索力调整中影响矩阵在MIDAS/CIVIL中的实现

以一座提篮式系杆拱桥为工程背景研究索力调整中影响矩阵在桥梁专业软件中的实现方法。采用桥梁专用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥空间模型。模型中索单元用桁架单元模拟,详细列出了索力调整中影响矩阵求解过程。该方法快捷、方便,并且满足精度要求,对实际工程中的索力调整具有现实指导意义。

序列二次规划方法在斜拉桥索力调整中的应用研究

斜拉桥施工至成桥阶段时,由于各种因素影响,结构实际线形和内力与理论成桥状态相比,存在一定的误差,通常需要进行索力调整。该文针对斜拉桥在调索阶段的索力调整量计算问题,提出采用一种基于影响矩阵和序列二次规划求解索力调整量的方法。以某大跨度混合梁斜拉桥为背景,首先计算各索力单位变化下结构的线形和内力响应值,得到索力影响矩阵,然后选取合适的目标函数及约束条件,构建索力调整量计算模型,最后引入序列二次规划法求解索力调整量,得到索力调整后的结构内力与线形状态。计算结果表明:该方法计算简便,索力调整后的结构线形与内力均能满足施工控制要求。

天津永和斜拉桥换索后的索力调整

结合天津永和斜拉桥的换索与调索实践,在分析换索后全桥结构性能变化的基础上,阐述索力调整的目标、原则,利用平面杆系有限元程序和影响矩阵法基本原理,采用试算法确定出索力调整方案,分析索力调整的效果。调索过程中的监测结果表明,索力调整后,全桥索力接近目标值,索力分布趋于均匀,桥面线形、塔位均得到明显的改善,调索并未引起主梁混凝土产生过大的拉应力,试算法是一种实用性较强的可行方法。调索方案的优选应考虑尽量避免使运营多年的老桥结构受力状态发生突变,以保证调索过程中结构的安全。天津永和斜拉桥的调索实践为今后PC斜拉桥的调索工程提供了较为重要的参考。

基于影响矩阵及粒子群算法的斜拉桥自动调索

给出一种基于影响矩阵法和粒子群智能优化算法的调索计算方案,能够针对斜拉桥有限元分析或者施工监控索力计算问题实现自动化的索力调整,以替代冗余反复的计算工作.利用编制的程序,对某斜拉桥有限元模型的索力进行了自动调索,结果表明,该方案可以快速地获得合理的群索初始拉力,并使得相对误差控制在2%以内.该自动调索方法为斜拉桥建模分析和施工监控索力计算提供了一种新的高效解决思路.

索的非线性有限元与调索方法研究

介绍了索单元几何非线性刚度的各种模拟方法并进行了评述,采用悬链线理论推导了一种新的柔性索单元切线刚度矩阵及单根柔索的各种非线性计算公式,用变形后线密度q的回代来反应弹性伸长和温度的影响,概念清晰、公式简洁、迭代效率高;还介绍了用增量调索法、绝对索力调索法、无应力索长调索法进行索单元张力的施加及调整的原理,而无应力索长并配合螺母旋转角度调索法可实现任意次序调索,操作性强、效率高、精度好。

用正装迭代法计算斜拉桥的施工索力

斜拉桥是一种高次超静定结构,每一节段的施工相当复杂。特别是对于预应力混凝土斜拉桥,更是如此。施工中索力的张拉量,不仅关系到施工中的安全、体系的内力和变形,更涉及到成桥阶段结构的安全运营。按照施工顺序,采用正装迭代法优化施工索力,以达到成桥的目标状态。

基于改进粒子群算法的系杆拱桥成桥索力优化

为确定系杆拱桥的合理成桥索力,通过对粒子群智能优化算法的惯性权重加以改善从而实现对算法的改进优化,将优化目标结合影响矩阵原理得到调索的目标函数,使用有限元和数值分析软件将算法与目标函数结合从而实现吊杆索力的自动调整,进而使拱桥成桥状态达到受力合理、线形均匀的目的。优化结果表明:将改进后的粒子群算法应用于系杆拱桥的索力求解中,能够达到收敛速度快、索力合理、并使误差落在允许范围内的效果,为实际施工控制中索力计算提供了一种高效的求解方案。

