超千米级斜拉桥的恒载索力优化

将超千米级斜拉桥的索力优化问题归结为非线性隐式优化的数学模型,以系统最小弯压应变能为目标,根据合理成桥状态指定各种非线性约束条件,利用投影梯度法进行优化问题的求解,求解过程中充分考虑了各种几何非线性的影响.采用ANSYS工具建立了1 400m斜拉桥的有限元模型,然后据此建立斜拉索索力优化的数学模型,并进行优化计算.结果表明:优化前后索力的相对改变量并不大,但是结构内力状态却得到了极大改善,塔梁恒载弯矩和主梁恒载挠度明显减小,主塔塔顶向岸侧有一定偏移量,对混凝土塔的长期受力更加有利.

基于ANSYS的超大跨度斜拉桥的索力模拟

目的基于ANSYS平台建立斜拉桥的力学分析模型,实现已知索力的精确模拟,为进一步的分析计算提供依据,也为类似问题的ANSYS二次开发提供思路.方法考虑斜拉索索力之间的相互影响,根据矩阵分析的方法推导循环迭代公式,利用单元初应变或温度荷载模拟索力,并以某主跨1 400 m斜拉桥设计方案为算例,验证方法的可行性.结果采用常规循环迭代法,迭代30次后,索力误差仍有5%左右,而采用矩阵分析法,迭代30次后,索力模拟误差控制在1%以内,有效解决了索力模拟的收敛性问题.结论矩阵分析法是常规循环迭代法的推广,基于该方法的索力模拟方法精度较高,适用于超大跨度斜拉桥的力学建模.

斜拉桥索力精确模拟的矩阵分析法

用ANSYS对斜拉桥进行建模时,需要输入初始索力,但ANSYS并没有直接提供施加初内力的方法,只能利用单元的生死特性、单元初应变或者温度荷载来模拟斜拉索索力。讨论了单次模拟法和循环迭代法存在的问题,提出了一种基于矩阵分析的方法;考虑斜拉索索力之间的相互影响,修改了循环迭代公式,能实现索力的精确模拟,并证明常规的循环迭代法只是矩阵分析法的特例。通过苏通大桥斜拉桥索力的精确模拟,验证了该方法的可行性,为以后类似问题的ANSYS二次开发提供了思路。

基于响应面重构的一种可靠度计算方法

大型复杂结构的可靠度分析中,极限状态方程往往无法显式表达。针对这种情况,文章采用二次多项式函数重构响应面来寻求设计验算点;然后在设计验算点附近,采用BP神经网络重构响应面,拟合极限状态函数;在此基础上,采用基于最优化原理的蒙特卡罗方法求解结构的可靠性指标。与其他单一的响应面重构方法相比,文中方法具有计算简便及精度高的特点;工程计算语言Matlab采用矩阵操作,并提供了包括优化、统计、神经网络在内的大量工具箱,而且语言简单,使得编程效率大大提高,能快速方便地实现可靠度计算程序的编制。

双塔斜拉桥自振频率的近似计算

给出了双塔斜拉桥的一阶竖弯频率和一阶扭转频率的近似计算公式。与传统方法或规范公式相比,推荐的近似计算公式精度更高,并且能适用于大跨度、超大跨度斜拉桥,从而为这类斜拉桥的初步设计、方案比选、校核有限元结果提供了一种更为快捷有效的依据。

超大跨度V塔斜拉桥的经济与力学特性

建立了超大跨度V塔斜拉桥和常规直立索塔斜拉桥的有限元分析模型.通过对比研究,给出了V塔斜拉桥的一些经济、力学特性.和常规直立索塔体系斜拉桥相比,当V塔斜拉桥的塔柱倾角为对应跨最外侧拉索倾角之半时,节省量最优,但此时塔柱材料用量仅节省6%,拉索用量节省1%,总节省量并不大.V塔斜拉桥能够降低塔高,减小拉索悬挂长度,增大拉索倾角,使得结构整体刚度增加,稳定性系数得以提高,算例中塔根弯矩比常规体系小26%左右.另外,V塔体系能更好地抵抗横向风荷载的作用,满足斜拉桥向更大跨度方向发展的需求.

连续刚构箱梁桥剪力滞效应的参数分析

采用板壳有限元方法对连续刚构箱梁桥剪力滞效应的影响参数进行了分析研究,这些参数包括:网格密度、荷载作用方式、截面尺寸、跨径布置等。研究结果对指导这类桥梁的设计与施工具有重要的理论意义和实用价值。

结构仿真在斜拉桥检测分析中的应用

建立了某座预应力混凝土斜拉桥的有限元仿真模型,并把基于仿真模型的理论分析结果和实际检测结果进行对比,相互验证,为准确做出桥梁结构状态评估提供参考依据。

自锚式双塔斜拉桥的力学参数研究

基于近似计算解析公式,建立了自锚式双塔斜拉桥的静力行为力学评价体系,总结了自锚式双塔斜拉桥的力学评价指标和力学参数.针对双塔斜拉桥各种结构体系力学评价指标,分析其各个影响因素的敏感性;针对各种力学参数,研究了其变化时对双塔斜拉桥结构体系力学性能的影响.研究成果为自锚式双塔斜拉桥方案阶段的概念设计提供了参考依据.

