钢管混凝土拱桥混凝土顶升施工工艺

现设计的钢管拱桥大都采用拱芯内灌注混凝土形式,充分利用了大型钢结构制作方便及混凝土结构抗压受力特点,使其各展所长。而钢管拱混凝土灌注则是钢管拱桥施工成败的关键之一。现以南宁市某钢管拱桥大型钢管拱混凝土顶升灌注施工工艺为例,介绍钢管拱桥混凝土顶升施工技术以及钢管混凝土工艺要求,提出了质量保证措施和安全保证措施。     

P.C.连续刚构桥施工过程的仿真分析

现代P.C.(预应力混凝土)连续刚构桥受力复杂,成桥应力同施工过程相关。根据其结构及受力特点,提出用实体退化单元建立P.C.连续刚构桥施工过程分析的三维模型;将预应力筋作为结构的一部分,用等效节点荷载模拟预应力的张拉效应;用三参数粘弹性模型模拟混凝土徐变效应;提出了阶段模型应力的处理方法。以一实际刚构桥为对象对该方法进行了应用研究。结果表明:P.C.连续刚构桥在恒载状态下,成桥应力和挠度与施工过程密切相关,常用的一次成桥方式获得的成桥应力和挠度与实际有较大偏差。     

钢管再生混凝土拱桥拱肋地震响应及抗震性能

用再生骨料混凝土作为钢管混凝土结构的填充材料,形成钢管再生混凝土结构,研究钢管再生混凝土拱桥拱肋的抗震性能,以某单跨中承式拱桥为例,建立计算模型,分析结构模型的动力特性,计算了拱肋结构不同截面的弯矩响应峰值和轴力响应峰值,同时研究得出了不同再生骨料替代率的钢管再生混凝土结构5个屈服阶段的抗震评估曲线。通过比较计算,所得出的内力响应峰值和抗震评估曲线的关系,得出了拱肋结构的抗震性能。计算结果表明,钢管再生混凝土应用于拱肋结构有着较好的抗震性能,不同替代率的再生骨料对钢管混凝土拱桥结构拱肋抗震性能影响程度较小。     

某钢管混凝土拱桥拱座和Y型桥墩的施工探讨

本文根据某桥工程的实际情况,对钢管混凝土拱桥的施工工艺进行了探讨．包括主梁的施工,钢管混凝土拱肋的施工,拱座等大体积混凝土和Y型桥墩的施工。     

上承式混凝土拱桥拱肋裂缝原因分析

大跨度混凝土拱桥拱肋采用支架施工拱肋，在冬季施工过程中由于温度变化使钢管支架伸长，顶升使得拱肋产生附加内力，碰上开口的拱肋截面，受力能力较弱，容易产生裂缝，本文着重介绍裂缝产生的原因及处理方法。     

钢桁腹杆-劲性骨架混凝土(SRC)组合拱极限承载力及简化计算研究

钢桁腹杆-劲性骨架混凝土（SRC）弦杆组合拱是一种新型的组合结构型式,结合了劲性骨架施工方便快捷和组合结构能大幅减轻结构自重的优点,有望进一步提高拱桥的跨越能力,具有良好的应用前景。该文以跨径为420 m钢桁腹杆-SRC组合拱桥的试设计为基础,进行了组合拱极限承载力的模型试验,试验结果表明,模型拱没有出现面外失稳破坏,结构呈整体破坏;组合拱沿拱轴线方向塑性变形速度要远大于沿截面高度方向,最后因塑性区域开展过大而丧失承载能力,破坏模式接近于钢管混凝土拱的极值点失稳破坏。而后对影响组合拱受力性能的参数进行有限元分析表明,组合拱极限承载力随着混凝土外包系数的增加而增大;腹杆与弦杆钢管的外径比可以提高组合拱的极限承载能力,但超过一定范围时,提高不显著;钢腹杆布置形式对组合拱极限承载力影响较大。最后建立了组合拱的极限承载力简化计算公式,可为此类新型组合拱结构的应用提供参考。     

钢管混凝土拱桥施工工艺

本文分析了钢管拱桥的结构特点,阐述了钢管混凝土拱桥的施工方法,介绍了钢拱肋在施工过程中的缆索吊系统、拱肋节段吊装及钢结构焊接技术。     

下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥吊杆断裂动力分析

以一座下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立有限元模型,通过接触碰撞的方式进行吊杆断裂的模拟,分析吊杆断裂前后拱桥各结构构件受力状态的变化,判断结构可能发生的破坏形态。分析结果表明,吊杆断裂过程中吊杆、钢管混凝土拱肋和桥道系均会受到断索冲击的作用;与断裂吊杆相邻的吊杆受到断索冲击的作用最大,其轴力变化量为初始轴力的3倍以上,需要考虑由于吊杆断裂过程中产生的大于静力响应的动力作用;吊杆断裂对主梁产生的影响远大于拱肋,拱肋内力变化较小;由于横梁两侧与纵梁连接处焊缝强度不足发生破坏可能导致桥道系局部坍塌。     

