上承式拉索拱桥成桥索力优化研究

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对于提高钢管混凝土拱桥吊杆索力测试精度的研究

［陈歆贤．２】桥梁工程索力的测试方法研究ｆ．Ｊ福】
建建筑，０６５：６ — ６２ｏ（）１２１３
（）ｍ，度约为１２５Ｎ、５刚２．ｍ。ｋ３２试验方法与设备．以上式中：他＋；＝１９２２１１；ｍ＋Ａ－８＋６ｎ５２．＋．ｎ
Ｂ：
ｒ ‘ ：
［国豪．３降桥梁结构稳定与振动［ＩＭ．北京：中国
铁道出版社．９２１９．
ｊ）：・Ｊ ‘ ２．为杆１）；Ｖ— ＝ｒ吊或０挑；７，（ｆｎ＞１
拉索横向振动的第１阶频率；为频率阶数；１ｎｉｎ为拉索线密度；为拉索计算长度；ｆＥ为拉索弹性模量；为拉索截面刚度。Ｉ２吊索长度的修正钢管混凝土拱桥的吊杆两端在构造上设
生
一
１０—
一
表１吊杆频率值的对比
苎
＋＝。ｍ
（）１
图１福建永安北塔大桥立面图
式中：吊杆的线密度；为横向位移函ｍ为ｘ数；ｘ为纵向坐标；为时间；ｔＴ为张拉力；ｌＥ为吊杆的抗弯刚度。该方程为一超越方程，故采用它的简化模式求张拉力Ｔ的解析表达式。依据吊索的细长比、边界条件及拉索截面刚度组合情况建立了如下四个计算公式：１１．计算模型１当拉索两端固结并考虑刚度时，
钢管混凝土拱桥在施工过程中索力控制是关系到结构内力和成桥状态的重要施工环节，因此在施工过程中必须借助精度较高的索力测定技术来确定吊索索力。当前测定索力的方法主要有压力表测定千斤顶液压法、压力传感器直接测定法、频率测定法等方法，目经而前济、方便、简单、的测试方法是频率测定法。快捷此方法的适用范围广可对张拉后的拉索进行重复测试，特别适合在桥梁运营过程中测试拉索的索力。斜拉桥、索桥由于其拉索较长且处于悬张紧低阶振动模态，按照传统的计算方法得到的索力能够满足工程的需要。但对于吊杆拱桥，测试时必须考虑索的边界条件、弯刚度、抗长细比对振动频率的影响。本文试图根据不同长细比吊索选择不同的计算模型并选择合理的计算长度来考虑索的边界条件和抗弯刚度对索力测试精度的影响。１吊杆索力的计算原理与表达式根据弦的振动理论应用动力学普遍原理可以建立均匀线密度的吊杆在无阻尼时的自由振动方程为：。

某钢筋混凝土拱桥劲性骨架缆索吊装施工过程仿真优化

3# 扣索
191 225 235 185 190
本文缆索吊装施工过程利用大型桥梁专业有限元软件 MIDAS CIVIL 建立图 5 所示的计算模型，利用空间梁单元模拟劲性骨架的 6 根弦管、腹杆连接系等。对于索的模拟有索单元和等效桁架单元两种方法，索单元用于大位移效应分析。本文只进行扣背索索力计算，故采用等效桁架单元模拟扣背索和抗风索，索力用预应力荷载中的初拉力代替，吊装模型中采用一般支撑类型约束拱脚对应节点的全部自由度。计算不考虑索塔、交界墩和扣背索、抗风索锚锭位移，也采用同样约束处理，索塔与交界墩顶锚箱按刚接处理。
4# 扣索
327 309 244 241
5# 扣索 6# 扣索
490
435
795
435
805
表 3 吊装方案 2 四川岸扣索索力值
1# 扣段 2# 扣段 3# 扣段 4# 115 116 108 95 87
2# 扣索
132 162 179 170 111 93
1 工程概况
本文是以在建四川省境内某上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥为工程背景展开研究。主要工程为金沙江特大桥，全长 385．2 m，主桥桥面采用 3 % 的单向纵坡。全桥跨径组合为 3×21．2 m（预应力混凝土小箱梁） +275．6（ 13×21．2） m（钢筋混凝土拱桥） +35 m（现浇预应力混凝土箱梁），主孔净跨为 260 m。主拱采取等截面悬链线无铰拱，主桥总体布置见图 1。
图 1 主桥总体布置（单位： m）
劲性骨架为型钢和钢管组成的桁架结构，上、下各三根 508×16（ 24） mm 的钢管弦杆，各弦杆之间通过横联角钢和竖向角钢连接而构成型钢－钢管桁架，在拱肋横联对应位置设交叉撑，加强横向连接，腹杆及平联与弦杆均采用焊缝连接，具体布置见图 2 ～图 4。全桥劲性骨架两岸各 6 个扣段+1 个拱脚预埋段+ 1 个拱顶合龙段，每个扣段又分为两个标准

