基于无应力状态法的下承式拱桥吊杆张拉次序优化

太和三桥为主跨152 m 的下承式钢管混凝土系杆拱桥,吊杆张拉施工时采用无应力状态控制法,以 成桥时吊杆实际内力与设计值的误差小于2% 为目标。由于系杆拱桥吊杆长度较短,张拉时锚头拔出量或回缩 量不易控制,容易产生较大误差,提出将伸缩量换算为张拉力进行施工控制,并对不同的吊杆张拉次序进行 对比分析,确保结构整体受力合理、张拉过程安全。建立全桥有限元模型,分析4 种张拉方案下的成桥吊杆 力、拱肋位移、系梁位移、拱肋应力和系梁应力。结果表明,四种方案的成桥吊杆力与设计成桥吊杆力都相 当接近,相比较而言,方案3 的成桥拱肋线性良好,系梁位移及应力值在张拉过程中变化相对平缓一些。     

吊杆张拉程序对外倾单肋钢拱桥拱肋内力影响分析

以某外倾单肋异形钢拱桥为研究对象,采用有限元计算程序Midas/Civil建立空间有限元模型,对吊杆的张拉顺序、张拉次数对拱肋内力及拱肋吊点位移的影响进行了对比分析计算。考虑结构内力均衡与安全,兼顾施工方便性和经济性,得到了较为合理的张拉方案Ⅲ:交替对称一次张拉至最终吊杆力的张拉程序。     

基于应力平衡法的系杆拱桥吊杆力的优化

针对系杆拱桥的特点,提出了基于应力平衡法的确定合理吊杆力的方法.该方法的思路是以恒载作用下拱肋的截面上下缘的应力为控制条件,从而给出恒载作用下拱肋截面应力和弯矩的可行域.提出单位荷载法,以恒载作用下拱肋截面弯矩的可行域为目标,以吊杆力为变量,采用最小二乘法原理,确定合理的吊杆力,并指出为加快收敛速度可采用拱肋的最小弯曲应变能原理确定吊杆力的初始值.通过一算例验证了该算法的可行性.研究表明:采用该法可以使得拱肋截面弯矩位于拱肋截面弯矩可行域内,可确定合理吊杆力,并能使整个拱梁组合结构的受力状态处于最优状态.     

某市斜靠式提篮拱桥设计特点

斜靠式混凝土系杆拱桥的承重结构采用两根主拱肋与两根稳定拱肋,在车行道两侧主拱肋与稳定拱肋面对面斜靠在一起,如此布置,两主拱肋间取消了风撑,消除了行车压抑感,并且具有独特的横向稳定性和美观等特点.主拱肋和系梁在端横梁处连成整体,主拱肋和稳定拱肋的所有吊杆通过桥面系的中横梁把拱肋和桥面连接在一起,下部结构采用桩基.拱肋的跨度大、空间结构复杂,且采用现场浇注,要求施工时必须加强施工中的监控工作.     

某市斜靠式提篮拱桥设计特点

斜靠式混凝土系杆拱桥的承重结构采用两根主拱肋与两根稳定拱肋,在车行道两侧主拱肋与稳定拱肋面对面斜靠在一起,如此布置,两主拱肋间取消了风撑,消除了行车压抑感,并且具有独特的横向稳定性和美观等特点,主拱肋和系梁在端横梁处连成整体,主拱肋和稳定拱肋的所有吊杆通过桥面系的中横梁把拱肋和桥面连接在一起,下部结构采用桩基．拱肋的跨度大、空间结构复杂,且采用现场浇注,要求施工时必须加强施工中的监控工作．     

斜靠式拱桥施工阶段静力性能分析

采用空间有限元方法建立平顶山市城东河路湛河斜靠式拱桥施工阶段受力分析的空间有限元计算模型,通过对拱肋的浇筑以及拱架卸架过程中的内力和位移、吊杆张拉顺序的计算,给出了各施工阶段桥梁构件应力和位移、吊杆索力等随施工阶段变化的规律:拱肋主要承受压力,弯矩较小;由于系杆梁预应力的作用,系杆梁全跨受压;吊杆索力分布比较均匀,对桥面系的线形控制作用比较明显;各混凝土构件总体处于受压状态,桥梁设计最大压应力小于材料容许应力,具有较大安全储备,桥梁的变形均在设计规范规定范围之内,表明该桥梁施工方案合理.计算结果已为该桥的施工监控提供参考.     

