大跨刚架系杆拱桥吊杆力优化

刚架系杆拱桥是一种复杂的多体系组合结构,施工工艺较复杂,确定合理的成桥状态吊杆力,同时确保施工中的各阶段受力合理是结构设计和计算的重要内容之一。本文对该拱桥成桥状态吊杆力采用了多种常规优化方法进行计算,并对各种方法的计算结果进行了比较分析,得出每种方法均存在一定的局限性,基于此,本文提出了一种确定合理成桥吊杆力的方法,它对该类桥成桥状态合理吊杆力的确定有着一定的工程参考价值。     

红港大桥合理成桥状态及吊杆索力的确定

通过利用MIDAS建立空间结构模型,以结构的弯曲应变能最小作为目标函数来初定成桥状态,再以主梁成桥恒载弯矩可行域作为约束,综合考虑索力的均匀性以及主梁、拱肋的受力情况,适当调整索力,得到合理成桥状态.     

下承式系杆拱桥柔性吊杆成桥索力的确定

对下承式系杆拱桥柔性吊杆在成桥状态下的内力进行分析研究,分别以位移、弯曲应变及整体受力状态为控制目标来确定成桥时吊杆内力。同时对这几种方法所确定的吊杆内力进行比较。为今后同类桥梁的推广应用提供设计施工分析等方面的参考。     

确定系杆拱桥成桥吊杆索力及施工张拉力的方法研究

对具有刚性梁刚性拱的系杆拱桥,可通过确定成桥状态的合理吊杆内力及张拉方案使结构处于理想的受力状态。因此,该文首先分别以拱肋和系梁的最小应变能与最小弯曲应变能为目标函数,研究了确定合理吊杆内力的方法;然后以合理吊杆内力为目标函数,研究了确定合理吊杆施工张拉力的方法,即基于影响矩阵的方法。通过算例证明,上述方法计算方便,所得结果满足要求。     

某系杆拱桥新增吊杆替代旧吊杆技术研究

某系杆拱桥经过多年运营,吊杆的防腐层出现老化损坏,吊杆钢束和锚头严重锈蚀需要更换,但受原设计构造制约,不具备更换新吊杆条件,故研究在旧吊杆前后各增加一根新吊杆替代旧吊杆的方法,并提出相应技术建议,为处理类似工程问题提供借鉴。     

吊杆刚度对系杆拱桥极限承载力的影响分析

基于三维连续介质Ｕ．Ｌ．列式虚功增量方程分析了系杆拱桥吊杆刚度对极限承载的影响,计算结果与实验结果一致,并分析了一座实桥的吊杆张拉顺序对极限承载的影响－ 图５,参６－     

空间系杆拱桥吊杆张拉控制分析

针对空间系杆拱桥吊杆张拉控制问题提出倒装法和影响矩阵法两种计算方法．倒装法采用逆序法计算结构的阶段内力，利用温度应力模拟吊杆张拉力，并用间隙单元精确模拟了结构脱离支撑的过程．影响矩阵法以每根吊杆应该施加的初始张拉力为基本未知值，根据吊杆的张拉顺序利用有限元软件Ansys求出单位力作用下的吊杆内力矩阵，建立典型方程，通过简单的回代方法求出每根吊杆张拉控制力，从而使得最终吊杆的预张拉力达到规定的设计值．这两种方法计算简便易行，两者计算结果一致，精确可靠，可为同类桥梁施工提供参考．     

系杆拱桥吊杆初始张拉力及施工控制

推导出一种以系杆拱桥系杆的弯矩为目标控制量的吊杆钢束初始张拉力的确定方法,提出了吊杆的分阶段张拉的施工控制方法,此法可使系杆的内力状态更符合设计要求。     

基于RBF的系杆拱桥吊杆张拉控制研究

系杆拱桥施工过程中,吊杆张拉控制既是关键问题,也是难点之一.采用径向基神经网络(RBF)对一系杆拱桥吊杆张拉力控制计算进行分析.结合大桥吊杆张拉施工过程,采用有限元软件MIDAS建立空间梁单元有限元模型,模拟吊杆索力张拉过程.依据一定的吊杆张拉顺序,将成桥设计索力作为输入向量,以对应的吊杆初张力作为输出向量,利用MATLAB神经网络工具箱中的径向基神经网络的泛化特性,来逼近两者之间的非线性映射关系,直接计算出吊杆初张拉力,并与设计成桥索力进行比较.计算表明结果与设计值差值均控制在5%精度内,满足工程精度要求.     

系杆拱桥吊杆张拉施工理论探究

本文基于工程控制论中的随机最优控制思想和卡尔曼滤波原理,建立了系杆拱桥吊杆张拉随机最优控制模型,从而能够使所有的吊杆张拉完毕后不必对先前各施工阶段张拉的吊杆返回调整,以期缩短施工时间,节省施工费用并最终达到预计的理想状态.     