《交通科技》2011年总目次

某两跨连续箱梁桥的检测与评估 … … … …… …
… … … … … … … … …… …… …… … … … … ３（１４）
… … … … 叠合梁斜拉桥成桥过程的参数敏感性分析 …… ４（１）
１，ｏ桥梁抗震设计中地震波的合理选取 … …… …… ４（０、５）
２（）混凝土斜拉桥双直立塔柱形索塔与下横梁异步 … … … … 施工控制 … … … … … …… …… …… …… … …
岩溶地区扩建项目新建高架桥基础设计简析
…
ｕ、＾／大跨连续刚构桥施工线形控制技术 … ………… ５（２ ’、＾，２）（）法国规范体系下的桥头搭板结构计算分析 ……
４在一 ‘ ．一ｗ、ｄ｝ ‘几！— 审１＾ … Ｊ７．Ｈ … Ｉ・
＾／１ … ＾＼（４３）（８３）
（３５）
０ … ｏ，针鱼岭大桥及接线工程总体方案研究 … … … … ｏ、 … … 沪瑞高速公路某旧桥加宽设计 … …… … … … …
桥墩尺寸选择及稳定配筋浅析 … … … … … … … ２（
跨穗盐路斜拉桥钢箱梁悬臂拼装方案研究 … … ２（２津秦客运专线２）落步溪大桥１７ＩＬ劲性骨架混凝土拱桥关键技术
（先简支后连续箱梁体系转换的设计与施工 … … ７）

3第2章上承式拱桥

第三节拱桥的计算
一、概述
拱轴线的选择与确定
恒载内力活载内力
温度、收缩徐变
拱桥
成桥状态的内力分析和强度、刚度、稳定验算拱脚变位
的
内力调整
计
拱上建筑的计算
算
施工阶段的内力分析和定验算
二、拱轴线的选择与确定
拱轴线的形状直接影响主截面的内力分布与大小，选择拱轴线的原则，是要尽可能降低荷载产生的弯矩。最理想的拱轴线是与拱上各种荷载作用下的压力线相吻合，使拱圈截面只受压力，而无弯矩及剪力的作用，截面应力均匀，能充分利用圬工材料的抗压性能。实际上由于活载、主拱圈弹性压缩以及温度、收缩等因素的作用，实际上得不到理想的拱轴线。一般以恒载压力线作为设计拱轴线。（一）圆弧线
（1－2－20）
则
d2y1
d2
l12gd Hg
k2y1
（1－2－21）
上式为二阶非齐次微分方程。解此方程，得到的拱轴线（压力线）方程为：
y1mf1(chk1)
（1－2－22）
上式为悬链线方程。
其中ch k为双曲余弦函数：
chkek ek
2
•对于拱脚截面有：=1，y1=f，代入式（1－2－22）可得：
代=1，如上式，即可求得：
tgj shk
c)根据计算出的 j 计算出gj后，即可求得mi+1
d)比较mi和mi+1，如两者相符，即假定的mi为真实值；如两者相差较大，则以计算出的mi+1作为假设值，重新计算，直到两者相等
（2）空腹式拱拱轴系数的确定空腹式拱桥中，桥跨结构的恒载由两部
分组成，即主拱圈承受由实腹段自重的分布力和空腹部分通过腹孔墩传下的集中力（如左图）。由于集中力的存在，拱的压力线为在集中力作用点处有转折的曲线。但实际设计拱桥时，由于悬链线的受力情况较好，故多用悬链线作为拱轴线。

