Norea矮塔斜拉桥索力优化

为确定柬埔寨Norea三跨双塔单索面混凝土矮塔斜拉桥的最优成桥索力,基于有限元模型,分别采用刚性支撑连续梁法、最小弯曲能法、影响矩阵法对成桥索力进行了分析和优化。结果表明:三种优化方法中以影响矩阵法得到的索力值效果最好,将最终优化索力值与原设计值对比,分析了斜拉桥的内力、位移以及应力变化,在恒荷载或恒荷载+附加荷载组合作用下,优化后的索力分布更加均匀,结构整体的弯矩、位移以及应力均有所减小,矮塔斜拉桥整体受力和线形更加理想。

大跨度拱桥拱圈拼装过程中扣索索力和标高预抬量的确定

扣索索力和预抬量是大跨度拱桥的拱圈拼装过程中的难点和核心问题。针对这一问题,提出了连续体弹性 刚性支承法,使用该方法可以方便有效地确定"扣挂"索力和拱圈标高预抬量,使本节段索的索力可以一次性张拉到位,且进一步给出了相关工程算例。

大跨度桥梁拱肋悬拼时扣索索力和预抬量计算

扣索索力确定和标高预抬量计算是大跨度拱桥在采用无支架缆索吊装施工过程中的难点和核心问题,本文在原有的连续体弹性-刚性支承法的基础上,提出了改进的弹性-刚性支承法:即当前施工节段处的扣索模拟为刚性支承,对已施工节段的扣索模拟弹性结构,节段之间的连接考虑为转动弹簧。利用该方法可以有效地同时确定扣索索力和标高预抬量的计算,最后给出了相关工程算例予以验证。

大跨拱桥吊装施工线形控制计算方法研究

针对大跨度拱桥缆索吊装施工线形控制计算中有关模型建立、确定目标控制线形和吊装过程模拟计算等问题进行了研究。分别考虑吊装系统中各构件之间相互作用的复杂关系及其对结构的影响程度,根据最终成桥线形,采用倒拆法确定目标控制线形;根据设计线形和所有恒载、活载变形,确定预制时的无应力长度。针对拱圈预制节段的两种不同安装方法,提出分别采用正装迭代法和刚性支承-弹性索法计算拱肋安装坐标及扣索索力。通过工程实例分析表明,两种方法计算的扣索索力很接近,但安装坐标相差很大。施工控制结果表明,采用本文方法进行控制的拱肋线形与设计线形吻合良好。

大跨度拱桥吊装过程计算方法

研究了缆索吊装施工的大跨度拱桥吊装过程计算方法。施工实践中拱圈预制节段存在一次放松吊钩和逐步放松吊钩并张拉扣索2种不同的安装就位方式,其对预制节段安装位置的要求有所不同,而现有的计算方法未对这2种就位方式加以区分,为此,提出了一次放松吊钩时的正装迭代法和逐步放松吊钩并同时张拉扣索时的刚性支承-弹性索法,并研究了它们的实施细节。采用这2种方法均可以直接求出拱圈预制节段安装过程中节段安装位置和扣索索力。运用所提出的方法对一个工程实例进行了分析。计算结果表明,采用不同的方法就位时对安装位置的要求差别很大,但对扣索索力影响不大。

斜拉桥桥塔稳定性实用计算方法

以卡罗波夫折减法为基础,提出了一种改进的计算斜拉桥桥塔稳定系数的方法——修正的弹性支承法。以目前世界上跨度最大的斜拉桥—苏通大桥为例进行计算,并将计算结果与有限元分析结果进行了对比。结果表明,在一定的施工状态、荷载工况及参数条件下,该计算方法得到的桥塔稳定系数与有限元分析结果非常接近。修正的弹性支承法由于考虑了斜拉索的保向力及其空间分布特点,可以在弹性范围内比较准确地对桥塔刚度较大、塔跨比较小、索距较小的双塔双索面斜拉桥桥塔做稳定性分析;对大跨度桥梁结构稳定性的研究还应考虑其非线性和局部稳定性,应按第2类稳定性计算,因此,基于弹性的稳定系数简化计算方法还有待于进一步的研究。

