钢拱塔斜拉桥的温度耦合效应和索力预测

钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应;然后以斜拉索为研究对象,通过该桥的有限元模型升降温模拟,分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响;最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入,索力为输出,利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射,实现数据压缩和特征提取,建立温度-索力预测模型,再对网络模型输入新的温度监测数据,以预测索力。研究结果表明:主梁和钢拱塔温度变化具有周期性,且滞后于环境温度;主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性,环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律;索力与环境温度呈线性负相关,且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应;长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好,建立的温度-索力关系模型准确度高,可用于该桥索力的实时预测。

空间流线形提篮拱钢主塔合龙位移分析

合龙施工是桥梁施工中的关键工序,对施工精度要求较高。论文依托实际工程,对塔梁固结形式的空间流线形提篮钢拱塔施工过程中主塔合龙段在自重和温度作用下的位移进行了分析,从而对拱形钢主塔合龙方案的设计提出指导性意见。

钢管混凝土拱桥斜拉扣挂施工的无应力状态控制法

【目的】避免钢管混凝土拱桥施工过程温度、临时荷载等因素变化对索力的影响,实现大跨拱桥拱肋斜拉扣挂节段拼装施工的精准高效调控。【方法】提出以扣索无应力长度代替索力调整拱桥过程状态的控制方法,推导考虑垂度效应和扣塔偏位的扣索无应力长度计算公式,研究索力增量与扣索无应力长度变化的关系。【结果】工程算例结果表明,基于无应力状态法的索力最大误差为5%左右,高程最大偏差3.7cm,计算精度满足要求,实现了精准高效的施工调控。【结论】该方法可消除温度和临时荷载变化对索力的影响,减小施工中间状态的计算工作量,可为大跨度钢管混凝土拱肋节段拼装提供技术支持。

大跨度中承式拱桥缆索吊装系统施工技术

以巫山大宁河双线大桥为背景介绍了大跨度拱桥缆索吊装系统的施工技术,主要包括塔架拼装施工、塔架缆索体系施工、塔架缆风体系施工、锚固体系施工以及试吊方案,对于同类型项目具有参考意义。

单塔式缆索吊在大跨度钢拱桥吊装施工中的应用

本文主要介绍了在新安江大桥钢拱桥施工中,针对钢拱桥结构型式及桥址区域地质状况及地形条件,通过采用单塔式缆索吊的施工方法,从而很好地解决了大跨度钢拱桥拱肋吊装的难题,保证了大吨位吊装的安全性,提高了拱肋安装的精确度。利用有利地形条件,采用单塔缆索吊,不但降低了施工措施费用,而且减少了对周边地形的扰动,最大限度地保护了新安江两岸的生态环境,为类似施工提供相关经验。

沈阳市三好桥钢拱塔拉索施工关键技术研究

目的系统研究斜拉索和水平索组成的混合体系斜拉桥的拉索张拉方法、施工工艺及施工关键技术.方法以沈阳市三好桥拉索施工为研究对象,针对由斜拉索和水平索组成的混合体系相互影响的特点,从理论上分析钢绞线拉力均值性和索力之间的关系.结果导出控制等值张拉法的张力计算公式.三好桥拉索施工关键技术为:首先进行水平索施工,一侧水平索先张拉到90%的初索力,待另一侧同索号的水平索安装初张拉后,两根水平索同时张拉至100%的初张拉力,水平索全部张拉完成后,再进行斜拉索的施工.结论对于钢拱塔斜拉桥拉索施工,需要处理好水平拉索的安装张拉带来的低应力锚固状态不利问题,把握住先水平索张拉,再进行斜拉索张拉的关键技术,混合体系索才能安装成功.

东苕溪大桥钢拱塔竖向转体施工技术

结合东苕溪大桥工程实例,介绍了该桥钢拱斜塔的施工难点,参考国内外已有斜塔施工经验,从成本、工期、技术特点等方面对吊装方案和3个竖转方案做了详细的阐述和比较。重点介绍了该桥桥塔实施方案,属于目前国内首例在平面位置拼装、采用超远距离液压同步对拉进行大型钢拱塔的竖转施工技术。

