大跨径斜拉桥索梁锚固区钢锚箱受力性能及局部优化研究

金沙江特大桥为340 m+72 m+48 m+32 m的独塔双索面斜拉桥,通过ANSYS有限元软件建立精细化数值模型,对荷载作用下索梁锚固区钢锚箱受力性能进行了分析,并基于分析结果提出了相应局部优化措施。结果表明:钢锚箱在荷载作用下主要受力构件受力均满足规范要求,但存在局部应力集中现象,且应力值较大,主要分布于抗剪板(N1)倒角和N1板与腹板连接位置;通过延伸抗剪板的长度进行局部设计优化,优化后钢锚箱最大等效应力降低了22.5%,各主要构件应力也有大幅度降低,且发现应力集中区域明显减小,结构受力更加合理。

大跨径斜拉桥长阶段钢箱梁吊装合龙关键技术研究

金沙江特大桥主桥为(340+72+48+32)m的大跨径独塔斜拉桥,主梁中跨采用PK钢箱梁。文章针对长节段钢箱梁难以吊装的问题,制定了钢箱梁预制完毕后运输至施工现场,在拼装场进行“3+1”4个梁段匹配总成拼装,并拆分为1/3节段箱体,最后进行分段架设的总体方案。钢箱梁施工前设计了300t大吨位自行式液压提升桥面吊机,可实现多点同步吊装且精确控制左右吊点水平高差。研究了起始段钢梁拼装、标准段钢梁架设、合龙段钢梁架设、支座安装与临时防护等工序的关键技术,并基于Midas Civil对施工过程中复核支架的强度及稳定性进行了验算。结果表明,除原支架设计方案中加强桁架与四角处4根钢管顶部计算结果不满足强度要求外,其余构件的应力、剪应力与稳定性等均满足要求,并对不满足强度要求的构件进行了改进。

山区深水库区大跨径斜拉桥施工关键技术研究

金沙江特大桥为全长492m的独塔双索面斜拉桥,该桥横跨金沙江水域,且水深较大,平均水位580m。针对上述特点,桩基础施工前设计了高水位重载钻孔平台,解决了深水库区桩基础施工难题;钢箱梁施工前设计了300t大吨位自行式液压提升桥面吊机,可实现多点同步吊装且精确控制左右吊点水平高差;为控制主梁安装时线形,提出采用对角斜拉方式克服合龙前因轴线偏位引起的龙口误差并在钢箱梁出场至安装时均按规范实施监测;超高索塔分43个节段施工,其中1-2节段翻模施工,其余节段采用液压自爬模系统分节段施工,并设置水平支撑抵消由塔柱向内倾斜而引起的水平分力;主塔下横梁采用落地式钢管支架法施工。数值模拟计算表明,支架的承载能力与稳定性均满足要求。

基于大跨径斜拉桥同步顶升支座更换施工控制研究

随着我国交通运输行业的迅速发展,各种重型运输车辆的出现,桥梁负重和重载频率不断增加,桥梁出现老化、衰退等病害,特别是支座等部件出现病害后,直接影响桥梁受力及运营的舒适性和安全性。文章以某城市大跨径斜拉桥维修项目支座更换施工为例,基于同步顶升支座更换施工工法,对顶升过程中的工艺流程、主要工序关键点控制、实际操作过程中的注意要点进行研究,以期为类似大跨径桥梁支座更换施工提供借鉴。

基于门控循环单元神经网络的大跨径斜拉桥索力预测

拉索索力的改变直接反映斜拉桥结构体系受力状态的变化,因此索力监测对斜拉桥健康评估具有重要意义。然而现有关于索力的研究大多为索力识别,难以做到根据历史索力数据实现对未来索力的预测。为此,提出一种基于门控循环单元(GRU)神经网络的索力预测方法:利用GRU神经网络对时序型数据的处理能力以及索力数据较强的序列化特性,搭建基于GRU神经网络的索力预测框架,该预测框架包含输入层、GRU隐藏层与输出层;利用实桥连续采集的索应力时程数据作为训练及验证样本,对样本进行数据切片和归一化;搭建能够实现对该桥未来索力进行预测的GRU神经网络,结合梯度下降优化算法进行网络计算。结果表明所提方法对不同长度的拉索都具有较好的预测效果。

大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响

利用通用有限元ANSYS软件,计算分析大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响,并分析纵隔板两侧加劲肋刚度对钢桥面铺装受力的敏感性.结果表明,铺装层表面最大横向拉应力/应变最不利荷位是荷载对称施加于一加劲肋正上方且紧靠纵隔板一侧,该荷位作用下计算加劲肋的挠跨比控制在要求的1/800～1/1 700范围内;铺装层表面最大纵向拉应力/应变和最大竖向位移最不利荷位均是荷载施加于相邻两加劲肋中心之间的正上方且跨过纵隔板.同时指出纵隔板上方铺装层表面出现更明显的应力集中,它可以通过改变纵隔板两侧加劲肋刚度得以降低,而且纵隔板上方铺装层表面最大横向拉应力/应变与纵隔板两侧加劲肋刚度有很好的相关关系.