700 m级钢管混凝土拱桥设计与建造可行性研究

以500 m级钢管混凝土拱桥的设计和成套施工技术为基础,对700 m级钢管混凝土拱桥的设计和建造技术进行可行性研究,确定总体设计和施工方案,较为详细地研究了拱肋制造和安装、管内混凝土灌注等关键技术。研究结果表明,建造700 m级的钢管混凝土拱桥已不存在技术门槛,综合考虑经济、安全等因素,是该跨径级别的强力竞争桥型之一,应尽早进行工程实践和推广。     

钢管拱混凝土灌注施工技术探讨

近年来，钢管混凝土拱桥以充分发挥材料性能、强度高、施工方便、造型美观等优点，被广泛采用。本文结合工程实际，就钢管拱混凝土灌注施工技术作一些探讨。     

基于牛顿-拉普森迭代和零阶优化算法的悬索结构找形研究

基于牛顿-拉普森迭代对悬索体系的找形进行了研究,同时采用零阶优化算法对迭代进行优化控制,并对影响求解精度的因素进行了分析。在此基础上,针对恒载状态下的润扬大桥悬索桥进行了算例分析,并与膜理论计算结果和竣工试验中的实测数据进行了比较。算例表明,利用优化算法对控制点的标高变化进行控制,可以更加准确地得到主缆的线形及其内力。该方法不仅可以应用于悬索桥主缆的找形,同样也适用于其它大跨缆索结构的找形和施工控制。     

基于费用最小原则的矮塔斜拉桥索力优化研究

针对矮塔斜拉桥的特点,提出了基于拉索和预应力钢筋费用最小的索力优化方法。该方法的思路是以设计强度减去活载及其他荷载效应的应力区间,作为主梁上下缘恒载应力可行区域,引入索力和预应力的影响矩阵,利用调值原理,以拉索和预应力筋的综合费用最小为目标,来解决拉索和预应力筋的优化配置问题。用大型有限元软件ANSYS APDL 语言实现了这一功能并进行了实桥验算。研究表明:采用该方法确定的索力和预应力,与原设计相比,其费用约为原设计费用的47.9%。     

千米级斜拉桥空间非线性合理恒载索力分析

建立了斜拉桥索力调整的空间非线性有限元分析模型，以斜拉桥主梁和索塔的弯曲应变能为目标函数、结构应力及索力为约束条件，采用一阶最优化计算方法进行求解，用以确定成桥合理状态的索力。应用该法分析了某千米级斜拉桥的合理成桥状态，计算结果表明，该方法简单、有效。     

大跨混凝土斜拉桥施工过程中结构的断索动力响应

为研究大跨混凝土斜拉桥施工过程中结构的断索动力响应,以湖南赤石特大桥火灾后九根拉索断裂的事故为背景,采用有限元软件建立了赤石特大桥的非线性动力实体有限元分析模型,通过对比灾后检测得到的索力、主梁和索塔位移及裂缝开展情况与有限元模型中相应的计算结果,证明了模型的有效性。基于已验证的有限元模型,对斜拉桥结构在多根拉索断裂过程中的动力响应进行了分析。结果表明:(1)拉索静态断裂只会对断索区域附近的截面内力和索力造成影响,而拉索骤断引起的冲击作用则会导致全桥结构都产生较大内力变化;(2)单侧索面部分拉索断裂导致主梁顶板及腹板受到扭矩和双向弯矩的共同作用而产生大量裂缝,裂缝在第五根拉索断裂后出现;(3)主梁扭矩、竖向弯矩和横向弯矩最不利截面在断索过程中的动力放大系数分别在1.09~1.55、1.21~2.05及1.21~1.76,最大主压应力动力放大系数在1.02~1.58;(4)预应力筋及拉索最大拉应力的动力放大系数分别在1~1.9及1.05~1.4;(5)索塔塔顶位移动力放大系数在1.23~1.65。     