斜拉桥拱形钢塔的MTMD风振控制研究

以杭州之江大桥为例,研究斜拉桥拱形钢塔动力特性及多重调谐质量阻尼器MTMD风振控制方法。运用ANSYS软件,分析拱形钢塔施工及成塔状态的动力特性,确定钢塔MTMD风振控制振型及频率。采用改进谐波合成法模拟随机性良好的脉动风场,以拱形钢塔顶部位移及加速度风振响应减振率为优化目标,对MTMD系统的参数进行优化分析,设计可控制拱形钢塔面内与面外振动的调谐质量阻尼器TMD结构及其参数。研究结果表明:MTMD系统的控制效率与其参数有很大关系,MTMD系统存在最优参数组合,对于拱形钢塔施工未合拢阶段(风振最不利状态),MTMD系统应选择质量比为0.01,TMD个数为12,阻尼比为0.05,带宽为0.1的参数组合。MTMD系统中各参数对结构位移和加速度减振效果的影响较为一致,一般加速度的减振率大于位移减振率。

拱塔斜拉桥桥塔钢-混结合段空间受力分析

斜拉桥桥塔钢-混结合段结构复杂,构件众多,使得其受力状态极为复杂.以某拱塔斜拉桥的桥塔钢-混结合段为基础,利用Midas/Civil建立空间杆系模型,进行整体静力分析,确定桥塔钢-混结合段部位3种最不利荷载工况,得出其荷载和位移的边界条件.再利用大型空间有限元软件ANSYS,建立桥塔钢-混结合段三维实体模型,并进行受力分析,明确钢-混结合段处钢板和混凝土的受力性能.计算结果表明:钢-混结合段的变形较小,钢板和混凝土的应力水平较小,结构的安全储备良好.

独塔斜拉桥钢拱塔竖转施工风致抖振响应分析

针对独塔斜拉桥钢拱塔竖转过程中由风荷载引起的振动问题,以武汉市高新二路独塔斜拉桥竖转施工为研究背景,利用有限元分析软件ANSYS对等待挂索的钢拱塔进行风致响应分析.首先运用ICEMCFD和FLUENT结合的方式模拟计算钢拱塔截面在多个风攻角下的静力三分力系数;接着选择线性滤波法进行脉动风模拟,通过MATLAB计算得到钢拱塔关键节点的脉动风速矩阵,并绘制风速时程曲线.根据脉动风速时程曲线计算抖振力的大小并进行时域化处理,在有限元模型上施加风荷载,用瞬态分析法对钢拱塔进行抖振时域分析,获得钢拱塔的振动响应.计算分析结果表明,在等待挂索的1个月时间内,钢拱塔在风荷载作用下的稳定性和安全性是可以得到保障的.

断索对双钢拱塔斜拉桥力学性能的影响

为了研究拉索断裂对双钢拱塔斜拉桥力学性能的影响,采用有限元软件MIDAS/Civil建立了西安市某大桥的三维仿真模型,首先将该模型的各参数与设计值及规范进行对比以验证模型的合理性,然后分析了不同位置、不同数量的拉索断裂后,主梁线形、拉索索力、主梁及索塔应力的变化规律。结果表明:正常运营条件下,斜拉索断裂对主梁线形的影响大于水平索,中间索断裂对跨主梁线形的影响大于外侧索和内侧索,拉索对两系梁之间主梁段线形的影响基本可以忽略;任意拉索的断裂会引起其附近拉索索力增加,外侧斜拉索断裂会导致与其相邻水平索的索力以及另一跨斜拉索索力明显降低,但内侧斜拉索的断裂对与其相邻的水平索和另一跨斜拉索索力的降低不太明显,水平索断裂会引起与其相邻的两根斜拉索索力下降,且下降量值基本相同;双索断裂后主梁挠度和索力变化均近似符合叠加原理,双索断裂后,主梁位移最大增加50.2%,但仍满足1/500挠跨比的要求,纵向对称断索较横向对称断索和原点对称断索危险;少量拉索断裂不会引起结构达到极限承载能力,当两根危险索同时断裂,断索后剩余拉索索力最大为836 MPa,安全系数仍然达到2.2;断索对剩余拉索承载力的影响要高于对主梁和索塔的影响。

大跨缆索起重机索塔静力学性能分析

以某主跨370m的钢管混凝土拱桥缆索起重机索塔为例,采用有限元软件ANSYS建立索塔杆系单元计算模型,考虑最不利荷载组合,对索塔结构的应力、稳定性进行计算,分析索塔在3种不同施工工况下的静力学性能。结果表明,门式钢管桁架索塔结构合理,有限元计算结果满足规范要求。

大跨度钢管混凝土拱桥线形动态控制技术

在大跨度钢管混凝土拱桥塔架 /扣架一体化缆索吊装施工中 ,其关键技术之一是主拱线形控制 .在理论分析和现场测试的基础上 ,动态调整扣索长度 ,可保证钢管拱肋的设计线形 .工程实践表明 :将扣索动态调整技术应用于大跨度钢管混凝土拱桥的吊装施工中 ,可降低工程造价 ,保证施工质量 .

