中承式钢拱与刚构协作体系慢行系统景观桥设计研究

随着人民生活品质的不断提升,人们的需求也逐渐升华,对于桥梁不再仅满足于其通行功能,也开始追求桥梁之美。以灵山-横沥组团慢行过江桥梁为例,以景观设计作为出发点,对城市景观中承式钢拱桥的跨径设计、体系设计、结构设计和结构计算进行分析研究,追求力与美完美结合。钢拱桥采用刚性吊杆以及刚性吊杆与遮阳棚骨架结合的设计,提出施工过程张拉临时系杆解决拱桥推力的方法,以期为城市景观钢拱桥桥梁设计提供思路和参考。

刚性吊杆-水平抗风索耦合系统弯曲振动自振特性分析

将1对水平抗风索对钢拱桥刚性吊杆的约束作用简化为4个水平弹簧支撑,推导了抗风索等效弹簧刚度计算公式;基于欧拉-伯努利连续梁理论与吊杆-水平抗风索连接位置处的相容连续性条件,建立了刚性吊杆-水平抗风索耦合系统弯曲振动自振特性分析理论模型,通过与有限元结果对比验证了该方法的准确性;明确了水平抗风索位置、刚度参数对H型、矩形刚性吊杆纵桥向弱轴弯曲振动自振特性的影响规律。研究结果表明:合理设计的抗风索对H型、矩形刚性吊杆弱轴弯曲基频均有较大程度的提升,证实了抗风索对刚性吊杆弯曲模态减振的可行性;抗风索位置不同,对吊杆弱轴弯曲基频的影响程度也不同,且位置参数直接决定了吊杆弯曲基频增长极限值;相对H型吊杆,附加抗风索的矩形吊杆弱轴弯曲基频提升潜力更大。研究成果对钢拱桥刚性吊杆弯曲模态振动控制的水平抗风索减振参数优化设计具有重要参考价值。

多跨连续梁拱组合体系桥梁施工关键问题研究

安康市城东汉江大桥主桥为(75+2×125+160+2×125+75)m多跨连续梁拱组合体系桥梁,全桥采用先梁后拱法施工,系梁采用平衡悬臂浇筑法施工,中跨跨中33m梁段采用支架现浇法施工。为选择合理的现浇段支架拆除时机、边跨配重卸载时机、临时固结拆除顺序以及吊杆张拉顺序和次数等,采用MIDAS Civil建立全桥有限元模型,针对各种方案下的结构进行模拟分析。结果表明:跨中现浇段的支架应在张拉完全部吊杆后再拆除;边跨配重应在中跨或次边跨合龙后再卸载;应待相邻孔合龙后再拆除前一合龙孔的临时固结;应对称交替地张拉吊杆,设计张拉力较小时可一次张拉到位,设计张拉力较大时应分批张拉到位。该桥采取以上方案施工后,结构受力状态良好。

某在建600MW超临界机组刚性吊架生根加强方法研究

针对某600MW超临界在建机组在建设过程中出现刚性吊架生根预埋件漏埋的问题,提出采用钢板包梁加植筋生根的处理方法,但出现上部钢板变形过大的问题;为此对整个生根结构进行系统的有限元仿真和力学分析,比较不同补救措施的优劣性,并在此基础上提出安全、经济的生根方法,取得良好效果。

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥主桥钢箱系杆拱桥设计

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥为山区公铁合建桥梁,主桥为(116+120+336+120+116)m双层桥面拱桥。336 m主拱采用拱墩固结、拱梁分离的钢箱系杆拱,拱轴线为抛物线,矢跨比为1/3.36,拱肋采用钢箱结构,2片拱肋中心间距28.5 m。上层铁路桥面采用箱形边主梁、纵横梁体系的正交异性整体钢桥面板,主梁边箱内高3.0 m,内宽1.4 m;下层公路桥面采用工字形边主梁形式的正交异性板钢桥面;铁路桥面、公路桥面分别采用刚性吊杆和柔性吊索与拱肋连接,柔性吊索内穿铁路刚性吊杆。主桥基础采用3.4 m钻孔灌注桩,桥墩分为立柱与墩身两部分,上层立柱支承铁路主梁,采用预应力横梁相接,下层墩身支承公路主梁及主拱,采用钢筋混凝土横梁相接。采用空间有限元软件对该桥进行结构静力、稳定性分析,结果均满足设计要求。

基于参数灵敏度分析的吊杆索力识别

考虑目前钢管混凝土系杆拱桥吊杆的新型施工工艺及其复杂的锚固约束情况,以吊杆的索力值、抗弯刚度和计算长度作为未知参数,分析吊杆频率对各参数的敏感程度,基于参数灵敏度的迭代算法可同时计算出吊杆索力值,抗弯刚度和计算长度。运用该方法对4根不同参数的吊杆数值分析,结果表明该方法不仅有很高的精度,而且还适用于频率值受抗弯刚度影响较大的短吊杆。同时对一座钢管混凝土拱桥的吊杆进行测试分析,证明了该方法实用可行。