重载列车引起的大跨度斜拉桥拉索振动研究

采用子结构法研究了重载列车引起的大跨度铁路斜拉桥拉索非线性振动问题。首先基于线性桥梁空间有限元模型,采用车-桥耦合动力学理论计算得到斜拉索锚固点动力响应;然后将该动力响应作为斜拉索端部激励,采用自编的基于CR列式法(Co-rotational Formulation)的拉索非线性动力有限元程序,计算斜拉索非线性动力响应。以荆岳铁路洞庭湖三塔斜拉桥为例,开展了车致斜拉桥拉索振动分析,结果表明:在设计时速范围内,重载列车作用下,斜拉桥索端激励与拉索固有频率两者不存在明显的匹配关系,车致拉索振动响应为一个准静态过程;通过进一步对比不同计算方案,即车-桥耦合振动、移动轴重瞬态分析与移动轴重影响线加载对拉索响应的影响,发现对于大跨度铁路斜拉桥而言,由于车-桥耦合振动效应不显著,采用移动轴重影响线加载方法得到的拉索应力结果具有足够精度。     

强震作用下独塔斜拉桥拉索松弛现象研究

为考虑地震作用下斜拉桥拉索的垂度效应,常规方法是将拉索模拟为弹性单元,根据恒载索力修正单元材料的弹性模量;但该方法忽略了索力变化对拉索轴向刚度的影响,也未考虑强震中可能出现的拉索松弛现象。该文先给出了三种不同的拉索应力-应变方程,然后以一座独塔斜拉桥为背景,通过赋予拉索不同的应力-应变关系建立了三个非线性有限元模型,研究了强震作用下拉索的地震响应和拉索松弛现象。结果表明:在近场地震作用下,拉索索力变化幅度较大,部分拉索有可能出现松弛现象;拉索松弛后,出现松弛的拉索最小索力不再减小,最大索力继续增加;对于整个结构而言,拉索松弛只是局部响应的变化,对梁体位移和塔柱受力等地震响应的影响有限;但地震中不考虑索力变化对拉索轴向刚度的影响可能低估结构的地震响应,最大偏差可达到20%。     

Estimation of cable safety factors of suspension bridges using artificial neural network‐based inverse reliability method

The design of the main cables of suspension bridges is based on the verification of the rules defined by standard specifications, where cable safety factors are introduced to ensure safety. However, the current bridge design standards have been developed to ensure structural safety by defining a target reliability index. In other words, the structural reliability level is specified as a target to be satisfied by the designer. Thus, calibration of cable safety factors is needed to guarantee the specified reliability of main cables. This study proposes an efficient and accurate algorithm to solve the calibration problem of cable safety factors of suspension bridges. Uncertainties of the structure and load parameters are incorporated in the calculation model. The proposed algorithm integrates the concepts of the inverse reliability method, non‐linear finite element method, and artificial neural networks method. The accuracy and efficiency of this method with reference to an example long‐span suspension bridge are studied and numerical results have validated its superiority over the conventional deterministic method or inverse reliability method with Gimsing's simplified approach. Finally, some important parameters in the proposed method are also discussed. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

单索面矮塔斜拉桥的动力特征参数研究

结合小西湖双塔三跨单索面矮塔斜拉桥地震荷载作用下的结构动力反应,引入“斜拉索动力荷警效应暨响度”的概念定量分析了矮塔斜拉桥斜拉索在地震荷载下的实质作用,并据此提炼出能综合反映矮塔斜拉桥结尊翌考譬征的参数——“矮塔斜拉桥动力特征参数”;用“斜拉索动力荷载效应影响度”与“矮塔斜拉桥动力特征参数”的相关性定量描述矮塔斜拉桥的动力特点,对进一步认识矮塔斜拉桥的动力性能有一定的参考意义。     

矮塔斜拉桥特征参数研究

结合一独塔两跨斜拉桥活载作用下的结构反应,引入“斜拉索荷载效应影响度”的概念定量分析了矮塔斜拉桥斜拉索作用的实质,并据此提出能综合反映矮塔斜拉桥结构及受力特征的参数“矮塔斜拉桥特征参数”;用“斜拉索荷载效应影响度”与“矮塔斜拉桥特征参数”的相关性定量描述矮塔斜拉桥的特点,对进一步认识矮塔斜拉桥的结构性能有一定的参考意义。     

考虑轴向荷载影响的预应力单索静力解析方法

单向或双向单层平面索网幕墙结构体系中竖索受力和变形较复杂,对其解析分析有重要意义,但缺乏深入研究。该文将其等效为双向均布荷载作用下的预应力竖索,以形成一种解析求解方法。针对其施工和结构特征,首次提出3阶段分析方案,并对主要的后2个阶段,分别建立考虑轴向荷载影响的平衡方程和变形协调方程。通过求解平衡方程得到竖索竖向位移方...