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.     

基于影响矩阵的系杆拱桥合理成桥吊杆索力确定

通过对系杆拱桥合理吊杆张拉力传统计算方法研究,提出了基于影响矩阵的综合刚性吊杆法和自动调索法来确定系杆拱桥的合理成桥吊杆内力.该方法采用刚性吊杆法,得出吊杆内力与系梁控制节点的竖向位移,从而求出吊杆内力对系梁节点竖向位移的影响矩阵,然后运用自动调索法修正吊杆内力,即得到合理成桥状态下的吊杆内力.     

钢管混凝土系杆拱桥施工监控技术

文章针对钢管混凝土系杆拱桥的结构特点,结合双塔大桥施工与监控实践,研究分析了系杆拱桥吊杆的张拉力确定与优化,通过计算机仿真计算,表明合理确定吊杆张拉力能够较好地控制系杆拱桥的整体稳定性;在系杆拱桥施工监控技术发展趋势基础上,探讨了施工监控的线形及应力等控制要点,从而达到保证系杆拱桥施工过程中的受力安全目的,最终实现满足设计要求的成桥状态。     

基于RBF的系杆拱桥吊杆张拉控制研究

系杆拱桥施工过程中,吊杆张拉控制既是关键问题,也是难点之一.采用径向基神经网络(RBF)对一系杆拱桥吊杆张拉力控制计算进行分析.结合大桥吊杆张拉施工过程,采用有限元软件MIDAS建立空间梁单元有限元模型,模拟吊杆索力张拉过程.依据一定的吊杆张拉顺序,将成桥设计索力作为输入向量,以对应的吊杆初张力作为输出向量,利用MATLAB神经网络工具箱中的径向基神经网络的泛化特性,来逼近两者之间的非线性映射关系,直接计算出吊杆初张拉力,并与设计成桥索力进行比较.计算表明结果与设计值差值均控制在5%精度内,满足工程精度要求.     

马新大桥索力测试、调索计算方法

摘要：本文以国内首座斜独塔单索面钢—砼组合斜拉桥（60+65+220）m为工程背景,运用频率法测索原理,通过实测拉索自振频率得到实际索力,运用精细的有限元模型计算理论索力与实测索力进行对比。该桥二次索力调整时如何做到按施工方便的顺次,一次调整到设计值,是本桥施工监控核心技术之一。应用桥梁常用软件MIDAS/CIVIL得到23阶调索影响矩阵,运用大型数学计算软件matlab进行调索矩阵运算,解决了23阶线性方程组的求解难题。可方便获得每根拉索经一次张拉即可达到该桥成桥设计索力的施调索力增量,施调过程实时进行理论与实测索力偏差对计算模型的修正。本文方法简单易行,可操作性强,精度高,可为同类工程提供参考。     

马新大桥索力测试及调索计算方法

以国内首座斜独塔单索面钢-砼组合斜拉桥(60+65+220)m为工程背景,运用频率法测索原理,通过实测拉索自振频率得到实际索力,运用精细的有限元模型计算理论索力与实测索力进行对比。该桥二次索力调整时如何做到按施工方便的顺次,一次调整到设计值,是本桥施工监控核心技术之一。应用桥梁常用软件MIDAS/CIVIL得到23阶调索影响矩阵,运用大型数学计算软件Matlab进行调索矩阵运算,解决了23阶线性方程组的求解难题;可方便获得每根拉索经一次张拉即可达到该桥成桥设计索力的施调索力增量,施调过程实时进行理论与实测索力偏差对计算模型的修正。方法简单易行、可操作性强、精度高,可为同类工程提供参考。     

128m钢管混凝土提篮拱桥吊杆索施工技术

文中针对合福铁路安徽段站前二标代桥河特大桥,研究了128 m提篮系杆拱桥施工中提篮系杆拱桥吊杆的间距和倾角,吊杆按拉力设计的施工问题,形成一套相关施工方法和工艺,降低施工成本,节约资源,增加效能。     

基于改进高斯-牛顿迭代法的吊杆参数识别

文章针对目前振动频率法在系杆拱桥吊杆索力测试中存在的不足,依据吊杆两端简支并考虑其抗弯刚度的模型,以计算长度、抗弯刚度、吊杆索力为参数进行参数灵敏度分析,利用改进的高斯-牛顿迭代法对抗弯刚度及计算长度进行迭代识别,以梅山南路桥施工监控为背景,将识别得到的吊杆索力值与有限元模型计算所得的理论值比较.结果表明,该迭代算法在吊杆参数识别中收敛速度快、精度高,修正了由于简化复杂边界条件给两端简支模型带来的误差,满足系杆拱桥在施工和运营期间索力测试的精度要求.     

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.     

