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...     

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.     

轨索移梁新工艺力学特性分析与试验研究

针对轨索移梁新工艺在悬索桥建设中的关键技术问题,将轨索节段离散成两节点直线单元,建立轨索移梁系统空载状态下的整体力学分析模型,推导出主缆、吊索、轨索等各构件受力状态的计算方程并求解.设计制作了矮寨悬索桥轨索移梁体系的整体缩尺模型并将模型试验与理论分析结果进行了比较.本文所提方法的计算结果与模型试验结果吻合良好,表明本文计算分析方法正确有效,能解决轨索移梁工艺整体分析求解问题,并可简化计算分析过程,计算精度和结果能够应用于工程的初态分析和求解,是一种适合于轨索移梁工艺空载状态下找形计算分析方法.     

自锚式悬索桥主缆架设监控

自锚式悬索桥在缆索体系施工过程中,主缆线形控制贯穿整个施工过程。主缆架设作为主缆线形控制的首要环节直接影响着主缆线形能否达到设计要求。以浙江中湖大桥主缆架设为例,论述了主缆空缆线形各控制点的确定方法及处理措施;对比标准状态下解析法与有限元法计算主缆空缆线形结果;研究了无应力索长、跨度、温度对索股垂度的影响,以便快速、精准地确定基准索股线形。     

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。     

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.     

基于刚性支承连续梁法的悬索桥成桥状态解析算法

为解决悬索桥合理成桥状态平衡态计算闭合问题，系统提出成桥状态的解析算法。首先，根据余能定理推导基于刚性支承连续梁成桥状态目标函数，考虑索塔压缩变形，基于悬链线理论建立缆索体系非线性方程组；然后，考虑加劲梁无应力曲率，根据加劲梁弯曲变形微分方程组，构建多节点力作用下的加劲梁位形计算非线性方程组；进而，根据成桥状态下刚性支承连续梁位形，设立加劲梁各吊点最优化控制目标函数；最后，基于吊索体系联立缆索体系与加劲梁体系的力学模型非线性方程组，实现基于刚性支承连续梁的成桥状态各构件力学参数化求解，并将推导的解析算法与有限元模型的研究结果进行对比分析。结果表明：解析算法计算结果由于计算过程的闭合条件，与有限元模型计算结果基本吻合，对于关键参数吊索力及主缆线形计算差值率控制在0.1%以内，加劲梁弯矩极值差值率约为-0.34%;推导的解析算法为精细化合理成桥状态闭合方法，可作为悬索桥合理成桥状态设计的可靠方法。     

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.     

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。     

悬索桥空间主缆分析

为了确定悬索桥空间主缆恒载线形,根据已有的二维模型,提出了一个三维主缆线形计算方法.直接从三维索的几何方程和平衡方程出发推导了索形迭代计算方法,该方法将三维主缆投影到2个平面上分别考虑几何边界条件和力的平衡条件,考虑了倾斜吊杆的影响,引入梯度迭代法,推导了三维主缆的迭代方程,给出了具体计算分析的迭代流程;采用C++语言编制了主缆三维恒载线形分析程序CF3D.基于该方法和程序对一座悬索桥的主缆进行了恒载线形的迭代计算分析.研究结果表明:该方法精度完全能满足工程计算要求,迭代计算出的主缆线形平顺.该方法具有使用方便、精度高等优点,适用于多跨空间缆索悬索桥.     

Space shape finding FE analysis for suspension bridge based on CR formulation method

The problem of geometric non-linearity simulation for spacial cable system was solved by introducing the truss element based on corotational coordinate (CR) system, cable structure materials and node coordinates and automatic refreshing algorithms for element internal force. And the shape-finding problem for maneuvering profile was solved with the Newton-Raphson based on energy convergence criteria with search function. This has avoided the regular truss element assumption extensively used in traditional methods and catenary elements which have difficulties in practical application because of the complicated formulas. The use of CR formulation has taken into account the stiffness outside the cable plane via a geometric stiffness matrix, realizing the 3D space analysis of a cable bridge and improving the efficiency and precision for the space geometric non-linearity analysis and cable structure, and enabling more precised simulation of geometric form finding and internal force of the large span suspension bridge main cable under construction.     

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.     

拖网翼网斜边与上、下纲形状的拟合计算

本文以翼网斜边斜率应与相对应的纲索段的切线斜率相同为条件,提出了拟合抛物线和悬链线二种形状纲索的翼网斜边网目数的确定方法。     

悬索桥缆索系统的数值分析法

针对已有计算方法的不足之处,提出了一种各种状态下悬索桥主缆线形的精确数值算法和索股、吊索长度的计算方法.该方法能全面考虑温度、各种鞍座及主塔的约束作用对主缆线形的影响,并能很好地处理主缆与鞍座的接触问题,可以方便地模拟塔顶鞍座临时固接和顶推这一悬索桥特有的施工工况,索股长度计算时能精确考虑悬索桥锚跨索股的空间走向,具有计算精度高、速度快的优点.利用该方法编制的软件已用在江阴大桥和润扬大桥的设计和施工中.     

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...     

基于差值法的矮塔斜拉桥施工阶段初张索力确定法

以广州沙湾特大桥为工程背景介绍了确定矮塔斜拉桥施工阶段初张索力的实用方法.该方法是基于正装分析的差值迭代法,借助现有的有限元结构分析软件即可得到满足精度要求的索力.该方法避免了大型矩阵的计算,具有收敛速度快,精度高等优点,在实际工程中有一定的实用价值.     

基于特征提取的智能天线波束校正问题研究

基于阵列相关矩阵的特征分解技术，提出了特征值门限提取的智能天线波束校正方法。特征分解得到特征值与对应特征矢量后，通过门限提取，摒弃部分小特征值，使特征谱结构保持良好的稳健性。仿真结果表明：该方法能够有效抑制信号对消，改善旁瓣电平性能，收敛速度优于传统方法，具有良好的波束校正能力。     

超高空间异形曲面索塔线形控制技术研究

针对超高空间异形曲面索塔形状复杂、曲率及尺寸变化大、整体施工及控制过程难度大且智能化控制技术研究较少的问题,以重庆白居寺长江大桥超高空间水滴形索塔为研究背景,对该结构类型索塔精细化及智能化施工控制技术开展研究。首先对索塔施工全过程进行了有限元分析,并且采用三维BIM技术对异形曲面模板设计及制造进行了优化,同时对上塔柱临时横撑的顶推力及拆除顺序进行了分析,并对桥塔应力、线形进行监测,最后提出索塔变形自动化监测方法及塔肢线形和临时横撑轴力智能化控制技术。研究结果表明：索塔施工全过程,混凝土拉、压应力均未超出规范限值;采用三维BIM技术,优化了异形曲面模板设计及制作工艺,节约了10%~20%的模板制作成本;所提出的倾角仪+GNSS-RTK融合测量方法与全站仪测量结果最大绝对误差仅1.6mm,最大相对误差仅5.41%,具有较高的精度;采用塔肢线形和临时横撑轴力智能化控制技术使临时横撑的轴力误差始终控制在10%以内,塔肢的位移误差也控制在5mm以内,索塔线形控制效果显著,同时当第n层横撑施工后,可通过控制第n-i（i=1,2,...m）层横撑内力相对恒定来控制塔肢的变形相对稳定;临时横撑最佳拆除顺序应遵循由中间往两端拆除的原则。