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悬索桥空缆状态参数误差修正闭合迭代算法

公路交通科技 2024年第3期41卷 102-110页

作者：朱伟华颜东煌许红胜周伟湖南城市学院土木工程学院湖南益阳413000 长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 湖北交通投资集团有限公司湖北武汉430050

针对悬索桥空缆状态主缆架设无应力长度和恒载重量参数误差修正算法存在不闭合问题,提出一种参数误差修正闭合迭代算法。基于悬链线方程理论建立索鞍处非线性方程组,基于分段弹性悬链线理论建立各吊杆间迭代方程组,由几何相容条件联立... 详细信息

针对悬索桥空缆状态主缆架设无应力长度和恒载重量参数误差修正算法存在不闭合问题,提出一种参数误差修正闭合迭代算法。基于悬链线方程理论建立索鞍处非线性方程组,基于分段弹性悬链线理论建立各吊杆间迭代方程组,由几何相容条件联立非线性方程组及迭代方程组,迭代求解各跨主缆力学参数。利用索鞍两侧主缆力学平衡条件,依次进行全桥各索鞍位置迭代修正计算,直至全桥索鞍与主缆体系满足收敛条件,从而达到悬索桥合理成桥状态。将悬索桥施工期各关键控制参数与合理成桥状态计算参数实现闭合性迭代计算。最后,基于合理成桥状态参数求解空缆状态吊杆无应力长度、索夹安装位置及锚跨合理张力,实现空缆状态参数误差修正闭合迭代计算。结果表明:将本研究迭代算法应用于实际悬索桥工程,实测悬索桥成桥状态主梁线形与设计目标值间最大差值为5.8 cm,成桥索塔偏位控制在1.0 cm以内,锚跨索股张力计算值与实测值整体误差率控制在1.0%左右,成桥状态关键技术参数监测结果满足设计及规范要求。满足闭合条件的悬索桥空缆状态迭代计算方法与文献算法进行对比分析,验证本研究方法有效性和可行性;推导的主缆找形迭代算法可为悬索桥设计与施工阶段计算理论提供一定参考价值。

关键词：桥梁工程误差修正闭合迭代计算悬索桥空缆状态合理成桥状态

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矮塔斜拉桥合理成桥状态及二次张拉力的确定

公路 2022年第6期67卷 122-128页

作者：暨仕瑀吴海军王邵锐吕政重庆交通大学土木工程学院重庆市400047

近年来我国已建成较多的矮塔斜拉桥,但其合理成桥状态的确定研究较为不足,并且缺乏有效合理的办法。通过规范中关于全预应力构件的定义导出主梁恒载弯矩可行域计算公式,将此作为目标成桥状态,并利用考虑施工阶段的影响矩阵再结合线性规... 详细信息

近年来我国已建成较多的矮塔斜拉桥,但其合理成桥状态的确定研究较为不足,并且缺乏有效合理的办法。通过规范中关于全预应力构件的定义导出主梁恒载弯矩可行域计算公式,将此作为目标成桥状态,并利用考虑施工阶段的影响矩阵再结合线性规划法,得到满足主梁恒载弯矩可行域的二次张拉力和成桥索力。以某矮塔斜拉桥为例开展分析,将使用该方法得到合理成桥状态与最小弯曲能法得到的成桥状态带入细化空间杆系有限元模型中。分析结果表明,该方法可明显改善主梁的受力状态,减小主梁的挠度,使墩顶负弯矩和跨中正弯矩显著减小,主梁弯矩图更加均匀。

关键词：桥梁工程矮塔斜拉桥合理成桥状态弯矩可行域二次张拉力施工阶段影响矩阵

空间索面自锚式悬索桥合理成桥状态确定与索鞍预偏计算

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空间索面自锚式悬索桥合理成桥状态确定与索鞍预偏计算

作者：王龙达长安大学

学位级别：硕士

自锚式悬索桥造型优美、结构布置灵活,成为城市桥梁设计与建造的优选方案。对于自锚式悬索桥,吊索力的变化直接影响主缆的线形及桥梁结构的整体受力,几何非线性影响非常明显,体系转换过后结构内力与线形调整非常困难。空间索面自锚式悬... 详细信息

