悬索桥成桥状态计算方法

假设悬索桥主缆自重沿弧长均匀分布，加劲梁、桥面等其余恒载沿水平均匀分布，考虑主缆弹性伸长对其自重集度的影响，导出了以参数u（shu=dy／dx）表示的主缆线形方程。由边界条件，建立了求解主缆水平张力和端点未知参数的非线性方程组，采用拟牛顿法求解。然后通过改变参数u来确定主缆线形坐标。最后由积分法导出了主缆索有应力和无应力长的计算公式。算例表明该方法收敛速度较快，计算精度较高，可用于悬索桥设计与施工控制计算。     

悬索桥主缆成桥线形的解析计算

根据悬索桥在恒载作用下的力学特点,对悬索桥的主缆线形及无应力索长的计算方法进行了研究.采用悬链线单元建立悬索桥线彤和无应力索长的计算公式,结合施工中加劲粱的架设特点,确定了成桥线形分析中的吊索力,还对计算悬索桥主缆线形的非线性方程组采用Newton-Raphson迭代格式求解并编制程序.最后通过算例验证了该方法的计算精...     

自锚式悬索桥空间主缆线形的计算方法

基于空间分析模型,研究了自锚式悬索桥空间主缆线形的精确计算方法,根据主缆在吊杆之间的各索段在自重作用下呈悬链线,推导并研究了空间主缆在吊杆力作用下坐标的迭代计算方法.根据主缆空间线形及其理论交点,确定合理的鞍座位置,根据主缆无应力长度不变的原则,确定主缆的空缆线形.基于上述理论,以某空间缆索自锚式悬索桥为例,进行了详细的分析,给出了主缆无应力长度、鞍座位置、鞍座预偏量等,确定了该桥的合理成桥状态及空缆状态时的线形.算例分析表明:空间缆索自锚式悬索桥主缆线形计算方法是正确、可行的.     

悬索桥成桥主缆线形计算的混合线形理论法

基于悬索桥在恒载作用下的力学特点,对悬索桥的主缆线形及无应力长度的解析计算方法进行研究,在抛物线理论和悬链线理论的基础上推导出混合线形理论近似显式方法,以此确定恒载状态下成桥线形、主缆无应力长度.与精确计算方法相比,该方法计算过程简单且精度高于抛物线法,精度满足成桥几何线形的初步设计要求,适用于主缆线形和内力的初步计算.     

基于蠕变理论的自锚式悬索桥索夹预紧力研究

自锚式悬索桥主缆直径小、垂跨比大,为了研究悬索桥在使用过程中主缆索夹的蠕变松弛造成预紧力的损失对全桥安全的影响.以长沙市三汊矶湘江大桥主缆索夹为研究对象,并基于金属时间硬化蠕变理论,得到主缆蠕变随初始应力及时间变化的经验公式.考虑主缆蠕变导致的径向收缩及高强螺栓的预紧力时效松弛等因素的影响,得出自锚式悬索桥运营阶段索夹...     

改进力密度法在悬索桥主缆找形中的应用

针对悬索桥成桥和空缆两种状态的主缆找形问题,提出了改进力密度法.该方法结合无应力长度的概念,假设初始缆形为直线段.通过力密度法建立结构平衡方程求解节点坐标,反复迭代,求出控制条件下的目标缆形.以新建成的徐州京杭大运河地锚式悬索桥为依托,利用Matlab编程求解主缆缆形,并将数值计算结果与坐标实测值进行比较,结果表明该方...     

悬索桥空缆状态下结构参数计算

考虑悬索桥成桥状态下两种线形进行计算：1）考虑一期恒载和二期恒载均匀分布,且由主缆单独承担,这种假定下的主缆线性为二次抛物线．2）考虑除主缆外的一期恒载及二期恒载作为多个集中力作用在各吊点处,此时主缆在各吊点之间为悬链线,这种方法称为分段悬链线法．在计算结构参数时考虑主缆的自重约束方程,即无应力状态下的自重荷载集度在施工过程中不断的变化,但是主缆总的质量是不变的。根据空缆状态下主索鞍的受力情况．以及中跨及边跨的无应力长度在空缆时与成桥状态是相等的并考虑自重约束方程,利用同伦算法及Aitken加速迭代技术进行计算,从而计算主索鞍的预偏量。根据求出的空缆状态下的水平力计算空缆理想状态下施工时安装索夹处各吊点的坐标．算例对比了两种计算方法．本文提出的两种方法计算精确且收敛快。     

悬索桥主缆线形计算方法

文章是以悬链线法理论为依据来确定方程、相容条件及迭代步骤,求得主缆拉力水平分量及主缆的有应力、无应力长度,最终确立悬索桥成桥状态主缆线形.索力水平分量和竖向分量的初值及修正值的选取在悬链线法迭代过程中非常重要,该文推导了一种合适的确定索力修正值的方法,通过算例计算,表明收敛速度快,计算精度高,简单实用.     

自锚式悬索桥的主缆线形计算方法研究

介绍了基于分段悬链线法和抛物线法的自锚式悬索桥主缆线形计算的原理和步骤,合理考虑弯矩对加劲梁轴向刚度的影响,并创造性提出了采用非线性规划方法进行迭代计算,计算结果与传统的影响矩阵法吻合一致。典型跨度自锚式悬索桥主缆线形的计算结果表明,抛物线法对成桥恒载状态的计算误差很小,一般可满足工程设计和施工的精度要求,但空缆吊点坐标和索鞍预偏量的结果误差很大。针对不同矢跨比、跨度、边中跨比和主缆应力安全系数的自锚式悬索桥,采用抛物线法进行了主缆线形的误差分析,得出了一些有益的规律和结论。     

大跨径悬索桥主缆系统施工控制计算

基于悬索桥在恒载作用下的力学特点,建立起了主缆施工控制计算的解析迭代法,以此确定恒载状态下成桥线形、主缆无应力长度,并可迭代出空缆线形、主索鞍顶推预偏移量及索夹安装位置等.宜昌长江公路大桥的应用表明,该解析迭代的系统计算方法,收敛速度快、精度高,是一种有效计算方法.     

