施工质量直接影响到后期的行车安全和舒适度,而施工过程中的温度对主梁结构应力和挠度的影响较大。鉴于此,结合具体的工程实例,探讨关键工序的控制措施,以控制主梁的线形,提高工程质量。     

悬臂拼装圆弧拱桥施工监控扣索索力计算分析

扣索索力直接影响采用悬臂拼装施工的钢筋混凝土拱桥主拱圈截面的应力、拱轴线的标高,因此扣索索力计算对采用悬臂拼装施工的钢筋混凝土拱桥尤为重要。文章以海马大桥工程为例,采用基于ANSYS优化模块的直接优化算法对该桥施工扣索索力进行了计算,并通过施工监控验证了该计算方法的合理性,采用直接优化算法得到的扣索索力成功运用到海马大桥施工监控之中,拱圈线形和受力都满足要求。     

基于MIDAS/Civil的大跨径预应力混凝土连续刚构桥应力监测分析

以某山区公路的一座大跨径预应力混凝土连续刚构桥的主体结构施工过程为背景,基于MIDAS/Civil有限元数值分析软件的计算结果,监测桥梁施工过程中关键截面的应力变化情况,对比分析应力实测值与有限元模型理论计算值,得到大跨径预应力混凝土连续刚构桥悬臂施工阶段控制截面的应力变化规律,可为同类型工程的施工和设计提供参考依据。     

箱型拱桥排架墩柱及横墙施工力学特性分析

拱桥的受力特征具有较大的特征性,在施工过程中对应力应变控制较为严格,通过对箱型拱桥施工安全风险响应研究,可具有针对性地加强施工过程的安全措施,增大其施工安全可靠度。以某箱型拱桥为例,基于有限元软件MIDAS对拱上排架墩柱及横墙进行数值计算分析,获取其施工力学特性。经计算可知在设置风缆后,拱肋稳定性增强;受力状况改善,最大拉应力与最大压应力均减小,最大压应力与最大拉应力小于材料的强度标准值,验证了结构施工其的安全稳定性。     

预应力混凝土箱梁施工阶段受力及变形监测分析

文章以某预应力混凝土箱梁为研究对象,通过数值模拟分析了施工过程中箱梁的应力和变形特点,并将实测数据与数值结果进行了对比分析,得到以下结论:在预应力张拉过程中,支座截面应力整体变化最小,其次是1/4截面,最大的是跨中截面,实际监测数据均小于允许值,说明设计满足要求;初始时跨中截面挠度较大,当到工况5时箱梁截面位移趋于0,此时预应力与自重所产生的拉应力基本抵消,截面开始表现受压;随着预应力逐步增大,截面开始产生预拱度,致使截面上边缘的拉应力增大;预应力钢束作用下,箱梁的中心出现上凸的反拱,其可以增大防止梁跨中挠度过大而出现手拉破坏,即增大梁的抗裂性;采用有限元软件可以较为合理地模拟箱梁的受力性能,并可用来预测桥梁施工过程中的受力和变形。     

斜拉桥辅助墩的合理数量及最优位置研究

文章以某PC斜拉桥为工程背景,建立了空间有限元模型,根据辅助墩对斜拉桥力学性能的影响,研究辅助墩设置的合理数量以及最优位置。研究结果表明:设置辅助墩能很大程度上改善主梁、索塔、尾索的受力和主梁的竖向变形,其中设置单个辅助墩主梁应力幅最大值可降低50%,索塔下塔柱的弯矩幅最大值可减小60%以上,边跨尾索应力幅最大值减小超过50%;在兼顾桥梁结构受力、建设成本以及施工周期的情况下,设置单个辅助墩是最合理的;单个辅助墩最优位置为距边墩0.3倍边跨跨径处。其研究成果将为同类型桥梁设计提供参考。     

预应力混凝土连续箱梁合龙段受力及参数影响分析

以某混凝土箱梁合龙段为研究对象,采用数值模拟的方法对箱梁施工过程中的底板受力和变形进行分析,着重分析了相关因素对箱梁底板横向受力的影响,结果表明：箱梁跨中底板厚度小,跨中底板布设的预应力钢筋较多,导致箱梁合龙段底板处拉应力和变形较大,是箱梁的薄弱位置,在外界长期荷载作用下易产生纵向裂缝破坏;梁体自重增大为1.1倍和1.2倍时对应的底板最大横向拉应力值分别增大了10.9%和23.4%,说明箱梁自重的增加会导致箱梁底板最大拉应力大幅增大;不同纵向预应力值下距离底板边缘左右两侧1 m处底板横向应力最大,在一定条件下通过降低底板纵向预应力值可以有效减小箱梁底板拉应力值;在混凝土达到设计28 d强度的90%,即在龄期7 d左右时进行张拉施工,可以实现在保证施工安全的前提下降低底板应力。     

基于对称拼装的下承式系杆拱桥施工监控研究

系杆钢箱拱桥因其美观与高承载力等性能而得到越来越多的关注。文章依托某下承式刚架系杆钢箱拱桥施工实例,采用对称节段拼装技术,结合结构仿真以及线形、应力、索力监测开展施工监控研究,验证该技术的可行性和有效性。结果表明:拱肋和格构梁准确定位,施工各个阶段的实测值和理论值之间的位移误差均在允许范围内,拱肋合龙满足规范要求,桥梁线形总体平稳:从整桥控制截面应力来看,拱肋和格构梁在施工过程中的应力实测值与理论计算基本一致,吊杆和系杆的索力与理论值的偏差均≤10%,总体效果良好,具有较好的应力储备。由此可知,基于对称节段拼装技术的下承式刚架系杆钢箱拱桥施工监控可以有效地提高施工质量,具有广泛的应用前景。