大跨径混合梁斜拉桥全桥更换斜拉索顺序的研究

为研究混合梁斜拉桥斜拉索更换对桥梁结构内力和位移的影响,找到大跨径混合梁斜拉桥的最优换索顺序,本研究以主跨为360 m的广州鹤洞大桥换索工程为依托,以节省工期,确保换索过程结构安全为目标,开展组合式换索顺序的研究。首先建立了全桥精细化有限元模型,确定了桥梁换索前的基准状态,并验证了其正确性;然后根据已确定的由长索到短索的换索原则,以一次对称更换单塔同一索号的一对索为基础方案,进行施工过程仿真分析,在此基础上提出了一种将全桥斜拉索按照长索区、中长索区及短索区分类的优化思路;最后在各索区选取典型索为研究对象,采用增量法对比分析了不同卸索方案下结构关键参数的变化情况。在兼顾施工难度、双塔相互影响等因素影响的前提下,确定了全桥组合式换索顺序的建议方案：长索区按基础方案执行,中长索区优化为双塔反对称一次更换4根斜拉索方案,短索区优化为全桥一次更换同一索号的8根斜拉索方案。由此全桥换索循环由基础方案的72次优化为32次,确保了桥梁换索过程中的结构安全,并大大缩短了工期。     

南昌市八一大桥斜拉桥换索工程施工监控

介绍南昌市八一大桥斜拉桥换索工程的施工监控内容.该桥在换索施工的同时调整部分索力,使得换索完毕桥梁几何状态较换索前变化很小、但索力分布更加合理.在充分调查文献资料及现场情况的基础上,采用有限元方法,建立多种计算模型,分析换索过程结构的响应,以确保安全;换索过程中加强结构响应监测,包括索力测量、塔偏测量、桥面线形测量、应...     

自锚式悬索与斜拉组合体系桥梁换索模型试验研究

以某独塔双索面自锚式悬索与斜拉组合体系桥梁为对象,建立换索试验模型,分析了自锚式悬索与斜拉组合体系桥梁在更换斜拉索过程中的力学行为、几何变形特征及结构的安全性.验证了换索工程的可行性.有针对性地指出了换索时应注意的问题,为实桥换索的实施提供必要的技术支持.     

西樵大桥换索工程施工监控技术研究

该文结合西樵大桥换索工程,探讨了斜拉桥换索过程中的施工监控技术,采用平面杆系有限元方法模拟了全桥换索前的受力状态和换索施工过程,确定了换索施工的控制工况并据此提出了主梁挠度、应力和索力的控制指标。介绍了施工监测系统的组成并给出了主要的实测数据,实测的数据与计算值吻合较好,换索过程中结构安全是有保证的。     

斜拉桥换索施工监控技术探讨

斜拉桥由于多因素的影响，致使部分斜拉桥运营一段时间后需要全部或部分更换斜拉索。结合犍为岷江大桥换索工程，探讨斜拉桥换索施工监控中的技术问题。采用平面杆件有限元分析方法进行了结构换索前的状态模拟，介绍了理论计算、索力监控测量、换索方法及施工过程监控。从该桥的监控实践来看对一点多索的斜拉桥换索主要监控索力和线形。     

换索斜拉桥合理受力状态研究

斜拉索功能退化导致结构的线形、索力与设计目标值相差较远,为改善这种状况,首先以索力优化理论为基础,利用最小弯曲能量原理,建立了通过换索改善结构线形与内力的理论和方法。然后以云南皎平渡斜拉桥换索为工程背景,以换索前实测索力和线形为参照,以主梁应力为主要控制目标,综合考虑斜拉索受力和主梁线形来确定斜拉桥换索后合理成桥受力状态。     

带挂梁的V型墩刚构桥原位荷载试验

桥梁现场原位荷载试验是检验桥梁承载能力和使用性能的有效手段。以某座带悬臂及挂梁的V型墩刚构桥为工程背景,论述了该桥结构分析计算、加载测试内容及试验数据分析等,并根据实测数据与理论计算结果的对比分析,对桥梁的承载能力及使用性能进行评估,对同类型桥梁荷载试验评估有一定的借鉴意义。     

病害曲梁的梁格评估方法

对于存在显著病害的既有曲线梁桥,将其离散为梁格体系时,应注意到由于桥梁病害的发生致使结构力学性能发生变化,因此梁格参数的取值需考虑发生病害后的结构刚度或结构形式的转变.以某既有病害曲梁上部结构为分析对象,借助桥梁荷载试验正载挠度及偏载挠度结果对梁格理论模型中的结构连接形式和结构参数取值进行修正,在此基础上对结构的承载能力和使用性能进行评估.     

