基于零位移与无应力状态控制的斜拉扣挂施工扣索力确定方法

大跨度拱桥常采用斜拉扣挂法开展拱肋施工,但在节段拼装过程中扣索索力和拱肋空间位形之间互相影响,索力优化计算以及扣索状态控制问题复杂。提出改进零位移法结合无应力状态控制法的复合扣索力计算方法:基于改进型零位移法快速得到满足成拱线形要求的扣索力大小,基于成拱索力采用无应力状态法反推各施工阶段扣索索力。该复合方法可避免传统零位移法扣索力不准和反复迭代计算的缺陷,施工中扣索可实现一次张拉,后续节段拼装中无需对扣索进行索力调整。以某跨径430 m大跨度钢管混凝土拱桥缆扣合一施工为工程应用背景,采用的零位移法结合无应力状态法对大跨度非对称式钢结构拱肋进行斜拉扣挂拼装的扣索力求解和施工模拟。分析拼装过程中扣索力变化规律,并对比验证实际线形与目标线形偏差,以及拱肋应力与设计应力之间偏差程度。结果表明,所提出的复合算法理论简单且索力求解计算便捷。所求的扣索力可有效保证拱肋拼装完成及松索后拱肋线形和受力均满足要求。

无应力状态法在半穿式连续钢桁架桥设计和施工中的应用

盐城市盐渎路大桥主桥是超大宽度的半穿式连续钢桁架结构,受力复杂,构件繁多,该桥在设计和施工中运用无应力状态法,成桥后获得了与设计目标相一致的内力和线形。文章首先介绍了桥梁概况,然后概述了无应力状态法,在此基础上进行了桥梁无应力构形的确定,最后提出了桥梁施工方法,以供参考。

钢管混凝土拱桥斜拉扣挂施工的无应力状态控制法

【目的】避免钢管混凝土拱桥施工过程温度、临时荷载等因素变化对索力的影响,实现大跨拱桥拱肋斜拉扣挂节段拼装施工的精准高效调控。【方法】提出以扣索无应力长度代替索力调整拱桥过程状态的控制方法,推导考虑垂度效应和扣塔偏位的扣索无应力长度计算公式,研究索力增量与扣索无应力长度变化的关系。【结果】工程算例结果表明,基于无应力状态法的索力最大误差为5%左右,高程最大偏差3.7cm,计算精度满足要求,实现了精准高效的施工调控。【结论】该方法可消除温度和临时荷载变化对索力的影响,减小施工中间状态的计算工作量,可为大跨度钢管混凝土拱肋节段拼装提供技术支持。

基于无应力状态法的混合梁斜拉桥施工控制

为明确无应力状态法在斜拉桥施工控制中的应用要点,以某宽幅混合梁单索面独塔斜拉桥为例,应用MIDAS/Civil软件构建钢箱梁空间有限元模型,对典型工况箱梁应力及位移展开模拟分析。结果表明,通过模拟仿真各施工阶段结构受力情况及结构理想状态,可为设计及施工误差预测、施工控制决策、施工过程中关键参数的识别提供依据。

无应力状态法在斜拉桥施工控制中的应用

为了解无应力状态法在预应力混凝土斜拉桥施工控制中的应用效果,以具体桥梁工程为例,首先阐述了该方法的施工工艺及施工步骤;然后应用MIDAS/Civil软件构建该斜拉桥全桥分析模型,通过零位移法确定该斜拉桥成桥状态,并对合理成桥状态下斜拉索无应力长度及索力取值进行模拟分析。最后,通过敏感性分析找出无应力状态法控制期间对混凝土斜拉桥成桥状态及施工安全影响较大的因素,确保了施工控制的顺利进行及结构安全。

基于无应力状态法的斜拉桥施工控制仿真分析方法

以一座主跨442 m的大跨度钢混叠合梁斜拉桥为工程背景,文章利用Midas Civil建立该桥的三维空间有限元模型,研究无应力状态法在斜拉桥施工控制仿真分析中的可行性。首先,基于无应力状态法建立施工状态与成桥状态之间的联系;其次,以成桥状态下拉索对应的无应力长度做施工阶段正装,分析消除非线性等因素产生的影响。经过数次迭代分析,可使成桥索力与目标索力闭合,同时主梁弯矩趋向目标弯矩。施工完成后的监测数据表明,无应力状态法能较好地模拟该斜拉桥的施工过程,验证了利用无应力状态法进行斜拉桥施工控制仿真分析的可靠性和便捷性,为类似斜拉桥的施工控制仿真分析提供参考。

