基于“零位移法+应力平衡法”确定叠合梁斜拉桥的合理成桥索力

叠合梁斜拉桥的主梁为钢结构,桥面系为混凝土结构。针对叠合梁斜拉桥的特点,结合具体算例,采用平面双层框架模型模拟主梁。首先根据零位移法初定一个成桥索力;然后在此基础上考虑恒载和活载的共同作用,根据应力平衡法确定主梁弯矩的合理恒载可行域;最后根据索力对主梁弯矩的影响矩阵进行调整。这样所得到的索力更加符合斜拉桥的要求。     

浅谈斜拉桥主梁索力与线型控制

斜拉桥主梁线型和索力控制的目的是使主梁的恒载弯矩很小,截面主要承受压力,索塔承受轴向压力,从而使整个桥梁结构应力分布合理。斜拉桥主梁线型控制与索力控制关系为既相互影响、相互制约又相辅相成的关系。文中就斜拉桥施工主梁线型和索力控制的基础方面进行论述。     

斜拉桥恒载索力优化研究

以杭州文晖大桥工程为背景,建立斜拉桥有约束的恒载索力优化模型,进行研究。以恒载主梁弯矩分布为控制目标变量,以斜拉索恒载索力增量为控制优化变量,以类似“反拱度”概念确定主梁合理弯矩分布,通过约束索力不均匀系数,最终确定斜拉桥的合理恒载索力。计算结果表明,该方法简单、合理、有效。     

确定斜拉桥合理成桥状态的分步施工法

根据斜拉桥结构特性和施工控制的需要,提出确定合理成桥状态的分步张拉法,即首先模拟斜拉桥实际施工过程,计算出初始张拉索力,然后建立索力与主梁内力的数学模型,以成桥时主梁弯矩为控制目标,以最小二乘法优化出全桥最终索力,保证了结构的受力合理和安全。     

综合优化算法在矮塔斜拉桥中的应用

以三门江大桥为工程背景,建立零阶算法和一阶算法在矮塔斜拉桥索力优化中的计算模型,并选取了斜拉桥索力优化计算常用的方法--弯曲能量法、最小弯矩法,来分析矮塔斜拉桥恒载索力.在此基础上,提出了综合能量法和最小用索量方法来计算索力的方法,得出了几点对于类似桥梁索力优化分析的有益结论.在此过程中,对比了零阶算法和一阶算法在实际算例中的计算效率和计算规律.     

基于最小弯曲能量法的斜拉桥索力优化

以大悟县环水河人行景观桥为例,总结了斜拉桥索力优化的目标,采用最小弯曲能量法对实例斜拉桥的索力进行了计算和研究,以主梁弯矩和整体位移为控制目标,对索力进行了优化,得到了能够指导施工的有效的索力结论。     

混合梁斜拉桥成桥索力优化综合法

综合三种单一的斜拉桥索力优化方法,采用ANSYS优化模块进行求解,对成桥状态下最优索力的确定进行了分析,结果表明:采用索力优化三步综合方法,不仅可以同时考虑结合处的弯矩和恒活载的共同作用,而且优化得到的索力均匀,主梁上下缘具有足够的安全储备,结构变形较小,成桥状态更为合理。     

组合梁斜拉桥合理成桥状态确定方法对比分析

为探究大跨度组合梁斜拉桥合理成桥状态确定方法的特点及异同,以西固黄河大桥为背景,用影响矩阵法和最小弯曲能量法分别对其进行索力优化,其中影响矩阵法以两桥塔间的主梁合理线形为目标函数,最小弯曲能量法以大桥的弯曲应变能为目标函数,分别确定了对应的合理成桥状态。最后对两种成桥状态下的优化索力、主梁线形和主塔弯矩进行了对比,通过对比发现两种方法确定的优化索力相差较大,结构线形和弯矩也不同。     

确定斜拉桥合理成桥状态的应力优化法

通过调整斜拉索索力,得到斜拉桥的合理成桥状态是斜拉桥设计中的核心问题之一。笔者在总结现有索力优化方法的基础上,以全桥主梁所配预应力筋总量最少为目标函数,以恒、活载共同作用下的塔、梁、索的应力作为约束条件建立了优化数学模型,并采用约束变尺度法进行求解。计算结果表明:该优化方法切实可行,结果更趋合理,具有较高的工程应用价值。     

矮塔斜拉桥成桥状态优化分析

以预应力混凝土矮塔斜拉桥为对象,基于影响矩阵方法进行了成桥状态优化分析,讨论了索力对于成桥结构内力分布的影响,研究结果表明,索力对于小跨度的矮塔斜拉桥主梁弯矩等内力分布影响较大,在大桥建设过程中应该充分考虑,以保证大桥运营的安全性和耐久性。     

开口拱塔斜拉桥空间布置拉索优化设计

某跨高速公路斜拉桥主塔为空间弧形变截面结构,拉索采用带螺纹的套筒连接。为研究这种开口拱塔斜拉桥拉索的布置及设计,首先根据该桥的受力特点,选取索力、控制截面弯矩及塔顶横桥向位移为约束条件,以主梁、主塔的应变能最小为目标,建立二次规划模型;然后采用多约束条件下的最小能量法,在同样的目标下对不同布置形式的拉索进行成桥恒载索力优化;最后基于优化后的索力,对拉索的布置形式进行对比分析,选取优化后的布置形式进行了拉索的设计。分析结果表明:拉索不同布置形式下的塔顶横向位移相差不大;网状布置可以减小拉索的活载应力幅,节省材料用量;拉索设计需考虑螺纹连接处的应力集中现象。     

基于磁通量法的斜拉桥索力监测应用研究

斜拉索是将斜拉桥主梁重量与桥面载重传递到索塔的主要承重部件,其缆索索力测定是进行斜拉桥健康状态预测评估的基础.磁通量法是最新发展起来的不具有破坏性的拉索索力测量方法.文中通过实例分析得出,用磁通量法检测斜拉桥索力,传感器的长期稳定性、耐久性良好,对拉索结构不具破坏性,测量到的斜拉桥索力数据对该斜拉桥拉索体系的日常养护具...     

