基于全站仪的拱桥拱轴线测量和测量结果分析

提出了一种简易可行的拱轴线测定方法,该方法利用全站仪将测站设在拱脚外任意位置,只在两拱脚处设测点进而对拱桥拱轴线进行测量。通过现场测量取得拱桥拱轴线坐标数据,利用SPSS软件绘制出拟合前拱轴线散点图,依据散点图在确定拱轴线形状后,通过对测量数据进行非线性回归分析,进而求得该孔的拱轴线方程,获得精准的拱轴线。实验表明,该方法可减少外业工作量,提高了作业安全性。

驷马山河大桥260m网状系杆拱桥总体设计分析

为了明确网状系杆拱桥的力学与经济性能,以驷马山河大桥为例进行分析。该桥结构形式采用260m网状系杆拱,桥梁整体宽度31.08m。主拱为提篮式钢箱拱,内倾角9°,拱肋斜平面矢高为51.28m,矢跨比f/L=1/5。系梁采用平行四边形钢箱梁,为刚性系梁,桥面系采用正交异性钢桥面板,横梁、小纵梁及加劲肋保证整体及局部传力。桥梁采用网状吊杆,系梁纵桥向吊点间距为6m。通过静力计算、稳定分析,验证了该设计方案的合理性以及安全性,可为同类桥型设计提供参考。

中承式钢管混凝土拱桥拱肋关键参数影响分析

为寻求钢管混凝土拱桥拱肋关键参数的合理取值,分析拱肋关键参数对钢管混凝土拱桥结构力学行为、桥梁景观和工程造价等方面的影响。以净跨径360 m中承式钢管混凝土拱桥为背景,结合既有经验,以矢跨比系数(矢跨比倒数)、拱轴系数和主管管径为单因子变量建立17个主桥有限元模型,研究恒载作用下各关键参数对主拱内力、变形和稳定性等的影响规律。结果表明:随着矢跨比系数增大(矢跨比减小),拱肋的竖向刚度减小,弦管轴力和拱脚水平推力增大,关键截面偏心距标准差呈波浪形变化,主拱稳定系数先增大后减小;上弦管拱顶处轴力对矢跨比系数的敏感性高于拱脚处,下弦管相反。随着拱轴系数的增大,关键截面偏心距标准差先减小后增大,拱肋成拱后马鞍形效应越突出;拱脚截面、L/4(L为主拱跨径)截面和拱顶截面弦管轴力对拱轴系数敏感性较高,L/8截面和3 L/8截面的较低。管径为1~1.2 m时关键截面偏心距标准差基本相同,随着主管管径增大,主拱稳定系数增大。背景桥梁矢跨比、拱轴系数和主管管径分别取1/4.0、1.55、1.2 m时可兼顾景观、受力和经济性。

波片延迟量在0°~360°的高精度测量方法研究

为了精确测量非消色差波片的延迟量与快轴方位角,基于拟合光强法与光谱分析法建立了一套高精度测量系统,实现了特定波长下非消色差波片延迟量在0°~360°的高精度测量。对波片延迟量的测量方法及误差来源进行了详细的模拟分析。在拟合光强法下,重点仿真了光源光强抖动变化、检偏器初始安装精度、旋转波片定位精度等随机误差与各项系统误差对测量精度的影响,详细分析了拟合光强法不能精确测量波片延迟量为180°的原因。在光谱分析法下模拟了光源光强抖动变化、光谱的单色精度、检偏器定位精度引入的测量误差。在测量系统的建立中对上述两种测量方法影响较大的误差均进行了抑制,并对探测器的光电响应非线性效应进行了矫正。最后利用该测量系统对标称的λ/4波片、0.356λ波片、λ/2波片进行了相关实测并利用非线性最小二乘法对测量数据进行处理,获得了参考波长在632.8 nm的各波片的相位延迟量与快轴方位角。由该测量系统的实测结果可知:本文采用的拟合光强法测量λ/4波片、0.356λ波片延迟量的测量误差小于0.05°,测量精度比传统光强测量法高一个数量级以上。对于λ/2非消色差波片,在该测量系统下切换终端光强接受设备并采用光谱分析法对其进行测量,测得其延迟量误差小于0.02°,远小于拟合光强法的测量误差0.70°,克服了光强法无法精确测量波片延迟量为180°的缺陷。实测结果与模拟仿真相符。

南浦溪特大桥主桥设计及受力分析

南浦溪特大桥主桥为计算跨径258 m的上承式钢管混凝土拱桥,主拱矢跨比为1/4.6,拱轴线线形采用悬链线,拱轴系数为1.6。主拱圈分左、右两榀,采用四肢双哑铃型等截面钢管混凝土桁架式拱肋,减少了桁架水平向连接钢管的数量,降低了节点焊接难度。钢管和缀板均灌注C50自密实补偿收缩混凝土,提高了拱肋结构的受力性能和面外稳定性。桥面系采用工字型钢-混凝土组合梁,有效降低了上部结构自重,同时也提高了拱桥的装配化施工程度。结合周边地形和地质条件,将拱座布置在完整的中风化岩层内。采用有限元软件对该桥在施工和运营阶段的静、动力特性进行分析,结果表明该桥结构受力性能满足规范要求,设计合理。

