基于正装迭代法的三塔结合梁斜拉桥计算分析

为了使斜拉桥建成后受力合理,掌握施工过程中桥梁的内力特性,本文以武汉二七长江大桥为依托,基于正装迭代法,运用MIDAS/CIVIL有限元分析软件,通过建立三塔结合梁斜拉桥双主梁空间有限元模型,分析其各施工阶段及成桥阶段的内力、位移和索力,经过与合理成桥状态进行对比分析,最终确定各施工阶段的节段标高、索力及主梁内力.计算结果表明:合理施工索力与合理成桥索力相比,误差均在±5％范围内,主梁最大抛高40.3 cm,混凝土桥面板未出现拉应力,且最大压应力为8.8 MPa,钢主梁下翼缘最大压应力为159MPa,说明三塔结合梁斜拉桥施工受力合理,斜拉桥索力、主梁内力和位移均满足设计规范要求,计算结果可为三塔结合梁斜拉桥施工提供参考.     

悬臂拼装斜拉桥主梁线形的计算

悬臂拼装斜拉桥施工速度快、质量高、适应性强,这种施工方法在国外已经广泛应用,国内虽然也有几座应用这种施工方法的斜拉桥实例,但施工的技术理论还有待进一步提高,研究通过计算实例具体介绍悬臂拼装斜拉桥主梁线形的计算方法,为此类桥梁主梁线形计算提供参考.     

斜拉桥塔梁同步施工过程的力学特性

为了研究斜拉桥在满堂支架分段拆除的塔梁同步施工过程中主梁、主塔和斜拉索等结构力学性能的变化,通过Midas/Civil(multitier distributed applications services/Civil)有限元分析软件,实现了斜拉桥施工过程的结构力学性能计算分析。依托亚洲最大转体重量斜拉桥—邹城斜拉桥(主跨为110 m+110 m独塔双柱双跨双索面混凝土斜拉桥)为背景开展研究,采用弹性受压连接单元模拟满堂支架,空间梁单元模拟主梁、主塔,考虑现场实际施工过程,开展了邹城斜拉桥结构受力和变形的数值计算。对比分析了数值计算结果与现场实测数据分析结果。结果表明:拆除满堂支架前后,支架支反力计算值最大增加382 kN,斜拉索索力计算最大变化值占该索索力的0.96%,实测索力最大变化值占该索索力的1.67%,主梁线型实测最大变化值为-7 mm。斜拉桥主梁相应节段的斜拉索张拉完成,是满堂支架分段拆除的塔梁同步施工应用于现场的前提条件。     

施工工艺变化对斜拉桥施工监控的影响分析

结合斜拉桥施工监控实例,就斜拉桥施工方案变更的影响进行分析研究。阐述主梁根部块段由挂篮悬臂浇筑施工变为支架现浇对桥梁施工中的位移、截面应力及索力变化的影响。为设计变更及施工控制提供理论指导。     

矮塔斜拉桥施工阶段结构行为研究

以一座双塔双索面矮塔斜拉桥为工程背景,应用Midas/Civil软件建立其空间模型对矮塔斜拉桥在施工阶段的变形及受力特点展开研究,得出矮塔斜拉桥在施工期的变形、主梁内力及应力状况,分析其特点,为矮塔斜拉桥的设计及施工控制提供参考.     

预应力混凝土斜拉桥合龙段置换加固施工过程分析

预应力混凝土斜拉桥合龙段置换加固技术是为解决合龙段与相邻主梁节段之间的湿接缝失效问题而提出的。为分析这种加固技术的受力特点,介绍了这种加固技术的实现途径和施工要点,建立了典型的预应力混凝土斜拉桥的结构计算模型,系统地给出了施工阶段分析的方法,包括合龙段置换的结构基准计算模型的建立和合龙段置换施工过程的模拟,依据计算结果,分析了合龙段置换过程中桥面线形、索力以及塔顶偏位等结构状态参数的变化。研究表明,采用该方法能够反映斜拉桥结构状态的实际变化历程和现状检测结果,模拟计算结果与合龙段置换施工监测结果较为吻合,从而揭示了合龙段置换施工过程结构的变化特点,可为预应力混凝土斜拉桥合龙段置换加固的设计计算和施工控制提供依据。     

部分斜拉桥力学性能分析

平顶山市湛河一桥主桥为双跨独塔单索面矮塔部分斜拉桥,为了分析该桥梁的力学性能,采用大型有限元通用软件ANSYS进行建模,主梁和塔采用空间梁单元(beam188)进行离散,拉索采用只承受拉力的空间杆单元(link10)模拟,建立了该桥梁的有限元计算模型,分别计算了桥梁的内力、自振频率和振型.计算结果表明,对于该矮塔部分斜拉桥,拉索对主梁的轴力和弯矩影响较大,主梁的刚度对桥梁整桥自振频率影响较大,该桥梁低阶振动主要表现为桥梁的整体竖向振动和横向振动.计算结果可为该桥的施工控制及使用阶段的健康检测和维护提供参考.     

