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。     

提篮系杆拱桥之索力优化的分析

文中针对沪宁客运专线128m提篮系杆拱桥,分别采用刚性支撑连续梁法和弯曲能量最小法进行了索力优化。计算结果表明:采用刚性支撑连续梁法时,结构优化效应较弯曲能量最小法稍差,拱桥结构主要承受轴力作用,在局部出现较大的弯矩,但结构的各截面均处于小偏心受压状态,结构整体受力状态良好,吊杆张拉力分布也很均匀。对于采用满堂支架施工的系杆拱桥,推荐采用此法来进行索力优化。     

索力偏差对拱梁组合桥拱肋受力性能的影响

吊杆是拱桥的重要传力部件,为研究吊杆索力偏差对钢管混凝土哑铃形拱梁组合桥拱肋受力性能的影响,以某钢管混凝土哑铃形拱梁组合桥为研究对象,采用有限元分析,研究了长、短吊杆索力偏差对钢管混凝土哑铃形拱梁组合桥拱肋内力、应力和变形的影响。分析结果表明,长、短吊杆索力偏对钢管混凝土哑铃形拱梁组合桥拱肋轴力影响不大,但是对其所受弯矩影响较大。     

系杆拱桥装配施工和吊杆索力调整探索

结合工程实例,介绍了下承式钢筋混凝土系杆拱桥在支架上装配的施工技术,分析了吊杆间索力不均衡的原因探索了吊杆索力调整的计算方法,通过索力调整,以使系杆变形趋于均匀,总索力保持不变.     

钢管混凝土系杆拱桥成桥索力优化研究

在公路桥梁建设中,钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力优化研究一直具有重要的工程意义。回顾现有的几种索力优化方法,并提出同时考虑结构弯曲应变能和吊杆索力均匀的双重优化方法。该方法基于影响矩阵,以吊杆内力方差最小(即吊杆内力均匀)为目标进行优化,最终得到符合成桥状态要求的吊杆索力。双重优化法力学概念明确,推导思路清晰,计算过程简便,成功应用于北京市通州区运河东大街丰字沟景观桥,并取得了良好的效果。     

复杂边界条件下基于频率法的吊杆张力测定研究

考虑吊杆两端弹性支承及拱肋、系杆梁里设置的减振垫减振作用和拱肋、系杆梁附加质量等的影响,基于Euler-Bernoulli梁理论建立了复杂边界条件下吊杆张力与其横向振动频率之间关系的隐式解析表达式,给出表达式中各参数的确定方法,分析边界参数的灵敏度,以京港澳高速公路郑州黄河二桥为实例对计算公式进行验证。计算结果表明:该表达式比较全面地考虑了吊杆实际边界条件,无论对于短吊杆还是长吊杆,计算结果都比较准确;当不考虑拱肋或系杆梁对吊杆的转动约束时,对于短吊杆来说,其边界条件更类似于固接;对于刚性系杆梁刚性拱类型的中、下承式拱桥,吊杆边界约束条件更接近于固接。     

关于湖州日月大桥的设计介绍

湖州日月大桥主桥为83M下承式四榀提篮式系杆拱,桥宽32M。该桥上部结构由直拱肋、主系梁和直吊杆构成的主要纵向受力体系以及连接于端横梁的斜拱肋、次系梁和斜吊杆构成的辅助纵向受力体系组成,形成一个空间协同受力体系。本文介绍该桥的总体设计,主桥各部分构造、总体计算以及有关结构受力特点。     

下承式系杆拱桥合理吊杆力初步确定的方法

下承式系杆拱桥在不同吊杆力的作用下,内力与位移是完全不同的。本文以现有的几种确定合理吊杆力方法为基础,运用midas软件中的未知系数法功能,结合实际工程进行分析比较,确定合理成桥索力,为下一阶段的优化及求解施工阶段的吊杆索力提供可靠的理论数据支撑。     

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。     

提篮型系杆拱桥的空间有限元分析

主要采用有限元方法对下承式系杆拱桥进行了空间受力分析。分析结果表明拱桥整体受力合理，力学承载性能良好。同时，对拱脚和系梁连接节点处进行了结构优化，解决了拱脚处受力复杂的问题。     

系杆拱桥吊杆更换设计中的索力优化

利用索力优化理论,分别以索力均匀性和拱肋弯矩平方和作为优化的目标函数对系杆拱桥在吊杆更换设计中的索力进行了优化。结果表明以索力均匀性为目标函数的优化方法能有效提高吊杆索力的均匀性,且优化后索力与优化前索力相差不超过10%。而以拱肋弯矩最小为目的的索力优化方法能有效减小拱的弯矩但同时将带来索力的不均匀性,在索力调整的过程中,最大索力改变量可达41%。根据旧桥加固设计的原则,为了不对结构的现有状态造成较大改变,最后推荐采用索力均匀性优化结果作为吊杆更换后的目标索力。     