基于神经网络算法和附加质量法的短吊杆张力识别

根据质量影响吊杆自振频率的特性,用附加质量法增加识别参数,实现对短吊杆张力的识别。随机生成吊杆的张力和弯曲刚度,并运用有限元方法计算出对应的附加质量前后吊杆的自振频率,构成神经网络的教师数据,训练神经网络,拟合吊杆的自振频率与弯曲刚度和张力之间的非线性关系,进而建立基于附加质量法和神经网络的短吊杆张力和弯曲刚度识别系统。以1组长度为2～10m的短吊杆和在建拱桥的2根试验短吊杆为例,通过数值模拟检验识别方法及系统的有效性,识别误差分别为0.5‰和6%左右,表明所提出的识别方法和系统可行和有效,且识别精度比弦振动理论计算方法有显著提高。

刚性系杆拱桥成桥吊杆索力优化方法的适用性研究

针对刚性系杆拱桥的成桥吊杆索力优化问题,在综述常见的几种索力优化方法基础上,结合具体的工程实例,通过比较分析吊杆索力及其相应的系梁、拱肋弯矩,探讨这些方法在确定刚性系杆拱桥成桥吊杆优化索力上的适用性。研究结果表明:刚性支承连续梁法和零位移法不适用于此类系杆拱桥,内力平衡法和刚性吊杆法不适用于本文的工程实例;弯曲能量最小法和弯矩最小法适用于在初步设计阶段确定此类系杆拱桥的成桥吊杆索力;有约束的弯曲能量最小法适用于在施工图设计阶段和施工监控过程中确定此类系杆拱桥的成桥吊杆索力。

支架现浇刚性系杆拱桥的吊杆施工张拉力确定方法

针对支架现浇刚性系杆拱桥在吊杆张拉施工过程的吊杆索力计算和调整难题,以采用满堂支架现浇施工的刚性系杆拱桥为研究对象,提出一种新的吊杆施工张拉力确定方法。在该方法中,首先提出了脱架系数的概念,并结合有支架计算模型和无支架计算模型的索力影响矩阵,近似计算得到主梁脱离支架过程中的索力影响矩阵,而后利用该索力影响矩阵进行正装迭代运算,以确定吊杆施工张拉力。为验证该方法的可行性与适用性,将该法应用于江西省吉水县恩江二桥主桥(跨度65m+65m)的吊杆张拉施工中,利用该法计算得到了该桥吊杆2次张拉的施工张拉力,并对吊杆张拉施工结束后的索力进行了测量。结果表明:该方法能较准确地计算主梁支架拆除前的吊杆施工张拉力,收敛速度较快,且收敛效果好;各吊杆的实测索力与目标索力间的误差基本控制在规范允许范围之内,利用该法确定的吊杆施工张拉力来进行吊杆张拉施工,张拉效果良好。

考虑齿轮传动影响的高速动车组电机吊架载荷及动应力研究

针对CRH3型高速动车组电机吊架焊接结构,结合有限元法和刚柔耦合多体动力学法建立考虑齿轮传动系统的啮合振动的高速列车动车整车动力学模型,仿真计算得到电机吊架在列车加速和匀速运行工况下的动载荷;利用准静态应力法计算两种工况下电机吊架上危险节点的动应力,通过对比吊架上危险节点动应力的模拟计算结果和线路实测结果研究齿轮传动系统的啮合振动对车辆运行中电机吊架所受载荷及其上危险位置动应力的影响。结果表明:在齿轮传动系统啮合振动的影响下,电机吊架的动载荷及其结构危险节点的动应力显著增大,垂向振动加剧,而且动应力仿真结果与线路实测结果更接近。因此,在对高速列车结构件进行动应力仿真时,为了更准确地仿真结构振动对动应力仿真结果的影响,应该在结构件弹性化的基础上,同时考虑齿轮传动系统啮合振动的影响。

悬索桥短吊索索力测试的探讨

因难以准确确定吊索的计算长度和抗弯刚度,按照公式法计算短吊索的索力误差一般较大。以新沟河大桥悬索桥吊索索力测试为研究背景,分析了吊索的边界条件、抗弯刚度、计算索长及线密度等因素对索力测试精度的影响,表明公式法的简化假设对短吊索不适用。介绍了有限元法分析吊索索力的方法,按吊索的实际尺寸建立有限元模型,首先识别出吊索的抗弯刚度,然后建立各吊索的索力—频率对应表格,查表即可得到实测频率对应的索力。该方法应用到新沟河大桥的施工监控,证明是一种行之有效的方法。

虎门二桥坭洲水道桥近塔区无吊索钢箱梁临时支承体系设计

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1688m的不对称双塔双跨钢箱梁悬索桥。针对近塔区无吊索钢箱梁段的临时支承及线形调节需要,设计了“挑梁支架+临时吊索”的临时支承体系。挑梁支架布置于桥塔下横梁顶部,单幅主梁由2根12m长的3HM588型钢组成,主梁上布置分配梁和轨道梁。挑梁支架临时支承钢箱梁段,并可通过钢滑靴的高度和坡度以及三向千斤顶调整梁段线形。临时吊索由临时索夹、骑跨钢丝绳、螺杆扁担梁、可调节螺杆、连接件组成,既可悬吊支承钢箱梁,又可调节钢箱梁前端标高。全桥钢箱梁段吊装完成后、梁段间环焊施工前,采用临时吊索和布置于挑梁支架上的三向千斤顶调整无吊索梁段的线形及平面位置,环焊使其连接成为整体,再对已成整体的无吊索梁段精调后与合龙段进行环焊施工。

