基于影响矩阵的钢管混凝土系杆拱桥成桥吊杆内力的优化

钢管混凝土系杆拱桥以其突出的优点在中国公路桥梁建设中占有重要地位。对目前钢管混凝土系杆拱桥成桥状态吊杆内力的优化方法进行了回顾,并提出了基于影响矩阵的双重优化法,首先以结构弯曲应变能最小为目标进行优化,然后以吊杆内力方差最小(即吊杆内力均匀)为目标进行优化,最终得到满足要求的成桥状态吊杆内力。该方法力学概念明确,思路清晰,计算方便,成功地应用在苏南地区某下承式钢管混凝土系杆拱桥中,并取得了良好的效果。

某梁拱组合体系吊杆内力变化实测与分析

某梁拱组合桥在开通运营的3年时间内即发现吊杆索力偏离设计索力较大,且主梁不同部位伴有裂纹产生的现象。在桥梁现状检查和分析的基础上,结合第三方数次对桥梁进行检查测试的情况,对吊杆内力及其时程变化进行理论分析,并与实测吊杆内力进行比较,进而对类似桥梁的分段施工和运营维护提出合理的参考建议。

梁拱组合式桥梁吊杆内力的优化分析

通过对梁拱组合式桥梁成桥状态目标的优化分析,可以得到不同施工阶段合理的吊杆内力。结合嘉兴市迎宾大桥主跨工程实践中施工控制分析,介绍了成桥状态的最优化原理及施工优化分析方法,为同类桥梁的设计和施工提供了参考。

基于能量法的系杆拱桥最优吊杆内力的确定

以极小化拱肋和系梁的应变能为目标,研究了确定吊杆合理内力的三种方法:其一是基于无约束最小应变能原理的"刚性吊杆法";其二是基于无约束最小弯曲应变能原理的"无限轴向刚度法";第三种方法是形成一个二次规划问题,以离散化结构的最小弯曲应变能为目标函数,以某些位置的弯矩、位移或吊杆内力等作为约束条件。在具体求解方法上,指出"刚性吊杆法"和"无限轴向刚度法"可以通过对某些截面赋大值的方法实现,同时也讨论了"二次规划法"的目标函数和约束条件的构建和求解方法。最后,结合实例讨论了这三种方法的应用情况,显示其具有很好的工程应用价值。

基于振动频率法的吊杆内力识别研究

基于振动频率法,利用无量纲参数并引入等效长度的概念,将固-固和固-铰的边界条件等效为两端铰接,通过迭代计算建立了无量纲参数与等效长度的关系曲线,使两端铰接边界条件下的短吊杆振动控制方程普遍适用。此方法将超越方程简化为一个拟合方程,简化了计算并提高了识别精度。最后通过数值计算验证了方法的适用范围与识别精度,并通过工程实例验证了其准确性。

系杆拱桥吊杆一次张拉方案的优化设计

通过对系杆拱桥吊杆张拉施工过程中吊杆内力相互影响的研究 ,发现不同的张拉方案对吊杆实际内力的影响是不同的 ,若选取不当 ,施工过程中的实际吊杆内力甚至会达到设计值的5倍～ 7倍。通过一定的理论分析 ,编写结构计算程序 。

梁拱组合桥柔性吊杆张拉力的确定及分析

对梁拱组合桥柔性吊杆在成桥状态下的内力进行分析研究。分别以位移、弯矩及整体受力状态为控制目标来确定成桥时吊杆内力。同时对这几种方法所确定的吊杆内力进行比较 ,选择一种合理的方法 ,为今后同类桥梁的推广应用提供设计、施工分析等方面的参考。

确定刚架系杆拱桥合理成桥状态和成桥吊杆力的方法探讨

对刚架系杆拱桥的合理成桥状态和成桥的吊杆内力进行研究。同时考虑了整体结构、系杆和预应力钢筋的作用,分别以位移、弯矩和整体受力状态为控制目标来确定合理的成桥状态和成桥时吊杆内力。同时对这几种方法确定的合理成桥状态和成桥时吊杆内力进行比较,选择一种合理的方法,为今后同类桥梁提供设计、施工控制分析等方面提供参考。

确定刚架系杆拱桥合理吊杆力及成桥状态的分步算法探讨

对刚架系杆拱桥而言,合理确定成桥状态下的吊杆力是一项十分重要而繁杂的工作。结合永修刚架系杆拱桥,引用斜拉桥合理成桥状态计算中的方法,提出刚架系杆拱桥的综合应力平衡法、二次规划法、弯曲能量法的分步算法来确定其合理成桥状态。分两步来确定合理成桥状态:先确定主梁的合理受力状态;然后再根据合理成桥状态的要求确定全桥的恒载状态,该方法简单、有效。

辅助吊杆加固三拱肋钢管混凝土系杆拱施工监控研究

受损三拱肋中承式钢管混凝土系杆拱桥在加固过程中采用辅助吊杆内力和桥面变形双控制原则,对辅助吊杆增设过程进行施工监控。根据实测值修正有限元计算模型,确保结构在各种工况下以及成桥后,内力和变形均处于合理状态,满足规范要求。研究结果表明：完成全部辅助吊杆张拉后,桥面各测点实测累计变形控制在允许范围内,最大未超过6 mm;吊杆内力实测值和理论计算值较吻合,差值绝大多数在-10~30 k N,加固完成后吊杆内力和桥面线形均达到了设计目标。

