中承式钢管混凝土拱桥吊杆索力检测

重点讨论了当今应用最为广泛的索力检测法--振动频率法的原理及应用.应用振动频率法对成桥后的钢管混凝土拱桥进行吊杆索力检测.振动频率法操作方便,对结构无破坏,测试精度较高,具有较高的实用价值.     

考虑施工过程的铁路特大钢管混凝土拱桥结构分析

详细分析了某铁路特大钢管混凝土拱桥的施工过程,重点计算了受力最为不利的两阶段结构的内力、应力以及位移,并介绍了运用BSAS有限元模型模拟、分析钢管混凝土拱桥施工过程的方法。本结构为外部静定的多次超静定结构,在整个施工过程中要经过多次体系转换,而且,每一次对吊杆索力的调整都会影响到结构的内力分布以及梁体、拱肋的线性,可谓＂牵一发而动全身＂。利用影响矩阵法对施工过程中的索力调整进行了优化,使得成桥后结构的内力分布更为合理。     

钢管混凝土系杆拱桥施工分析与施工控制

为了保障钢管混凝土系杆拱桥施工安全和质量,以南水北调中线工程某钢管混凝土系杆拱桥为例,采用有限元软件MIDAS/Civil建立该桥有限元计算模型,按照施工过程详细分析各施工阶段的变形、吊杆力和应力,对吊杆成桥张拉力进行探讨,并选用自适应控制方法进行现场施工控制.由数值分析和现场监控结果可以得出,大桥在施工过程中结构的变形较小,受力满足设计规范要求;考虑到钢管混凝土系杆拱桥拱肋、系梁的刚度相对较柔,可采用恒载索力作为成桥张拉索力控制值,并以成桥后系梁和拱肋线形作为吊杆索力调整的施工依据;施工控制表明成桥线形和受力满足设计要求,成桥索力与恒载索力基本吻合.     

基于数值计算的吊杆参数对索力的规律研究

介绍几种目前测试系杆拱桥吊杆索力的方法,阐述了频率法用于测试系杆拱桥吊杆索力的基本原理,并对频率法中涉及的吊杆参数进行了综述。采用大型有限元软件ANSYS计算在不同吊杆参数下,吊杆索力的变化和规律。结果表明,吊杆参数对吊杆索力的影响程度大小排序,依次为吊杆长度、截面抗弯刚度取值、钢套管长度。吊杆长度、截面抗弯刚度取值、钢套管长度分别与吊杆的索力成反比、正比、正比的函数关系。最后用两钢管混凝土拱桥案例验证了基于吊杆参数对索力影响规律的大小来倒推施工过程中吊杆参数方法的可行性。     

桁式钢管混凝土系杆拱桥拱轴线及吊杆索力优化

目前，针对桁式拱系杆拱桥拱轴线形和吊杆索力优化研究相对单一，为得到下承桁式钢管混凝土系杆拱桥的最佳成桥状态,对拱轴线形和吊杆索力进行一体优化。通过基于影响矩阵的最小结构体系应变能原理对吊杆索力进行优化,并利用Matlab中无约束优化算法进行求解；采用桁式拱肋主管偏心距最小法对拱轴线进行优化。经过迭代计算,得到一组满足偏心距阈值的无约束优化吊杆索力和拱轴线形。结果表明：优化后的吊杆索力较优化前更加均匀且均有不同程度的减小,短吊杆索力减小近30%,其抗疲劳性能得到大幅提高；成桥状态下主拱受力良好,上、下弦杆的跨中弯矩小且均匀,轴力值有所降低；优化后主梁端部截面弯矩值有所增大,轴力值基本不变,优化效果不明显；主拱上、下弦杆钢管和混凝土截面分配应力均小于材料承载力,均符合规范要求。     

不对称V型斜跨钢箱拱桥索力优化及控制

以某座不对称V型斜跨钢箱拱桥为工程背景,建立有限元模型,结合现有拱桥与斜拉桥合理成桥状况调索方法,采用刚性支承连续梁法、零位移法、刚性吊杆法和最小弯曲能量法这4种常规调索方法对此异型拱桥成桥吊杆索力进行初调,并采用影响矩阵法对索力进行优化,发现常规调索方法得到的成桥索力分布较不均匀,优化后能得到较为均匀的索力,并一定程度改善结构在成桥恒载状况下的变形及受力.考虑异型拱桥施工过程中吊杆张拉工序对结构受力的影响,采用4种不同的张拉工序,对比分析张拉过程中吊杆索力极值、主拱圈扭矩极值、平面内弯矩极值、平面外弯矩极值及平面外位移极值,发现采用方案一(即中间至两端错位张拉吊杆)为最合理的张拉工序,研究成果对异型拱桥的设计及施工均有一定的应用价值.     

钢管砼系杆拱桥模态参数识别及有限元仿真

以宁杭南河特大桥主桥-钢管砼系杆拱桥为背景工程进行成桥的动态试验,利用环境激励下桥面的动力响应数据进行全桥的动力特性参数识别,采用PDV100激光测振仪测得拱桥的吊杆内力.基于ABAQUS建立整幅桥梁的三维有限元模型,结合所识别的桥面模态参数以及测得的吊杆内力,对钢管砼系杆拱桥的有限元模型进行修正.研究结果表明:经修正后的模型能更准确地反映结构的动力特性,可作为桥梁结构健康监测中损伤识别与安全评估研究工作的基准模型.     

外倾式组合拱桥吊杆张拉力的确定及分析(英文)

在拱梁组合桥梁设计和施工分析中,确定成桥状态时的吊杆张拉力非常关键.采用空间杆系有限元分析模型,对结构新颖的外倾式空间组合拱桥的成桥吊杆张拉力运用三种分析方法进行了分析计算对比,获得了该组合拱桥的成桥合理的张拉力.分析方法可为其它组合拱桥提供参考.     