自锚式悬索桥合理成桥状态的实用计算方法

合理确定吊索张力及主缆线形是自锚式悬索桥设计中的关键问题。基于加劲梁的受力特性,推导了用于吊索张力优化的刚性支承连续梁法;从悬索的基本平衡微分方程出发,提出了主缆线形计算的梁比拟法;两者结合使用,通过常用的杆系结构线性分析程序即可进行吊索力优化及主缆线形计算,从而确定自锚式悬索桥的合理成桥状态。算例分析表明,实用方法的力学意义明确、操作简单且计算精度高,可在设计实践中推广。

一种考虑弹性多支承拉索索力求解的有限单元法

采用受拉杆件平衡控制方程的解析表达式作为形函数,构造了一种可以考虑初始内力的拉索单元。基于能量变分原理,采用该新单元导出了具有多个弹性支承拉索系统的有限元振动频率方程,确定了拉索的索力与频率的对应关系。并采用M ATLAB软件编制了索力计算的有限元程序,该程序适用于中间具有多点弹性支撑的拉索系统索力的精确计算。验证性试验和现场测试结果表明,按本文方法索力计算结果与实测结果吻合良好,精度高,能够满足实际工程需要。

带中间弹性支承拉索的横向振动频率解析算法

将弹性支承反力看作是作用于梁上的强迫力,并综合考虑拉索的轴向力、抗弯刚度、端部边界条件等振动影响因素,构造出了带有中间弹性支承及轴向力的梁模型,由此推导出了带有中间弹性支承的拉索的横向振动频率解析算法.通过试验测试拉索在不同轴向力下的频率,并与解析算法的计算值进行对比,结果表明两者偏差较小,最大偏差只有1.6%,说明所提出的解析算法是可靠的.

预应力混凝土斜拉桥自适应施工控制分析

在预应力混凝土斜拉桥的施工过程中对主梁线形与结构内力的控制非常重要。提出一种自适应施工控制分析方法。其中用改进刚性支承连续梁方法分析合理成桥状态,用正装迭代法分析合理施工状态,用基于最小二乘法的参数复核识别算法进行参数估计,用带残差修正的灰色预测模型进行参数预测。通过算例分析表明,提出的施工控制分析方法可行且结果合理。

独塔单索面斜拉桥稳定性计算方法的探讨

对独塔单索面斜拉桥稳定性问题 ,提出了一种简化计算方法——弹性支承法。该方法可直接用于工程设计 ,尤其对初步设计阶段有很强的适用性。

大跨度刚架拱桥的荷载横向分布研究

桥上荷载横向分布的规律与结构连接的刚度有着密切关系,横向连接刚度愈大,则横向分布作用愈显著,各梁(拱)的负担也愈均匀。通常来说,刚架拱桥的整体性较差,横向联系相对来说比不上普通的梁桥。本文通过对德庆县龙母大桥(刚架拱桥)进行静载试验,测试出其荷载横向分布系数,并将试验结果与用ANSYS建立的三种有限元模型模拟分析、弹性支承连续梁法、偏心压力法、推力体系比拟板法的理论计算结果进行分析比较,总结出大跨度刚架拱桥横向分布计算的最适用的计算方法。

刚性与弹性支承梁动力响应分析的新方法

首先建立了能反映动力学初值—边值问题的全部特征的有阻尼刚性与弹性支承梁动力学的一类变量广义Hamilton型拟变分原理,然后提出拉格朗日力学体系下的空间有限元—时间子域法,该法对空间域采用有限元来离散,而时间子域采用5次Hermite插值多项式插值.数值计算结果表明该方法的计算精度和效率都明显高于其它数值计算方法.

