长江公铁斜拉桥BIM模拟与计算分析

在总结分析国内外已建大跨度公铁两用斜拉桥结构特征的基础上,利用BIM技术对铜陵公铁两用长江大桥进行建模,导出为IFC标准格式,并导入到结构分析软件中,对其静、动力特性进行了计算分析,并详细介绍了大桥计算分析过程中的重点和难点,包括准确模拟桥面系结构、桩-土作用以及确定施工索力等。计算结果表明:模拟成桥索力与设计成桥索力相对误差均在±5%范围内;施工阶段和运营阶段主桁应力及索力均满足设计规范要求;考虑桩-土作用的大跨度桥梁结构体系动力特性明显优于无桩-土作用的桥梁结构体系。BIM技术在桥梁工程上的应用、建模及计算方法和结果可为同类桥梁的设计、分析提供参考。     

大跨度斜拉桥施工阶段主梁的立模标高研究

以某大跨度预应力混凝土斜拉桥为例,采用一阶分析及最优化计算方法来确定斜拉桥的合理施工状态.运用空间非线性有限元分析模型,模拟了混凝土斜拉桥主梁的悬臂浇筑过程,求出各施工阶段斜拉索的初始张拉力和主梁节段的立模标高.研究结果表明,这种方法能将成桥后结构的内力和主梁的线形同时控制在精度范围内.     

长沙市洪山桥竖琴式斜拉桥的设计

将于2002年底建成的长沙市洪山大桥，是一座跨度206m的无背索斜塔竖琴式斜拉桥，建成后跨度将位于同类桥世界第一，本文简要介绍了该桥的主要特点。     

自锚式悬索桥空间主缆线形的计算方法

基于空间分析模型,研究了自锚式悬索桥空间主缆线形的精确计算方法,根据主缆在吊杆之间的各索段在自重作用下呈悬链线,推导并研究了空间主缆在吊杆力作用下坐标的迭代计算方法.根据主缆空间线形及其理论交点,确定合理的鞍座位置,根据主缆无应力长度不变的原则,确定主缆的空缆线形.基于上述理论,以某空间缆索自锚式悬索桥为例,进行了详细的分析,给出了主缆无应力长度、鞍座位置、鞍座预偏量等,确定了该桥的合理成桥状态及空缆状态时的线形.算例分析表明:空间缆索自锚式悬索桥主缆线形计算方法是正确、可行的.     

开口截面斜拉桥涡激共振风洞试验及减振措施研究

对某大跨开口截面斜拉桥进行节段模型风洞试验，测试了主梁成桥状态的气动性能.试验结果表明，该桥主梁在设计风速范围内出现了明显的竖弯以及扭转涡激共振现象.参数化的试验研究表明，该桥的涡激共振现象在相当广泛的阻尼比范围内均存在，即使将竖弯以及扭转阻尼比提高到1%以上仍然存在明显的涡激共振现象，且振动幅值仍超过规范允许值.为了抑制主梁的涡激共振，通过风洞试验设计了有效的气动措施减振方案.测试表明，所采用的减振措施能有效地消除该桥涡激共振的发生.     

索结构几何非线性分析的悬链线索单元法

基于索的基本假定和悬链线平衡方程,通过对沿索曲线均布荷载作用下的索段分析,得到了索端力和索的几何线形之间的对应关系;进一步通过索单元的柔性迭代分析,获得了内力改变和位移增量之间的关系,进而得到索单元的刚度矩阵和节点力,从而建立起了空间悬链线索单元的几何非线性有限元分析方法.经典算例结果证明了空间悬链线索单元的正确性,同时具有较高的精度,可为大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等几何非线性较强的结构精确分析提供强有力的计算工具.     

管道悬索桥空缆下的索夹放样

悬索桥主缆的空缆线形和成桥线形差距较大,为确保悬索桥施工后的成桥线形最大限度地符合图纸设计线形,吊杆点位的准确性显得至关重要,而决定吊杆点位准确性的索夹在主缆空缆线形上的放样工作则是重中之重。采用悬链线无应力长度精确求解公式,详细分析了索夹点位在空缆状态与成桥状态之间的函数对应关系,并提出了索夹以坐标平距进行施工放样的迭代计算方法。以某管道悬索桥为实例,分析了索夹坐标平距放样数据,温度、跨度及放样过程等因素对索夹点位放样精度的敏感性和影响,其结果有利地指导了索夹放样施工工作。索夹实际施工放样结果表明,放样精度可控制在1 cm内,完全满足施工误差要求。通过工程实例,论证了所述索夹坐标平距迭代求解公式、索夹平距放样方法、温度和跨度修正方法等在悬索桥空缆下的索夹施工放样中的实用性。     

索托网架结构在干煤棚工程中的应用

提出了一种适用于大跨度干煤棚工程的结构形式——索托网架.通过与斜拉网架结构的对比分析,研究了索的位形对索力、网架特征部位杆件内力、杆件与索内力的比值以及挠度的影响,得出了索的合理位形.结果表明:索托网架结构可以更加充分发挥索应力高的特性,具有结构合理、用钢量低、净空高等优点,符合大跨度干煤棚的要求.     

非对称独塔斜拉桥施工监控

斜拉桥施工过程中各组成部分的受力情况是斜拉桥结构中重要组成部分,索力合理与否、施工过程中索塔和主梁的受力状况直接关系到结构的安全和经济性.本文以常州西太湖4号桥为背景,就斜拉桥索力、主梁的线性、悬臂浇筑过程控制及索塔与主梁分段施工过程中的施工监控进行研究.通过实际施工过程建立了空间分析模型比较分析表明:采用扣除初读数的...     