大跨径斜拉桥动力分析基准有限元模型研究

针对大跨径斜拉桥的动力分析特点,研究了基准有限元模型的建立过程和修正策略。通过讨论了恒载初应力效应和几何非线性对大跨斜拉桥动力特性的影响,提出了基于敏感性分析和优化设计原理的有限元模型参数修正方法。并结合工程脉动试验对模型进行修正,结果证明,该方法具有很好的有效性和实用性。

大跨径斜拉桥静风稳定性的参数研究

随着斜拉桥跨径的不断增大 ,空气静力失稳现象已引起了人们的广泛重视。本文用作者导出的大跨径斜拉桥非线性静风稳定性的方法 ,编制了计算软件BNAP。对一座主跨 10 0 0m的斜拉桥的静风稳定性进行了参数分析与比较 。

长周期地震动作用下大跨径斜拉桥响应分析

为研究长周期地震动对大跨径桥梁地震响应的影响,分别选取了若干长周期地震波和普通地震波进行频谱特性对比;以某特大跨径斜拉桥为例,建立了有限元模型,采用非线性时程分析方法对比分析了2类地震动作用下该桥的地震响应。为控制大跨径斜拉桥在2类地震动激励下梁端的位移响应,选用了弹性连接装置和液体粘滞阻尼器2种措施对比研究了其减震效果。结果表明:长周期地震动对大跨径桥梁的位移及内力响应影响显著;在长周期地震动作用下,弹性连接装置的位移控制效率较低,并会导致结构内力的大幅增加;参数合理的液体粘滞阻尼器的控制效果具有较好的广谱性,即在普通地震动和长周期地震动作用下均有较好的减震效果。

大跨径斜拉桥顺桥向约束体系与应用

苏通大桥和昂船洲大桥是目前世界上两座超千米斜拉桥,但是在顺桥向却采用了两种不同的约束体系,前者采用的是阻尼和限位约束,后者采用的是锁定和限位约束,以椒江二桥顺桥向约束体系研究为基础,结合苏通大桥约束体系研究成果,说明了两种约束体系的技术特点、适用条件和应用展望。

大跨径斜拉桥横向合理抗震体系研究

为探究地震作用下斜拉桥横向合理抗震体系。以一座大跨径斜拉桥为例,提出了3种横向抗震体系布置,即横向全限位体系、横向滑动体系以及横向布置钢阻尼器的减隔震体系,建立非线性动力有限元模型,并采用非线性时程法对这3种抗震体系的横向地震响应进行了对比分析。结果表明:大跨径斜拉桥横向采用减隔震体系可以很好地控制结构的横向内力和变形,减隔震效果较好;在此基础上,继续研究了此体系钢阻尼器布置在主塔处、主塔和过渡墩处、主塔和过渡墩及辅助墩处3种布置方案下结构的横向地震响应规律,从中选择最优布置,并进一步对其布置参数进行分析。结果表明:大跨径斜拉桥横向在主塔和过渡墩处设置钢阻尼器,辅助墩处设滑动支座,且主塔和过渡墩处的钢阻尼器屈服强度之比为0.6~1.2时,结构横向抗震性能最优。该研究关于斜拉桥横向抗震设计的研究方法、体系布置方案,可为实际斜拉桥横向抗震体系的设计提供参考。

大跨径斜拉桥的预防性养护

近20年来,我国桥梁工程建设取得快速发展,公路、铁路桥梁大规模地建设。据不完全统计,截至2014年底全国的公路桥梁总数约75.71万座,铁路桥梁总数约18万余座,且各种桥型百花齐放,有桥梁大国的美誉。然而,许多桥梁建成后,在较短的时间内就不同程度的出现了各种病害,还有一些桥梁由于各种原因在距寿命期还很远时就垮塌。尽管病害是多种原因形成的,垮塌更是多种原因造成的,但是,对桥梁结构的养护不够到位无疑是重要原因之一。

