常泰长江大桥斜拉索施工期扭转影响分析及防控装置设计研究

常泰长江大桥是世界上最大跨径斜拉桥,主跨跨径为1208 m。斜拉索规格和索力大,施工过程中斜拉索扭转问题突出。本文开展斜拉索扭转对主梁安装控制影响的研究,计算分析表明,斜拉索扭转对斜拉索钢丝应力、斜拉索索力均有一定影响,对主梁线形影响显著,斜拉索扭转0.5°,主跨位移变化0.46 m;提出了一种斜拉索张拉防扭转装置及其设计方法,现场应用中斜拉索张拉过程中无扭转现象,施工过程中最大线形误差小于5 cm。

平行钢丝斜拉索更换施工新索无应力长度确定方法研究

为准确确定平行钢丝斜拉索更换施工新索无应力长度,基于悬链线法和无应力状态法,并结合斜拉索索力、锚点间距、斜拉索原始加工长度和实际锚固位置等数据,综合提出5种针对不同数据场景下的平行钢丝斜拉索新索无应力长度快速计算方法。以攀枝花炳草岗大桥为背景,采用5种方法计算该桥新索无应力长度,分析其合理性,并进一步提出6项新索无应力长度复核计算准则。结果表明:在充分研判炳草岗大桥基础资料并对照6项复核计算准则的合理性后,基于无应力状态法,并结合旧索加工总长和实测锚具伸出量,准确给出了新索无应力长度。该桥新索张拉锚固完成后,塔、梁端实际锚固位置合理、可控,成功解决了其基础资料混乱、斜拉索锚固位置不当的问题。

采用支点位移法施工的斜拉桥钢-UHPC组合梁受力分析

为了解采用支点位移法施工对大跨度斜拉桥钢-UHPC组合梁负弯矩区力学性能的改善情况,以主跨442 m的沾临高速公路黄河特大桥主桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立主桥三维有限元模型进行受力分析。计算无应力索长及成桥状态钢-UHPC组合梁线形,并在二者保持不变的基础上,分别对采用、未采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁成桥及运营状态下的弯矩、梁底应力、UHPC桥面板顶(底)缘应力进行对比分析。结果表明:相比于未采用支点位移法,采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁斜拉桥可减小或者消除辅助墩处组合梁的负弯矩,显著增加辅助墩处负弯矩区UHPC桥面板的压应力储备,达到施加预应力的效果,显著改善了负弯矩区钢-UHPC组合梁的力学性能,应用效果良好。

公铁平层斜拉桥钢箱梁双悬臂施工控制技术

宜宾临港长江大桥主桥为(72.5+203+522+203+72.5)m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,公铁平层,3号塔两侧钢箱梁采用双悬臂施工,4号塔边跨侧钢箱梁采用顶推施工,中跨侧钢箱梁采用单悬臂施工。基于无应力状态法控制理论,采用SCDS软件建立主桥有限元模型进行施工控制计算。主梁双悬臂拼装时利用边、中跨侧桥面吊机对称同步起吊待安装梁段并调整其空间位置,采用相邻梁段相对高程控制法进行精匹配;斜拉索索力以无应力索长张拉进行控制;中跨侧悬臂端临时辅助压重措施,完成钢箱梁跨越式过辅助墩和顶升式上过渡墩的施工。该施工控制技术确保了钢箱梁双悬臂施工和边跨2次上墩顺利完成,保证了塔梁临时竖向锚固束受力合理,桥梁结构受力和塔偏未超限,结构线形和索力偏差满足要求。

钢轨蠕变伸长与无缝线路锁定轨温下降的分析

根据现场实测的钢轨长度 ,对钢轨的蠕变伸长进行了分析。得出新钢轨上道后的不同时期 ,其蠕变伸长速率是不同的。新钢轨上道后的前期 ,蠕变伸长速率较大 ,以后逐步降低。钢轨的蠕变伸长可使无缝线路的锁定轨温下降 ,最大下降值可达 1 5℃左右。建议在新钢轨上道后的半年内 ,对钢轨进行应力放散 ,以保持无缝线路的稳定性。