基于无应力状态法的系杆拱桥施工控制研究

为解决系杆拱桥在钢拱肋和钢梁拼装过程中线形的确定和控制等问题,通过基于无应力状态法的系杆拱桥施工控制方法,利用系杆拱桥构件单元的无应力长度和无应力曲率,建立了拱桥施工中间过程与最终成桥状态之间的联系,避免了系杆拱桥成桥后繁琐的调索步骤,并以某在建系杆拱桥为例,采用MIDAS Civil有限元软件建立全桥数值模型,对该桥施工过程进行模拟。结果表明:基于无应力状态法的系杆拱桥线形及索力控制方法计算准确,可行性好,实测拱肋、钢主梁线形偏差以及吊杆索力偏差均满足规范要求,同时可节省工期。

基于体内力无应力状态法的斜拉桥施工阶段调索计算分析

由于施工阶段体系和成桥体系不同,优化确定斜拉桥成桥目标索力后,需要采用科学合理的算法确定施工阶段的张拉索力,以保证施工阶段和成桥状态索力的闭合。对基于体内力无应力状态法进行斜拉桥施工阶段调索的计算原理和计算方法进行阐述,包括施工阶段无应力索长相关的伸长量和索力计算、按接续累计位移激活单元的方法计算实际累计位移、用支座变形前激活保证永久支承和成桥状态一致、施加临时荷载保证曲率连续、利用体外力和体内力转换调索工具进行收缩徐变迭代,以及不需采用双单元的二次张拉计算等关键技术。用该方法开发的软件进行工程算例分析表明,用基于体内力的无应力状态法进行施工阶段调索,成桥状态和目标状态能够闭合,具有不用进行倒拆、只需进行正装和不用钝化拉索单元的优点,为无应力状态法进行斜拉桥施工阶段调索提供了一种新方法。

基于无应力状态法的钢管混凝土拱桥施工线形和扣索索力计算

为保证主拱圈在规定时间内合龙,采用无应力状态法对拱圈施工过程中的线形进行计算,提出一种基于影响矩阵的索力计算和优化方法,实现扣索的一次张拉即可满足施工和设计要求,并以一座钢管混凝土拱桥为例,应用该方法对主拱圈的安装进行线形和索力控制。合龙后主拱圈的成拱线形和索力实测值与理论值吻合,验证了该方法能够精确控制成拱线形。

悬索桥的无应力状态控制法

悬索桥施工过程中的计算呈现出大位移非线性特征,成桥状态取决于各构件的初始无应力状态、荷载大小以及边界约束条件。当不考虑材料随时间变化与加载过程相互影响时,可以采用无应力状态控制法进行计算。然而,在非线性求解的过程中,由于增量步的选取不同,可能导致结果收敛于不同的平衡状态。因此,引入了结构受力后拓扑不变性条件,将无应力状态控制法推广到适用于非线性非常显著的悬索桥的先缆后梁吊装施工和先梁后缆张拉施工控制过程的计算中,并证明了成桥状态仅与主梁的无应力线形和缆索的无应力长度有关,与吊装和张拉的先后顺序无关。通过实际桥梁的施工控制过程验证了无应力状态控制法的可操作性、高效性和高精度。

差值正装迭代法和无应力状态法确定混凝土斜拉桥施工索力

在混凝土斜拉索的施工过程中,为了实现设计成桥状态目标,需要对施工中的拉索索力进行计算分析。以某(115+115)m独塔双索面混凝土斜拉桥为工程背景,对无应力状态法和差值正装迭代法的适用性和可操作性进行对比分析。结果表明:差值正装迭代法和无应力状态法均可快速地计算施工索力,基本上只需迭代2~3次即可收敛,简便实用。无应力状态法的收敛速度快且迭代的目标明确,经过多次迭代后便可获得满意的施工初张索力;差值正装迭代法经过若干次迭代后,成桥索力与目标索力偏差有可能会发散,需要继续迭代并重新收敛。

基于无应力状态法的悬臂施工桥梁远端控制技术

济宁市京杭运河新建辅道桥主桥采用连续梁桥悬臂拼装施工,施工控制是分阶段成形桥梁施工控制的重点和难点,钢梁线形控制精度要求高,在现场拼装时需要保证成桥平面与竖曲线线形,控制难度大。文章分析了传统施工控制方法的不足与无应力状态法的应用原理。采用桥梁专用有限元软件Midas Civil进行施工前有限元仿真计算。基于无应力状态法理论提出了通过远端调节方法实现悬臂拼装快速合拢的方法,降低施工控制难度,加快进度提高效率。