L形方钢管混凝土组合异形柱弱轴抗震性能研究

L形方钢管组合异形柱建筑效果好、抗震性能强,目前已应用于汶川等高烈度区的灾后重建。但是当下对L形方钢管组合异形柱抗震性能的研判多是基于其强轴的抗震性能,而对其弱轴的抗震性能研究较少。因此,通过对27个L形方钢管组合异形柱ABAQUS有限元模型的数值模拟,对其弱轴的抗震性能进行研究,得到其弱轴的破坏现象、极限层间位移角及延性系数的线性拟合公式。可为方钢管组合异形柱结构的推广及实际应用提供参考。

沪昆高铁北盘江特大桥主拱结构形式及参数比选

沪昆高铁北盘江特大桥位于我国云贵高原艰险山区,主桥采用445m的上承式混凝土拱桥跨越V形峡谷,最高设计行车速度350km/h。依据该桥的艰险山区建桥条件和高速铁路使用功能要求,对其主拱的结构形式及主要结构参数进行研究。在选定劲性骨架施工方法的基础上,对比分析箱形板拱和箱形肋拱2种拱圈结构形式,从主拱施工的便利性和灵活性等考虑,优选了箱形板拱结构。对比三次样条曲线、高次抛物线和悬链线3种拱轴线形,最终选择了使全拱的应力更均匀的悬链线,拱轴系数取1.6。拱圈构造采用施工便利、整体性更好的等高、拱脚附近局部变宽的单箱三室截面,拱圈高度选用9.0m,拱圈宽度根据车-桥耦合仿真分析结果优选了18～28m方案。主拱圈顶板、底板厚度,根据其应力累加的过程和受力要求进行分段设置,可充分利用材料强度。

基于椭球拟合的三轴磁传感器误差补偿方法

考虑现有多轴磁传感器的标定补偿方法普遍存在计算量较大、操作时间长、场地要求面积大、标定设备要求高等问题,提出了基于椭球拟合的三轴磁传感器误差标定补偿方法。在分析传感器误差产生机理的基础上,建立了磁传感器误差模型,推导了误差系数的解算公式,并利用椭球拟合的方法对三轴磁传感器进行了测试标定与误差补偿。实验结果表明,该方法能够正确、有效地标定补偿三轴磁传感器不正交误差、灵敏度误差和零偏误差,具有修正过程简捷、省时、精度高特点不依赖于精密仪器提供准确的方向基准、水平基准等,能够广泛应用于多轴矢量传感器的误差标定和有效补偿。

既有单拱波双曲拱桥承载能力分析方法

以块石和混凝土拱桥作为研究对象,基于Midas Civil软件平台,采用数值分析方法对单拱波双曲拱桥的承载能力进行计算分析。研究过程考虑拱上建筑联合作用、主拱圈空间关系和拱轴线拟合,应用空间有限元模型,结合内力影响线,确定控制截面的静力荷载布置位置,从挠度、内力和应力3个方面探讨单拱波双曲拱桥承载能力的评定方法。研究结果表明:单拱波双曲拱桥拱顶变形较大,块石拱桥比混凝土拱桥变形大;块石拱桥和混凝土拱桥刚度相近,立柱数量对刚度影响较大;在50 t汽车荷载下,拱脚承载力满足规范要求,拱顶截面下缘受拉区发生破坏。

大跨拱桥吊装施工线形控制计算方法研究

针对大跨度拱桥缆索吊装施工线形控制计算中有关模型建立、确定目标控制线形和吊装过程模拟计算等问题进行了研究。分别考虑吊装系统中各构件之间相互作用的复杂关系及其对结构的影响程度,根据最终成桥线形,采用倒拆法确定目标控制线形;根据设计线形和所有恒载、活载变形,确定预制时的无应力长度。针对拱圈预制节段的两种不同安装方法,提出分别采用正装迭代法和刚性支承-弹性索法计算拱肋安装坐标及扣索索力。通过工程实例分析表明,两种方法计算的扣索索力很接近,但安装坐标相差很大。施工控制结果表明,采用本文方法进行控制的拱肋线形与设计线形吻合良好。

大跨度拱桥吊装过程计算方法

研究了缆索吊装施工的大跨度拱桥吊装过程计算方法。施工实践中拱圈预制节段存在一次放松吊钩和逐步放松吊钩并张拉扣索2种不同的安装就位方式,其对预制节段安装位置的要求有所不同,而现有的计算方法未对这2种就位方式加以区分,为此,提出了一次放松吊钩时的正装迭代法和逐步放松吊钩并同时张拉扣索时的刚性支承-弹性索法,并研究了它们的实施细节。采用这2种方法均可以直接求出拱圈预制节段安装过程中节段安装位置和扣索索力。运用所提出的方法对一个工程实例进行了分析。计算结果表明,采用不同的方法就位时对安装位置的要求差别很大,但对扣索索力影响不大。