斜拉桥拉索静力构形分析

从斜拉桥拉索微段的静力平衡方程出发，推导了不考虑拉索弹性和考虑弹性两种情况下拉索的悬链线构形以及索张力等静力参数的解析式，在此基础上作了一定的近似得到拉索的抛物线解．抛物线解无需忽略拉索重力弦向分力的影响就可以求得拉索的各静力参数，使用方便无需迭代求解．算例证明了用抛物线来代替悬链线精度较高，足以满足工程设计以及拉索静力分析中的计算要求。     

基于影响矩阵及粒子群算法的斜拉桥自动调索

给出一种基于影响矩阵法和粒子群智能优化算法的调索计算方案,能够针对斜拉桥有限元分析或者施工监控索力计算问题实现自动化的索力调整,以替代冗余反复的计算工作.利用编制的程序,对某斜拉桥有限元模型的索力进行了自动调索,结果表明,该方案可以快速地获得合理的群索初始拉力,并使得相对误差控制在2％以内.该自动调索方法为斜拉桥建模分析和施工监控索力计算提供了一种新的高效解决思路.     

矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化

针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,推导出了在恒载、车辆荷载、温度作用下整体弯曲能量表达式,以结构整体弯曲变形能最小为目标,主梁主塔单元弯矩和轴力为约束条件,应用MIDAS/CIVIL 2010的未知荷载系数模块进行了最不利荷载组合作用下矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化计算分析.讨论了车辆荷载和温度作用对矮塔斜拉桥成桥索力优化结果及大桥结构内力分布的影响,研究结果表明,车辆荷载和温度作用对拉索索力、主梁弯矩等力学参数的影响较大,在进行成桥索力优化时应该考虑车辆荷载和温度作用.     

索结构几何非线性分析的悬链线索单元法

基于索的基本假定和悬链线平衡方程,通过对沿索曲线均布荷载作用下的索段分析,得到了索端力和索的几何线形之间的对应关系;进一步通过索单元的柔性迭代分析,获得了内力改变和位移增量之间的关系,进而得到索单元的刚度矩阵和节点力,从而建立起了空间悬链线索单元的几何非线性有限元分析方法.经典算例结果证明了空间悬链线索单元的正确性,同时具有较高的精度,可为大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等几何非线性较强的结构精确分析提供强有力的计算工具.     

双缆悬索桥体系的力学特性(Ⅱ)

研究了双主缆悬索桥体系在承受不平衡活载时的力学特性——双缆体系根据荷载在上缆与下缆间的分配情况,可等效为一根虚拟主缆;单跨加载时,加载跨主缆内力增大,非加载跨荷载由下缆向上缆转移,虚拟缆垂度减小,以达到与加载跨主缆的内力平衡.根据加载跨与非加载跨主缆水平力相等的关系,通过求解虚拟缆的垂度,得到了荷载在上缆与下缆间的分配比例,建立了有限元模型进行验证,并与理论值进行了对比.结果表明,双缆体系在承担不平衡活载时,其塔顶位移及跨中挠度远小于传统悬索桥.     

Line shape calculation method for suspension bridge catwalk considering different states of bearing cables

The line-shape of catwalk of long-span suspension bridge is obtained by using the segmental catenary method to carry out the iterative calculation, where all the bearing cables are considered as one cable, and transversal passages and gantry are treated as nodes which divide the catwalk into several segments. The difference of line-shape and force between catwalk bearing cable and gantry bearing cable is not usually considered, but the line-shape of two kinds of cables is actually inconsistent because of the constraints from gantries. Based on the segmental catenary method, considering the different states of bearing cables (DSB calculation method), fine calculation is carried out. This method is applied to the design of a suspension bridge’s catwalk, and is compared with the traditional calculation method. It is obtained that the result is more reasonable and accurate by the coordination calculation method considering different states for two kinds of load-bearing cables, which is worth considering in the process of design and optimization for catwalk.     

斜拉桥的索力测试及其参数识别

对采用频率法测定斜拉桥索力时的若干问题诸如索的刚度,索的垂度,索的边界条件等因素对索力测试精度的影响进行了比较详尽的分析,并通过索力标定、对索的参数进行识别,最后通过番禺大桥的实测表明根据所测频率基于振动原理所获的索力在一般情况下具有相当的精度,可以满足斜拉桥施工控制的需要。     

土锚相互作用特征的数值实现方法及验证

 为探讨锚杆和土体的相互作用特征,研究了锚杆单元的数值实现方法及其正确性。首先,探讨了土锚相互作用机制,建立了锚杆单元的数值实现方法;然后,进行锚杆锚固力的现场试验监测,得到锚杆锚固力随时间的变化过程,并将现场试验结果与数值模拟结果进行对比。结果表明,① 随下部土方开挖,锚杆锚固力不断增加,土方开挖到底后,锚固力基本趋于稳定;② 数值计算得到的最大锚固力为259.0kN,试验结果为229.4kN,二者差别较小,且数值计算得到的锚固力随时间变化规律与试验得到的结果较为相近,验证了数值模型的正确性。