确定刚架系杆拱桥合理成桥状态和成桥吊杆力的方法探讨

对刚架系杆拱桥的合理成桥状态和成桥的吊杆内力进行研究。同时考虑了整体结构、系杆和预应力钢筋的作用,分别以位移、弯矩和整体受力状态为控制目标来确定合理的成桥状态和成桥时吊杆内力。同时对这几种方法确定的合理成桥状态和成桥时吊杆内力进行比较,选择一种合理的方法,为今后同类桥梁提供设计、施工控制分析等方面提供参考。     

基于遗传算法的钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力研究

为了确定钢管混凝土(CFST)系杆拱桥合理成桥状态吊杆索力,建立了基于遗传算法的系杆拱桥吊杆索力确定模型,其中,根据最小应变能原理,通过影响矩阵法建立了合理成桥状态目标函数,采用吊杆索力范围为约束条件,运用matlab平台编写了系杆拱桥索力计算程序,建立了基于遗传算法的系杆拱桥吊杆索力确定流程,将方法应用于工程实例分析,并与其他吊杆索力确定方法进行了对比。结果表明,文中提出的方法可以合理确定系杆拱桥吊杆索力,为系杆拱桥合理成桥状态吊杆索力计算提供了新途径。     

结构损伤对刚性系杆拱桥动力特性的影响

以某下承式钢管砼系杆拱桥为实例,应用Midas/Civil软件建立了空间有限元计算模型,研究了横撑损伤与吊杆损伤时对其结构动力特性的影响。通过对比桥梁在完好状态和不同损伤情况下结构的动力特性,得出结论:结构损伤使刚性系杆拱桥的自振频率降低,横撑损伤使结构横向刚度降低较大,吊杆损伤对竖向刚度影响较大。横撑失效较横撑锈蚀对结构自振频率影响大,吊杆锈蚀对自振频率影响较关键位置处吊杆失效大。横撑损伤对结构振型形态影响比吊杆损伤对结构振型形态影响大。基于在不同状态下的结构动力特性分析,可为同类型桥梁在合理评价结构运营阶段的健康状况时提供参考和基础性数据。     

钢筋混凝土系杆拱桥成桥吊杆索力确定方法对比分析研究

借鉴斜拉桥索力理论计算,对钢筋混凝土系杆拱桥成桥索力的实用性做对比分析,结合实际工程采用刚性支承连续梁法、零位移法、刚性吊杆法计算得出该桥梁的吊杆索力、拱肋弯矩、系梁弯矩。研究结果表明:刚性支承连续梁法确定刚性拱柔性吊杆的成桥索力时,吊杆成桥索力均匀,波动不大,不便于调索,不适合用于此类桥成桥索力计算;刚性吊杆法计算成桥索力与刚性支承连续梁法近似,系梁跨中下挠,拱脚附近吊杆索力小,其他吊杆索力均匀,不方便控制线形,不建议采用;零位移法采用未知荷载系数法计算,通过控制位移量,能得到较合理的成桥索力,同时也能控制系梁线形。     

对系杆拱桥刚性吊杆更换的思考

因无法利用振动法测试刚性吊杆索力,给吊杆更换设计带来一定不确定性。本次通过仿真计算和现场千斤顶张拉综合判定吊杆成桥索力。根据目标索力,按照分批张拉和等效转移原则,利用临时吊杆系统逐根、交叉更换全桥吊杆,取得良好效果。本桥采用钢绞线整束挤压拉索体系吊杆可以极大提高吊杆耐久性,由于挤压钢绞线索体锚头面积较小,不需要调整原先钢丝镦头锚锚端尺寸,给施工带来方便。     