马新大桥索力测试及调索计算方法

以国内首座斜独塔单索面钢-砼组合斜拉桥(60+65+220)m为工程背景,运用频率法测索原理,通过实测拉索自振频率得到实际索力,运用精细的有限元模型计算理论索力与实测索力进行对比。该桥二次索力调整时如何做到按施工方便的顺次,一次调整到设计值,是本桥施工监控核心技术之一。应用桥梁常用软件MIDAS/CIVIL得到23阶调索影响矩阵,运用大型数学计算软件Matlab进行调索矩阵运算,解决了23阶线性方程组的求解难题;可方便获得每根拉索经一次张拉即可达到该桥成桥设计索力的施调索力增量,施调过程实时进行理论与实测索力偏差对计算模型的修正。方法简单易行、可操作性强、精度高,可为同类工程提供参考。

基于影响矩阵法的系杆拱桥索力调整分析

基于影响矩阵法,对系杆拱桥索力调整问题进行了研究。基于归一化方法,借助有限元软件MIDAS/CIVIL,提出一种实用的吊杆张拉影响矩阵求解方法,并对索力调整中千斤顶张拉力进行了公式推导。以某钢管混凝土系杆拱桥为算例,拟定三种索力调整次序,通过比较分析得出次序一较优。采用次序一进行索力调整,对调索过程中索力变化规律进行分析。分析表明:吊杆张拉对相邻索力存在明显的卸载效应;索力调整时需对吊杆进行超张拉;索力调整次序需考虑到实际千斤顶吨位;可利用卸载效应对超出千斤顶吨位的吊杆索力进行调整。

高速铁路斜拉桥二次调索计算分析

在斜拉桥施工过程中,由于各种因素的影响,使得实际的索力与理论计算的索力往往存在一定的偏差。为保证斜拉桥施工过程中桥梁受力安全和成桥状态索力达到设计的预期值,需要对斜拉桥的索力进行控制和调整。文章结合某高速铁路桥梁实际工程,根据影响矩阵原理建立数学模型进行二次调索模拟,并对斜拉索的施调索力进行计算,最终得出斜拉桥的合理成桥索力,施工时进行二次张拉。该方法在新建高速铁路斜拉桥的设计与施工中得到了具体应用。通过对索力的调整,可以显著消除实际索力值与理论值的偏差,在斜拉桥中建立起合理的内力和理想的线形。该方法也可应用于高速铁路运营阶段斜拉桥的索力偏差调整,为运营和养护提供了数据支持。

确定斜拉桥索力调整的实用计算方法

介绍了用步进法计算斜拉桥成桥后索力调整计算方法,该方法利用现有的结构分析程序进行正装迭代计算即可得到满足精度要求的索力,该方法与常用的基于影响矩阵的成桥索力调整方法相比不仅可以考虑混凝土的收缩徐变、非线性等因素的影响,而且避免了大型影响矩阵的计算,通过实例分析证明有一定的试用价值。

能量法和影响矩阵法相结合的斜拉桥成桥索力调整计算新方法及软件开发

斜拉桥成桥索力调整计算是斜拉桥设计中的重要环节。本文作者采用基于能量法和影响矩阵法相结合的斜拉桥成桥索力调整计算的新方法,按该方法进行了软件开发。所开发软件的弯曲能量法调索模块实现了程序按能量法对索力的自动化初调。影响矩阵法调索模块,可以在全桥后处理模型上即时更新和显示调索过程的塔梁内力、位移,和索力变化,可以在能量法初调后,寻找最大影响量所在拉索,进行快速的索力优化。开发的软件还具有体内力和体外力互相转换的功能,既可以根据目标索力反求等效初拉力荷载,也可以根据调节的等效初拉力荷载,求调索后的塔梁内力,位移和索力,并且在更新索力荷载后,进行有限元闭合计算。

影响矩阵法在系杆拱桥成桥二次调索中的运用

在系杆拱桥成桥运营期调索施工过程中,为弥补成桥吊杆力损失,对吊杆进行二次张拉,全桥建立有限元仿真模型,以影响矩阵理论为基础,求解运营期吊杆调索力,并在实桥吊杆力调整施工中进行监控。结果表明,理论仿真结果和实测结果比较接近,桥面线形控制精度较高。