分段抛物线求解缆索线形的直接方法

假设悬索桥主缆在相邻两吊杆之间的缆索段自重沿桥跨径方向均匀分布,均布荷载集度与该段索长度有关,则每段索可假设为满足抛物线方程.忽略缆索抗弯性能,各缆索段端点处水平力相等,索拉力沿索端点处切线方向.根据节点力平衡,并考虑到位移条件,得到以各段端点高差及水平力为未知量的耦合方程组.通过解算方程组并修正矩阵参数直接得到主缆线形坐标及水平力,进一步对各段抛物线积分得到主缆的有应力和无应力长度.该方法不需要迭代,因此计算速度快.算例结果表明该方法计算精度很高,可以用于悬索桥设计与施工计算.

体外预应力加固T梁及相关优化研究

在分析T梁体外预应力加固力学特性的基础上,探讨了体外预应力钢索自由长度控制,提出减震器布置的钢索建议长度。详细阐述了新型箱式锚板锚固系统和改进型转向器的构造设计。开展了简支T梁桥体外预应力加固设计工程实践,并进行加固前后的受力性能对比分析。

关于普朗特混合长度理论的分析

应用分子运动理论,证明普朗特混合长度理论的立论根据是错误的,造成混合长度定义的前后矛盾,最终定义(微团的坐标)与当初假设(微团脉动的振幅)之间,其物理涵义互不相关,严重违反了相似原理,是一种主观杜撰出来的理论。导出来的公式又未能正确修改,存在着结构性的错误。同时列举了有代表性的例子,详细分析了混合长度理论的具体错误。最后得出结论:该理论从立论到得出对数率都是错误的,在科学上没有意义。

无应力长度控制法在梁拱组合桥调索中的应用

在实际工程施工中,梁拱组合体系桥常需要进行二次调索。将无应力长度控制法应用于(55+230+55)m某大跨梁拱组合体系桥的二次调索过程,提出了计算索力增量的k值迭代法,并与差值迭代法进行比较分析,结果表明,该方法目标明确、迭代次数少、计算精度高、方便施工,在工程应用中取得较好的效果。

两端销接式吊索索长控制技术

五峰山长江大桥为主跨1092 m的钢桁梁公铁两用悬索桥,主缆每个吊点设置2根两端销接式吊索,规格均为PESC5-337,全桥共计312根。针对该桥吊索索长的高精度要求,在吊索预制过程中,采用了一次无应力测量加一次恒载力测量的索长控制技术。通过制作试验索测定吊索性能参数;采用基线台座法进行无应力索长测量下料,减少索长测量及切割下料工序次数;采用测力仪间隔布置串联连接进行吊索恒载力索长测量,在采用全站仪测量得到索长的基础上,经过温度修正、垂度修正、力差弹性修正校核两端销接式吊索索长精度。按照该吊索索长控制技术,顺利完成全桥吊索的制作,吊索索长精度满足设计要求。

主塔参数对双塔单跨悬索桥线形影响分析

为准确把握地锚式悬索桥在施工阶段和运营阶段结构线形的变化,以某大跨悬索桥为例,采用有限元方法建立了跨度为166m+628m+166m、加劲梁为单跨简支结构体系的双塔单跨悬索桥全桥三维仿真计算模型。选取主塔刚度、主塔高度及主塔纵向偏位三个参数为研究对象,通过改变选取参数的大小,研究参数改变对主缆无应力长度及主缆线形的影响,确定了能显著影响结构受力状态的参数,为今后同类桥梁的施工及本桥后期的监测养护提供参考。