考虑施工过程的下承式系杆拱桥吊杆索力二次优化法

下承式系杆拱桥的吊杆力大小对拱桥整体受力影响很大,为研究施工过程中吊杆力的优化计算方法,文章采用MIDAS CIVIL软件建立了某下承式系杆拱桥有限元计算模型,分别采用弹性支撑连续梁法、最小弯曲应变能法以及二次优化法分别计算了施工过程中的吊杆的3次张拉索力值,对比了不同吊杆力大小对结构的受力和变形的影响,得出以下三点主要结论。(1)采用弹性支承连续梁法计算出长吊杆索力值较为均匀,但是短吊杆索力值与长吊杆差异很大;采用最小弯曲应变能法求得的吊杆索力总体较弹性支撑连续梁法更为均匀,但短吊杆索力值与长吊杆差异仍较大。(2)采用二次优化法计算出的长、短吊杆索力大小均基本一致,不仅可以简化吊杆的设计、制作和施工,还有利于系杆拱总体受力。(3)相对弹性支撑连续梁法、最小弯曲应变能法计算出的索力和设计采用的索力,采用二次优化法计算出的索力能同时大幅降低拱肋和系梁的弯矩值,可以有效改善拱肋、系梁的受力,减小系梁变形。     

刚性吊杆系杆拱桥空间稳定性分析方法

以某下承式刚性吊杆系杆拱桥为实例,利用空间有限元程序对其空间稳定性进行分析。对刚性吊杆稳定性分析建模的四种模拟方案进行了具体分析计算。结果表明,不同模拟方案的计算结果相差很大,分析了差异的原因,提出了正确的分析方法。     

基于CFRP吊杆的下承式系杆拱桥结构性能研究

为解决系杆拱桥吊杆锈蚀及抗疲劳性能差的问题，提出了将CFRP材料应用于系杆拱桥吊杆的方法，通过对不同替换原则作用下系杆拱结构及吊杆构件的力学性能对比，确定了等面积原则作为材料替换的方法；利用有限元软件对比分析了不同荷载作用下CFRP吊杆与钢绞线材料间结构的静力响应，二者受力变化相差较小，CFRP材料可有效替代钢绞线作为系杆拱桥吊杆材料；并基于短吊杆效应对比分析了吊杆受力，与全桥结构替换相比，单吊杆替换对于实桥应用更为有效可行，推广了CFRP材料应用于吊杆拱桥的实际工程案例，为系杆拱桥的发展提供了新的思路。     

某钢管混凝土拱桥合理成桥状态的确定

在钢管拱桥的设计中,桥梁的合理成桥状态的确定是设计的首要任务.合理成桥状态确定是静力分析的首要环节.本文采用有限元软件Midas Civil建立其有限元模型,并利用斜拉桥的索力理论及调整方法,通过比较确定了吊杆拱桥的合理成桥状态的方法-刚性吊杆法的结论.     

某异型系杆拱桥吊杆张拉控制分析

刚性拱柔性系杆组成的系杆拱桥可通过张拉吊杆调整主梁成桥线形,本文以某异型拱桥主梁在恒载作用下的竖向位移为零为控制目标,利用影响矩阵法计算各吊杆同时张拉时的张拉力,计算结果符合该异型系杆拱桥的结构体系规律。考虑到实际施工中各吊杆必须分批次张拉,先期和后期张拉的吊杆会相互影响,导致不同张拉顺序各吊杆的张拉力也不同,本文利用倒装法按照四种不同的张拉方案计算各吊杆实际施工过程中需要的张拉力,以使吊杆全部张拉完成后满足设计成桥状态。最后,通过比较分析得出该异型系杆拱桥最为合理的张拉方案。     

频率法测试系杆拱桥吊杆索力影响因素研究

建立考虑吊杆轴向力影响的振动微分方程,对边界条件及吊杆计算长度两影响因素进行研究。基于频率法测试系杆拱桥吊杆索力原理,引入吊杆计算长度修正系数概念,将吊杆两端复杂的边界条件动力等效成两端铰接,并拟合出吊杆计算长度修正系数计算公式。将该式用于实桥吊杆索力测试,计算精度较高,满足工程要求。     

V形拱梁拱组合桥成桥索力的确定

以海兰湖大桥拉索张拉为背景,采用刚性支撑连续梁法,计算合理成桥状态下拉索张拉力并在拉索出现松弛的情形下,提出基于成桥恒荷载作用下拉索受力特性等比例原则的方法调整拉索初拉力,使得计算结果在满足规范要求下更符合工程实际,为类似桥梁设计施工中索力的确定提供理论依据。     