某矮塔斜拉桥恒载索力实测分析与评定

通过对1座矮塔斜拉桥恒载下索力的测试分析,对该桥斜拉索索力的技术状况进行了分析评价,为同类型桥梁索力测试的分析与评价提供一定参考。     

基于MOPSO算法的斜拉桥索力优化分析

针对斜拉桥设计和监控计算中合理成桥状态和施工状态索力的确定问题,提出了一种基于MOPSO算法的斜拉桥索力优化方法。该方法在PSO算法的基础上通过增加外部储备集和优化更新策略来适应多目标、多约束的索力优化,较单目标优化方法仅有单一解的局限性,MOPSO算法考虑因素更全面,得到的Pareto最优解集可供决策者根据经验进一步筛选。采用Python编程语言,联合有限元软件编写基于该方法的优化程序,选取主塔、主梁的弯曲应变能之和,主塔成桥后在恒载作用下的纵桥向位移平方和作为目标函数,以施工过程及成桥后结构处于安全状态和索力总体分布均匀作为约束条件。工程算例优化结果表明,该方法能够快速搜寻到Pareto最优解集,并从中筛选出最优解,其结构应力处于安全范围,主塔线形合理,索力总体分布均匀。该方法可应用于斜拉桥成桥和施工阶段索力的确定及梁拱组合体系桥梁吊杆索力的确定。     

多塔矮塔斜拉桥成桥状态温度影响分析

借助Midas Civil有限元分析软件对某矮塔斜拉桥进行成桥状态温度效应影响分析,根据多塔矮塔斜拉桥的特点,揭示了结构整体升降温、索梁温差以及主梁温度梯度对主梁变形、索力以及主梁应力的影响规律,分析结果可供同类设计参考.     

钢箱梁斜拉桥成桥索力优化分析

为快速确定钢箱梁斜拉桥的合理成桥索力,现以某航道桥为工程背景,采用最小弯曲能量法求解成桥索力,成桥控制目标设置为主梁弯矩和主塔偏移量,通过控制主梁截面应力和桥塔位移,来对成桥索力进行优化。最后通过空间有限元软件Midas/civil进行建模分析,验证了主梁为钢箱梁时采用该方法优化索力的可行性,可快速得到较为合理的成桥状态。     

整体式弯桥试设计研究

以某实桥为工程背景,进行整体式弯桥的试设计和设计验算。采用MIDAS/Civil2015有限元软件分别建立了原桥和整体式弯桥的3D有限元模型,后者考虑了台-土及桩-土相互作用。对比分析了两者在恒载、活载(汽车荷载)、温度荷载、混凝土收缩以及地震等荷载作用下的受力性能。结果表明:由于梁端固接和台后土压力等影响,恒载、活载、温度及混凝土收缩等荷载作用下,整体式弯桥梁端具有较大的负弯矩; 整体式弯桥在恒载作用下的主梁弯矩值较原桥均匀,而在活载作用下主梁弯矩值与原桥相近; 温度荷载对整体式弯桥的主梁内力影响最大,其次为混凝土收缩效应,在设计中应引起重视; 在恒载、活载作用下,整体式弯桥和原桥的主梁扭矩基本呈反对称分布,且恒载下的主梁边跨扭矩显著小于原桥,而在活载下两者的主梁扭矩相差不大,整体式弯桥表现出较优的抗扭性能; 此外,整体式弯桥的抗震性能明显优于原桥,可有效避免主梁在地震中的侧向偏位和落梁等现象,在高震区使用更具优势。     

夔门大桥成桥索力测试

介绍夔门大桥大跨径斜拉桥成桥在恒载作用下索力测试和在汽车荷载作用下索力测试的主要内容和方法,并结合理论计算,对该桥梁结构的实测索力进行对比分析。结果表明索力分布合理,理论计算与实际实测值吻合较好。研究结果可为同类型桥梁的设计和成桥索力测试提供参考。     

混凝土斜拉桥主梁剪力滞研究

针对处于压弯状态的混凝土斜拉桥主梁剪力滞效应问题,从新的角度指出剪力滞系数是弯矩和轴力分别产生的剪力滞系数的叠加,其大小与断面所受的弯矩与轴力的比值有关,并给出了剪力滞系数随弯矩轴力比变化的分布规律.采用平面与空间分析相结合的方法,研究了漂浮体系混凝土斜拉桥主梁剪力滞系数分布规律,指出:主梁剪力滞系数主要受轴力影响,并随着轴力的增大而趋于1;当活载弯矩占总弯矩的比例较大时,总剪力滞系数将向弯矩剪力滞系数靠拢,由此导致主梁不均匀应力将很大.设计时应引起注意.     

大同市十里河大桥的施工监控

通过对斜拉桥在施工各阶段的内力、应力、线形、索力、位移等项目的监测,消除或减少实际线形和索力与设计目标值的偏差,以求得成桥后主梁线形、索力和结构恒载受力状况及外形上均接近于设计预期值,最终能满足设计要求。