浅埋大跨地下拱结构拱轴力学及数值优化研究

通过力学分析与有限元计算探讨浅埋大跨地下混凝土拱结构合理拱轴形式及拱轴优化问题。首先,基于曲梁平衡微分方程推导出浅埋大跨地下拱结构的合理拱轴微分方程。然后,分别采用SAP2000及ABAQUS有限元软件对相同参数下的不同拱轴混凝土拱结构进行内力比较分析,验证推导所得合理拱轴线的合理性。接着,以最大限度减小拱圈截面弯矩为优化目标,采用迭代法对拱轴进行优化,并以圆弧形拱轴为例进行计算分析。最后,将优化后的圆弧拱轴与本文所得合理拱轴的拟合曲线进行内力比较,得到合理拱轴线的近似最优解。本文的研究可为混凝土拱结构设计提供参考。

基于BIM的复杂空间异形钢拱桥拱肋施工校核研究

复杂异形拱桥拱肋的空间姿态控制是保证工程质量的关键问题之一,对其设计图纸参数、实际施工中的各点位坐标的校核是保障施工质量的前提。本文针对以上问题,引入BIM技术与数学建模,提出了一种复杂空间异形钢拱桥拱肋的校核方法。文章首先完成了对钢拱肋设计图纸拱轴线节点坐标的数学建模校核,在此基础上以Tekla软件建模辅助校核拱段尺寸,然后对施工中拱段监测点坐标进行了数学建模校核,最后在Tekla中模拟施工,建立实际工程模型,拟合实际拱轴线分析整体误差。同时本文将该方法应用于武汉某大桥,证实了该校核方法的实际可行性。

倾斜空区顶板三铰拱轴曲线结构自稳分析

研究发现动采应力再分布使空区顶板在失稳前两拐角处形成塑性铰区,承载机构转为充分自稳的三铰拱形.针对这一特点,提出将空区顶板近似为半跨的三铰拱轴曲线结构,并建立以空区跨度L、拱失f、顶板岩层载荷q(x)为变量的力学模型,推导冒落线方程y(x)和拱轴压力N(x)方程,分析空区顶板的稳定性和冒落线形式,并计算空区的临界跨度和临界暴露面积.以排山楼金矿空区为例,利用模型得出活动延深方向临界跨度70 m,走向140 m,临界暴露面积7 693 m2.提出禁止间柱回采,及时充填空区的治理方法,保障井下安全.

三次样条插值函数拟合木拱桥拱轴线

文章针对拱形复合木拱桥进行拱形找形研究,基于木拱桥设计的初始条件,及合理拱轴线的特征点坐标,用三次样条插值函数拟合木拱桥设计拱轴线。结果表明三次样条曲线拟合确定的拱轴线能较精确地逼近拱桥的恒载压力线,有效地减少拱桥主拱圈的弯距及剪力。

影响中心偏测量精度的关键因素分析及数据处理

中心偏测量是高精度镜头必不可少的一环,是制作和检测光学系统设备的重要手段;依据测量结果判断光学系统是否符合要求;对中心偏测量中可能影响到测量精度的情况进行了分析,得出了工件安装误差是影响测量精度的主要原因;进而讨论了用光轴拟合来减小安装误差影响,进行数据优化处理的措施.

福建漳州郭坑大桥加固计算及其方案设计

介绍福建漳州郭坑大桥加固计算及其加固方案设计。针对郭坑大桥的特点 ,提出拱轴线的拟合标准 ,建立沉井基础的有限元计算模型 ,对郭坑大桥进行详尽的内力分析 ,最后给出全桥加固方案。

塑料拱棚平面内计算长度系数研究

塑料大棚主要由薄壁钢构件组成,而钢结构的稳定破坏一般会先于强度破坏,于是研究钢结构主要承载构件的计算长度至关重要。国内外对该类拱棚结构平面内计算长度并未给出相关规定。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》给出的裸拱拱轴线计算长度系数,借鉴桥梁结构上比较成熟的理论——等效梁柱法,通过理论推导和有限元屈曲分析,对比两者的计算长度系数,数值相当,说明桥梁规范对拱圈计算长度的规定同样适用于拱棚结构,对实际工程具有一定的指导意义。

大跨度展翅拱桥拱轴线的优化与选型

在计算大跨度展翅拱桥的过程中,拱顶与拱脚无法同时达到理想效果。本文采用了一种新的组合线形作为拱轴线,从而满足工程需要,并进行了二次抛物线、不同m值悬链线与组合线型的受力分析与比较,在数据上确保设计的合理性。该文为组合线形做了开拓性工作,并为其推广应用提供了经验。

拱轴线形式对上承式肋拱渡槽抗震性能的影响

拱轴线形式是上承式肋拱渡槽结构设计的重要内容,分析其对地震区渡槽结构抗震性能的影响具有重要意义。运用有限元软件ANSYS,分别用不同拱轴线形式对东滑峪上承式肋拱渡槽进行静力分析、模态分析和瞬态动力分析,根据主拱圈关键位置的横槽向位移和内力变化规律,确定在静力荷载单独作用及静力荷载和地震荷载共同作用下,渡槽结构的最优拱轴线形式均为悬链线形。