柔性吊杆张拉力的探讨

对下承式系杆拱桥中使用柔性吊杆的张拉力进行了分析,发现各设计图纸的反映不同,没有规律性,且不符合抛物线拱轴的要求,故对如何确定吊杆张拉力进行研究。     

刚性吊杆的系杆拱桥侧倾失稳近似计算方法

采用能量原理推导了考虑刚性吊杆抗弯刚度的系杆拱桥侧倾稳定的近似计算公式,并用有限元程序进行了验证,指出文中所给公式基本能反映出具有刚性吊杆的系杆拱桥侧倾失稳特征,应用时应注意其前提假设.     

桥面支撑法吊杆更换施工过程模拟分析

为了准确的计算吊杆更换过程各阶段吊杆力和桥面标高的变化,本文提出了一种基于Midas软件的模拟计算方法,即通过在Midas模型中施加自平衡力、反对称力、温度荷载的方式来准确的模拟各阶段的受力特性.本文提出的方法在楠溪江三桥吊杆更换设计计算中得到了成功应用,为该桥的施工提供了理论依据,同时也为今后吊杆更换的设计提供了新的计算方法.     

混凝土系杆拱桥吊杆更换施工

采用临时吊杆法对混凝土系杆拱桥吊杆进行更换,首先将旧吊杆索力转移到临时吊杆上,割断旧吊杆钢丝,卸除旧吊杆,然后装上新吊杆,将临时吊杆力转移到新吊杆上,锚固新吊杆,实现吊杆更换.结合混凝土系杆拱桥的吊杆更换工程,总结了临时吊杆法进行吊杆更换的施工原则、施工工艺、监控内容和评估方法,指出了临时吊杆法是一种安全、高效和经济的吊杆更换方法.     

系杆拱桥刚性吊杆更换关键技术分析

受限于技术发展的影响,在早期建设的系杆拱桥中大量采用了刚性吊杆技术,这些桥梁大多处于服役期内。由于设计人员认识的不足和施工工艺的缺陷,在役的系杆拱桥出现了较多的刚性吊杆病害,有些已经直接影响了桥梁的运营安全。目前关于刚性吊杆更换的工程实践相对较少,尚无成熟稳定的工艺工法,笔者结合扬州237省道北澄子河大桥吊杆更换的工程实践,对其中的关键技术进行了分析阐述,供同类工程参考。     

梁拱组合式桥梁吊杆内力的优化分析

通过对梁拱组合式桥梁成桥状态目标的优化分析,可以得到不同施工阶段合理的吊杆内力。结合嘉兴市迎宾大桥主跨工程实践中施工控制分析,介绍了成桥状态的最优化原理及施工优化分析方法,为同类桥梁的设计和施工提供了参考。     

钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力测试方法与数据分析

本文结合某桥实际工程,研究了自振频率法在施工过程中吊杆索力测量中的应用。该桥采用钢管混凝土系杆拱桥,吊杆张拉后其索力大小直接影响到结构受力性能及后期施工,因此索力张拉采用分批分次方式进行,桥面板铺装前索力张拉在整个施工过程中尤显重要。本文采用吊杆两端铰接,不考虑其抗弯刚度影响的索力测量法对其进行了测量。通过对索力测量结果的分析,找出了结构可能存在问题的原因,并为后期施工提出了具体解决方案。文中采用的自振频率法不仅可应用于拱桥吊杆索力的测量,对其他索吊类结构,如悬索桥和斜拉桥,也同样适用。该方法简便实用,便于工程应用推广。     

拱桥吊杆更换的二次索力等效置换

以系杆拱桥吊杆更换过程中的二次索力等效置换为研究对象,建立索力置换的数学模型,并结合浙江省新昌县城西大桥加固改造工程,分析各参数对索力置换的影响,合理的选择城西大桥吊杆更换的等步长张拉次数,为同类工程制定索力等效置换施工方案提供了基础。