基于未知荷载系数法的斜拉桥索力优化

结合工程实例,采用未知荷载系数法对斜拉桥进行索力优化分析。借助有限元软件midas Civil计算斜拉桥的最优索力,将优化后的索力与设计索力进行对比,并验算成桥状态下该斜拉桥是否符合规范要求。结果表明,未知荷载系数法在斜拉桥成桥索力优化中效果良好,能够满足规范要求。

基于未知荷载系数法的斜拉桥索力计算与优化

针对斜拉桥设计时索力计算的复杂性、低效性,采用未知荷载系数法、影响矩阵法对拉索进行了优化设计,

未知荷载系数法在钢箱拱桥缆索吊装中的应用

大跨度钢箱拱桥常采用缆索吊装工艺,施工安装节段多,只有进行详细的施工过程仿真分析,才能使结构线形和受力状态满足设计和规范要求。文章阐述了钢箱拱桥吊装施工过程变形调整方法、扣索力确定原则以及施工中的注意事项,并以梧州市西江四桥为例,采用有限元分析软件Midas Civil进行施工过程模拟分析,利用未知荷载系数法进行索力的优化调整,所得结果与实测结果基本一致。该方法可以得到令人较为满意的设计线形,可广泛应用于类似工程。

多桅杆大跨斜拉结构的拉索设计方法

近10年来多桅杆大跨斜拉结构作为一种典型的半刚性结构体系应用日益广泛,作为关键构件的拉索体系提供了钢结构屋盖的主要竖向刚度,因此拉索的合理设计直接关系到整个结构体系的安全可靠性。首先把基于MIDAS未知荷载系数法引入结构设计,快速确定了初步索力值,并给出了考虑荷载长、短期效应及拉索动力性能的多桅杆斜拉结构索力控制的原则,通过进一步优化计算最终确定了合理的索力值,然后结合本文给出的设计公式,确定了拉索的规格,提出的拉索设计方法在洛阳体育场钢结构设计中得到成功应用,可为类似工程提供有益的参考。

浅谈独塔斜拉桥在MIDAS中索力调整方法

依据现行设计规范《公路桥梁设计通用规范JTJD60-2015》和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJD62-2004》,利用桥梁专业软件MidasCivil建立了简化模型,利用未知荷载系数法对成桥阶段的索力进行调整,并利用正装分析和斜拉桥未闭合配合力功能得到各施工阶段的索力值。

矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化分析

以广东南澳大桥为背景,考虑结构自重、二期恒载以及预应力作用,对其成桥索力进行优化设计,将得到的成桥索力施加于结构上,施加活载作用,研究此时结构线形和内力,并综合考虑恒载及活载效应,对成桥索力进行整体优化。

上承式异型拱桥的设计

异型拱具有较好的美学特征,常见于景观桥的选型。现有的异型拱桥多为下承式系杆拱,缺乏上承式异型拱桥的应用案例。首先通过两个算例研究了上承式异型拱桥主拱圈受力优化的两种方法:一是改变拱轴线线型;二是采用未知荷载系数法改变拱上荷载分布。文中算例表明,两种优化方法均可用于上承式异型拱桥主拱圈弯矩的优化,且优化效果显著。最后,用某上承式异型拱桥的设计实例介绍了异型拱桥的总体设计思路,为该类桥梁的设计提供了参考。

中承式钢管混凝土拱桥加固处治关键技术研究

以中承式钢管混凝土拱桥加固处治项目为工程背景,首先给出采用机械切割结合斜拉扣挂缆索吊装法拆除钢管混凝土拱桥的控制原则,在此原则下采用未知荷载系数法确定该桥扣索力。分析表明,在给定扣索力作用下,拱顶截面内力减小幅度在96%以上。根据桥墩结构形式,考虑地形影响,采用现浇钢筋混凝土底板提高原桥扩大基础承载力,满足现行规范要求。针对吊杆局部锚固区域进行细部分析,结果表明主梁及拱肋吊杆锚固区最大Von Mises应力为174.9MPa,满足规范要求。