拱肋限位缆风索参数分析

针对缆风索在施工过程中下料长度不精确和空间坐标定位难等问题,提出拱肋在缆风索和风荷载作用下的简化模型,利用力法求出缆风索沿拱肋横桥向的水平分力。依据抛物线理论和悬链线理论,推导出空间缆风索弧长与任意地锚位置间的关系。利用胡克定理,求解出弹性伸长量的两种理论值,再通过弧长和伸长量之间关系求解无应力索长。以缆风索弧长最小化为目标函数,建立地锚位置的优化模型,并将所得结果与有限元软件ANSYS结果进行对比。研究结果表明:采用悬链线理论计算的弧长和无应力索长与有限元计算值更接近。该方法精度更高,计算也更简便,能更精准确定缆风索空间坐标。该研究可为实际工程在缆风索计算过程中提供参考,并指导施工。

Brnemark种植固定义齿游离臂长度对应力分布影响的三维有限元分析

目的 :研究Branemark种植体在金属桥架固定全口义齿修复中游离臂长度对应力传导的影响。方法 :以一个实际病例 ,应用三维有限元法 ,对10mm、15mm、20mm三种不同长度的游离臂 ,在垂直和侧向不同载荷受力时 ,对种植体骨界面的应力分布进行分析。结果 :(1)Branemark种植固定义齿远中游离臂末端种植体皮质骨界面的应力值最大。(2)垂直和侧向加载时 ,随着游离臂长度的增加 ,种植体皮质骨界面的应力相应增加。结论 :远中游离臂过长不利于种植体及其骨界面的应力均匀分布 ,游离臂长度以不超过10mm为安全。

考虑尺度依赖的平面正交各向异性功能梯度微梁的自由振动分析

基于一种新修正偶应力理论建立了微尺度平面正交各向异性功能梯度梁的自由振动模型。模型中包含两个材料尺度参数,能够分别描述两个正交方向上不同程度的尺度效应。当梁的几何尺寸远大于材料尺度参数时,本文模型亦可自动退化为相应的传统宏观模型。基于哈密顿原理推导了运动控制方程并以简支梁的自由振动为例分析了几何尺寸、功能梯度变化指数等对尺度效应产生的影响。算例结果表明:采用本文模型所预测的梁自振频率总是大于传统理论的结果,即捕捉到了尺度效应。尺度效应会随着梁几何尺寸的增大而逐渐减弱并在几何尺寸远大于尺度参数时消失;高阶自振频率所体现出的尺度效应较低阶自振频率更加明显。此外,功能梯度变化指数对尺度效应也有一定的影响。

基于各向异性修正偶应力理论的Reddy型层合板的自由振动

论文基于各向异性修正偶应力理论建立了只含一个尺度参数的Reddy型复合材料层合板的自由振动模型.同见诸于文献的细观尺度Kirchhoff薄板偶应力模型相比,论文提出的新模型能够更精确的预测细观尺度下的中、厚层合板的自振频率.基于Hamilton原理推导了细观尺度下Reddy型复合材料层合板的运动微分方程以及边界条件,并以正交铺设的四边简支复合材料层合方板为例进行了解析求解,分析了尺度参数对自振频率的影响并对比了Kirchhoff、Mindlin和Reddy等三种板模型计算结果的异同.算例结果表明论文所给出的模型能够捕捉到复合材料层合板自由振动问题的尺度效应.另外,在细观尺度下Kirchhoff板模型所预测的自振频率相对于Mindlin板模型和Reddy板模型总是过高,且越接近厚板三者的差别就越大,这与经典理论中三种板模型的对比情况是一致的.

基于新修正偶应力理论的Mindlin层合板自由振动分析

该文基于各向异性修正偶应力理论建立一个Mindlin层合板（跨厚比10-20的中厚板）自由振动模型。该理论偶应力曲率张量不对称,但偶应力弯矩对称。利用Hamilton原理推导振动微分方程和边界条件。新模型可退化为修正偶应力层合薄板振动模型和经典Mindlin层合板振动模型。以正交铺设简支方板为例计算了偶应力模型的自振频率,分析偶应力Mindlin层合板的自由振动尺度效应。算例表明,该文建立的新修正偶应力层合板模型能够用于分析细观尺度下Mindlin层合板的自由振动及尺度效应。