矮塔斜拉桥施工控制及误差分析

论文以广西柳州静兰大桥为工程背景,根据施工图设计,采用大型有限元计算分析软件桥梁博士建立了全桥有限元模型,研究了矮塔斜拉桥施工控制理论,对矮塔斜拉桥施工过程中的线形、应力、索力监控进行了较详细的论述,并对施工控制中实际值与理论值之间的误差进行了分析。     

无应力状态法在斜拉桥索力调整中的应用

斜拉桥的索力对斜拉桥的线形和内力有较大的影响,为使斜拉桥很好地满足其合理成桥状态,基于无应力状态法理论,首先阐述无应力索长的计算方法;再以此为基础,提出拉索索力调整的新方法。同时,结合有限元分析和实际工程实例对此方法的可靠性进行了验证。实践表明:基于无应力状态法理论的方法进行索力调整,其精度远高于其他方法,诸如前进分析法、倒退分析法、影响矩阵法等;此方法具有计算工作量小、简单实用、不受索力调整顺序影响等优点,索力调整完成后,主梁、桥塔应力更加趋于斜拉桥合理成桥状态对应的结果,具有较强的可靠性和适用性,所得结论可为斜拉桥的索力调整提供参考。     

大跨度钢箱连续梁桥三维仿真分析

某3跨钢箱连续梁桥跨径组合为58.51 m+112.8 m+58.51 m,桥面宽15.75 m,采用单箱单室截面,根部梁高5 m,跨中梁高2.8 m.本文以该桥为工程背景,利用有限元软件Ansys建立全桥三维板单元仿真模型,对钢箱梁关键截面应力、位移等进行了详细的计算分析,并与梁单元计算结果进行了对比,得出了一些有益的结论,为钢箱梁桥的设计提供了依据,对今后同类型桥梁设计具有一定的参考价值.     

西堠门大桥北边跨锚侧钢箱梁安装技术

西堠门大桥为国内最长的两跨连续跨海钢箱梁悬索桥，桥址处恶劣的自然环境，使得大桥北边跨锚侧钢箱梁安装面临诸多难题，文中介绍了该位置钢箱梁安装与线形调整关键技术与施工工艺。     

润扬大桥修正斜拉索力的基准有限元模型

为了掌握润扬大桥北汊斜拉桥在运营荷载作用下的工作状况和桥梁结构的实际承载力,并为成桥运营健康监测系统提供基准有限元模型,结合该桥的动静载试验,采用自定义钢箱梁主梁截面的脊骨梁整体模型,通过不断修正拉索实参数,使得拉索应力与成桥状态拉索应力实测值相一致.利用Ansys的二次开发功能,编制了相应的宏命令和子结构分析模块.并把计算结果与成桥试验获得的扁平钢箱梁应力和模态频率做了对比分析,计算应力与实测值吻合较好,低阶模态频率相对误差在4%之内,验证了基于实测索力修正模型的正确性,不仅能为成桥健康监测系统提供参考,同时也为今后类似问题的Ansys二次开发提供了相应的思路.     

基于MOPSO算法的双塔斜拉桥合理状态确定

为解决斜拉桥合理成桥状态与合理施工状态确定问题,针对某双塔叠合梁斜拉桥,采用MOPSO优化算法对其施工阶段索力进行了优化,利用Python编程语言结合有限元软件编制了基于该算法的索力自动优化程序,选取塔、梁最小弯曲应变能及主塔成桥线形为优化目标,以结构施工过程及成桥后处于安全状态和斜拉索索力总体分布均匀作为约束条件。优化结果表明,该方法能够快速搜寻得到多个优化结果,可供决策者进一步比选得到最优解;优化后的结构受力状态和主塔成桥线形合理,索力分布较为均匀,避免了成桥后的二次调索工作;并确定了双塔斜拉桥的合理成桥状态与施工状态。     