大跨度连续梁拱吊杆张拉力优化数学模型应用

以京沪高铁系杆拱桥为例,采用吊杆张拉控制力优化计算数学模型,(90+180+90)m连续梁拱进行了吊杆张拉控制,以避免吊杆多次张拉及调整,保障结构的强度安全和稳定性,对以后该类桥梁的吊杆力张拉提供了借鉴。     

悬链线拱桥的受力性能分析

为解决悬链线拱桥拱肋和吊杆受力性能的影响因素问题,本文介绍了悬链线拱桥的有限元受力计算分析,主要分析了拱肋和吊杆的受力性能,提出悬链线桥拱肋和吊杆的受力性能变化趋势,得出拱肋位移、内力、应力及吊杆索力、应力的主要影响因素,研究成果可为中承式悬链线混凝土拱桥的设计提供数据支撑,同时为同类型桥梁的建设提供参考。     

频率法测吊杆力参数识别的高斯-牛顿迭代法

目前工程上广泛采用频率法测量吊杆索力,其精度主要取决于准确的索力、频率对应关系,而这种关系的准确程度则依赖于函数拟合及吊杆参数的准确性。通过给出频率法测量索力中参数的确定方法,利用高斯-牛顿迭代法对吊杆索力进行参数识别,确定了吊杆力的计算模型。在此基础上,以180 m提篮式系杆拱桥为例对计算公式进行验证,计算结果表明:实测索力值与计算索力值较为一致。提出的索力计算方法,为今后类似桥梁索力识别提供了参考依据。     

太子河系杆拱桥施工监控技术

以太子河系杆拱桥为背景,介绍了系杆拱桥的施工控制问题,并用有限元软件模拟桥梁施工全过程的受力和变形,同时监测拱肋和系梁的变形、拱肋和系梁以及吊杆的受力,监测结果表明,其变化趋势与理论值一致,桥梁施工监控达到了预期效果。     

某三拱肋下承式混凝土系杆拱施工监控

以某三拱肋下承式混凝土系杆拱桥为实例,对系杆拱桥的监控目的、原则以及方法进行简要的阐述。结合本桥实际结构特点,详细介绍系杆拱线形控制、应力控制以及吊杆索力控制的方案,为今后同类系杆拱监控提供参考。     

资料索引

“先梁后拱法”在提篮拱施工中的应用针对跨高速公路的大跨度钢管混凝土系杆拱桥,文章提出先梁后拱法施工方法。此法先跨高速公路搭设墩梁式临时支架,系梁分段施工,后浇段采用无收缩混凝土,可以避免其因为收缩变形而产生裂缝。钢管拱肋在系梁上拼装,更加安全可靠。吊杆的张拉及索力调整严格按照设计的顺序和索力进行,对于保证成桥后的线形及内力状态达到设计要求至关重要。施工时减少了大量的跨高速公路吊装作业,不影响高速公路的通行。(龙信桥)《建筑》2006年第5期(半月刊)计算结构极限载荷的修正弹性补偿法结构的极限载荷对于工程结构的设…     

三跨下承式系杆拱连续梁的内力分析

采用空间有限元方法,对某桥进行了施工阶段的静力分析和应力验算,阐述了施工阶段系梁、拱肋的内力及成桥状态内力的变化规律,计算表明:该施工阶段的静力计算结果与系杆拱连续梁各个施工阶段的理论受力特点较符合,也为今后系杆拱连续梁的发展提供了可靠性依据。     

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。     

考虑吊杆断裂动力作用的钢管混凝土拱桥等效静力计算方法

为简化吊杆断裂后拱桥剩余结构动力响应计算过程，提升中、下承式钢管混凝土(CFST)拱桥断索时的强健性，采用动力系数考虑断索过程的动力效应，建立一种考虑断索动力作用的中、下承式CFST拱桥等效静力方法；设计并制作跨径20m的下承式CFST拱桥大比例缩尺试验模型，研发一种电磁铁断索触发装置实现了吊杆瞬间断裂模拟，开展吊杆断裂后拱桥剩余结构的动力响应试验研究；采用ANSYS/LS-DYNA软件建立可考虑吊杆断裂过程的有限元模型，并进行试验与有限元结果的对比分析。构建11种不同跨径的中、下承式CFST标准拱桥，通过不同动力系数下标准拱桥断索时静力效应与动力效应的对比分析，确定各标准拱桥在不同吊杆断裂时的动力系数取值。研究结果表明：研发的电磁铁断索触发器可实现0.1s内断索，准确模拟实际吊杆断裂过程；吊杆断裂对纵梁位移与应力的影响远大于对拱肋的影响，长吊杆断裂对纵梁和拱肋的位移与应力的影响大，次短吊杆断裂对相邻吊杆索力的影响大。采用等效静力计算方法进行中承式CFST拱桥受力分析时，纵梁和吊杆的动力系数均可取1.8,进行下承式CFST拱桥受力分析时，纵梁和吊杆的动力系数可分别取1.8和1.7。