宽幅矮塔斜拉桥主梁截面剪力滞效应分析

以某矮塔斜拉桥为工程背景,通过计算多种工况下的剪力滞系数来研究主梁截面的剪力滞效应。为了研究不同因素对于控制截面剪力滞效应的影响,选取了7个施工工况进行分析,采用有限元软件Midas FEA分别建立了相应的实体模型。在此基础上,使用有限元软件Midas Civil建立了其中5个工况所对应的杆系模型。从而计算分析控制截面的正应力和剪力滞效应。将实体模型的计算结果与现场实测应力值进行了对比分析,得出了一些对于宽幅部分斜拉桥施工应力监测有益的结论。     

斜拉桥主梁静力可靠性反问题分析

为了探讨随机可靠度反问题计算理论在大跨度桥梁控制中的应用,采用一次二阶矩法(改进的验算点法)对一斜拉桥主梁作了静力可靠性及相应的反问题分析,讨论了斜拉桥主梁的弯曲和扭转两种强度破坏失效模式,给出了主梁在两种失效模式下的可靠性及相关反问题的数值计算结果,并对有关结果进行分析．表明该理论对桥梁设计参数的控制具有指导作用。     

基于非线性正装迭代法的三塔结合梁斜拉桥施工索力确定

如何确定合理的施工索力使得该桥成桥后处于合理的受力状态是大跨径斜拉桥施工过程中的关键问题。文中以武汉二七长江大桥为工程背景,考虑几何非线性,以大型通用有限元分析软件Midas为平台,建立三塔结合梁斜拉桥施工阶段空间非线性仿真分析有限元模型。采用正装-迭代的分析方法,根据新增斜拉索的竖向分力应基本与新增主梁节段的重力相同的基本思想计算施工阶段斜拉索的初始张拉力,经过多次迭代,确定了该桥合理的施工索力。计算结果为该桥的合理施工提供参考。     

多跨连续梁桥顶推施工双导梁的优化分析

为了合理选择多跨混凝土连续梁桥顶推施工中前后双导梁的长度、单位荷载集度及抗弯刚度等参数,以三跨等跨混凝土连续梁桥为例,构建主梁-双导梁的计算简化模型. 利用位移法建立节点平衡方程,推导出各个节点的内力解析表达式. 分别研究不同导梁参数对支点最大负弯矩和跨内最大正弯矩的影响,揭示了在顶推施工过程中主梁内力的变化规律. 以实桥数值算例为例,提出合理、严谨的导梁参数优化计算方法,获得最优的导梁参数. 基于不同的前后导梁长度,分析不等跨连续梁桥的内力变化规律. 研究结果表明,等跨连续梁桥中不同导梁长度会影响顶推阶段,对于不等跨连续梁桥更加复杂. 在不等跨连续梁桥中,后导梁长度对支点最大负弯矩的影响较小,前导梁长度对支点最大负弯矩的影响较大. 实桥算例中导梁的最优长度比、单位荷载集度比及抗弯刚度比分别为0.78、0.14及0.39,提出的导梁参数优化计算方法简单,可以对不同的截面形式进行优化.     

用于结构状态判别的PC斜拉桥温度效应

温度效应对PC斜拉桥的结构状态判别至关重要。以天津永和大桥的维修为工程背景,分析了PC斜拉桥的温度效应,包括体系温差、索梁温差、主梁温度梯度、索塔温度梯度等对桥面线形、塔顶偏位、索力的影响。根据永和大桥前后2次维修的实测数据,验证了基于现行规范的PC斜拉桥温度效应分析方法的有效性,给出了结构状态判别中温度效应修正的方法和步骤。结果表明,体系温差和索塔温度梯度对塔顶偏位的影响较大,而索梁温差是影响主梁竖向变位的主要因素。尽管运营多年的旧桥结构的刚度退化可能会导致计算结果与相应的实测值出现一定的误差,但将基于现行规范的温度效应计算结果用于既有PC斜拉桥的结构状态判别基本上是可行的,可供同类型桥梁维修设计及施工控制参考。     

