基于平面梁单元的几何非线性分阶段成形平衡方程

为探讨几何非线性条件下基于平面梁单元分阶段成形结构最终状态的影响因素,结合其成形特点,以结构的无应力状态为分析起点计算结构系统的总势能,根据最小势能原理,建立结构分阶段成形时不考虑其成形过程的力学平衡方程,获得结构最终状态与平面梁单元无应力状态量的关系,在全量列式平衡方程的基础上,推导出增量列式求解方程,并通过算例说明平衡方程的应用。对计算结果和平衡方程的分析表明:对于由梁单元组成的分阶段成形结构,当结构体系、外荷载和边界条件一定时,即使在考虑结构几何非线性效应的前提下,其最终状态的确定只与梁单元的无应力长度和无应力曲率有关,与其成形过程无关。

基于平面梁单元的分阶段成形结构线形控制方程

为探讨分阶段成形结构最终目标线形与无应力状态量的关系,选择目标线形以大地坐标为参照,将外力势定义为外力相对于坐标轴的力势,以单元无应力状态作为起点计算结构总应变能。由势能驻值原理建立结构线形控制方程,该方程根据目标线形可以惟一确定结构中各个单元的无应力状态量,只要保证各个单元按照无应力状态量对应的单元构形进行安装,成形后的线形必将自动逼近目标线形,与具体的成形过程无关。通过数值分析表明,所建立的线形控制方程是准确可靠的,可用于分阶段成形结构的线形控制计算。

基于无应力状态量的平面梁节段预制构形计算方法

为探讨平面梁单元无应力状态量与单元预制构形的关系,通过分析平面梁单元在节点位移下的几何构形变化,建立了平面梁单元预制构形参数与单元无应力状态量之间的数学关系,并以悬臂梁为例,以两种线形为输入,对关系式进行验证。结果表明,单元无应力构形与单元无应力状态量之间相互对应,不同的单元无应力状态量对应不同的单元预制构形;两种线形对应的单元预制构形不相同,但二者对主梁节段拼装时节点标高控制无本质影响。对实际工程而言,只要确保节点标高满足目标线形标高控制要求,梁段的预制构形可不同。

钢桁梁斜拉桥双斜杆合龙段合龙技术研究

钢桁梁斜拉桥双斜杆合龙段存在左右2根斜杆,弦杆与斜杆的合龙顺序需根据合龙口杆件调节的难易程度及对合龙杆件的保护措施综合确定。以一座公铁两用钢桁梁斜拉桥为背景,根据杆件合龙顺序,通过敏感性分析确定对拉、对顶、单点荷载、调索、压重等对合龙口位移影响的程度,选定合适的合龙方案。以杆件内力不超限为原则,对强制合龙时的安装误差作了限制,以此保护合龙段杆件。最终选定的合龙顺序为先下弦杆,再斜杆,最后上弦杆,合龙效果良好。

加劲梁形式及支承体系对三塔悬索桥整体刚度影响研究

为探讨加劲梁形式及支承体系对三塔悬索桥整体刚度及中主鞍座槽内主缆抗滑移稳定性的影响,以(225+850+850+225)m的鹦鹉洲长江大桥为背景,选取不同加劲梁形式及支承体系,拟定6种组合工况,通过桥梁结构非线性分析系统BNLAS对不同组合下结构竖向、横向刚度及主缆抗滑移稳定性进行计算分析。结果表明:加劲梁采用钢-混组合梁形式,结构竖向和横向刚度较采用钢箱梁时大;加劲梁支承体系对结构整体竖向刚度影响不大,但对加劲梁局部竖向转角影响明显,简支支承体系梁端转角较大;加劲梁支承体系对结构整体横向刚度影响明显,表现为简支体系横向刚度较小,飘浮和半飘浮体系横向刚度较大;加劲梁采用自重较大的钢-混组合梁形式以及设置纵向固定支座,对主缆抗滑移稳定有利,此外考虑荷载偏心计算主缆抗滑移稳定性更偏于安全。

基于无应力状态控制法的钢桁梁桥起拱研究

为探讨已知预拱度曲线的钢桁梁桥的预拱度设置方法,将节间相对预拱度作为输入变量,由分阶段成形结构力学平衡方程出发,推导得出各单元杆件伸缩量的数学表达式。针对下承式钢桁梁桥预拱度设置特点,进一步得出了只伸缩上弦杆,同时伸缩上弦杆和斜腹杆,同时伸缩上弦杆、竖杆和斜腹杆三种情况下的杆件伸缩公式,并通过实桥算例说明该方法的应用。分析结果表明:无应力状态起拱法为纯几何起拱法,起拱过程不会产生附加内力和起拱支座反力;计算结果与设计值和文献计算值吻合,说明该方法进行预拱度设置是可靠的。本文方法计算结果可靠,值得同类桥型借鉴。