填心法加固双曲拱桥的实践与试验研究

根据一座钢筋混凝土双曲拱桥(焦赞桥)病害分析、加固方法和加固前后的荷载试验数据,运用有限元软件进行结构计算,分析了结构加固前后的受力性能,可供此类桥梁加固设计时参考.     

斜拉板桥静动载试验评定与病害分析

斜拉板桥是一种特殊的桥梁结构形式,其通过将斜拉索包裹于混凝土斜拉板内,形成主梁、桥塔和斜拉板等三大主体构件有机融合的超静定结构体系。以具有代表性的番禺沙溪大桥(2×60m斜拉板桥)为对象,在建立空间有限元模型进行理论分析的基础上,通过实车荷载试验,结合竣工检测试验结果进行对比分析,深入探讨了该桥梁的结构受力特征及工作状态。研究发现,该斜拉板桥尚处于弹性工作状态,且桥梁结构动力特性良好,但结构刚度有所下降,承载能力不足。此外,还通过对斜拉板桥病害的调查,结合荷载试验结果,分析了桥梁病害成因,并提出了针对性的维修养护对策,可为同类桥梁的养护管理提供借鉴参考。     

梅溪河大桥索塔锚固区三节段有限元分析

对在环向预应力单独作用、承载能力索力单独作用、承载能力极限状态和正常使用极限状态下的梅溪河大桥索塔锚固区上部三节段的有限元模型进行了计算与分析。结果表明,实桥模型齿块、预应力筋孔道及角隅等位置存在应力集中;实桥模型在环向预应力单独作用下与索力单独作用下位移方向相反;模型正常使用极限状态均为全截面偏心受压;齿块作为锚固和传力构件,对缓和斜拉索锚固的应力集中程度作用明显。这些结论对于斜拉桥索塔锚固区的设计和施工具有一定的指导意义。     

斜拉桥换索工程设计探讨

拉索作为斜拉桥支承体系中最重要的构件,其耐久性直接影响桥梁的使用寿命,因此,拉索的可更换性尤为重要。笔者通过参与几座斜拉桥换索工程的工程实践,针对换索工程的特殊性,对斜拉桥换索工程设计过程的结构分析、拉索及锚具设计、施工要求、施工监控等方面进行了较为详尽地探讨和总结,认为斜拉桥换索宜遵循等强度、等索力、满足原构造的原则,同时应对锚具防腐防水进行多防线设计。相关结论可供类似工程的设计和施工作参考。     

部分斜拉桥静载试验分析

以桥梁设计理论、有限元法分析技术为理论基础,对国内一座部分斜拉桥的静载试验进行了研究。通过实测值与理论值比较分析,结果表明该桥在试验荷载作用下主梁实测最大挠度值、塔顶最大水平位移值、最大索力值和最大应变值均小于理论计算值,在各个工况荷载作用下,实测残余挠度值与残余应变值较小,表明结构具有良好的变形恢复能力,桥梁结构性能良好。本次试验可为同类桥梁结构的设计和检测评估提供有价值的参考。     

服役斜拉索疲劳状态的全场域在线实时监测与智慧感知

为了能对斜拉桥拉索的服役性能进行更为准确和及时的评估,提出了一套服役期拉索疲劳状态评估的全场域实时监测与智慧感知技术方案。该方案首先给出了基于拉索横向动刚度分析理论的拉索全场域、全应力时程的实时感知方法,其次利用Miner线性疲劳累计损伤理论评估拉索全场域的疲劳损伤状态;最后,将其应用于一座斜拉桥的拉索的振动监测信息处理上,证明了所建议的技术和方案可实现服役拉索疲劳状态的全场域实时监测和智慧感知。具体结论如下:在拉索疲劳应力幅的组成中,由外荷载引起的索端位移产生的索力变化所产生的应力占比最大,当拉索发生较大幅度振动时,振动附加索力变化产生的应力也不可忽略;通过对拉索疲劳应力幅的统计分析发现,与长索相比,短索对外荷载更加敏感,通常会引起更大和更频繁的索力变化,故在斜拉桥拉索疲劳分析中,应对短索给予更多的关注;在拉索疲劳损伤分析时,弯曲应力和腐蚀的影响非常显著,若要使拉索疲劳寿命的预测更接近实际工程情况,需要考虑弯曲应力和腐蚀的影响;在应力幅较大的区域,对应循环次数较少,但拉索疲劳损伤度较大,在应力幅较小的区域,虽然循环次数较多,但拉索的疲劳损伤度较小,所以,在疲劳分析中,拉索应力幅比循环次数更值得关注。     