大跨径钢管混凝土拱桥的成桥荷载试验与分析

大跨径钢管混凝土拱桥虽已建成多座,但其结构特征和力学机理仍有值得研究和探讨之处。文章结合某大跨径钢管混凝土拱桥的成桥荷载试验,从试验结果角度分析了大跨径钢管混凝土拱桥的结构特征。与此同时,对大跨径钢管混凝土拱桥的成桥荷载试验方法也进行了一些探索。     

钢管混凝土拱桥徐变系数模型对比分析

ACI 209R-92和CEB-FIP MC90是钢管混凝土拱桥徐变效应计算时常用的两种徐变系数模型.通过对比ACI 209R-92和CEB-FIP MC90两种徐变模型的差异与共同点,运用有限元软件计算钢管混凝土拱桥实桥在这两种徐变模型下的徐变效应.对11座钢管混凝土拱桥从空钢管合龙至成桥10年后的计算分析表明,两种模型计算结果的差异基本小于5%.CEB-FIP MC90模型为工程人员所熟悉,推荐国家规范《钢管混凝土拱桥技术规范》采用.     

某系杆拱桥新增吊杆替代旧吊杆技术研究

某系杆拱桥经过多年运营,吊杆的防腐层出现老化损坏,吊杆钢束和锚头严重锈蚀需要更换,但受原设计构造制约,不具备更换新吊杆条件,故研究在旧吊杆前后各增加一根新吊杆替代旧吊杆的方法,并提出相应技术建议,为处理类似工程问题提供借鉴。     

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.     

某大跨中承式钢箱提篮拱桥荷载试验

新河大桥是一座新建的大跨度中承式钢箱提篮拱桥(主跨196m)。为准确掌握该桥在服役荷载作用下的力学性能,验证桥梁结构是否达到设计预期,对该桥进行了成桥荷载试验。其中,静载试验选取了11个控制截面,实测了应变、吊杆索力、挠度、拱座水平位移多个力学参数;动载试验测试了结构自振频率以及跑车、跳车、刹车激励作用下结构的动力响应。结果表明: 静载试验结构校验系数和相对残余均满足规范要求,吊杆索力和拱座水平位移有较大富余;动载试验实测自振频率高于计算频率,实测阻尼比小于5%,实测冲击增大系数为1.176~1.371。结构各项性能达到设计预期。     

福清玉融大桥荷载横向分布计算

本文探讨了具有柔性吊杆的中承式钢管混凝土肋拱桥的荷载横向分布计算，不再假定横梁刚度为无穷大，而把横梁与吊杆的连接看作弹性支承，充分考虑其变形，采用位移法求解．并通过实桥静载实验验证     

湘江某引航道系杆拱桥静载试验研究和数值模拟

湘江某引航道系杆拱桥运营时间已达10年以上,拱肋、吊杆及钢绞线等受到不同程度的损伤,为了验证该桥是否满足设计和使用要求,对该桥现场进行了汽车静载试验,并建立了全桥的有限元分析模型,进行了对比分析,试验结果表明:拱肋、桥面及吊杆的变形与空间有限元计算结果比较接近,大部分测点的挠度小于理论计算值,相对残余变形很小,因此可以判断结构处于弹性工作状态;大部分测点的效验系数在0.70～1.00之间;部分效验系数偏大的测点,其挠度绝对值非常小,挠跨比远远小于规范值,因此可以判断该桥梁的整体刚度满足设计要求.     

空间系杆拱桥吊杆张拉控制分析

针对空间系杆拱桥吊杆张拉控制问题提出倒装法和影响矩阵法两种计算方法．倒装法采用逆序法计算结构的阶段内力，利用温度应力模拟吊杆张拉力，并用间隙单元精确模拟了结构脱离支撑的过程．影响矩阵法以每根吊杆应该施加的初始张拉力为基本未知值，根据吊杆的张拉顺序利用有限元软件Ansys求出单位力作用下的吊杆内力矩阵，建立典型方程，通过简单的回代方法求出每根吊杆张拉控制力，从而使得最终吊杆的预张拉力达到规定的设计值．这两种方法计算简便易行，两者计算结果一致，精确可靠，可为同类桥梁施工提供参考．     

索承桥的受力特性及结构特点

从结构构造和力学特点两个方面进行对比分析,得出斜拉桥随着跨径的增加,拉索与主梁的夹角逐渐变小,竖向有效分力也随着变小,因此,斜拉桥的跨越能力会受到限制,推导了最佳的高跨比范围;悬索桥吊杆与加劲梁是垂直或斜向交叉,不会随着跨径加大而受影响,悬索桥比斜拉桥的跨越能力更大.     

吊杆破断情况下湛河斜靠式拱桥静力性能分析

以平顶山市城东河路湛河桥主桥—斜靠式拱桥为实例,采用MIDAS/Civil有限元软件建立该桥的空间有限元计算模型,进行不同吊杆破断情况下的斜靠式拱桥静力性能分析,通过对比桥梁在完好状态和不同吊杆破断情况下的静力性能,得出结论：桥梁各构件的强度满足规范要求;主拱、稳定拱吊杆安全系数分别为2.7和3.03,满足规范规定;桥梁变形满足正常使用极限状态下的变形要求.该桥由于设有较强大的系梁,在某些吊杆出现破断情况下,还能满足桥梁规范要求,表明该桥梁安全储备较大.计算结果对正确认识斜靠式拱桥在不同吊杆破断状态下的静力性能,为桥梁的科学维护提供依据,也为湛河斜靠式拱桥更换吊杆提供理论指导.