拱、弯梁与索空间组合桥梁的成桥调索方法

利用修正的Ernst公式考虑吊索几何非线性,以影响矩阵法为理论基础,以目标索力差值和拱肋横向位移为双控制目标,采用以弯曲应变能最小为约束条件的最小能量法进行拱、弯梁与索空间组合结构的索力优化计算,约束最优方法求解出拱、弯梁与索空间组合结构的施调索力、最优调索顺序以及调索过程索力控制终值。结合世界上跨度最大的拱、弯梁与索组合结构的工程调索实例,利用有限元法实现了调索计算。结果表明,该方法所确定的调索张拉顺序、施调索力能够满足调索施工控制要求,最终成桥状态亦达到设计要求,为今后类似结构的调索工程提供了重要参考。

系杆拱桥调索方法的探讨及应用

以东风大桥为例,运用频率法,确定其在更换完吊杆后的索力与设计目标索力误差。根据索力误差以及靠近拱脚吊杆的特殊性,以影响矩阵理论为基础,建立了适合实际工程的二次调索方案。同时,根据变形控制量,制定选择合理调索顺序的程序。该方法在施工过程体现出了良好的效果。

多拱肋蝶形拱桥的施工索力优化研究

多拱肋蝶形拱桥由于各拱肋的异化导致结构的受力异常复杂且空间效应明显,针对该桥型索力优化问题的特点,并考虑施工过程中混凝土的收缩徐变和结构的几何非线性等因素的影响,采用割线迭代法进行施工索力的调值计算,并对4种不同的调索方案从钢管内核心混凝土的拉应力、索力的不均匀程度、拱顶位移等方面进行对比分析。结果表明:割线法迭代速度较快,但适用范围小;调索顺序对各关心量值的影响较大,调索顺序不合理甚至会导致构件的破坏而影响结构在施工阶段的安全性及成桥阶段的承载能力;钢管内核心混凝土在索力调整过程中容易受拉开裂,在确定蝶形拱桥的调索顺序时,可将拱脚截面混凝土拉应力的变化规律作为切入点初拟调索方案,再从多个角度判断该方案的可行性。

钢-混组合结构蝶形拱桥索力优化

以中承式钢-混组合结构蝶形拱桥为研究背景,对以异型拱为代表的拱桥的索力优化问题进行研究。运用MIDAS/Civil软件建立桥梁结构的有限元模型,通过对比分析不同张拉索力下的拱肋轴力、弯矩、应力以及索力不均匀程度,确定最合理的吊杆张拉力,同时对4种不同的张拉方案从拱肋轴力、拱肋弯矩、主梁应力以及吊杆内力等方面进行对比分析,以确定最优的吊杆张拉顺序,最后以确定的吊杆张拉力和张拉顺序对吊杆进行验算。研究结果表明,该蝶形拱桥的第二次吊杆张拉力选取中索450kN、边索550kN较为合理,最优的张拉方案为先张拉拱顶两侧的两根吊杆,再张拉拱顶吊杆,然后从拱脚向拱顶对称张拉,吊杆的最大应力和应力幅均满足规范要求。