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。     

大跨度斜拉桥施工过程中的索力控制方法

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,根据逐根张拉的斜拉索施工工艺,建立了张拉过程中索-梁-塔的力学模型;并以斜拉索索力均匀为目标,按正装分析法推导了挂索时单根钢绞线的张拉力计算公式。在此基础上结合等值张拉法,消除了挂索期间温度变化对钢绞线张拉力的影响,并给出了施工和运营过程中的索力测量方法。北方某斜拉桥的工程实践表明：根据该方法确定的单根钢绞线张拉力进行张拉,能够得到较均匀的索力;不论单根钢绞线拉力还是总索力,误差都在5％以内,均能满足施工控制的精度要求;该方法可供同类型斜拉索施工参考。     

斜拉桥初应变增量索力调整

利用拉索变形与应变的关系,建立了初应变增量调整方程,采用迭代方法,求得满足要求的斜拉桥拉索应力,经工程算例验证,此调索方法收速度快,其等效于位移调零法或最小主梁弯矩应变能法,适用于有限元调索计算。     

斜拉桥的索力调整

提出了斜拉桥施工时索力调整的满意满足度法 ,给出了满意度、满足度函数的定义方法 .利用该方法时可根据实际施工情况由工程师给出合适的满意度函数、满足度函数 ,从而能得到更符合工程实际的索力调整成果 .通过计算实例证明了该调整方法的实用性 .     

斜拉桥索力测试分析

基于频谱法原理对斜拉索进行索力测试,针对斜拉索索力测试中的拉索抗弯刚度、边界条件、垂度影响、温度影响进行了定性和定量分析并给出了实测中采用的对应措施,最后结合涪陵乌江二桥索力测试中提出了测试拉索索力的方法,实际证明该方法是有效的.     

确定斜拉桥施工索力的影响矩阵法!

基于线性影响矩阵的理论基础上,从施工临时荷载、现浇梁段自重、张拉斜拉索和解除临时约束4种工况来考虑,通过正装分析方法模拟斜拉桥的施工过程对初张拉力的影响,导出根据设计成桥索力准确计算施工初张拉力的方法,并结合江苏泗阳大桥工程实例验证此方法的准确性。此方法能根据设计成桥索力准确地计算施工初张拉力,对斜拉桥索力施工具有一定指导意义。     

确定斜拉桥施工张拉力的影响矩阵法

斜拉桥是由塔、梁、索三种基本构件组成的缆索承重结构,拉索具有可调性。设计斜拉桥时,一般先对其成桥状态进行索力优化,得到设计索力,再根据施工方案确定拉索在施工阶段的张拉力,这种张拉力将保证斜拉桥在成桥时实现设计索力,称为施工张拉力。文章在充分讨论现有算法的基础上,导出了确定斜拉索施工张拉力的影响矩阵法,同时给出了计入砼徐变、收缩、结构几何非线性影响,求解施工张拉力的迭代方法。该方法可以彻底取代传统施工张拉力的计算方法。     

斜拉桥监测索力的时空评估方法

为更准确地反映监测索力的综合状态,提出一种考虑索力时间和空间特征的评估方法.借鉴桥梁风险矩阵决策方法,将时间指标和空间指标置于一个矩阵中进行评估决策.时空评估等级分为四级,分别为蓝色Ⅰ级、黄色Ⅱ级、橙色Ⅲ级和红色Ⅳ级.时间指标同时考虑索力变化速率和变化幅度,其中,索力变化速率通过时间序列分析得到,变化幅度通过索力变化率绝对值计算得到.空间指标主要反映由偏载、单索损伤等因素造成的斜拉桥两侧索力的偏差程度,采用Canberra距离表征.以南京长江三桥7 a监测数据为例,对20根长索进行索力时间和空间的综合评估,得到群索评估表和评估等级分布图.结果表明:监测索力符合时间序列特性,可采用一元线性回归模型提取趋势项;斜拉索的时空评估等级在Ⅱ级及以上,主要原因有索力变化趋势过快和上下游索力差异较大.评估分布图为斜拉索的人工检查提供更有针对性的指导.     

基于优化索力的斜拉桥索力状态评估研究

在恒载索力优化模型基础上，以荷载组合作用下的弯矩包络图正负绝对值相等时的恒载弯矩分布作为优化目标，通过约束主梁线形及索力不均匀系数，最终确定斜拉桥的合理恒载索力.建立了斜拉桥索力状态评估模型，并以优化的恒载索力为索力评估的基准值，引入索力上下限以及斜率关联度，利用层次分析法和变权综合原理，根据一组实测数据对索力性能进行评估.计算结果表明，实测索力与标准索力之间具有较高的关联度，随着均衡系数α的减小，索力评估结果是一个退化的过程.     