采用辅助体系法研究桥梁不同支座的传递关系

研究桥梁的传递关系一般是通过初参数法来求解的。辅助体系法是不同于初参数法的另一种方法,它利用一端固定一端自由的一种辅助体系来研究杆件两端的关系,通过对桥梁不同类型支座的研究,分析不同支座的力学性能。采用辅助体系法分别推导了弹性支座、刚性铰支座和刚性固定支座的传递矩阵,并将其与梁、墩结合在一起构成整个桥梁的传递关系。编制了相应的MATLAB程序,并进行了实例计算。实例计算表明,辅助体系传递矩阵法正确有效,对于支座传递关系的计算简便、实用,可用于桥梁结构的初步设计和最终校核。

水平荷载作用下变刚度多层框架码头空间特性及分配系数

采用桩基剪力法、弹性支撑刚性梁法等多种方法对水平荷载作用下的变刚度多层框架码头的空间特性及排架分配系数进行计算与比较分析,结果表明:桩基剪力法能更好地反映出结构的空间特性;在排架刚度变化幅度不大的情况下,弹性支撑刚性梁法的计算结果与规范中的排架分配系数接近。在此基础上,通过改变大刚度排架的刚度值及位置,得出排架间刚度差异、大刚度排架位置与分配系数的相互关系;分析空间特性及面板刚度对水平分配系数的影响。

多梁式斜梁桥荷载横向分布计算的方法

根据多梁式斜梁桥结构及其横向受力特点,提出了“弹性支承刚性横梁法”进行跨中荷载横向分布的计算.计算时,刚性横梁弹性支承在各纵梁上,在单位移动荷载作用下,可求得横梁的弹性支承反力,其值即为纵梁的荷载横向分布影响线坐标值.通过最不利横向布载可求出斜梁桥跨中荷载横向分布系数,从而进行纵梁的受力计算,此法简单合理,为斜梁桥的设计提供了一种方便的途径.

半自锚式斜拉渡槽的整体结构分析与施工中的张拉控制

半自锚式斜拉渡槽是一种适用于丘陵山区的新型输水建筑物，本文提出了这一形式渡槽整体结构分析计算模型及施工中的张拉控制方法，运用所提出的设计和施工方法，已成功地建成了我国第一座半自锚式斜拉渡槽─—江西省九曲山渡槽。

钢筋混凝土系杆拱桥成桥吊杆索力确定方法对比分析研究

借鉴斜拉桥索力理论计算,对钢筋混凝土系杆拱桥成桥索力的实用性做对比分析,结合实际工程采用刚性支承连续梁法、零位移法、刚性吊杆法计算得出该桥梁的吊杆索力、拱肋弯矩、系梁弯矩。研究结果表明:刚性支承连续梁法确定刚性拱柔性吊杆的成桥索力时,吊杆成桥索力均匀,波动不大,不便于调索,不适合用于此类桥成桥索力计算;刚性吊杆法计算成桥索力与刚性支承连续梁法近似,系梁跨中下挠,拱脚附近吊杆索力小,其他吊杆索力均匀,不方便控制线形,不建议采用;零位移法采用未知荷载系数法计算,通过控制位移量,能得到较合理的成桥索力,同时也能控制系梁线形。

结构有限元分析中阶跃型弹性约束的一种有效处理方法

本文通过引入弹性约束刚度矩阵和结构位移约束列阵，提出了结构有限元分析中处理阶跃型弹性约束的一种有效方法。该法通过改变弹性约束系数及位移非约束量大小，可方便有效地处理结点常弹性约束、刚性约束。

弹塑性共同变形法和弹性支点法在锚索钢板桩支护结构设计中的比对研究

采用弹塑性共同变形法和弹性支点法对两个锚索钢板桩基坑支护工程进行计算分析,比较这两种方法的计算结果,并将计算结果与现场监测数据进行对比。结果表明:由于锚索钢板桩支护存在桩变形大、抗弯刚度小及锚索预应力较大的特点,弹塑性共同变形法更适宜用于锚索钢板桩支护结构的计算,而弹性支点法则严重低估钢板桩水平位移,并影响锚索最优位置的选择。最后,参考弹塑性共同变形法,提出了一种基于弹性支点法的修正计算方法,该方法可修正弹性支点法对锚索钢板桩支护结构的计算误差,为锚索钢板桩支护结构设计提供了一种新方法。