大跨径斜拉桥拉索致振原因与减振装置探讨

大跨度斜拉桥长拉索的长细比较大、自身阻尼较小 ,容易在周围环境激励下产生大幅振动 ,对斜拉桥的安全营运构成威胁。本文就目前存在的大跨径斜拉桥拉索的振动原因和各国采取的减振装置的特点作简要介绍 ,并以武汉白沙洲大桥采用的粘性剪切型阻尼器进行拉索振动控制为例 。

大跨径斜拉桥钢锚箱有限元分析的子模型技术法

以国内某大跨径斜拉桥为例,通过有限元软件ANSYS采用子模型技术法、等效板厚法及非线性接触法对大跨径斜拉桥索梁锚固区应力分布进行分析。结果表明,相比于传统的等效板厚法及非线性接触法,子模型技术法计算更精细、准确,是研究大跨径斜拉桥索梁锚固区应力分布的最有效方法。

大跨径斜拉桥结构计算若干问题探讨

文章以安庆长江大桥为例,在主桥方案比选、工程设计和施工控制过程中,对改进的结构和模型控制斜拉桥尾索应力幅、利用适时调索步骤克服正装计算的盲目性、借助拉索保向力控制主梁纵向漂移等关键计算问题进行了深入的研究,并取得了良好的成果。

大跨径斜拉桥索力优化与受力特点分析

斜拉桥在结构体系上是高次超静定的,结构的力学行为与其他桥梁有所差别;在基本的力学性能上,恒载作用下,斜拉索既起到弹性支撑的作用,又能通过千斤顶施加初张力以平衡外荷载,由此可见斜拉索的索力是可调的,不同的索力下主梁的线形和受力就会不同。为了使结构达到合理的成桥状态,即结构的线形和受力合理,最重要的一步就是对斜拉索的索力进行优化,以一座大跨径双塔双索面斜拉桥为例,对大跨径斜拉桥的索力优化过程进行描述,对成桥状态下结构的受力特点进行分析。

基于碰撞作用的大跨径斜拉桥地震响应分析

地震作用下,引桥与斜拉桥一旦发生碰撞,会增大斜拉桥的损伤风险。为了研究结构碰撞效应下大跨径斜拉桥主桥和引桥的地震响应问题,以1座典型半漂浮大跨径斜拉桥为例,采用Midas Civil大型有限元分析程序建立结构动力计算模型,基于动力时程分析法进行分析。结果表明:考虑单边碰撞时,主引桥基本周期接近时,碰撞力较小,单边碰撞会减小主桥梁端位移,增大引桥梁端和主塔塔顶位移,且单边碰撞效应大于双边碰撞,单边碰撞更大地影响与其相连的引桥。

大跨径斜拉桥施工过程中无应力状态控制法

为了满足大跨径斜拉桥目标成桥状态,得到大跨径斜拉桥在施工过程中拉索的张拉力,提出了大跨径斜拉桥在施工过程中的拉索索力计算调整拉索无应力长度的降温法。倒退分析法和传统无应力状态控制法在计算大跨径斜拉桥施工过程中存在缺陷,在传统无应力状态控制法的基础上,提出了调整拉索无应力长度的降温法。该方法可用于计算大跨径斜拉桥且计算方法简单,计算结果精度较高,能够满足工程要求。

大跨径斜拉桥索塔静力弹塑性分析

文章选取集中荷载分布、均布荷载分布、倒三角荷载分布三种加载模式按横桥向对大跨度斜拉桥索塔进行Pushover分析,得到索塔横桥向Pushover分析曲线,并转化成能力谱,将能力谱曲线与不同需求谱曲线画在同一坐标系中,对桥梁结构的抗震性能进行评价,结果表明:在Ⅱ类场地7度和8度罕遇地震作用下,左、右主塔均在弹性工作阶段。在9度罕遇地震作用下,结构已接近破坏。

大跨径斜拉桥主梁线形测控新方法研究及应用

大跨径斜拉桥结构刚度小、变形大,为保证主梁顺利合龙,施工过程必须快速精确定位主梁上各个节段的平面和竖向线形。区别于传统的极坐标主梁平面线形测控方法,本文提出采用全站仪自由设站法测控主梁平面线形;同时区别于传统的水准测量方法,提出采用全站仪间接高差传递的方法测控主梁竖向线形。介绍了两种新方法的测量原理,通过工程实例论证了新方法的可行性和实用性,且能够大幅度提高测控效率,可为其他大跨径桥梁主梁线形的测控提供一定的参考。