预应力钢结构的索力模拟分析方法

采用比值索力迭代法模拟预应力钢结构的索力,对半刚性和柔性结构不能得到正确的计算结果。构建了差值补偿索力模拟方法,对半刚性和柔性结构适应性好,计算稳定,较比值索力迭代法适用范围更广泛。使用有限元软件ANSYS中的参数化设计语言APDL编制了索力模拟分析程序,通过算例验证了差值索力补偿法迭代过程总是能稳定收敛到设计索力。引入的加速因子有效加快了迭代计算的收敛速度,对于本算例β取1.6～1.8时效果最佳。     

基于遗传算法进行张弦梁结构索力识别

为识别张弦梁结构索力大小,提出了一种基于静力检测技术的索力识别方法.基于静力检测技术,定义了张弦梁结构索力识别的一般数学模型.通过分析张弦梁结构的整体受力特征,基于有限元方法提出了适用于张弦梁结构索力识别的识别模型.运用改进的遗传算法寻求问题的全局最优解,只需若干点位移实测值便可实现多个索段索力的同时识别.并编制了通用有限元计算程序,数值模拟算例验证了方法的可行性.     

基于Von Mises应力的预应力钢结构拓扑优化设计

为预应力钢结构设计获得最优拓扑构型和索力值,以结构拓扑和索力值为设计变量,以Von Mises应力为约束条件,建立了以结构质量最小为目标函数的数学优化模型.在求解方法上,首先以结构储存应变能最小(刚度最大)确定施加在结构上的索力值,然后采用渐进结构优化法删除低Von Mises应力单元实现结构的拓扑优化以减轻结构质量.算例结果与相应体系受力性能相吻合.     

大跨度系杆拱桥吊杆索力测试研究

文章以弦振动理论为基础,推导了系杆拱桥索力测试的实用计算公式,分析了影响测试精度的若干参数,并对吊杆的边界条件、有效计算长度以及抗弯刚度等影响因素进行了分析和修正。采用牛顿切线法迭代得出有效计算长度,该方法为同类型桥梁的索力测试提供了良好的参考价值。通过分析大量数据,实用计算公式得出的索力值和模型理论值很接近,完全能够满足工程实践的要求。     

随机车辆荷载作用下斜拉索索力的概率模型及可靠度分析

以苏通长江大桥为工程背景,计算了随机车辆荷载作用下的斜拉索索力,采用随机过程的跨阈理论建立了斜拉索索力的概率模型,在此基础上对随机车辆荷载作用下斜拉索的可靠度进行分析。结果表明：斜拉索索力可以采用高斯平稳随机过程描述;设计基准期内斜拉索索力最大值的概率模型可通过跨闽理论确定;按随机车流数据建立的车辆荷载概率模型计算的斜拉索可靠指标为7．93～14．55。     

激励磁场对逆磁致伸缩索力传感器影响仿真

基于钢缆索索力传感理论模型和环式结构的索力传感器,对索力测量原理做了详细推导,传感器输出感应电压与激励磁场变化、加载外力变化、某一激励磁场下的材料磁导率及空气间隙尺寸等有关.重点分析了激励磁场变化对传感器输出的影响,分别在激励磁场为稳恒直流磁场、交流磁场、按矩形波规律变化磁场三种情况下对传感器输出进行了讨论和仿真分析.仿真结果表明,在稳恒磁场激励下,可通过感应积分电压求缓变外力,通过感应电压求得非缓变外力.在交流激励下.激励磁场频率对传感器输出有明显影响,频率越高,由激励磁场变化所引起的感应电压幅值越大.     

缆索内置光纤光栅应变传感器研究

针对缆索局部埋植传感器测试索力的特殊要求,特制光纤光栅应变传感器,传感器封装保证光纤光栅植入缆索的成活率,减敏结构设计保证缆索索力测试的大应力监测要求.针对应变传感器与钢丝的2种连接方式,即传统的结构胶连接和特制的抱箍机械连接方式进行了张拉性能测试.由标定的传感器力敏系数可知,在钢丝产生5000×10-6的应变变化下,光纤光栅实际中心波长变化不超过2900pm,达到了减敏效果,传感器可以满足大索力长期测试要求.     

振频法索力测量系统中数据采样参数匹配研究

利用振频法进行索力测量,数据采样参数设置不当会大大降低基频识别精度进而降低索力测量精度。在分析采样参数即采样率和采样数对基频识别精度影响的基础上,根据奈奎斯特定律,兼顾测量实时性和有限的数据存储空间,提出最优化数据采样参数匹配方法,以提高测量精度。对马桑溪长江大桥斜拉索索力进行现场测试,结果表明:按照最优的参数匹配方法进行合理的参数设置,索力测量精度至少提高2倍,具有较好的工程应用价值。     

锚索索力损失对预应力闸墩动态特性的影响

某水电站泄洪闸采用大吨位预应力闸墩承受弧形闸门支臂传递的巨大水推力,通过近2 年的闸墩锚索 拉力监测发现,锚索张拉力损失部分超过15%,并尚未收敛,且闸墩在宣泄洪水过程中曾出现过强烈振动现象. 为进一步明确锚索拉力损失是否对闸墩动态特性(包括模态特性、动位移与动应力特性)产生影响,建立了闸墩 -基础-锚索整体有限元模型,通过制作闸墩水力学模型并采用力传感器测量作用于闸墩上的整体面荷载,获取 不同运行工况下的闸墩整体水动力荷载时程线,以此为有限元模型输入荷载进行闸墩动态响应计算,分析了泄 洪闸预应力闸墩主、次锚索不同索力损失对闸墩的动态特性的影响,研究成果可为工程安全运行提供重要 参考.     

大跨度钢管砼拱桥拱肋预制与吊装的线形控制

钢管拱桥拱肋线形控制是全桥质量保证的重点之一,关系到全桥受力状态和使用寿命.以太平湖大桥为工程实例,首先阐述了拱肋在加工过程中的线形控制,对钢板下料、节段预拼以及焊接等方面的线形控制进行了简要的介绍;同时对吊装过程中的线形控制进行了深入的研究,在理论分析及现场测试基础上,根据控制测量原理及技术要求,动态调整扣索索力,可以保证拱的安装线形符合设计要求;最后分析了在拱肋吊装过程中,可能对拱轴线形产生影响的主要因素,如温度、塔架水平位移以及扣索张拉伸长量等等所造成的影响.工程实践表明,这种控制方法合理可行,实施方便,数据精度满足要求,达到了监测监控线形的目的.