基于群索索力域的斜拉桥结构性能状况评估

针对目前依据单根斜拉索索力值变化评估斜拉桥运营健康状态的不足,提出一种基于群索索力域映射斜拉桥性能状况的方法。该方法基于蒙特卡罗法模拟获得斜拉桥群索索力域,在实测索力与群索索力域间做相异度最小寻值,根据桥梁结构不同的极限状态定义评估阈值。以国内某已建24年的大跨径预应力混凝土斜拉桥为工程实例,基于近6年(2013~2018年)实测索力数据,依照提出的新评估方法与传统评估方法对主梁结构性能状态进行评估。结果表明:传统评估方法仅得出2013年单根索力变化幅值超限的结论;新评估方法得出2013年、2018年主梁跨中截面存在消压风险,需要持续跟踪关注。该方法可定量、直观地分析评估群索索力变化对桥梁结构受力状况的影响,为桥梁的科学管养决策提供依据。     

青岛海湾大桥局部索构件失效对结构的影响及对策研究

以青岛海湾大桥航道桥为背景,采用半动力分析方法,研究分析了悬索桥吊杆及斜拉桥拉索失效后对周边结构的影响。结果表明：悬索桥吊杆的强健性较斜拉桥斜拉索好,单根或两根吊杆失效时不影响结构整体安全;而对于斜拉索,在两限或三根拉索失效时,结构可能因主梁应力的储备不足而破坏。根据分析结果,制定了结构损伤等级,给出了相应管理养护措施...     

新八一大桥斜拉索内力检测研究

在运营状态,采用环境激励测试拉索振动加速度响应,对新八一大桥的所有斜拉索进行了内力测试,为大桥的安全使用提供了可靠的依据,也为同类桥梁的斜拉索内力测试提供参考。对大桥的测试结果表明拉索内力有一定的变化,但仍在安全范围之内。     

缆索风荷载对悬索桥风效应的影响研究

随着悬索桥跨径的增大,缆索直径和作用在缆索上的风荷载都将相应增加,对悬索桥静风效应和动力风效应（主要是指空气动力稳定性）的影响将可能不容忽视。通过推导,建立了作用于缆索上风荷载的计算模型。以润扬长江大桥为背景,分析了缆索风荷载对悬索桥静风效应和空气动力稳定性的影响。结果表明：缆索风荷载对悬索桥静风效应的影响比较显著,但对于空气动力稳定性则没有影响。     

基于改进尾流振子模型的超长拉索涡激振动特性数值研究

为了研究大跨度斜拉桥超长拉索在不同流场特性下的高阶多模态涡激振动问题，以牛顿定律为基础，建立了考虑张力变化以及垂度效应的拉索结构振子方程，引入改进的Van Der Pol式尾流振子模型，以加速度耦合两非线性振子，提出了一种简便的拉索涡激振动流固耦合预报模型；采用二阶中心差分法，对两振子方程在空间域和时间域进行离散迭代求解，编制了拉索涡激振动的MATLAB计算程序，并验证了其可靠性。该方法为研究拉索涡激振动提供了一种新思路，可解决风洞试验和数值软件（CFD）不便模拟大长细比拉索结构的问题。基于提出的预报模型，以1根330 m超长拉索为研究对象，分析了拉索多模态涡激振动特性，探讨了不同流场特性对拉索涡激振动的影响。研究结果表明：均匀流作用下，拉索发生涡激锁定现象，以单一模态发生振动，随着风速的增加，拉索涡激锁定区间增大而最大振幅不发生改变；剪切流作用下，拉索发生多模态涡激振动，位移响应呈现"拍"的特点，振动频率分布在Strouhal涡脱频率范围内，存在2个或3个主导频率，主导频率全程参与振动，非主导频率间歇参与振动；拉索多模态涡激振动位移响应表现为行波-驻波并存的状态，随着风剖面指数的增加，涡激振动行波效应显著。     

悬索桥理想恒载状态的计算方法研究

悬索桥施工前,必须精确确定主缆和吊索等的无应力长度,而这些参数都需要通过理想恒载状态的求解来得到.为了克服已有方法的不足之处,首先完善了悬索桥的有限元模拟,包括基于悬索精确解析解的、可考虑节间荷载的索单元,能方便模拟各种鞍座及其顶推的鞍座-索单元,采用CR列式梁单元等.然后提出了将有限元法与数值解析法有机地结合起来的理想恒载状态求解方法.通过对润扬大桥的分析表明,本方法是精确而有效的,可用于悬索桥施工过程的精确分析和施工方案的优化.