拱索体系加固的刚架拱桥荷载横向分布

针对传统的钢筋混凝土刚架拱桥采用拱索体系加固的要点和措施,提出了计算拱索体系荷载横向分布的弹性支承连续梁法。该方法假定荷载作用在由各拱片或索组成的空间桥梁结构中,通过计算荷载作用在截面处各拱片或索的刚度,根据桥梁的横向联结刚度,建立一弹性支承连续横梁来计算荷载在各拱片的横向分配,从而把空间问题转化为平面问题来处理。空间有限元分析结果和实桥试验结果对比表明:用拱索体系加固刚架拱桥,能有效地提高该桥的极限承载能力;该方法是一种简单、实用、偏于安全的设计计算方法。

柔梁密索体系矮塔斜拉桥静力分析

为了解柔梁密索体系矮塔斜拉桥结构静力特性,以主跨380 m的双索面柔梁密索体系混合梁矮塔斜拉桥——潮惠高速榕江大桥为背景,利用MIDAS Civil有限元软件建立柔梁密索体系矮塔斜拉桥和常规斜拉桥2种方案桥梁模型,对主梁内力和斜拉索索力进行对比分析。结果表明:柔梁密索体系矮塔斜拉桥的力学行为与常规斜拉桥基本相似,可通过调整斜拉索索力达到“梁平塔直”的合理成桥状态,主梁弯矩较小,但主梁轴力和斜拉索索力比常规斜拉桥大;正常使用阶段主梁活载内力较常规斜拉桥大,斜拉索活载应力幅值与常规斜拉桥相当,斜拉索的安全系数应按2.5进行控制;运营阶段柔梁密索体系矮塔斜拉桥主梁应力明显高于常规斜拉桥主梁应力,但均满足规范要求。

柔梁密索体系矮塔斜拉桥敏感参数分析

在特定的建设条件下柔梁密索体系矮塔斜拉桥具有其独特的优势,但工程实例较少,缺乏系统性研究。该文以榕江大桥为背景,通过理论分析及有限元仿真计算,研究其构造特征及受力特点,并对斜拉索布置形式、塔高及主梁刚度等敏感参数进行系统分析。得到如下初步结论:柔梁密索矮塔斜拉桥受力特性与斜拉桥相似,可通过索力优化达到合理成桥状态;塔矮整体结构刚度低,主梁轴力及斜拉索索力相比斜拉桥要大;斜拉索布置形式对结构受力有明显影响,辐射形布置时主梁轴力最小,仅为竖琴形布置时的一半,扇形布置介于两者之间。塔高对结构受力影响显著,随着塔高降低,斜拉索使用效率降低,主梁轴力、斜拉索索力、主梁活载弯矩及挠度、斜拉索活载应力幅均有显著的增加;主梁刚度对活载作用下结构内力也有显著影响,随着主梁刚度的提高,主梁活载弯矩增大、活载挠度减小,斜拉索活载应力幅显著较小。设计时宜充分利用有限塔高,采用可改善拉索倾角的辐射形布置,适当提高主梁刚度,以获得理想的整体结构刚度,调整索梁荷载比,从而使结构受力合理。

桥梁索体系病害分析及特殊检测维修技术

针对桥梁索体系几种典型病害,桥梁索杆PE防护层损伤和内部锈蚀断丝,悬索桥索夹螺栓预紧力和主缆开裂等,结合工程实践分析其原因并介绍特殊的检测和维修技术,包括采用爬索机器人进行桥梁索杆PE外观检测,磁致伸缩导波检测技术进行桥梁索杆内部锈蚀断丝无损检测,采用特别设计的多台螺栓拉拔器对悬索桥索夹高强螺栓预紧力进行检测及同步补足,以及对悬索桥主缆开裂维修技术等。

超大跨度竖索体系线弹性分析验证及应用

通过对带有多排开启窗的超高跨度竖索体系中特定的位置在设定拉力条件下的变形和预调节问题的研究,介绍了串联弹性体竖索体系组合的变形公式的分析和竖索体系综合弹性模量简化公式的推导,以及应用一个弹性变形公式,结合多道工序,通过一次张拉便可准确找到由多个弹性体串联组成的竖索体系结构在设定拉力状态下,精确控制设定位置的施工技术。得出了对多个弹性体串联的竖索体系受力变形分析时,仍可使用经系统组合简化的胡克定律的结论。