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．     

基于监测数据的铁路系杆拱桥力学性能研究

为了对铁路系杆拱桥在施工过程中的力学性能进行研究,文章以新建合安铁路跨机场特大桥1-112 m系杆拱桥为背景,首先利用有限元方法对该系杆拱桥的施工过程进行模拟,并计算各主要施工阶段中,拱肋和系梁关键截面的应力值以及吊杆索力的张拉值。然后,结合拱桥在实际施工过程中的应力及吊杆索力监测数据,对尼尔森体系系杆拱桥在施工过程中的力学性能进行研究,并对比分析拱桥主要承重构件,包括拱肋、系梁及吊杆,在不同施工阶段的受力状态变化值,为同类型桥梁的安全施工及应力监测提供依据和参考。     

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。     

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.     

钢管混凝土系杆拱桥施工监控技术浅析

钢管混凝土系杆拱桥得到了广泛的应用。以宁启线马汊河特大桥施工监控为例,从施工影响因素分析、监控主要任务及内容、监控数据分析等方面,对钢管混凝土系杆拱桥的施工监控技术及过程进行了分析。结果表明,施工控制所采用的计算模型、监测方法和控制方法是可行的,对钢管混凝土系杆拱桥的施工具有一定的指导意义。     

系杆拱桥中吊杆张拉顺序对系梁内力的影响分析

下承式系杆拱桥根据现场施工条件和工期要求的不同,可选取的施工方法较多,文章以某单跨80 m 钢筋混凝土下承式系杆拱桥为例,计算了2种典型施工流程条件下,不同的吊杆张拉顺序对系梁内力的影响,所得结论可供同类桥梁设计、施工时参照比较。     

钢管混凝土斜靠拱桥施工监控技术与实践

本文围绕某桥斜靠式系杆拱桥的施工技术方案,介绍了该桥的工程概况和总体施工方案,并就该桥的施工监控具体方案进行了着重阐述。某桥施工监控主要内容有应力、线形、温度以及吊杆张力监控。本文详细介绍了该拱桥各监控项目的观测点布设、观测手段以及相应的误差范围。研究表明,某钢管混凝土斜靠拱桥通过系统的施工监控组织体系,能够给桥梁的施工安全提供保障,保证桥梁拥有较长的使用寿命,同时也能发挥施工监控应有的作用。     

确定系杆拱桥成桥吊杆索力及施工张拉力的方法研究

对具有刚性梁刚性拱的系杆拱桥,可通过确定成桥状态的合理吊杆内力及张拉方案使结构处于理想的受力状态。因此,该文首先分别以拱肋和系梁的最小应变能与最小弯曲应变能为目标函数,研究了确定合理吊杆内力的方法;然后以合理吊杆内力为目标函数,研究了确定合理吊杆施工张拉力的方法,即基于影响矩阵的方法。通过算例证明,上述方法计算方便,所得结果满足要求。     

系杆拱桥吊杆制作质量检测

下承式系杆拱桥的吊杆是桥面荷载和拱肋间唯一的传递通道,吊杆的工厂制作一般由专业吊杆生产厂家生产,其工厂内的吊杆制作流程及质量检测是桥梁施工过程中质量控制的薄弱环节,通过吊杆制作过程中的试验检测监控,重点控制吊杆的原材料下料、扭绞挤塑、制锚、超张拉等过程的制作质量,确保吊杆出厂的优良率达到桥梁创优条件。     

大跨刚架系杆拱桥吊杆力优化

刚架系杆拱桥是一种复杂的多体系组合结构,施工工艺较复杂,确定合理的成桥状态吊杆力,同时确保施工中的各阶段受力合理是结构设计和计算的重要内容之一。本文对该拱桥成桥状态吊杆力采用了多种常规优化方法进行计算,并对各种方法的计算结果进行了比较分析,得出每种方法均存在一定的局限性,基于此,本文提出了一种确定合理成桥吊杆力的方法,它对该类桥成桥状态合理吊杆力的确定有着一定的工程参考价值。     

系杆拱桥二次调索过程中剪力滞效应

主要以西金铁路跨丹拉大桥中64 m钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,对系杆拱桥在二次调索过程中以及成桥状态下的剪力滞效应进行研究以及在该过程中分别建立有横梁和无横梁不同类型的ANSYS有限元模型,研究横梁对箱梁剪力滞效应的影响.研究表明,在二次调索过程中以及成桥状态下箱梁剪力滞系数的变化范围在1.023~0.983,在工况三作用下,剪力滞系数达到整个过程最大值1.023,而在工况六作用下到最小值,整个过程中剪力滞效应变化平缓.通过研究有横梁和无横梁不同类型箱梁剪力滞效应,分析计算数据发现:横梁可以有效改变箱梁的受力,降低箱梁的剪力滞效应,其剪力滞系数变化范围减小了58%,所以在桥梁的设计以及施工中,对横梁要加以重视.