基于UL列式的两节点悬链线索元非线性有限元分析

从UL列式的虚功增量方程和索的悬链线方程出发,建立起了一套完整的对索进行精确分析的非线性有限元法。在该方法中,索的自重影响未作任何的近似予以考虑;导出的索单元切线刚度阵是显示表达式;索单元的节点力可以精确计算。本文方法可以方便地应用于大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等的非线性有限元分析计算。     

FRP索与钢索的求解计算和极限跨度

随着跨度的增大,自重对单索的影响就越明显,FRP(纤维增强复合材料）索的自重小,在大跨度结构中应用具有优势。单索的理论计算是索结构进行设计的基础。单索在自重作用下的求解,按照不同的假设,有弹性的悬链线解答、悬链线解答和抛物线解答。针对工程应用,以索端张拉轴力为已知量,推导了3种解答方法的求解方程,得到了关于张拉轴力的一元方程,方便了工程应用。另外,分别对斜拉索和水平索的悬链线解和抛物线解的精度进行了分析和比较,建议了2种近似求解方法的使用范围。根据求解结果,对FRP索和钢索的极限跨度进行了分析;结果表明FRP索有利于实现更大的跨度。FRP索的极限跨度可达钢索的4.4倍。     

悬索桥的控制计算与安全监测理论研究

通过对大跨度悬索桥施工控制的特点和重点的总结与分析,以主缆悬链线为主要研究对象,讨论悬索桥的控制计算,并对GPS在大跨径悬索桥安全监测中的应用进行探讨。     

自锚式悬索桥施工控制空缆线形计算

针对自锚式悬索桥的施工控制,提出了结合有限元施工控制模型与悬链线数值算法的空缆线形计算方法,解决了自锚式悬索桥施工控制残余误差的问题,为自锚式悬索桥施工控制空缆线形计算提出了一种新的思路.通过算例分析,验证了应用本文方法进行施工控制分析的精度以及效率,可供桥梁工程技术人员设计参考.     

预应力索结构中的悬链线索单元法

总结了目前在索系结构分析中应用的索单元有限元模型的种类及其优缺点,指出了悬链线单元在精确分析索自重影响方面的优越性。在预应力索结构中迭代求原长时,采有Ridders改进弦割法的迭代计算技术,计算收敛快速且稳定。不同的算例表明,悬链线单元模型无论对小垂度还是大垂度索结构的静力和动力分析都具有很高精度,而且计算工作量大大减少。     

张拉结构中连续索滑移问题的研究

考虑到张拉结构施工控制中索内力的变化,即索由只随自重到承受外荷载,由预应力为零到随很大的预应力,由悬索自垂到拉索绷紧,比较按离散索和连续索计算对张拉结构施工张拉的影响,以及探求一种广泛适用的连续索的计算模式和程序算法就显得非常必要。本基于悬链线单元对此问题进行了系统分析和深入研究,提出了一种新的考虑索段滑移的悬链线索单元程序算法,并编制了相应的面向对象的有限元程序。对算验的表明本方法是正确的。     

自重荷载作用下平面柔性索的分析方法简述

阐述了平面柔性索分析目的和分析方法,其中分析方法包括弹性悬链线理论、无弹性悬链线理论、抛物线理论、能量变分法,通过比较,弹性悬链线理论的假定最少且符合实际情况,是柔索的精确解析解,因此建议在解决斜拉桥的拉索索力调整和悬索桥的线形调整等索工程问题时,首先考虑使用弹性悬链线理论。     

预应力索结构中的索单元数值模型

本总结了目前在索系结构分析中的索单元有限元种类及其优缺点,指出了悬链线单元在精确分析索自重影响时的优越性。在预应力索结构中迭代求原长时,采用Ｒｉｄｄｅｒｓ改进弦割法的迭代计算技术,收敛快速且稳定,不同的算例表明,悬链线单元模型无认在小垂度大垂度索结构的静力动力动力分析中都具有很高精度,而且计算工作量大大减少。     

国道214线某悬索桥主缆施工监控

大跨度悬索桥主缆架设对结构线形和内力至关重要,是悬索桥施工的关键环节,因此必须进行施工监控,文中详尽地介绍主跨为345m的国道214线某悬索桥的主缆上、下游基准索股、一般索股的架设情况。     

考虑鞍座顶摩擦力的悬索桥主缆无应力索长计算分析

悬索桥主缆线形计算中以主索鞍理论顶点为控制点,而实际线形为包裹主索鞍的圆弧段,因此主缆无应力索长须进行修正。文章根据主索鞍的几何位置关系,求解虚拟无应力索长及索鞍圆弧段无应力索长,并给出了考虑主索鞍与主缆摩擦力的伸长量解析式,其物理意义是：索鞍与主缆之间的摩擦力消弱了主缆拉力;主缆拉力和伸长量与主索鞍圆弧段圆心角有关。并以长沙市松雅湖自锚式混凝土悬索桥为例,计算得到的无应力索长对该桥施工控制有一定的参考价值。     

斜拉索加固悬索桥的参数化分析

为了精确分析斜拉索加固悬索桥主缆的效果,基于悬链线法针对影响斜拉索索力的因素进行研究。以某管线悬索桥为背景,结合现场量测数据,通过参数化分析,提出影响斜拉索索力变化的主要参数为环境温度和加劲梁处斜拉索锚固位置竖向位移。     