斜拉桥施工过程中的监控研究

为保证主桥施工期间的质量和安全,积累设计、施工技术资料,同时也为今后科研积累科学数据,进行施工控制是很有必要的。因而针对斜拉桥上部结构施工方案总体:满堂支架立模分步现浇主梁及索塔,集中安装并张拉斜拉索,探讨施工控制的组织体系及方法。拟定施工控制实施方案,可有计划、有步骤、科学地进行施工控制工作。     

大跨径叠合梁斜拉桥施工过程调索方法研究

在对以往各种斜拉桥误差调整方法分析的基础上,对自适应模块进行了适当简化,保留最优调整模块．提出了以残余误差的平方和最小为目标函数的优化调索方法,并用该法对实桥进行了现场监控．实践证明该方法对主跨400m左右的叠合梁斜拉桥施工控制有很好的控制效果和较高的计算效率,其优化调整结果可以很好地满足工程需要．     

部分地锚式斜拉桥合理成桥状态二阶段确定法

研究部分地锚式斜拉桥受力特点及其合理成桥状态的确定原则,提出一种二阶段合理成桥状态下的索力确定方法.该方法采用刚性支承连续梁法确定成桥状态下的索力,并以影响矩阵法进行后续调整.根据该桥型受力特点制定了第2阶段的索力调整流程,对一座主跨1 218 m的混合梁部分地锚斜拉桥进行了计算.结果表明,按照第2阶段索力调整流程可较快确定出合理成桥状态下的索力.     

Analysis of precision and error of cable force identification of cable-stayed bridge

In this paper,in order to improve the precision of cable force identification of a practical cable-stayed bridge and consider some precision problems of vibration method in surveying the cable force in the engineering application,firstly,three calculation methods for the cable force measurement are analyzed and contrasted;secondly,using the method of finite element numerical simulation and the theory of the error analysis,the effect of both bending rigidity and constraint conditions on simple formula of vibration method is investigated;and the dependence of the precision of cable frequency identification on spectrum resolution,sampling time,and the number of sampling points is studied;Finally,fundamental frequency method,frequency difference method,and peak value method are applied to the cable force calculation of a practical project;and their computational precision and error are contrasted and analyzed.It is observed that it is essential to take into account the effect of every factor on the precision of the cable force identification and make it possible to identify the cable force more accurate by vibration method;and that it simultaneously provides an effective basis for the development of a high-precision equipment.     

大跨度钢斜拉桥施工误差调整方法研究

按理论计算结果进行施工时，斜拉桥实际线形和内力与设计理想状态可能会存在一定误差，这不仅影响桥梁美观和行车舒适，同时还会影响桥梁使用寿命．针对斜拉桥施工中的线形、内力等施工误差，推导了用最小二乘法对其进行调整的基本方程，提出考虑结构几何非线性的误差调整方法．结合某大跨度钢斜拉桥施工阶段的主梁标高误差调整，用最小二乘法给出两种索力调整方案，结果表明，最小二乘法用于斜拉桥施工误差调整是可行的．     

钢拱塔斜拉桥的温度耦合效应和索力预测

钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应;然后以斜拉索为研究对象,通过该桥的有限元模型升降温模拟,分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响;最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入,索力为输出,利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射,实现数据压缩和特征提取,建立温度-索力预测模型,再对网络模型输入新的温度监测数据,以预测索力。研究结果表明：主梁和钢拱塔温度变化具有周期性,且滞后于环境温度;主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性,环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律;索力与环境温度呈线性负相关,且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应;长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好,建立的温度-索力关系模型准确度高,可用于该桥索力的实时预测。     

确定斜拉桥成桥索力多约束条件下最小能量法

在对既有确定斜拉桥合理成桥索力方法分析的基础上,给出了最优成桥状态的判别准则,并提出了一种新的斜拉桥合理成桥索力确定方法——基于多约束条件下的最小能量法.该方法考虑因素较为全面,优化判别准则具有明确的工程含义,实施计算效率较高.实际工程运用证明了该方法的有效性和可靠性.     

津沪联络线矮塔斜拉桥中跨合拢方案设计

针对津沪联络线矮塔斜拉桥的工程情况,就中跨合拢块的施工方案确定和施工步骤的实施过程做了具体阐述。介绍该桥中跨合拢段施工时刚性支撑骨架的安装、合拢段锁定、混凝土浇筑等施工工艺,进行合拢段刚性支撑骨架在温度作用下的受力分析。     

预应力混凝土斜拉桥箱梁剪力滞规律

为了揭示斜拉桥箱梁应力分布情况,对某单索面预应力混凝土斜拉桥箱梁沿纵桥向剪力滞效应的分布规律进行了研究.结果表明:单索面斜拉桥施工阶段不同的位置应采取不同的剪力滞系数进行平面杆系有限元分析,悬臂端索力作用点处该位置用轴力作用的剪力滞系数反映实际受力;索力之间的梁段在索力作用点处,根据弯矩轴力比确定的剪力滞系数反映实际受力;在索力作用点之间跨中的梁段,用弯矩作用的剪力滞系数反映实际受力,索力作用点与跨中之间的梁段,可采用线性插值求得截面剪力滞系数.