空间预应力钢结构拉索等效预张力确定方法研究

为准确进行考虑施工过程多因素非线性耦合效应的预应力拉索施工全过程分析,对空间钢结构预应力拉索施工过程中最活跃参数——索力的确定方法进行提炼和拓展。给出拉索等效预张力的具体概念,并指出在整个预应力施工过程中拉索等效预张力相对索力更加稳定。对比直接法和迭代法用于拉索等效预张力确定时的优缺点,得出迭代法更适用于确定非线性较强的空间预应力钢结构拉索等效预张力的结论。推导基于设计初始态确定拉索等效预张力的增量比值法、定量比值法、补偿法和退化补偿法,并给出相应的基本假定和迭代公式。针对比值法易导致迭代法发散和补偿法迭代速度较慢等缺点,提出综合了增量比值法和退化补偿法的混合法,并给出相应的迭代计算流程。最后,通过济南奥体中心体育馆钢屋盖实际算例验证各种方法的准确性和有效性。

环向空间预应力结构模型振动台试验研究

某新建国际网球赛馆为大型空间预应力混合结构。其主赛馆看台为倒锥形现浇预应力混凝土结构,屋盖为开闭式钢结构。对该结构进行了缩尺模型的振动台试验,根据几何相似和预应力等效的原则,研究解决了小比例振动台模型中预应力筋配置和预应力施工的技术课题,探索了该类旋转对称、高宽比较小的空间结构不同于普通高层结构的振动测试布置方法。试验验证了这一结构以扭转为主的振型特点,揭示了环向预应力在保证结构维持罕遇地震作用下的整体性上的重要作用,并对工程作出了抗震性能评价。

空间预应力钢桁架火灾响应及火灾后受力性能试验研究

对一组空间预应力钢桁架结构开展了火灾行为试验研究。模型的主杆件选用奥氏体304无缝不锈钢管,张拉钢索采用7×12+IWR镀锌高强钢绞线,通过置于模型下端中心处的伸缩小立柱施加预应力。试验采用烬类燃烧火灾模型,利用荷重块模拟施加均布荷载。结构模型两端简支,另两边自由。试验测定了火灾下桁架弦杆和腹杆的温度响应及上弦节点位移。对火灾后尚未破坏的结构模型进一步开展了原位卸载及加载试验,得到测点位移及典型单元应变。结果表明,受火时预应力钢桁架模型的位移响应处于动态变化状态,且当结构模型的最大挠度超过1/100L时,也未见发生整体坍塌。受火时预应力钢桁架的主要变形特征为部分受压杆弯曲及整体结构扭曲,且受火后的结构模型产生一定的残余变形及刚度退化,这些特性与桁架自身刚度及外荷载大小等因素有关。

空间预应力钢束精细化有限元建模方法

为了建立同时包含平弯和竖弯的空间曲线预应力钢束连续平滑模型,在有限元分析中考虑空间预应力钢束的各项力学效应,提出了基于相贯线的空间预应力钢束精细化建模方法,确定了钢束、孔道与梁体三者之间的节点对应连接方式,并给出了相应的建模程序.首先采用辅助实体相贯的方法,建立了空间预应力钢束的连续平滑几何模型;然后沿该空间曲线建立孔道实体,并与混凝土主梁进行布尔运算,实现钢束、孔道与梁体三者之间的节点对应连接.以贵州红水河特大桥钢-混结合段的建模与分析为例,计算结果表明:与传统的约束方程法相比,采用本文方法计算得到的梁体最大局部压应力降低26.3%,应力集中现象明显改善;钢束有效应力分布平顺、无波动,更符合实际情况.

空间预应力钢束平滑建模及张拉过程模拟方法

提出一种空间预应力钢束连续平滑模型的建立方法,以及提出考虑钢束与孔道之间摩擦、滑移等相互作用的张拉过程模拟方法。基于空间预应力钢束为一条柱面相贯线的本质特性,采用辅助实体相贯的方法建立其连续平滑模型;通过建立孔道实体并与主梁进行布尔运算,实现孔道轴线与钢束节点的一一对应;采用法向点-点接触单元模拟摩擦滑移;采用预紧单元模拟张拉。分析表明:辅助实体相贯法建立的连续平滑模型优于传统空间坐标合成法建立的空间折线模型;采用接触单元与预紧单元组合模拟张拉过程,可反映钢束节点与混凝土内部节点之间的摩擦、滑移等非线性效应,钢束呈整体受力状态,优于传统的初应变法。

空间预应力索桥——浙江省九龙山通天桥

介绍桥梁结构的一种新型式—空间预应力索桥。它应用现代索结构技术 ,从结构形式和使用材料两方面对索桥进行创新 ,有效地解决了困扰这类桥发展的一些主要问题。介绍这种桥梁的设计背景、结构构造和结构特点。这种桥梁适合于跨越海峡、深谷、激流以及风景旅游区的轻荷载桥梁应用。设计所采用的钢板式索夹以及销接式结点等 。

拉索式空间预应力钢桁架优化分析与方案比较(之一)

基于本文建立的拉索式空间预应力钢桁架优化分析的一般计算模型 ,对几种不同结构方案的预应力立体钢桁架进行了优化分析 ,得到了相应结构的整体刚度参数—最大挠跨比与钢索预拉力、钢索截面尺寸及总用钢量等参数的变化关系 (用一组图表表示 ) ,并讨论了不同结构方案的用钢量与高跨比 (桁架高度 )的关系 ,为拉索式预应力立体钢桁架结构方案的选取及设计提供了一定的参考依据。