自锚式悬索桥造型优美、结构布置灵活,成为城市桥梁设计与建造的优选方案。对于自锚式悬索桥,吊索力的变化直接影响主缆的线形及桥梁结构的整体受力,几何非线性影响非常明显,体系转换过后结构内力与线形调整非常困难。空间索面自锚式悬索桥受力更为复杂,开展其成桥线形、空缆线形及合理成桥状态的研究具有工程应用价值。本文以某空间索面自锚式悬索桥实际工程为研究背景,开展了主缆线形、合理成桥状态及索鞍预偏计算的研究。本文的主要研究内容有:(1)详细分析了悬索桥主缆既有找形计算理论的优缺点,推导了悬索桥找形计算中参数修正的新方法,基于分段悬链线理论编制了空间缆索体系悬索桥的MATLAB主缆找形程序。以实际工程桥梁的设计参数及结果数据验证了本文编制的主缆找形程序的精度,为后续合理成桥状态的确定提供了计算前提。(2)分析了自锚式悬索桥既有合理成桥状态优化方法的优缺点,提出了一种基于弯曲应变能最小理论的确定合理成桥状态的计算流程,并编制了相应的MATLAB计算程序。先运用刚性支承连续梁法与找形程序迭代计算出初始吊索力,采用温度补偿考虑自锚式悬索桥主塔与主梁的压缩,确定吊索力对结构弯矩的影响矩阵,最后通过弯曲应变能最小理论迭代计算确定满足桥梁优化目标的成桥吊索力。(3)基于主缆施工过程中无应力长度不变的原理,分析了计算自锚式悬索桥空缆线形及索鞍预偏量的解析法与精确解析法的优缺点,并编写了解析法与精确解析法相应的空缆线形MATLAB计算程序,并通过工程实例验证了编制程序的精度。同时结合实际工程,计算了典型施工阶段的索鞍预偏量,计算结果可为同类桥梁施工提供一定的依据。

关键词：自锚式悬索桥空间索面主缆找形合理成桥状态索鞍预偏量

自锚式斜拉-悬索协作体系桥合理成桥状态确定的分步算法

同方学位论文库评论

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土木工程学报 2010年第10期43卷 91-97页

作者：朱巍志张哲潘盛山许福友大连理工大学辽宁大连116023

对自锚式斜拉-悬索协作体系桥进行分析计算的首要问题是如何确定成桥状态时构件的空间位置,即成桥状态初始构形和缆、索的内力。根据不变形预张力和无应力索长的概念推导不变形预张力的索力不变原理。利用该原理,结合现有的一些计算方... 详细信息

对自锚式斜拉-悬索协作体系桥进行分析计算的首要问题是如何确定成桥状态时构件的空间位置,即成桥状态初始构形和缆、索的内力。根据不变形预张力和无应力索长的概念推导不变形预张力的索力不变原理。利用该原理,结合现有的一些计算方法提出自锚式斜拉-悬索协作体系桥合理成桥状态确定的分步算法。运用该方法对大连跨海大桥的设计方案进行计算。计算结果表明利用该方法能够按照要求得到该类桥梁合理的成桥状态,并且计算得到的不变形预张力结果可以作为下一步的施工阶段分析计算的基础。

关键词：自锚式斜拉-悬索协作体系桥分步算法合理成桥状态不变形预张力无应力索长

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厦漳跨海大桥北汊主桥合理成桥状态研究

桥梁建设 2013年第4期43卷 44-48页

作者：苏剑南招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

为研究斜拉桥合理成桥状态的计算方法,以厦漳跨海大桥北汊主桥为背景,采用大型有限元软件TDV RM2006建立全桥有限元模型,通过优化结构成桥索力使主梁和桥塔达到设计期望的状态,用最小弯曲能量法初定近似合理的成桥状态,以该状态下的部... 详细信息

为研究斜拉桥合理成桥状态的计算方法,以厦漳跨海大桥北汊主桥为背景,采用大型有限元软件TDV RM2006建立全桥有限元模型,通过优化结构成桥索力使主梁和桥塔达到设计期望的状态,用最小弯曲能量法初定近似合理的成桥状态,以该状态下的部分斜拉索索力和主梁弯矩作为目标向量,通过影响矩阵法求解所有斜拉索初张力,通过微调局部斜拉索的初张力修正几何非线性对静力优化结果的不利影响,最终确定北汊主桥的合理成桥状态。实践证明,最小弯曲能量法和影响矩阵法能很好地弥补相互间的局限性,能在较短的时间里确定斜拉桥的理想成桥状态。

关键词：斜拉桥合理成桥状态最小弯曲能量法影响矩阵法有限元法结构设计

四索面钢箱梁斜拉桥合理成桥状态下的空间受力研究

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桥梁建设 2016年第1期46卷 47-52页

作者：袁鹏李德建李传习罗超云中南大学土木工程学院湖南长沙410075 长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410004 广东省长大公路工程有限公司广东广州510000

为了探讨四索面钢箱梁斜拉桥横桥向内外侧索力比对结构的影响,使得结构空间受力最合理,以嘉绍大桥主航道桥斜拉桥(主跨428m的六塔四索面分幅钢箱梁斜拉桥)为背景,采用ANSYS软件建立了嘉绍大桥横桥向内外侧等索力、空间索力2种计算模型,... 详细信息