斜拉拱组合桥静力性能及参数分析

以我国已建成的主跨为400米的世界第一座斜拉拱组合桥梁——湘潭市湘江四大桥为例,运用平面杆系分析系统,与普通拱桥对比了在恒载作用下的内力、挠度计算结果,分析了主要参数对斜拉拱组合桥受力的影响．结果表明,与普通拱桥相比,合理的设计斜拉拱组合桥中斜拉索的参数,能够降低整个拱肋的轴力,明显减小拱脚的负弯矩和剪力．因此斜拉拱组合桥不仅造型新颖美观,更重要的是拱肋轴力可调,该拱桥桥型有利于向大跨度方向发展．     

斜张管桥钢索设计选型中应注意的问题

介绍了斜张桥钢索的设计构思,分析了钢索的材料选型和防腐性能、钢索的疲劳和非线性以及张拉与锚固等方面存在的问题,指出在斜张桥钢索的设计中宜采用辐射型或扇型的索型,并推广采用预应力钢筋作为斜张管桥钢索.可采用对钢索反复张拉的方法消除或减少材料非线性的影响,并从索的选型和施工两个方面解决钢索的几何非线性问题;可通过将恒载所产生的最大弯矩减到预定值和减小管道或主梁的位移来确定索施加的张拉力.     

转体斜拉桥施工控制中的参数敏感性分析

以绥芬河斜拉桥转体施工为例,对斜拉桥施工监控中的设计参数敏感性进行了分析。选择主梁自重、混凝土弹性模量、斜拉索张拉力和刚度、混凝土收缩徐变及温度变化等设计参数,采用桥梁有限元分析软件——桥梁博士计算软件对各参数下的结构响应进行了敏感性分析,提出了影响大跨度预应力混凝土斜拉桥施工监控的主要参数。     

四方台松花江大桥索塔锚固区环向应力分析与试验

通过索塔锚固区节段足尺模型试验结果和有限元仿真分析比较,结合索塔受力的实际工况,对异型截面斜拉桥索塔锚固区节段最不利断面在环向预应力与索力共同作用下塔壁的应力响应进行了研究。给出了塔壁特征点处的应力值,为异型截面索塔的设计优化与理论分析模型的建立提出了有效的方法。     

斜拉桥柔性拉索力学状态的探讨

系统地讨论了斜拉桥柔性拉索索形方程在各种不同已知条件下状态变量的求解公式和步骤,提出了“相似算法”,较为精确地考虑了斜拉索的几何非线性。而这种精确性,对于计算超长拉索具有重要的工程实际意义。     

斜拉桥断索危险性分析

拉索锈蚀甚至断丝是斜拉桥较为常见的病害,其隐蔽性强且具有较大的危险性,是斜拉桥危险性分析的重要部分。结合某斜拉桥的实际工程情况,从结构力学特性及桥梁所面临的危险出发,利用Midas有限元分析软件对桥梁进行建模,系统分析桥梁全寿命过程中所面临的危险、各项危险发生的概率及危险所导致的严重后果。通过对断索状况的模拟,总结出拉索断裂对主梁线形及索力的影响:局部斜拉索的断裂会使主梁下挠增大、临近拉索增大;较长拉索断裂对主梁线形的影响较大,而其引起的周围拉索的索力增量较小。     

清河斜拉桥中塔柱模板施工方案设计

对清河斜拉桥中塔柱施工模板的面板和肋进行了设计及强度、刚度计算,并通过对模板施工中模板系统安装、拆除工艺流程和中塔柱模板提升系统、锚固系统、支撑系统、横撑受力计算,以及中横梁施工、模板施工控制测量等多个方面的设计,确定了更为有效合理的清河斜拉桥中塔柱模板施工方案。该方案通过了实践的检验。     

稳定索对悬索管桥的影响

近年来在悬索管桥结构设计中去掉了稳定索,简化工艺虽然未对管桥的正常运行产生影响,但尚缺少理论支持。基于此,以国内某悬索管桥为例,运用ANSYS软件建立了该管桥的4个有限元模型,通过对比4个模型分别在静力、模态、风振及清管工况中的位移、应力响应,研究稳定索对该结构在各个工况下的稳定性及强度的影响。研究表明：稳定索仅对悬索管桥竖向刚度有较小影响,对结构强度基本没有影响,因此,在悬索管桥中不设置稳定索结构是安全的。     

斜拉索PE保护层表面伤痕检测算法设计

提出了一种检测斜拉索PE保护层表面伤痕算法的设计。首先,在图像的预处理阶段,对原始图像进行灰度化和滤波处理;其次,运用边缘检测、边界跟踪及Hough变换获得了拉索轮廓的连续边界;然后,利用原始的灰度图像和基于拉索轮廓的掩模板,获得了无背景的拉索表面图像;最后,通过基于图像间空间差分的伤痕检测算法,获得斜拉桥拉索表面伤痕的图像,结果表明该算法能有效地从爬升机器人采集的图像中提取出斜拉索PE保护层表面伤痕的图像。     

简支桥跨剪力,主拉应力横向分布模型实验及电算分析

剪力和主拉应力计算,是钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土简支梁桥设计计算的重要内容之一,剪力有时直接控制主梁截面尺寸及箍筋设计。本文通过五梁式简支T梁桥钢模型实验和电算分析,得出简支桥跨结构各截面剪力、主拉应力、弯矩横向分布系数皆为弹性分布,且剪力分布峰值由L/4截面分别向h截面和跨中截面递增,弯矩分布峰值由跨中截面向h截面递增。