大跨悬浇钢筋混凝土拱桥施工扣索力优化计算分析

为有效控制钢筋混凝土拱圈在悬臂浇筑过程中出现过大的拉应力,文中以某大跨悬浇钢筋混凝土拱桥为依托,提出一种扣索力优化计算方法。首先,基于“未知荷载系数法”获取拱圈最大悬臂状态扣索力初值;然后,开展正装分析并提取施工过程的索力、应力以及位移影响矩阵,基于优化原理并利用MATLAB软件对扣索力开展进一步优化。最后,分别基于影响线原理和无应力状态法原理确定拱圈合龙前扣索力最优拆除顺序和扣索补张拉值,确保拱圈受力合理、松索成拱后拱圈线形光滑圆顺。算例结果表明,扣索初拉力值较为均匀,所有索力值安全系数均大于2.5;拱圈松索成拱线形合理,未出现“马鞍形”;拱圈施工过程中截面拉应力均小于1.8 MPa,满足设计要求。

大跨度钢管混凝土拱桥施工优化分析

目前,大跨度钢管混凝土拱桥较多采取无支架缆索吊装悬拼法施工,通过将拱肋分段预制再悬臂拼装的方式形成主拱,其最终结构的形成要经过一系列结构体系的变化。在施工时,扣索索力大小直接关系到拱肋成拱线形和最终受力状态,因此索力计算十分重要。在拱肋合龙之后要灌注钢管内混凝土,而灌注顺序对成桥后结构受力及施工中的结构稳定性有较大影响。该文以唐家河大桥为工程背景,采用桥梁结构有限元软件Midas/Civil建立空间有限元模型,基于一次张拉扣索的思想,运用弹性-刚性支撑法和基于影响矩阵的未知荷载系数法对扣索索力进行计算和优化分析,对比合龙线形偏差发现优化算法合龙精度更高。对不同灌注顺序进行对比分析,发现较为合理的灌注顺序为先内侧下弦管,再内侧上弦管,然后外侧下弦管,最后灌注外侧上弦管。

梁拱组合连续刚构桥徐变效应及合龙顶推力分析

为探讨梁拱组合连续刚构桥的徐变效应及合龙顶推力,以某跨径布置为(120+250+120)m的梁拱组合连续刚构桥为工程背景,利用MIDAS//Civil有限元软件对比分析了梁拱组合连续刚构桥和同跨径的连续刚构桥主梁恒载弯矩、应力,徐变次内力和徐变变形的差异,探讨了在不同加载龄期下混凝土的徐变对合龙顶推力大小的影响及梁拱组合连续刚构桥与同跨径连续刚构桥合龙顶推力的差异。研究发现:梁拱组合连续刚构桥中跨主梁上、下缘最大应力差减小是主梁中跨后期徐变变形显著减小的原因,跨中徐变挠度仅为同跨径连续刚构桥的1/20;梁拱组合连续刚构桥支点处徐变次弯矩约为同跨径连续刚构桥的3倍,中跨跨中处为2倍,边跨处差异不大;采用未知荷载系数法求解合龙顶推力是合理的,此梁拱组合连续刚构桥合龙顶推力大小可使用同跨径连续刚构桥的1.5倍,可为类似工程施工提供参考。

大跨径钢筋混凝土拱桥拱肋斜拉扣挂施工扣索索力计算与优化

为研究拱桥斜拉扣挂法扣索索力优化算法,以某主跨195 m钢筋混凝土拱桥为研究对象,运用改进零位移法和弹性-刚性支撑法进行斜拉扣挂法扣索索力计算。对比挑选合理值,再基于Midas软件中的未知荷载系数法对挑选值进行优化计算,结果表明:优化后的扣索索力满足实际施工要求,能确保吊装过程中预制拱肋截面应力不超标,同时合龙成拱线形与一次落架成拱线形基本一致。