主缆索股施工控制参数研究

基于索股线形与其无应力长度、自重荷载集度的相互关系,提出了主缆索股架设紧缆后内力重分配和紧缆实际线形的模拟算法;提出了非理想平行索股架设紧缆后的质量重分配计算假定并推导了相应的计算公式,建立了计算过程和迭代收敛准则,并运用VC++计算机语言编制了相应的计算程序;分析了各种跨度悬索桥主缆一般索股架设时采用不同间距对成缆线形及内力的影响。结果表明:适当增大一般索股架设调整时的控制间距对成缆线形基本没有影响,对索股间的内力影响有限。     

拱桥与吊桥悬链线方程比较

在桥梁工程课程教学中,拱桥主拱圈和吊桥主缆的悬链线方程的推导是教学难点之一。在教材中,这两部分内容是在不同章节里逐一讲解,教学效果较差,而且缺乏对这两种悬链线方程的比较,学生难以理解。文章从拱桥和吊桥的受力特点出发,对这两种悬链线方程进行了推导和剖析,通过比较分析帮助学生深刻理解其内容,提高学生运用力学知识解决桥梁工程的实际问题,增强学习兴趣。     

自锚式悬索桥主缆线形的计算

以南京市某自锚式悬索桥为背景,研究推导出了两种自锚式悬索桥主缆线形的计算方法：抛物线法和分段悬链线法,并且对两种方法的计算结果进行了比较,结果表明：分段悬链线法考虑因素较全面,较抛物线法计算复杂,但结果较精确,两种方法均可应用于自锚式悬索桥的主缆线形计算。     

牂牁江大桥成桥线形施工误差及控制方案分析

文中以牂牁江大桥悬索桥施工项目为例,系统分析了主梁施工初始偏差、主缆施工初始偏差、主梁结构自重及弹性模量偏差、吊索预应力张拉偏差等因素对成桥线形的影响,并提出针对性控制方案。相关研究成果可为同类悬索桥成桥线形施工控制提供参考。     

悬索桥分离式猫道结构设计与分析

作为大跨径悬索桥施工必备的临时结构,猫道贯穿整个悬索桥上部构造安装施工过程。其架设的精度直接关系到悬索桥后期的施工精度及成桥状态。猫道承重索无应力长度及承重索空缆标高的计算是确保施工的关键。基于MIDAS/Civil索单元分析的节线法和悬链线索单元分析控制功能,由主缆空缆线形推出猫道无应力长度及标高,对某在建长江大桥猫道进行了初步设计。     

悬索桥施工过程精细化分析研究

随着悬索桥跨径的增大,主缆恒载索力所占的比重也随之增大,而安全系数又逐渐减小,因此,有必要对悬索桥的施工过程进行更为精确的分析。为此,首先完善了基于悬索精确解析解的索单元,提出了能自动满足主缆与鞍座相切且主缆无应力长度保持不变这两个重要条件的、能方便模拟各种鞍座及其顶推的鞍座-索单元,并根据悬索桥施工计算的特点,提出了在一个荷载步内将不平衡力分级施加的非线性方程求解新算法,最后将数值解析法与有限元法有机地结合起来进行悬索桥理想恒载状态的求解。计算表明,该方法是精确而有效的,可用于采用各种方法施工的悬索桥施工过程的精确分析和施工方案的优化,也为悬索桥的施工控制奠定了良好的基础。     

考虑弯曲刚度预应力索梁结构力学分析

分析了索梁结构中不同种类索单元模式应用中的优缺点,在两节点悬链线索单元的基本假定和分析的基础上,考虑压弯变形的影响,提出改进的悬链线索单元—三节点弯曲索单元,并应用迭代法对其进行求解。通过算例分析表明,改进的三节点弯曲索单元考虑了弯曲变形的影响,对跨度、自重较大的悬索体系在承受反向荷载（风吸力等）时,准确的分析其空间受力性能具有一定的应用价值。     

悬索桥施工监控典型问题及其解答

针对荷载沿无应力长度均布的弹性悬链线模型在悬索桥施工监控中的应用,总结了五种常见的基本计算类型:己知索段的跨度和索段左端点内力求索段的无应力长度、两端点高差;己知索段的无应力长度和索段左端点内力求索段的跨度、两端点高差;已知索段的跨度、两端点高差和索段的无应力长度,求索段的内力;已知索段无应力长度、左端点内力,求温度升高情况下索段两端点的高差;已知索段的跨度、两端点高差和索段的无应力长度,和索段中间一点的横坐标,求该点相对于左端点的高差.简要地介绍了各种基本计算类型应用的范围及其求解思路.     

悬索桥线形与施工控制软件

本文按悬索桥的实际情况将主缆简化为受沿弧长的均布荷载和吊点的集中荷载,主缆在吊索之间的线形为悬链线,在吊点处的线形则根据力平衡条件和变形相容条件加以确定,因此悬索桥的主缆线形为分段悬链线。据此理论建立了一套悬索桥主缆成桥线形和施工过程计算的精确方法,并开发了相应软件。