为了探讨四索面钢箱梁斜拉桥横桥向内外侧索力比对结构的影响,使得结构空间受力最合理,以嘉绍大桥主航道桥斜拉桥(主跨428m的六塔四索面分幅钢箱梁斜拉桥)为背景,采用ANSYS软件建立了嘉绍大桥横桥向内外侧等索力、空间索力2种计算模型,利用综合能量法,对2种模型合理成桥状态下的斜拉索索力和主梁、桥塔、横梁内力与线形等进行了研究。结果表明:四索面钢箱梁斜拉桥恒载索力空间效应显著,内侧与外侧斜拉索索力比值分布不规律;空间索力分配对主梁扭矩及横梁弯矩影响较大,对主梁和桥塔应力、变形影响较小;在进行四索面钢箱梁斜拉桥结构初步设计或仅需计算主梁、桥塔应力及线形时,可近似采用平面模型;在技术设计和施工图设计时,应采用空间分析模型,并考虑主梁及横梁等的空间受力情况。

关键词：斜拉桥钢箱梁四索面空间效应有限元法索力线形合理成桥状态

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部分地锚式斜拉桥合理成桥状态二阶段确定法

深圳大学学报（理工版） 2012年第1期29卷 51-55页

作者：张力文夏睿杰肖汝诚孙斌同济大学桥梁工程系上海200092 同济大学建筑设计研究院上海200092

研究部分地锚式斜拉桥受力特点及其合理成桥状态的确定原则,提出一种二阶段合理成桥状态下的索力确定方法.该方法采用刚性支承连续梁法确定成桥状态下的索力,并以影响矩阵法进行后续调整.根据该桥型受力特点制定了第2阶段的索力调整流程... 详细信息

研究部分地锚式斜拉桥受力特点及其合理成桥状态的确定原则,提出一种二阶段合理成桥状态下的索力确定方法.该方法采用刚性支承连续梁法确定成桥状态下的索力,并以影响矩阵法进行后续调整.根据该桥型受力特点制定了第2阶段的索力调整流程,对一座主跨1 218 m的混合梁部分地锚斜拉桥进行了计算.结果表明,按照第2阶段索力调整流程可较快确定出合理成桥状态下的索力.

关键词：工程结构部分地锚式斜拉桥合理成桥状态索力优化桥梁结构设计叠合梁

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系杆拱桥合理成桥状态研究分析

城市道桥与防洪 2022年第3期 60-63,M0007页

作者：焦明东高敏宋玉司奎上海同济检测技术有限公司上海市200092

系杆拱桥成桥状态的合理与否直接关系到桥梁合理施工阶段的确定及成桥运营阶段的安全.现通过对刚性支承连续梁法、最小弯曲能量法和相对刚度变化法在系杆拱桥合理成桥状态确定中的应用的介绍,并通过某钢管混凝土系杆拱桥工程案例的有限... 详细信息

系杆拱桥成桥状态的合理与否直接关系到桥梁合理施工阶段的确定及成桥运营阶段的安全.现通过对刚性支承连续梁法、最小弯曲能量法和相对刚度变化法在系杆拱桥合理成桥状态确定中的应用的介绍,并通过某钢管混凝土系杆拱桥工程案例的有限元分析,对比分析了不同计算理论下的吊杆、系杆和拱肋内力和系杆位移状态,结果显示相较于其它两种方法,相对刚度变化法均能实现拱桥结构性能最合理状态.

关键词：系杆拱桥合理成桥状态刚性支承连续梁法最小弯曲能量法相对刚度变化法

基于弯矩可行域的组合梁斜拉桥成桥状态确定方法

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湖南交通科技 2024年

作者：涂光亚邢斌尹晓峰高若涵长沙理工大学土木工程学院

为探究弯矩可行域法对于组合梁斜拉桥合理成桥状态计算的适用性,本文在分析研究常规斜拉桥分步算法的基础上,针对组合梁斜拉桥的特点,采用双层梁单元来模拟组合梁,即下层为钢梁单元,上层为混凝土梁单元,两者用刚臂连接,将钢梁和混凝土... 详细信息

为探究弯矩可行域法对于组合梁斜拉桥合理成桥状态计算的适用性,本文在分析研究常规斜拉桥分步算法的基础上,针对组合梁斜拉桥的特点,采用双层梁单元来模拟组合梁,即下层为钢梁单元,上层为混凝土梁单元,两者用刚臂连接,将钢梁和混凝土组合截面换算为混凝土等效截面配置合理预应力,计算全截面弯矩可行域与实际成桥弯矩,再通过影响矩阵法进行调整得到合理成桥状态。并以柴埠溪大桥为工程背景进行了实例验证。计算结果表明:组合梁主梁全截面弯矩可行域综合反映了钢材和混凝土的受力要求,预应力估算方法明确,优化后的成桥状态,索力均匀,主梁应力均满足斜拉桥合理成桥状态的要求。说明全截面弯矩可行域法可较好地适用于组合梁斜拉桥合理成桥状态的确定,为该类桥型合理成桥状态的计算提供了有益的参考。

关键词：组合梁斜拉桥合理成桥状态弯矩可行域成桥索力优化分步算法