郑万高铁奉节梅溪河双线特大桥钢拱肋斜拉扣挂体系设计研究

郑万高铁奉节梅溪河双线特大桥主桥为1~340m劲性骨架钢筋混凝土上承式提篮拱桥,变宽变高钢桁拱肋采用缆索吊斜拉扣挂法安装,依托复杂地形及即有构筑物,合理布置扣挂体系。采用未知荷载系数法计算扣锚索力,结合实际情况调整优化;因地形限制导致锚索不平衡布置,设置侧风缆分阶段反向张拉施加水平力以调节扣塔横向偏移。扣塔位于交界墩顶,柱脚设置反扣滑移结构,有效地避免了引桥连续梁温度伸缩变形对扣塔结构应力的不利影响;塔顶设置张拉锚梁及扣挂分配梁,优化传力路径,实现结构受力自平衡。桩基承台锚碇按悬挑柱+土弹簧模型设计,成功克服了不利地形地质条件的制约。本工程采用扣挂体系设计,实现了技术创新,可供同类工程参考。

大跨度钢管砼拱桥索力计算与优化

以张花(张家界—花垣)高速公路古丈连接线唐家河特大桥为工程背景,采用MIDAS/Civil有限元软件的未知荷载系数法对大跨度上承式钢管砼拱桥扣索索力进行计算和优化,确定其合理的成拱线形和扣索索力,并对计算所得线形和应力进行分析。

预应力效应对无背索斜拉桥索力优化的影响分析

无背索斜拉桥成桥状态结构内力和线形的确定是斜拉桥设计和施工过程中的重要程序,成桥状态的合理性是保障无背索斜拉桥结构安全、适用和经济的重要前提。针对预应力混凝土无背索斜拉桥在考虑和不考虑预应力效应的情况下,采用基于影响矩阵的未知荷载系数法,在对主梁和桥塔特定截面位移约束的条件下,对全桥结构进行索力优化并分析结构受力状态。分析结果表明,预应力效应对无背索斜拉桥索力优化和结构受力有较大影响,在实际无背索斜拉桥结构分析中不能忽略预应力效应对全桥结构索力优化的影响。

多桅杆斜拉结构的索力确定方法

多桅杆斜拉结构属于半刚性结构体系,多桅杆斜拉索预张力体系提供了钢结构屋盖的主要竖向刚度,为斜拉索体系确定合理的预应力值成为整个钢结构设计中最为关键的问题之一,把基于MIDAS未知荷载系数法引入结构设计,快速确定了初步索力值,并给出了考虑荷载长、短期效应及拉索动力性能的多桅杆斜拉结构索力控制的原则和设计公式,通过进一步优化计算最终确定了合理的索力值,该方法成功应用于洛阳体育场钢结构设计中,可为类似工程提供有益的参考。

月牙形主塔斜拉桥内侧拉索的力学性能研究

异形主塔斜拉桥因其造型新颖美观,在市政桥梁中得到了推广应用。为了研究月牙形主塔斜拉桥的内侧拉索对结构力学性能的影响,采用有限元分析软件Midas/Civil建立了有限元计算模型,分别考虑受力索位置、内索造型、拉索的垂度效应以及内索索力优化,计算6种不同的内侧拉索布置方案对斜拉桥主梁、主塔、拉索的影响,对比分析影响结构受力性能的主要因素及原因。研究结果表明,受力内索通过提供水平拉力平衡月牙形主塔的外侧索拉力,采用水平力等效方法调整受力索位置对结构受力影响很小;受力内索水平方向的夹角小于常规斜拉索,考虑垂度效应对主梁受力有一定影响;通过"未知荷载系数法"控制主塔最大纵向位移对斜拉索索力进行优化,可大大改善主塔和主梁的受力性能。月牙形主塔斜拉桥内索索力大小对结构性能影响较大,通过优化调整内索索力值可以方便地优化调整结构受力性能。

某高速公路下承式钢箱系杆拱桥结构设计与分析

基于有限元软件参数分析,确定了某145m跨径高速公路下承式钢箱系杆拱桥较为合适的矢跨比和拱轴线。通过提取杆件弯矩分布特征,选取未知荷载系数法作为成桥索力确定方法,并在此基础上分析了该桥成桥状态下的受力特征,此外,考虑山区风荷载作用,分析了主桥屈曲模态。计算结果可为相关研究提供参考。