广州珠江黄埔大桥悬索桥钢箱梁焊接线形控制技术

在大跨度悬索桥钢箱梁工地焊接施工中,钢箱梁长度和钢箱梁轴线是着重控制的两个关键焊接指标,钢箱梁焊缝宽度是实施调控的关键参数,调控措施是合理控制焊缝宽度。针对钢箱梁长度控制,将焊缝收缩试验与分阶段调整方法相结合,均匀调整若干条焊缝宽度,补偿由施工及焊缝收缩经验值产生的长度误差;针对钢箱梁轴线控制,根据焊接进程,通过设置上、下游焊缝宽度或控制上、下游焊缝收缩量,促成梁段微量偏转,迫使梁段渐进回归至理想位置。

基于APDL的大型桥梁结构可靠度分析程序

以响应面法为核心,使用APDL语言编制了结构可靠度分析程序,与ANSYS强大的有限元分析功能相结合,可以直接对大型结构进行可靠度分析。本程序可以自由选择可靠度分析的随机变量,定义极限状态方程并计算可靠指标。首先用若干算例对程序进行了验证,然后对国内某一大跨度悬索桥进行了静力可靠度分析,得到的结果合理可靠。

千米级斜拉桥主梁挠度非线性随机静力分析

采用响应面法对千米级斜拉桥主梁最大挠度进行静力可靠度分析,考察主梁最大挠度随结构材料、几何尺寸及外荷载等不确定因素的变异而发生变化的规律。算例研究表明,主梁挠度可靠指标对各随机变量平均值和标准差的敏感程度不同。同其它随机变量相比,斜拉索弹性模量变异对千米级斜拉桥主梁挠度影响最为显著。主梁截面面积变异对千米级斜拉桥主梁挠度具有显著的影响,但与对千米以下斜拉桥主梁挠度的影响规律不同。

大跨连续组合箱梁桥面板轮载作用分析

结合工程实例,介绍了大跨连续组合箱梁桥面板在汽车轮载作用下的空间有限元仿真分析方法,并将分析结果与相关文献的简化方法计算结果进行了对比。结果表明:简化方法结果较有限元结果整体偏高。对于桥面板块跨中弯矩,简支板模型偏高29%以上,连续板模型偏高15%以上;对于板块支点处弯矩,连续板模型由于没有考虑内力的重分布,计算结果偏高51%以上。初步设计阶段建议采用连续板模型估算轮载作用下桥面板板块跨中弯矩。

V墩连续刚构桥受力性能的参数分析研究

以青田塔山大桥为例,采用参数分析的方法,探讨了基础刚度、V形墩倾角、墩身尺寸、合拢顶推力等结构设计参数对V形墩连续刚构桥整体受力性能的影响,最后得出了参数变化时结构内力状态的变化规律。研究结论表明V形墩倾角是最重要的设计参数,对主梁和墩柱的受力性能有着很大影响;基础刚度、墩身尺寸、合拢顶推力对上部结构主梁受力性能影响相对较小,对墩柱受力性能影响相对较大。

自锚式斜拉桥的极限跨径研究(Ⅰ)

从斜拉索和主梁的材料强度入手探讨了当前材料水平和施工水平下全自锚斜拉桥结构体系的极限跨径。研究结果表明:横向静阵风作用下的主梁强度是限制斜拉桥跨径增大的主要因素,活载作用下的主梁强度居于次要地位,而斜拉索的强度和效率对斜拉桥极限跨径的影响最小;斜拉桥极限跨径突破的首要问题是提高主梁的侧向刚度。研究成果可供超大跨度斜拉桥概念设计时参考。

自锚式斜拉桥的极限跨径研究(Ⅱ)

从结构变形、压屈稳定性、风动稳定性等角度探讨了当前材料水平和施工水平下全自锚斜拉桥结构体系的极限跨径。研究表明:控制斜拉桥设计的工况首先是横向极限静阵风作用,其次才是活载作用,设计中首先要解决主梁的侧向刚度问题;当前条件下建设一座主跨1 500 m左右的自锚式斜拉桥是初步可行的。通过极限跨径分析,提出了进一步增大斜拉桥跨径的技术措施,可供超大跨度斜拉桥概念设计时参考。

主跨1600m自锚式斜拉桥的静力特性分析

以主跨1 600 m的双塔三跨自锚式斜拉桥为基本研究对象,建立有限元分析模型,计算该跨径斜拉桥结构体系在恒载、活载、风荷载以及各种荷载组合下的结构静力响应情况。通过试设计方案的整体结构计算和参数分析,进一步摸清该跨径斜拉桥的静力力学特性,论述该跨径斜拉桥采用常规的双塔三跨自锚式全钢箱梁斜拉桥结构体系的技术可行性。