尖湖拱桥拱肋施工监控应力分析

在尖湖桥施工监控中,采用有限元软件建立拱桥结构模型,分别对浇注拱肋混凝土、第一次张拉吊杆和成桥后三种状况下的拱肋进行受力分析计算,并与实际检测数据进行对比。结果表明,拱肋内混凝土刚度对模型结果影响较大;成桥后模型可以模拟拱桥的实际受力状态,并为施工监控提供理论支持。     

系杆拱桥中碳纤维吊杆初始张拉力控制

以已制作的舞水大桥钢箱系杆拱桥缩尺模型为实例,对如何确定系杆拱桥中碳纤维CFRP吊杆初始张拉力进行了研究,可为以后CFRP吊杆的张拉控制提供科学依据.建立舞水大桥钢箱系杆拱桥缩尺模型的有限元模型,采用逆向施工法得出每根吊杆的初始张拉力,然后,采用正常施工顺序对缩尺模型的CFRP吊杆进行张拉.对比有限元计算值和实际测量值,两者数值能够很好地吻合.研究表明：用有限元的逆向施工法指导系杆拱桥中CFRP吊杆初始张拉力的确定是确实可行的.     

泰州市穿心港桥装饰钢架拱造型设计

泰州市高港区迎江路穿心港桥为三跨装配式预应力混凝土箱梁桥,为增强桥梁景观效果,桥面采用75 m跨径的系杆拱造型.系杆拱由拱肋、吊杆、拱脚基础组成.拱肋采用变截面,吊杆采用双吊杆,成＂八＂字型并列排放,拱基直接与桥台相连,与受力拱相比节省投资,造型美观.     

混凝土梁预应力筋张拉顺序的仿真分析及优化

后张预应力混凝土梁中预应力筋的张拉是基于对称的原则确定张拉顺序的。采用有限元软件ADINA对阜新市博物馆预应力混凝土框架结构中一跨度为54m的混凝土梁的张拉过程进行仿真分析。根据对称张拉的原则,提出2种张拉方案,分析对比2中张拉过程中梁的变形情况,并与顺序张拉做对比,从而进行张拉顺序的优化。     

系杆拱桥半刚性吊杆初始张拉力分析与测定

吊杆初始张拉力的确定是系杆拱桥施工过程中的关键问题。而在吊索外增加钢套管保护,则会给施工过程中索力的测量造成较大困难。结合一座钢管混凝土系杆拱桥,对外带钢套管的半刚性吊杆初始张拉力进行了优化分析和计算,并提出一种半刚性吊杆索力测量方法。通过在苏州市兴贤大桥施工监控过程中的应用,证明该测量方法方便、适用,可为同类工程提供一定的借鉴。     

基于状态空间法的分段变截面吊杆张拉力分析

针对分段变截面拱桥吊杆的动力特性,采用受轴向张拉力作用的Euler-Bernoulli梁理论建立分析模型,开发基于状态空间法的精确分析方法. 该方法详细考虑吊杆各部分不同的截面特性和材料参数,以及吊杆两端实际较为复杂的边界条件,给出吊杆自由振动的频率与其张拉力的关系,为基于频率法的吊杆张拉力测试方法提供理论基础. 通过某实际拱桥的吊杆张拉力测试数据以及有限元分析结果,验证所提方法. 当吊杆的索体长度大于阈值时,吊杆的有效计算长度与吊杆的实际索体长度存在着较强的线性关系,因此可将本研究方法与经典弦理论公式相结合,识别与索体长度相关的吊杆有效计算长度,可在实际工程中运用弦理论公式方便地计算吊杆张拉力.     

基于影响矩阵法的钢管混凝土拱桥索力优化模型

分析比较了几种计算索力方法的优劣,并且以东海特大桥系杆拱连续梁为例,通过引入影响矩 阵法构建了吊杆张拉优化模型,以减少吊杆张拉次数为目标,同时运用有限元分析软件 Midas Civil 建立了 桥梁模型,再对优化模型的可靠性进行了验证。研究结果表明：影响矩阵法的引入有效地减少了吊杆张拉次 数,可将吊杆的张拉调整次数缩减为两次,且优化后的吊杆成桥索力与设计值的差值控制在±3% 的范围内, 满足施工控制要求。     