对系杆拱桥刚性吊杆更换的思考

因无法利用振动法测试刚性吊杆索力,给吊杆更换设计带来一定不确定性。本次通过仿真计算和现场千斤顶张拉综合判定吊杆成桥索力。根据目标索力,按照分批张拉和等效转移原则,利用临时吊杆系统逐根、交叉更换全桥吊杆,取得良好效果。本桥采用钢绞线整束挤压拉索体系吊杆可以极大提高吊杆耐久性,由于挤压钢绞线索体锚头面积较小,不需要调整原先钢丝镦头锚锚端尺寸,给施工带来方便。

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。

基于纵横弯曲理论在役测量刚性吊架的工作载荷

支吊架在其服役过程中均应承载特定的载荷以确保管道安全稳定运行,然而只有弹簧支吊架能直接读取其所承载的载荷,运用最为广泛的刚性吊架一直无法确定其具体承载了多少重量,使管道系统的实际运行状态与设计计算结果不一致,严重影响了管道系统的性能和寿命。为了更加精确地评估和掌控管道系统的运行状态,论文基于梁的纵横弯曲理论设计出了一种在役测量刚性吊架实际工作载荷的方法,分析了该方法的适用范围及误差因素。

大跨下承式单肋钢管混凝土人行拱桥设计

该文介绍一座大跨下承式拱肋钢管混疑土人行拱桥的设计.高翔东路人行桥采用单跨100.5m下承式单肋钢管混凝土拱桥.两岸均设置梯步和缓坡道,主桥全长104.7m,主拱肋为矢跨比1/6的悬链线拱.主拱肋采用φ1 200×26- 18 mm钢管混凝土结构,管内混凝土采用C50自密实补偿收缩混凝土.拱肋钢管采用无缝钢管或直缝焊接钢管.主梁采用单箱双室钢箱梁,全宽7m,跨中梁高1.0m,梁端高度1.8m.吊杆采用刚性吊杆（GLG460-UU型钢拉杆）,强度等级为460 MPa.吊杆两端采用销轴与拱肋、主梁连接.主墩采用直径1.4m的钢筋混凝土圆柱墩,桩基础为嵌岩桩;桩基础采用直径1.5m钻孔灌注桩,桩基础为嵌岩桩.梯步、缓坡道及平台均采用桩基础＋钢管墩的形式,桩基础采用摩擦桩.经结构分析验算,人行桥结构的内力、变形、稳定均满足规范要求,人致振动分析表明在正常使用荷载和不利荷载作用下人行舒适性均能满足规范要求.

V型墩刚构箱梁施工过程的挠度控制

中山市东明大桥V型墩刚构箱梁采用反吊支架法施工方案,保证了箱梁各阶段施工受力状态与原设计的挂篮方案相符,介绍了箱梁施工过程中的挠度控制方法。

管道支吊架的设置及选用

通过对同一管系的3种支吊架设计方案的计算,比较了不同方案对管系的影响并分析了其中的原因。认为在管道应力分析过程中,合理设置支吊架,能改善管系中的应力分布和端点受力及力矩状况。

刚性吊杆拱加固梁桥结构参数分析

为研究刚性吊杆系杆拱加固梁桥结构参数对桥梁受力性能的影响,指导加固设计优化,以既有城市人行过街天桥主跨钢梁拆墩提载加固工程为背景,运用MIDAS Civil软件,采用累加模型按照实际加固步骤建立加固后桥梁空间有限元模型,计算旧桥钢梁损伤度、拱肋、吊杆、内部约束条件等参数变化下,加固后桥梁结构的最大主应力、位移和自振频率等指标的变化规律,并进行对比分析。结果表明:旧桥钢梁的损伤降低了结构整体刚度;拱轴线形以二次抛物线为最优,1/5是较优矢跨比,拱肋需要具备一定的刚度才能满足受力要求;吊杆刚度及其框架作用对结构整体刚度具有较大影响,对钢梁和拱肋的受力影响较小;拱脚铰接对加固后结构的受力不利。

刚性系杆拱桥更换吊杆的施工监控

琼州大桥主桥为(88+98+108+98+88)m下承式钢管混凝土系杆拱桥,该桥5跨为互相独立的无推力外部静定体系,拱肋均为钢管混凝土哑铃形断面,共118根吊杆,下锚头部位锈蚀程度严重的8根吊杆采用临时兜吊系统进行更换施工。为保证吊杆更换施工中结构受力合理及安全,采用吊杆内力和桥面标高双控制原则,对吊杆更换过程进行施工监控。利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型模拟吊杆更换施工,对吊杆拉力及桥面标高进行分析。结果表明:更换吊杆后桥面各项指标均在控制范围以内,且满足桥梁设计规范要求。