某自锚式悬索桥吊杆施工关键技术

自锚式悬索桥是一种结构体系封闭的超静定结构,控制吊杆张拉力是实现合理成桥状态的一项重要措施。文章结合一座自锚式悬索桥吊杆张拉施工,分析了合理成桥状态下的吊杆内力,模拟并确定了吊杆的分次张拉施工过程,在索夹预偏计算中考虑了主缆的几何非线性影响,提出用油顶逐一试张拉的方式检测各吊杆内力。实践表明,文章所提出的吊杆施工技术可保证主梁和主塔受力合理。

更换吊杆后系杆拱桥受力状况评测

近20年来系杆拱桥在我国得到迅速发展,已经成为一种主要的桥型。随着使用期限的增长及近年交通量的增加,部分此类桥梁出现吊杆锚头锈蚀、吊杆钢丝锈蚀等病害。由于养护、检查不到位,导致因吊杆破坏而引起桥梁事故不断见诸报道。对更换吊杆后的某桥进行建模分析,并进行试验测试,将计算结果与试验结果进行对比后,结果表明新吊杆受力合理,应力应变处于弹性范围内,结构整体刚度符合理论值。

确定系杆拱桥成桥吊杆索力及施工张拉力的方法研究

对具有刚性梁刚性拱的系杆拱桥,可通过确定成桥状态的合理吊杆内力及张拉方案使结构处于理想的受力状态。因此,该文首先分别以拱肋和系梁的最小应变能与最小弯曲应变能为目标函数,研究了确定合理吊杆内力的方法;然后以合理吊杆内力为目标函数,研究了确定合理吊杆施工张拉力的方法,即基于影响矩阵的方法。通过算例证明,上述方法计算方便,所得结果满足要求。

基于等弯矩原理的梁拱组合桥吊杆力确定方法

通常用于确定吊杆内力的方法有恒载平衡法、柔度矩阵法和最小弯曲应变能法,但这三种方法常用于简支系杆拱桥。对于连续梁拱组合桥,吊杆力设置不合理会使结构产生较大弯矩,造成材料虚耗。文章提出了通过控制梁各跨最大弯矩绝对值相等的多跨梁等弯矩法,以此来确定梁拱组合桥的吊杆力。计算表明,多跨梁等弯矩法确定的吊杆内力使主梁弯矩更均衡,可实现结构内力的合理分配,具有很好的工程应用价值。

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。

外倾式非对称曲线拱桥力学特性分析

针对一座外倾式非对称钢箱拱桥,通过利用桥梁结构专业软件Midas/civil建立其空间杆系有限元模型进行整体受力性能分析,探讨主要受力结构拱肋、吊杆以及钢箱主梁的力学特点;并通过外倾角的改变研究分析了吊杆内力随拱肋外倾角改变的变化规律,对于完善该类异型拱桥的设计理论、工程施工,确保结构安全、设计合理等方面都有一定的参考价值。

系杆钢管拱桥桥面维修加固施工过程有限元分析

天津开发区彩虹大桥于1998年建成通车,主桥采用拱脚与桥墩完全分离的简支下承式柔性系杆刚性拱的结构形式,计算跨度160 m,为当时此种结构国内最大跨度。由于长期通行远超设计荷载的超重车辆,对彩虹大桥安全造成了严重危害,2010年6月主桥汉沽至塘沽方向车行道上的一片纵梁发生破坏。经过对桥梁维修加固方案进行论证比选,拟将行车道钢筋混凝土纵梁全部更换为结合梁。对行车道纵梁更换全过程中的控制工况做了有限元模拟分析,对桥梁施工及监测具有重要的指导作用。

128m提篮式系杆拱桥施工监控技术

对京沪高速铁路128 m跨下承式系杆拱桥的施工监控内容进行了阐述,介绍了具体的监控方法,监测表明系梁、拱肋应力、吊杆内力以及各个工况中拱肋与系梁的变形实测结果与理论计算值基本相符。128m提篮式系杆拱桥的线形以及应力控制是比较成功的,可为同类桥梁的施工监控提供参考。

前湖钢管拱桥系杆张拉技术

系杆在整个梁拱组合体系中起着传递构件荷载作用,是该型结构的关键,《公路桥涵施工技术规范》就中、下承式拱桥吊杆安装质量提出了检测标准,《公路施工手册—桥涵》只对钢管拱的拱肋加工制作、拱肋安装和混凝土灌注技术作了祥细规定和系统介绍,这方面论著也较多,但对系杆张拉如何控制和实际吊杆力检测没有形成标准,因此,结合前湖钢管拱桥实际施工,系统论述了吊杆内力、系杆张拉控制力和伸长量的实际算法和吊杆索力的检测技术。

吊杆断裂对系杆拱桥力学性能的影响

为研究吊杆断裂对系杆拱桥力学性能的影响,以某钢管混凝土系杆拱桥为研究对象。首先建立其有限元模型,采用正装迭代和倒拆相结合的方法计算其成桥索力,后与设计成桥索力相比较,验证了有限元模型的正确性。然后分析了吊杆断裂的数量及断裂位置对主梁线形、剩余吊杆内力及拱肋应力的变化规律。其结果表明,任意吊杆断裂,主梁线形变化值在断裂位置出现下挠峰值,且随着断裂位置往跨中偏移,该峰值不断增大,最大增加了7.18%。吊杆断裂只会引起同侧附近相邻吊杆的内力变化,对其余吊杆内力变化影响不大;其中跨中截面和L/4截面的吊杆对主梁线形和吊杆内力影响较大。双吊杆断裂之后,主梁线形和吊杆内力的变化值可近似认为单吊杆断裂时产生的变化值之和。且吊杆对称断裂时,主梁线形变化值和吊杆内力出现对称分布。吊杆断裂之后,拱肋最大值应力较完好时增加了24.8%。