特大跨度混合梁斜拉桥几何控制法参数敏感性

为研究千米级混合梁斜拉桥边中跨结构力学行为特点及施工控制策略,为后续的参数识别、误差修正及最优控制决策提供研究基础,以主跨926m的鄂东长江公路大桥为依托,基于几何控制法,并充分考虑非线性效应,分析参数变化对成桥线形、内力的影响,并明确了结构响应对参数的敏感程度。研究结果表明:千米级混合梁斜拉桥由于边中跨结构自重、刚度的悬殊,致使边跨索力及应力对参数变化很敏感,中跨则相反,线形最敏感;对主跨需采取几何线形控制为主,边跨则应以索力控制为主的策略;无应力状态量是影响边中跨结构响应的最主要参数;边中跨结构行为及控制手段有别于全钢箱梁斜拉桥。施工实践表明实测值与理论结果吻合很好,且结构受力状况良好。     

连续梁桥悬臂施工线形控制研究

结合某连续梁桥的施工实例,系统的阐述了采用悬臂法施工桥梁线形控制的方法,使用Midas/Civil软件建立全桥有限元仿真分析模型,将施工过程中的线形实测数据与理论数据进行比较分析,为桥梁施工线形控制提供了科学依据。     

索力调整中影响矩阵在MIDAS/CIVIL中的实现

本文以一座提篮式系杆拱桥为工程背景研究索力调整中影响矩阵在桥梁专业软件中的实现方法。采用桥梁专用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥空间模型,模型中索单元用桁架单元模拟,详细列出了索力调整中影响矩阵求解过程。该方法快捷、方便,并且满足精度要求,对实际工程中的索力调整具有现实指导意义。     

广州猎德大桥施工过程中关键参数的试验研究

基于广州猎德大桥全桥缩比模型试验,采用两种不同的张拉程序对自锚式悬索桥在体系转换及施加二期恒载施工过程中,对长吊索索力、加劲梁控制截面应力、索塔根部应力等关键参数的变化规律进行了分析和研究.研究结果表明:该桥的各关键参数在体系转换过程中呈现比较显著的非线性变化规律,主要构件安全可靠,吊索张拉程序合理可行,对同类桥梁的设计与施工有一定的借鉴意义.     

提高小半径曲线桥钢箱梁线形平顺度的对策研究

随着交通基础设施的快速发展,小半径曲线桥钢箱梁的应用越来越广泛。在曲线钢箱梁制作与施工过程中,焊接工程量大且质量要求高,线性精度难以控制,对线性控制技术要求高。结合花都至东莞高速公路SG01合同段项目,探究提高小半径曲线桥钢箱梁线形平顺度的对策,并在该项目中得到了成功应用,以期为同类或类似项目的施工与管理提供参考。     

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.     

带横梁的分离式双箱斜拉宽桥的横梁受力分析

为了解横梁对宽桥受力状态的影响,以带横梁的分离式双箱主梁的某斜拉宽桥为背景工程,利用ANSYS建立该桥的全桥有限元模型和主梁局部的实体有限元模型,通过计算值比较,两者吻合良好,验证了全桥有限元模型的正确性。通过修改该模型的横梁的方式,分析了横梁设置数量和刚度变化等对全桥受力性能的影响。研究结果表明,设置无索横梁可有效地减小主梁的横桥向应力和有索横梁应力,但横梁刚度增大到一定程度后,其对结构的有利作用会减弱,背景工程的横梁设置合理可行。     

大跨度预应力混凝土连续梁桥的线形控制

从工程实际出发,对预应力混凝土连续梁桥施工过程线形预拱度控制的结构计算分析和误差调整预测方面作了较为深入的研究,对预应力混凝土连续梁桥施工控制过程的影响因素做了全面的分析。结合某实桥,运用大型有限元程序建立全桥模型,计算出施工阶段的理论立模标高,实现了全桥合龙后整体线形美观。     

钢箱梁斜拉桥结构参数敏感性分析

为保证钢箱梁斜拉桥成桥后的线形和内力满足设计要求,以某跨海斜拉桥为工程依托,采用MIDAS/Civil有限元软件建立全桥空间杆系模型对相关设计参数进行敏感性分析,研究主梁自重、斜拉索索力、施工临时荷载等结构参数对成桥状态的主梁应力、主梁线形和拉索索力的敏感程度。结果表明:主梁自重和斜拉索二次张拉索力对成桥状态的结构行为有显著影响,属于敏感性因素;主梁应力和斜拉索索力对结构参数的敏感程度低于主梁线形。研究结果可为确定监控关键控制量、结构参数识别以及误差修正提供科学依据,也对其他类似桥梁工程具有借鉴意义。     

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.     