稀索体系斜拉桥桥跨结构拆除技术

东莞疏港大道南阁大桥主桥为双塔双索面框架式稀索体系斜拉桥,随着航道等级提升、交通流量增加及旧桥结构病害的发展,需对其拆除后重建。该文运用有限元仿真和BIM技术建立斜拉桥整体模型,对拆除步骤进行模拟并对各工况进行受力分析,最终选择分级释放斜拉索索力、分步拆除构件、450 t浮吊进行大吨位构件的吊装与转运等施工方法,拆除期间航道采取间歇式通航和全过程安全监控。

OVM250扣索体系在卢浦大桥中的应用与施工

卢浦大桥是目前世界上跨度最大的全钢结构提篮式系杆拱桥,钢拱肋安装采用悬臂吊装,斜拉扣索承重的施工方法,本文针对扣索施工介绍 OVM250扣索体系的运用和施工技术。

OVM250扣索体系在卢浦大桥中的应用与施工

卢浦大桥是目前世界上跨度最大的全钢结构提篮式系杆拱桥,钢拱肋安装采用悬臂吊装,斜拉扣索承重的施工方 法,本文针对扣索施工介绍OVM250扣索体系的运用和施工技术。

新型CFRP索股锚固体系设计及试验研究

为改善CFRP索股锚固体系的锚固性能及CFRP索股受力不均问题,研制了锚具内壁面带凹槽的CFRP索股锚固体系,对其进行了试验测试,分析了锚固体系破坏模式、荷载-位移、锚固效率、CFRP索股应变变化规律,通过应力变异系数评估了锚具内壁面凹槽设置和预张拉对CFRP索股应力不均匀改善的效果。研究结果表明,锚具内壁面设置凹槽和对CFRP索股进行预张拉能够提高锚固体系的锚固效率,锚固效率可达99%以上;试验观察到CFRP索股存在受力不均现象,引起CFRP索股受力不均的原因主要与CFRP索股长度不一致和粘结介质的剪切变形相关;通过在锚具内壁面设置凹槽和对CFRP索股进行预张拉能够改善锚固体系CFRP索股的应力不均程度,锚具内壁面凹槽深度为2 mm、间距为5 mm,预紧力为10%名义极限荷载时,锚固体系在自由段中点和加载端处的平均应力变异系数分别降低了7.16%、3.86%。

基于有限元分析的双曲面薄壳结构索膜体系找形控制研究

薄壳结构是一种具有优秀的力学性能和优美外形的建筑形式,但其高难度的成形方法很大程度限制了它的发展。传统推土法和支模法存在很大的局限性,而新型的膜结构成形方法大大降低了大跨度复杂不规则曲面薄壳结构成形难度。基于薄壳结构的膜结构模板体系,以某大型室内双曲面滑雪赛道为对象,建立了索网骨架膜结构模型,利用有限元软件进行计算,以验证该索膜体系在薄壳结构模板上应用的可行性。所得出的结论和施工建议,可为薄壳结构模板技术的研究提供新思路。

用索拱体系加固提载刚架拱桥的分析研究

提出一种拱索体系加固现有钢筋混凝土刚架拱桥的方法,并以一座典型桥梁为例,对其加固前后的力学性能进行了分析,结果表明这种加固方法使桥梁的跨中弯矩和挠度大为减少,承载能力明显提高,它是一种加固早期修建钢筋混凝土刚架拱桥的有效方法,具有一定的理论意义和工程实用价值。本文还对该加固方法的施工程序及斜拉索的合理索力进行了论述。

考虑突发断索事故的车桥系统动力行为分析方法

为实现缆索体系桥梁在突发断索事故中的运营安全分析,考虑桥梁拉索突发破断事故全过程特征,提出一种考虑模态信息更新和时变步长的车桥耦合系统动力行为分析方法.通过细化断索过程的计算步长,考虑断索前后桥梁模态信息的时变特征,实现断索事件下车桥系统动力响应的精细化分析.基于所提出方法,依托斜拉桥算例并采用数值模拟分析了断索作用对车桥系统动力行为的影响.结果表明:单根拉索断裂可引起桥梁频率变化2.56%;单根拉索断裂引起的主梁断面动力响应增幅最高可达80%~140%;与断裂拉索横向对称位置拉索的索力动力放大效应最为显著,达到2.16;过桥车辆的车体竖向加速度幅值约为无断索时的10倍,是威胁过桥交通安全的主要因素.