静风荷载作用下特大跨钢管混凝土拱桥施工阶段的稳定性分析

以施工阶段合江长江大桥主桥530 m中承式钢管混凝土拱桥为研究对象,在综合考虑了几何非线性、荷载非线性等因素后,对其施工过程中拱肋吊装的最大悬臂阶段(未加最后两片横撑)的空气静力稳定性进行了分析研究。利用ANSYS有限元软件建立了塔-索-梁一体化有限元分析模型,对半跨模型(未加最后两片横撑)进行了最大悬臂状态的静力分析和稳定分析。分析计算结果表明:横桥向结构的最大位移为1.72 m,最大位移发生在拱顶;在肋吊装的最大悬臂阶段,塔-索-梁结构体系满足位移和稳定性要求。

独塔斜拉桥钢拱塔竖转施工稳定性分析及对策研究

针对独塔斜拉桥钢拱塔竖转施工过程中竖转体系的稳定性问题,以武汉市高新二路独塔斜拉桥为研究背景,介绍了一种竖转架和钢拱塔相结合的双向牵引的自平衡竖转体系.利用通用有限元分析软件ANSYS建立独塔斜拉桥全桥模型,并在此基础上对独塔斜拉桥进行了稳定性计算分析.计算结果表明,在竖转施工过程中该竖转体系不会产生第一类和第二类失稳现象.最后,提出了两条增强该竖转体系稳定性的措施,以确保竖转施工安全顺利地进行和独塔斜拉桥的正常使用.

基于塔-索-拱建模的大跨钢管混凝土拱桥施工阶段动力特性研究

扣塔、扣索和拱肋之间存在耦合效应,塔-索-拱一体化建模才能真实反应大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段的动力特性。运用有限元软件ANSYS,建立了塔-索-拱一体化施工阶段的目前最大跨度的钢管混凝土拱桥合江长江一桥(模型1),研究了该体系的动力特性,并与不考虑扣塔的索—拱模型(模型2)进行了对比。研究结果表明:考虑扣塔建模后,模型1的基频降低了12%,拱肋与扣塔相互耦合,高阶振型复杂,结构横桥向刚度弱,结构的风敏感性更为突出;两个模型的30阶后的频率接近一条直线,背、扣索的索力变化对低价频率影响不大。

上海卢浦大桥施工临时索塔设计

卢浦大桥是主跨 5 5 0 m的全钢结构中承式系杆拱桥。本文介绍卢浦大桥施工中最关键的施工设备——临时索塔的设计、构造。

高架层重型起重机行走平台与拱形钢桁架结构施工技术

以沈阳站主站房屋盖结构工程为研究背景,从塔式起重机行走平台、混凝土强度复核及加固措施、临时支撑架、现场焊接、高处拼接等方面介绍了沈阳站主站房大跨度钢管桁架的安装技术,同时运用有限元计算软件SAP2000(V12.0.1)计算,建立了屋盖钢结构施工阶段模拟分析工况,对大跨度空间管桁架安装过程中吊装单元内各杆件的变形、应力比分析等进行了施工技术总结。

大跨度钢桁梁柔性拱拱肋施工方案研究

南沙港铁路洪奇沥水道桥为主跨360m的下承式钢桁梁柔性拱桥,钢桁梁采用华伦式,柔性拱采用焊接箱形截面。由于拱肋结构的特殊性,其柔度大,提出拱肋竖转方案和两侧原位拼装中间部分提升后合龙的"三大段+提升"方案,采用有限元软件对2种方案进行全桥施工过程分析计算,特别是拱肋施工过程中的稳定性。结合结构受力、临时结构的用量、工期、施工风险等方面的对比分析,"三大段+提升"方案不但节约了工期和临时结构的投入,同时避免了拱肋在施工中容易失稳的不利因素,保证了结构在施工过程中的安全性,最终确定该桥钢拱采用"三大段+提升"方案。

无背索斜拉桥钢拱塔竖向转体施工技术

无背索斜拉桥钢拱塔竖向转体施工是一项技术难度大、科技含量高的施工技术。此方案回避了支架安装法的弊病,实践证明:竖向转体施工方案的顺利实施,节约了大量的支架材料,施工周期短,安装精度高,与支架安装法施工相比较可节约成本,取得良好的经济效益。