某双塔双索面混合式斜拉桥结构设计

斜拉桥以跨越能力大、结构新颖高效而成为现代桥梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之一。混合梁斜拉桥主跨采用钢梁以减轻自重、增大跨越能力,边跨采用混凝土梁进行配重、并提高边跨刚度,充分发挥了钢和混凝土两种材料的优势。根据某实际工程,详细地介绍了双塔双索面混合式斜拉桥的受力特点及其分析设计要点。

基于影响矩阵法的运营期斜拉桥索力调整与控制

结合某运营期斜拉桥工程实际,在分析全桥结构性能的基础上,利用有限元软件建立全桥仿真计算模型,以影响矩阵理论为基础求解斜拉索索力调整量,分析索力调整效果,并在现场实施索力调整施工技术状态监控。

斜拉桥合龙后索力最优调整方法

斜拉桥合龙后,实际的索力与设计目标值存在一定差别,需要进行索力优化。提出一种采用影响矩阵,以满足斜拉桥关键截面可行域为约束条件,采用最小二乘法对合龙后的斜拉桥索力进行调整量计算,精确考虑调索顺序对张拉索力影响,实现索力最优调整的方法。算例表明,采用该方法进行合龙后索力最优调整,具有很好的控制效果和很高的计算效率。

扭转索面斜拉桥索力调整

为研究较为合理的扭转索面斜拉桥索力调整的方法,结合工程实践,阐述索力调整的目标和原则,利用影响矩阵法和桥梁结构有限元分析软件Midas Civil 2012,采用试算法制定调索方案,并对调索效果进行分析。监测结果表明:索力调整后,全桥索力接近目标值,主梁线形和塔偏也比较理想。

运营期系杆拱桥吊杆索力严重损失下的索力调整及控制

结合某运营期系杆拱桥工程实际,在分析全桥结构性能的基础上,利用有限元软件建立全桥仿真计算模型,以影响矩阵理论为基础求解吊杆索力调整量,分析索力调整效果,并监控索力调整时的结构状态。监控结果显示:调索后索力与理论索力接近,桥面线形得到改善,系梁斜裂缝闭合。实践表明调索方法和现场监控措施可行。

基于单根影响矩阵的钢管混凝土拱桥索力调整方法

文章以一座净跨为220 m的钢管混凝土桁架式中承拱桥施工控制项目为依托,针对同一对吊杆上、下游索力偏差较大的情况,在常规影响矩阵的基础上,提出改进的单根索力影响矩阵方法,并结合数值仿真理论和迭代算法,提出确定混凝土桁架式中承拱桥吊杆成桥索力调整方案的方法。该方法利用有限元数值模型计算单根吊杆张拉的影响矩阵,通过迭代算法,求解吊杆索力调整值;同时对依托工程的吊杆张拉索力调整方案进行设计,通过有限次的迭代运算,可使最终的计算成桥吊杆索力与目标索力的偏差达到5%以下,并通过实测成桥索力与设计值对比验证了该方法的可行性。结果表明,实测成桥索力与目标成桥索力误差满足工程要求。

大跨度悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的计算方法

为安全快速地实现大跨度悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角的施工调整,针对空缆状态下锚跨索力与散索鞍偏角相互耦合的结构特殊属性,研究了锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的计算方法。基于小变形假设,并结合大跨度悬索桥的结构特性,计算出散索鞍IP点沿其支承滑移面的平动刚度,根据散索鞍IP点处的力平衡条件,推导出锚跨索影响矩阵,继而将锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的目标函数用锚跨索弹性伸长量和散索鞍偏角的形式表示;借助数值仿真软件,基于迭代求解的方式建立了大跨度悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的计算方法,并根据数值模拟结果提出了锚跨索施工调整顺序及调整量的优化方法。研究结果表明:由锚跨索影响矩阵计算所得的调整后索力同实测值保持一致;按照优化后的理想锚跨索调整方案计算得到的最终索力理论误差在0.1kN以内且调整过程未出现索力过大或者过小的情况;该计算方法理论上能够安全快速地实现锚跨索力及散索鞍偏角的施工调整,且可满足锚跨索的抗滑移要求,具有一定的工程应用价值。