索桁架组合体系的固有振动能量变分解

索桁架组合体系与普通梁板结构不同,需要考虑索力增量,振动特性较为复杂.首先,采用Timoshenko梁的连续化模型模拟桁架梁,推导桁架梁的等代抗弯刚度;采用能量变分法,分析索桁架组合体系固有振动,给出索桁架组合体系竖向振动频率解析解;分析770m跨度索桁架组合体系、900m跨度索桁架组合体系和1 200m跨度索桁架组合体系,与有限元ANSYS分析结果对比,误差在10%以内.该方法公式较简单、精度较高,可为索桁架组合体系的工程设计提供参考.

滑坡区域既有隧道桩索联合加固体系模型试验研究

目前,国内外学者针对隧道开挖引起的滑坡体变形影响研究较多,而针对山体滑坡作用下运营隧道结构的受力变形及加固措施研究较少.基于此,提出隧道垂直穿越滑坡工况下既有隧道桩索联合加固体系,即将抗滑桩、锚索及隧道衬砌联成一体,这与传统的隧道加固与滑坡体治理分开研究有很大不同,然而由于其理论研究远滞后于工程实践,限制了在工程实践中的推广应用.为研究山体滑坡区域既有隧道桩索联合加固措施下的力学作用机制,建立了既有隧道走向与滑坡体垂直时3种工况下的地质力学模型试验,分别在无加固、抗滑桩加固及桩索联合加固措施下针对滑坡体与隧道结构的相互作用规律进行分析.试验结果发现,采取加固措施后,测试数据发生明显变化,特别是在桩索联合加固体系中,即隧道、抗滑桩、锚索形成新的结构体系具有更高的承载能力和稳定性,能进一步提高既有隧道的运营安全.该成果可为山区隧道穿越滑坡体的后期加固提供一定的理论依据.

强/台风作用下大跨空间索桁体系现场风压风振实测研究

为保证我国东南沿海地区大跨预应力柔性体系的抗风安全性,并为规范规程的进一步修订做准备,建筑工程学院针对强/台风多发地区实际、典型大跨空间索桁体系-乐清"弯月"体育场,进行现场风压风振实测,以获得足尺结构在真实建筑风环境下的风荷载和风致效应.一方面,这是研究大跨柔性体系强/台风作用下的风荷载特性、风致效应及机理最为直接和有效的手段,测试数据最具有科学研究和实际应用价值.另一方面,亦是深入研究其在强/台风作用下结构抗风设计实用方法的基础.若能取得创新性成果,可显著提升我国大跨预应力柔性体系的抗风设计研究水平.

菱形双曲抛物面索-拱体系的静力性能和参数分析

探讨了菱形双曲抛物面索＿拱体系中索预拉力、索与拱的曲率、拱竖向抗弯刚度、索与拱轴向刚度比等主要设计参数对体系静力性能的影响规律。通过对大量索－拱体系的参数分析，找出了影响索－拱体系工作性能的主要因素，并给出了较优的参数建议。

椭圆型双曲抛物面预应力索─拱体系的静力性能

通过对设计参数的分析，研究了椭圆型双曲抛物面预应力索—拱体系的静力性能。这些参数为索预应力、索垂度、拱矢高、拱竖向抗弯刚度以及索和拱的轴向刚度比。建议一些最优的设计参数和一些有价值的结论供设计工程师参考。

大跨度环形索桁结构体系的找形

讨论了大跨度环形索桁结构体系初始预应力分布的一般求解方法,并利用奇异值分解法进行了几个典型结构的算例分析.对于环索水平的情况,本文分析了桅杆之间的自平衡内力关系,给出了它们之间的关系公式,并绘制了相关曲线,这对于此类结构的找形以及结构选型具有重要意义.

大跨度环形索桁结构体系的静力性能

根据对大跨度环形索桁结构体系的非线性计算,讨论了结构在一定预应力条件下满跨和半跨荷载时的静力特性,并进行了结构在不同预应力和不同边界条件下的参数分析,得出一系列对实际工程和进一步研究有借鉴意义的结论.

索-拱体系的静力与动力特性分析

索—拱体系是索与拱杂交而成的一种新型大跨度屋盖结构,可以充分发挥各自的特点,而且相互限制了彼此的弱点。比单一索的形状稳定性好,比单一拱的整体稳定性好。本文采用能量变分原理对索—拱体系的静力与动力特性分析进行了阐述,并列举有算例说明其应用。