基于有效约束集法的混合梁斜拉桥合理成桥状态确定方法

 针对混合梁斜拉桥的结构特点,提出基于有效约束集法的混合梁斜拉桥合理成桥状态优化方法.以混合梁斜拉桥主梁、桥塔的弯曲及拉压能量之和为目标函数,以钢箱梁段竖向位移、桥塔水平位移、主梁上下缘及桥塔两侧应力、斜拉索索力及其均匀性为约束条件,建立混合梁斜拉桥合理成桥状态的二次规划数学模型,采用有效约束集算法进行合理成桥状态的优化.实例优化及比较结果显示,优化所得成桥状态,主梁竖向位移-22~8 mm,桥塔塔顶水平位移为向主跨侧偏20 mm,结构整体线形平顺;钢箱梁上下缘及钢桥塔两侧应力为-84.43~16.38 MPa,混凝土主梁上下缘及混凝土桥塔两侧应力为-16.31~-0.003 MPa,结构内力及应力均与无约束最小弯曲能量法计算结果相近;斜拉索索力为2061~2457 kN,其分布比无约束最小弯曲能量法的计算结果更均匀,且边墩具有更大的压力储备,表明该方法的有效性和优越性.     

基于遗传算法的大跨度混合梁斜拉桥索力优化

针对混合梁斜梁桥的两种材料主梁内力对索力变化敏感程度的不同,提出混合梁斜拉桥合理成桥状态确定的分步算法.首先根据钢主梁及主塔的受力要求,计算拉索最优索力;然后根据确定索力下混凝土主梁的受力布置预应力钢筋,实现全桥的受力优化.按照分步算法的计算流程,以恒载下钢主梁及主塔的弯曲应变能最小为优化目标,结合改进的遗传算法求解,确定合理成桥状态下的索力.以九江二桥为例,利用Ansys建立仿真模型,据此进行索力优化.结果表明:该算法适用于混合梁斜拉桥合理成桥状态索力的确定,相对于传统的索力确定方法,避免了后期的二次调索工作;优化过程中采用的改进遗传算法,对于多约束及多优化变量复杂非线性模型的求解,具有优越性.     

预应力效应对无背索斜拉桥索力优化的影响分析

无背索斜拉桥成桥状态结构内力和线形的确定是斜拉桥设计和施工过程中的重要程序,成桥状态的合理性是保障无背索斜拉桥结构安全、适用和经济的重要前提。针对预应力混凝土无背索斜拉桥在考虑和不考虑预应力效应的情况下,采用基于影响矩阵的未知荷载系数法,在对主梁和桥塔特定截面位移约束的条件下,对全桥结构进行索力优化并分析结构受力状态。分析结果表明,预应力效应对无背索斜拉桥索力优化和结构受力有较大影响,在实际无背索斜拉桥结构分析中不能忽略预应力效应对全桥结构索力优化的影响。     

润扬悬索桥扁平钢箱梁局部应力的测试与分析

为了计算钢箱梁的局部应力并与现场实测进行对比分析,基于子模型法提出了大跨悬索桥扁平钢箱梁应力分析的数值计算方法.以润扬悬索桥为例,建立全桥的整体结构尺度模型,并通过成桥试验验证了该模型的准确性.选取跨中钢箱梁建立局部构件尺度的精细模型.在局部模型的切割边界,应用子模型法衔接两尺度模型进行钢箱梁局部应力的数值计算,并与成桥静载试验的测试结果进行了对比分析.在此基础之上,系统地总结了大跨悬索桥钢箱梁结构在车辆荷载作用下的工作行为和受力性能.结果表明,钢箱梁顶板U形肋存在较大的应力变化幅值,应作为结构健康监测与疲劳状态评估的重点构件.