T型刚构桥两种合拢方案对施工控制的影响

合拢段施工是预应力混凝土T型刚构桥施工的重要环节,关系到全桥的受力和线形状况。以鄱阳县莲湖大桥施工控制为工程背景,探讨了预应力混凝土T构桥合拢施工的影响因素及两种合拢方案对桥梁的累计位移和受力的影响,得出实际使用的合拢方案是合理的并提出施工注意事项,为类似桥梁施工提供了有价值的技术资料。     

某异形拱桥施工监控参数敏感性分析

以伊川县滨河新区一异形拱桥方案为例,对影响其施工监控过程中吊杆张拉环节的主要参数进行计算分析.通过比较自重、二恒等参数对吊杆张拉影响的敏感性,分析该桥吊杆张拉、调索环节各参数的影响大小与规律.研究结果表明:由于此桥跨径较小,各因素对张拉环节的主梁线形影响普遍不明显;一期自重、二恒及温度对张拉环节的索力影响较大,且对主跨与边跨的敏感程度有所差异.此结果可指导该桥后续的施工监控,并可为其他相似桥型的监控与计算分析提供参考.     

大型刚构-连续梁桥预应力张拉过程主梁应变的FBG跟踪监测

目的为了验证光纤光栅传感器在大型桥梁工程监测尤其是施工监测中的精确性及可行性,探寻桥梁施工监测中的新型传感技术.方法基于东营黄河大桥全寿命监测的系统构架,将大量的光纤FBG传感器布设在该桥关键断面上,用以监测施工及运营阶段的结构应变及温度.在主梁纵向预应力张拉过程中,用光纤光栅解调仪及其配套数据采集设备,对控制点上的传感器的中心波长信号进行了跟踪采集,进而得到了测点的应变时程曲线.结果通过建立施工过程的有限元模型,将监测值与理论计算值进行对比,并对二者之间的相对误差进行分析.发现监测值与理论计算值基本吻合,二者之间的相对误差随着预应力钢束的增长而增大,但最大仅为11.4%.结论光纤FBG传感器监测精度较高,可用于大型桥梁施工过程的应变监测.     

客运专线预应力混凝土桥梁徐变变形控制方法研究

为了研究混凝土收缩徐变对客运专线预应力混凝土连续梁桥后期变形的影响,选取合理的徐变系数,通过大型有限元软件Midas建立实桥模型,模拟施工全过程,对郑徐客运专线上的一座预应力混凝土连续梁桥的收缩徐变进行分析,得出了一些改善连续梁桥后期徐变变形的结论.结果表明:在不影响施工工期的情况下,延迟合拢时间有利于控制桥梁后期徐变变形;铺设二期恒载时,从边跨往中跨铺设或从中跨往边跨铺设都能减小由徐变引起的上拱;增加顶板束或减小底板束都将改善桥梁的上拱.     

混合梁斜拉桥主梁大体积混凝土关键技术

九江长江公路大桥为主跨818 m的混合梁斜拉桥,是国内最大的整体式混凝土箱梁断面混合梁斜拉桥,混凝土箱梁采用顶底板带有小次梁的整体式单箱三室结构.介绍主梁设计及主梁大体积混凝土设计优化措施,详细分析混凝土施工和水化热控制过程.     

现浇箱梁钢筋骨架整体吊装施工技术

下承式移动模架现浇箱梁施工工序为流水作业,每孔梁的施工周期约为15 d.为了缩短工期,从优化施工工艺的角度展开研究,提出箱梁钢筋骨架整体吊装施工技术.该技术实现了钢筋骨架安装与其他工序同步作业,可缩短3 d左右工期,是对移动模架现浇梁施工方法的补充,可从根本上提高作业效率.     

衡州大道跨铁路钢箱梁施工控制技术

通过参与衡阳市衡州大道（红湘路至蒸阳路）工程铁路货场跨线桥施工中钢箱梁吊装施工,分析了工程的风险和具体吊装过程,可为同类型的钢箱梁施工提供有益的探索和借鉴．     

超大跨径三塔悬索桥加劲梁吊装方案

为了寻找超大跨径三塔悬索桥建设中更为有利的加劲梁吊装方案,以主跨2 000 m三塔悬索桥为对象,运用参数分析结合有限元数值模拟的方法研究了主、边跨加劲梁不同吊装顺序对边塔鞍座偏移量、主缆线型、合龙位置、合龙段施工方法以及吊装过程中结构动力响应的影响.结果表明,超大跨径三塔悬索桥主跨加劲梁宜从跨中向索塔方向吊装,边跨加劲梁宜从锚碇向边塔方向吊装,该方案下主缆水平倾角小,扭转基频较大,颤振稳定性更好,且采用预偏合龙方法时所需要的牵引力小,因而按该方案吊装对桥梁建设更为有利.