Summarizing the Methods of Determination of Rational Completion Status of Cable-Stayed Bridges

Cable-stayed bridge is a high-order hyperstatic structure. The size of cable force affects the stress of the structure greatly. The key problem to detemine the rational completion status of cable-stayed bridges is how to control cable force on completion status. Surrounding this problem, domestic and foreign experts and scholars have done a lot of favorable work and obtained much achievement. On the basis of comprehensive reading domestic and foreign relative documentation, the author of this article classifies rationally the current researching achievement, comments and compares advantages and disadvantages of each method and lists two synthetic methods＇ detail steps and puts forward the researching emphasis of the field will deflect to synthesis several methods to determine the rational completion status of cable-stayed bridges     

系杆拱桥中碳纤维吊杆初始张拉力控制

以已制作的舞水大桥钢箱系杆拱桥缩尺模型为实例,对如何确定系杆拱桥中碳纤维CFRP吊杆初始张拉力进行了研究,可为以后CFRP吊杆的张拉控制提供科学依据.建立舞水大桥钢箱系杆拱桥缩尺模型的有限元模型,采用逆向施工法得出每根吊杆的初始张拉力,然后,采用正常施工顺序对缩尺模型的CFRP吊杆进行张拉.对比有限元计算值和实际测量值,两者数值能够很好地吻合.研究表明:用有限元的逆向施工法指导系杆拱桥中CFRP吊杆初始张拉力的确定是确实可行的.     

L型拱肋加固拱桥受力机理研究

为了研究L型拱肋加固拱桥的机理,依托实际工程,采用大型有限元程序对L型拱肋加固法进行建模分析,结果表明：L型拱肋加固拱桥既能分担原主拱承受的外荷载,使原主拱最大压应力减小,又能改善原主拱的受力模式,使其实际拱轴线与合理拱轴线吻合更好,更趋近于“轴心受压”; L型拱肋截面设计时,应以L型拱肋与原主拱合理的抗压刚度比控制为主,抗弯刚度比控制为辅;L型拱肋加固拱桥,宜采用满堂支架及兼顾换填桥面铺装的施工方法,以利于L型拱肋恒载轴力的形成,优化其受力状态,避免出现拉应力或混凝土开裂现象。     

变形监控在系杆拱拱肋安装中的应用

介绍了高速铁路系杆拱桥工程概况,分析了影响拱肋安装精度的因素,为变形监控在系杆拱拱肋安装中的应用提供了依据。     

石拱桥拱脚开裂过程中的内力分析

采用空间梁单元对实际的石拱桥拱脚开裂现象进行了有限元模拟分析。随着开裂深度的变化，主拱圈中的内力进行重新分配，得出了不同开裂深度时主拱圈中的内力分布规律，对实际的各种受力状态和开裂过程中的内力进行了较精确的数值描述。当拱脚裂纹扩展时，拱脚截面上的弯矩明显减小，轴力明显增大，而其它截面上的弯矩增大，轴力也增大，截面上的内力值与开裂深度成非线性关系。     

钢管混凝土拱桥随时间变化对吊杆索力的影响分析

以益阳市康富南路跨线桥为实例,对钢管混凝土拱桥中吊杆索力随时间变化进行了分析.对比施工成桥时测得的吊杆索力、成桥3 a后钢管混凝土拱桥随时间变化时测得的吊杆索力与成桥6 a后测得的吊杆索力,分析得出:吊杆内力变化与系梁和钢管中混凝土发生收缩徐变有较大关系.     

拱桥极限状态设计理论研究

应用极限状态设计理论,在对圬工拱桥和钢筋砼拱桥系列研究的基础上,综合分析了拱桥的承载能力极限状态和裂缝使用极限状态,讨论了现行《桥规》在拱桥设计理论方面存在的问题、提出了较为合理和实用的拱桥极限设计理论,可供《桥规》修订和实际工程应用参考．     

桁式钢管混凝土系杆拱桥拱轴线及吊杆索力优化

目前,针对桁式拱系杆拱桥拱轴线形和吊杆索力优化研究相对单一,为得到下承桁式钢管混凝土系杆拱桥的最佳成桥状态,对拱轴线形和吊杆索力进行一体优化。通过基于影响矩阵的最小结构体系应变能原理对吊杆索力进行优化,并利用Matlab中无约束优化算法进行求解;采用桁式拱肋主管偏心距最小法对拱轴线进行优化。经过迭代计算,得到一组满足偏心距阈值的无约束优化吊杆索力和拱轴线形。结果表明：优化后的吊杆索力较优化前更加均匀且均有不同程度的减小,短吊杆索力减小近30%,其抗疲劳性能得到大幅提高;成桥状态下主拱受力良好,上、下弦杆的跨中弯矩小且均匀,轴力值有所降低;优化后主梁端部截面弯矩值有所增大,轴力值基本不变,优化效果不明显;主拱上、下弦杆钢管和混凝土截面分配应力均小于材料承载力,均符合规范要求。     

提高拱梁固结拱桥刚度的有效方法

拱梁固结拱桥通过主梁作为刚性系杆来平衡拱的推力,但也带来结构刚度下降的不利影响,这使该类拱桥在高速铁路上的应用受到了一定的限制,为了解决这个问题,提出一种新的拱桥加以解决.其做法是,首先在每条拱肋和主梁之间增加10根刚性斜杆与拱肋及主梁节段形成11个三角形结构,尽可能通过三角形角点对拱肋均匀约束,提高拱肋的线刚度;其次,保证有三角形角点落在原结构拱肋位移包络图的最大位移处及主梁跨中位置处,使主梁或拱肋的薄弱点得到加强,线刚度亦得到提高.研究表明,新型拱桥在材料增加很少甚至相同的条件下,其整体刚度均能大幅度提高.还对疲劳和温度响应作了深入的研究,通过有限元分析表明,该结构对疲劳和温度也有很好的适应性.新型拱桥良好的刚度特性对高速铁路桥特别适用.     

斜拉桥成桥索力优化理论及方法的最新进展

从是否计入斜拉桥几何非线性影响的角度分别介绍了合理成桥状态下斜拉桥索力优化采用的基本方法,并对各种方法的优缺点及适用情况进行了较为系统的总结与评述,为其进一步研究提供了新思路．