空间预应力束伸长量的简化计算方法

结合实际工程,对曲线形梁桥空间预应力束的伸长量计算进行了探讨,并针对目前空间预应力束伸长量计算中的不足之处,在同时考虑竖弯和平弯产生预应力损失的基础上,提出一种简化计算方法,实践证明该方法方便有效,计算精度能满足设计要求。

空间预应力索桁架步行桥施工技术

208m跨通天桥工程地处海峡,设计采用了空间预应力索桁架新型结构,本文介绍其结构与施工技术。

空间预应力索桥结构调索技术

通天桥工程采用空间预应力索桥结构 ,该结构桥型为国内首创。以通天桥工程施工为载体 。

空间预应力筋预应力摩擦损失的计算

本文应用微分几何原理分析曲线梁空间预应力筋在张拉时力的分布情况,并推导出空间预应力筋的预应力摩擦损失计算公式。公式的可靠性通过模型梁的试验得以验证。同时,推荐一种误差较小的近似计算公式以简化计算。

空间预应力索桥施工技术

由于桥址处自然条件特殊 ,通天桥工程设计打破了传统桥梁型式 ,采用空间预应力索桥结构 ,该桥型是充分利用现代高强度材料 ,创造性地将主要承重构件按照单一受拉构件进行设计 ,从而形成了一种全新概念的桥梁。以通天桥工程施工为载体 ,介绍空间预应力索桥上部结构施工技术。

空间预应力束计算及常见问题的解决

以巴巴奥约河大桥为例,针对空间曲线布置的钢绞线预应力,介绍了空间预应力束的理论伸长量计算过程中需要注意的若干细节,并对施工中常遇到的偏差问题、断丝现象等进行分析,找出产生原因并提出解决措施。

施工误差影响下的超长空间预应力束摩阻系数识别研究

预应力构件中的超长空间曲线束其预应力损失通常较大,而施工误差的存在又会增加预应力损失而降低有效预应力,对结构通常会带来不利影响。因此,在预应力结构分析中,有必要考虑施工误差的影响,对超长空间曲线束的预应力损失进行实测并对计算预应力损失的相关系数进行修正,以此考察实际预应力损失对成桥结构的影响。本文则以某连续梁桥的底板通长束为例,通过现场实测钢绞线应力以及理论分析来确定对预应力损失影响最大的摩阻系数值,再依此进行结构有限元模型修正,研究由施工误差导致的预应力损失对成桥结构的影响。

随机边界弹性约束空间预应力钢桁架随机内力摄动分析

本文在文献[2]-[4]的基础上,进一步建立了具有任意弹性约束的拉索式空间预应力钢桁架计算模型,其中所有弹性约束均由一组弹簧模拟。在此基础上考虑到边界弹性约束刚度的随机性,进一步建立了拉索式预应力空间钢桁架随机内力摄动分析的计算公式,并针对三角形立体钢桁架进行了分析,为预应力立体钢桁架的可靠性研究奠定了一定的理论基础。

考虑滑移效应的空间预应力混凝土组合式模型

提出一种考虑滑移效应的空间预应力混凝土组合式模型,通过预应力钢筋和混凝土交点处的虚拟节点,将模拟两者交界面的黏结单元嵌入滑移模型.基于位移有限元框架,由虚功原理推导滑移模型的有限元平衡方程,并编制计算程序.该模型允许预应力钢筋以任意形式穿过混凝土单元,网格划分灵活,虚拟节点的自由度在平衡方程的集成过程中得到约减.通过预应力混凝土矩形截面简支梁算例,滑移模型在材料弹性阶段计算结果的正确性得以验证,可作为预应力混凝土空间非线性有限元程序开发的基础.

我国第一座空间预应力索桥落成

我国第一座空间预应力索桥——浙江省杭州湾九龙山通天桥新近落成。该桥成功地解决了在20多m的海底下，对高强度基岩采用人工爆破挖孔的施工技术以及空间预应力索桥调索及成桥技术等重大技术难题，其中多项技术为国内首次采用，填补了国内空白。

攀枝花博物馆空间预应力索穹顶结构的施工

空间预应力索穹顶钢结构形式跨度大、自重轻,是一种充分利用钢索抗拉性能的复合型大跨度建筑钢结构。该结构的施工具有结构形式复杂、施工技术和精度要求高、工程规模大、施工难度大等特点。结合工程实例,就施工过程中人机配置、拉索安装及张拉等问题进行分析探讨,并总结在工期控制及安全生产方面的管理经验,可为其他相似工程提供有益的借鉴。

我国第一座空间预应力索桥落成

我国第一座空间预应力索桥——浙江省杭州湾九龙山通天桥新近落成。该桥成功地解决了在20多米的海底下，对高强度基岩采用人工爆破挖孔的施工技术、空间预应力索桥调索及成桥技术等重大技术难题，其中多项技术为国内首次采用，填补了国内空白。

空间预应力束伸长量的简化计算方法

本文结合实际工程，对曲线形梁桥空间预应力束的伸长量计算进行探讨。并针对目前空间预应力束伸长量计算中的不足之处，在同时考虑竖弯和平弯产生预应力损失的基础上，提出一种简化计算方法，方便有效，计算精度能满足设计要求。