基于无应力状态法的大跨钢管混凝土拱桥拱肋线形控制方法

钢管混凝土拱桥采用无支架缆索吊装斜拉扣挂法施工时,拱肋各节段的尾索、扣索索力和预抬高值是其成拱线形的关键影响因素,也是各节段精准定位的重要指标。针对实际工程在拱肋节段空间定位时可能存在的问题,提出动态修正节段控制点位置的拱肋节段定位方法,避免施工中不确定性因素对成拱线形造成偏差,使拱圈线形光滑平顺;针对目前计算方法的局限性,提出基于影响矩阵快速计算节段索力及预抬高值的方法,利用无应力状态法进行施工控制,实现成拱线形逼近目标线形;以车辋大桥为工程背景,利用MIDAS Civil有限元软件对该桥拱肋安装过程进行仿真模拟。结果表明:拱肋线形控制方法、索力及预抬值计算方法可行,且计算精度较高,实测拱肋线形和拱轴线偏位均满足规范要求。

无应力状态法在钢绞线斜拉索施工中的应用

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,提出采用无应力状态法理论确定单根斜拉索中每根钢绞线挂设初张力的方法。基于无应力状态法理论与悬链线索元理论建立斜拉索无应力索长与张拉力的关系式,以各次钢绞线挂设完成为平衡状态进行力学分析,建立求解单根钢绞线张拉力的非线性方程组,采用MATLAB编程,运用最速下降法迭代得到非线性方程组的数值解。以武汉某大桥正桥为例,对其中跨22号斜拉索中单根钢绞线张拉力进行求解,结果表明所推导的方法是准确和有效的。

基于无应力状态法的悬臂拼装斜拉桥的线形控制

针对悬臂拼装斜拉桥的线形控制问题,以穗盐路斜拉桥为背景,提出基于无应力状态法理论以钢箱梁制造线形为目标,进行主梁线形控制的方法。该桥为对称独塔双索面塔梁固结体系,采用MIDAS Civil建立桥梁有限元模型,分析钢箱梁在不同施工临时荷载作用下的制造线形和安装线形。分析结果表明,该桥安装线形随施工临时荷载的不同而改变,制造线形是结构的稳定量,只要保证梁段的无应力状态量一定,则无应力线形是惟一的;实桥安装时按制造线形夹角进行安装,无论施工过程如何改变,最终成桥阶段的内力和位移与理想目标状态一致。

拱桥缆索吊装施工的无应力状态控制法

缆索吊装是国内外拱桥施工常用的一种方法。该文针对缆索吊装施工过程中传统方法的不足,将无应力状态控制法引入到拱桥缆索吊装中,推导了考虑温度影响的缆索无应力长度计算公式。基于拱桥缆索吊装与斜拉桥施工的差异,为减少吊装测量和缆索初始无应力长度的误差,提出了有应力长度测量的新方法,采用先确定缆索有应力长度再计算初始无应力长度进行施工控制。工程算例表明:该方法与合龙的设计结果误差在规定范围内,消除了温度对缆索的影响,且方便施工控制、减少施工中间阶段的计算。

基于无应力状态法的零杆虚位移修正

分析了大跨径斜拉桥施工控制和结构分析中零杆虚位移的成因及其导致的计算误差,提出了基于无应力状态法理论的误差修正方法。通过算例验证,表明该方法是有效的,对于桥梁的有限元误差分析具有一定参考价值。

基于无应力状态法的高墩大跨连续刚构桥合龙方案研究

以某5跨高墩连续刚构桥为工程背景,计算分析了不同合龙次序对桥梁结构位移和应力的影响。并基于无应力状态法施工控制理论,从本质上阐明了合龙次序对成桥状态的影响机制,提出了该桥的最佳合龙方案。

斜拉桥安装无应力状态控制法

针对斜拉桥的结构特点和施工安装阶段主要面临的问题,以结构单元的无应力状态量作为控制主线,对成桥目标进行自动逼近,实现安装阶段多工序同步作业。模型试验和数座大跨度斜拉桥的施工实践证明了该方法的有效性和可靠性。

基于无应力状态控制法的斜拉桥安装计算方法研究

根据无应力状态控制法的基本理论,以某斜拉桥为例,由成桥最终状态求解施工中间状态,并计算出合理成桥状态的斜拉索无应力长度,以无应力索长作为控制量进行施工正装计算,对比合理成桥状态和施工正装最终状态。结果表明:无应力状态控制法应用于斜拉桥的正装计算结果精确,能确保合理成桥目标状态的实现。