斜靠式钢箱系杆拱桥成桥索力检测及稳定性分析

为研究斜靠式钢箱系杆拱桥(5片拱肋)的稳定性,依托引江济淮工程下承式斜靠拱桥——创新大道桥,对成桥后的斜靠拱桥进行吊杆索力检测;并建立考虑几何及材料非线性的斜靠式钢箱系杆拱桥有限元模型,借助索力检测数据分别与设计索力值和模拟值对比分析,前者评价桥梁吊杆整体张拉控制效果,后者验证斜靠拱桥模型的可靠性;进而对该斜靠式系杆拱桥的稳定性进行了研究。结果表明：实测值与设计值最大误差为3.91%,该斜靠式拱桥吊杆整体张拉控制效果较好;实测值与模拟值最大误差为0.63%,验证了模型的可靠性。其次,施工全过程拱桥结构的稳定系数满足工程要求;斜靠钢箱拱对下承式系杆拱桥稳定性提升程度为72%,斜靠式系杆拱桥的弹性稳定性能高低取决于拱肋面外失稳出现的难易程度,初始几何缺陷对斜靠式系杆拱桥的稳定承载力影响较大;斜靠拱和风撑两者协同工作能显著提高结构稳定承载力。最后给出该类系杆拱桥的设计建议,为同类工程施工和设计提供参考。     

自锚式悬索桥断索动力冲击效应模型试验研究

为探讨自锚式悬索桥在吊索瞬时破断作用下的动力冲击效应,以某在役自锚式悬索桥为背景,基于刚度相似理论建立1∶80的缩尺试验模型,进行不同区段内吊索的断索动力冲击效应模型试验。试验结果表明:不同区段吊索破断引起的冲击效应不同;断索会引起与破断吊索同侧同跨的相邻吊索区域内的动态内力重分布且动力冲击效应明显;与瞬断吊索紧邻的两根吊索中,较长吊索的动力冲击系数(DIF)和动力放大系数(DAF)均较大,其动力冲击效应和冲击作用敏感性更高;瞬断工况下的吊索拉力动态响应峰值较断索前普遍达到2倍以上,吊索的安全储备明显较低。相邻吊索在断索作用下的动力冲击效应显著,若相邻吊索存在腐蚀等缺陷,极易导致桥梁连续性断索,严重影响桥梁安全。     

考虑减振装置影响的拱桥吊杆张力测试方法及应用

为了提高振动频率法测试拱桥短吊杆张力的精度,提出联合应用附加质量法和遗传算法的测试方法.通过在吊杆不同高度附加小质量块改变吊杆振动频率获得参数识别条件,利用遗传算法进行极值优化,识别出吊杆张力、弯曲刚度和减振装置横向支承刚度,通过数值模拟和工程实例应用检验了方法的识别精度.结果表明：提出的测试方法能同时识别出张力、弯曲刚度和减振装置横向支承刚度,数值模拟的张力误差不超过1%,工程实例的张力误差不超过7%,为带减振装置的拱桥短吊杆张力测试提供了参考.     

基于几何非线性的自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥索力计算

目的研究确定自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥状态时构件的空间位置和缆索的成桥索力．方法根据无应力索长和索力的概念推导了无应力索长的索力不变原理,提出了自锚式斜拉-悬索协作体系桥成桥索力的计算方法．结果运用该方法对大连跨海大桥的设计方案进行了计算分析,利用该方法计算得到的成桥状态下斜拉索和吊索的索力均匀,主缆线形平顺．除主塔附近的加劲梁由于索距较大造成弯矩较其他区域偏大外,其他区域弯矩分布均匀合理,加劲梁的最大弯矩为14716kN·m．主塔弯矩较小且塔顶水平变位接近于零．结论计算结果表明利用该方法能够按照要求得到该类桥梁的合理成桥索力,并且通过非线性迭代计算得到的缆索无应力长度可以直接应用于施工阶段分析．     

沈阳市三好桥钢拱塔拉索施工关键技术研究

目的 系统研究斜拉索和水平索组成的混合体系斜拉桥的拉索张拉方法、施工工艺及施工关键技术.方法 以沈阳市三好桥拉索施工为研究对象,针对由斜拉索和水平索组成的混合体系相互影响的特点,从理论上分析钢绞线拉力均值性和索力之间的关系.结果 导出控制等值张拉法的张力计算公式.三好桥拉索施工关键技术为:首先进行水平索施工,一侧水平索先张拉到90%的初索力,待另一侧同索号的水平索安装初张拉后,两根水平索同时张拉至100%的初张拉力,水平索全部张拉完成后,再进行斜拉索的施工.结论 对于钢拱塔斜拉桥拉索施工,需要处理好水平拉索的安装张拉带来的低应力锚固状态不利问题,把握住先水平索张拉,再进行斜拉索张拉的关键技术,混合体系索才能安装成功.