上承式铁路混凝土拱桥加固技术研究

固法．
碳纤维是一种新型建筑材料，因其质量较轻、耐腐蚀性好、拉强度高等诸多优点被广泛应用于各抗
类加固设计中。碳纤维布加固是利用高强粘结材料将碳纤维布粘贴在构件表面，利用碳纤维材料具有良好的抗拉强度以达到提高构件承载能力的要求。适用于各种结构和各种部位，如简体、梁、柱、屋架、板、壳体等构。该加固技术具有以下优点：（与传统方法相比，１）采用碳纤维布加固能最小的改变原结构的受力状态，保证在设计荷载范围内与
（利用拱在三向受压情况下其抗压强度比较高的原理，２）采用钢筋混凝土套箍环状加固拱脚，其加固增强效果较之锚喷技术有优势。
（）３钢筋砼套箍层采用现浇分层施工，可达到早期较高的强度。（）用钢筋混凝土套箍加固可实现大部分恒载由复合主拱圈共同承担的目的，４采受力性能更为优越。（）久性比较好，５耐主拱圈的抗风化、防水性能和可靠度完全可达到要求。
关键词：拱桥；车安全性；向刚度行横中图分类号：Ｕ５．２４５７１铁路混凝土拱桥加固的现实意义文献标识码：Ａ
在铁路既有线上，由于许多桥梁存在设计荷载偏低，久失修，年保养不利等多种原因，造成了许多桥梁成为提速段上的制约路段，加固将给列车过桥造成极大的隐患。通过多起列车在桥梁上脱轨的案不例发现，向刚度不足是造成火车脱轨的重要原因。提速段上桥梁的横向刚度不足成为了制约提速的横关键因素，向刚度不足的铁路桥加固是十分有必要的。拱桥在山区路段有很大的优势，横拱桥的加固技

钢桥的主要结构形式与受力特点

如果拱桥不能充分承受两端支承处的水平力，拱脚不仅会产生很大的位移，而且拱内产生很大的弯矩，不能充分发挥拱的优势。
拱桥可以采用两种方法来承受两端支承处的水平力：一种是设置坚固的基础，水平力由基础承受，拱为有推力拱，适用于地基良好的桥位; 另一种是在拱的两端设置拉索或者梁(称为系杆或系梁) 等，使得水平力互相平衡，拱为无推力拱，也称为系杆拱，适用于地基较差的桥位。
朝天门长江大桥工程全长4.881公里，由主桥、东西引桥及黄桷湾、弹子石、对山、五里店等4座立交组成。
其中，大桥主体工程全长1741米，主桥为932米，有两座主墩，主跨达552米。建成后的大桥，分为上下两层。上层为双向六车道，行人可经两侧人行道上桥；下层则是双向轻轨轨道，并在两侧预留了2个车行道，可保证今后大桥车流量增大时的需求。
三、刚构桥
梁体与桥墩或桥台连为一体者，称为刚构桥。刚构桥的受力兼有梁桥与拱桥的一些特点，主要承重结构为偏心受压和受弯。
目前钢刚构桥的最大跨度是1972年建成的意大利斯法拉萨桥。跨度达到376m；我国1976年建成的陕西安康江汉大桥，跨径达到176 m,为我国钢斜腿刚构桥之首。
1972年意大利建成的斯法拉沙桥，跨径达376 米，是目前世界上跨径最大的钢斜腿刚架桥。
胜利黄河大桥是我国修建的第一座钢斜拉桥，位于垦利县城东北侧。
大桥全长2817.46米，由主桥、南北引桥组成。主桥为5孔跨径，主桥长682米，为新型钢箱斜拉索桥结构，用57段钢箱梁连接而成，为连续双箱正交异性板钢斜拉桥，引桥为跨径30米预应力混凝土箱梁，桥面宽19.5米。桥两端为造型优雅的桥头堡和花园式绿化带。
目前梁式桥最大跨度的是1917年建成的加拿大魁北克公路铁路两用悬臂钢桁梁桥，跨度达到548. 8 m。

最小弯曲能量法确定系杆拱桥成桥索力

最小弯曲能量法确定系杆拱桥成桥索力曹晨瑞;史进【摘要】斜拉桥和系杆拱桥都基于三元构件，所以在结构分析中有一些通用的方法，尤其在成桥索力的确定问题上。

基于斜拉桥成桥状态确定的思路和方法，以最小弯曲能量法确定系杆拱桥的成桥索力，并分析确定其合理性，为后续进一步优化及确定施工阶段吊杆索力提供可靠依据。

%The cable-strayed bridge and the tied arch bridge are all based on the triple element , so they share some general methods in the structural analysis , especially when determining the completion state of cable force . Based on the thought and method to determine the completed status of the cable-stayed bridge , this paper uses the least bending energy method to evaluate the reasonable cable forces of the tied arch bridge and analyzes the rationality, providing the infallible data for further optimized suspender force .【期刊名称】《兰州工业学院学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P40-43)【关键词】系杆拱桥;成桥索力;最小弯曲能量法【作者】曹晨瑞;史进【作者单位】兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州 730070;兰州交通大学土木工程学院，甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】U448.220 引言通常情况下，系杆拱桥的主梁与拱肋为刚性，吊杆为柔性且能够被赋予不同的索力，所以吊杆索力对于系杆拱桥成桥状态的影响是显而易见的［1-2］，而成桥状态的合理与否有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.为使得系杆拱桥成桥时有合理的成桥状态，确定吊杆合理成桥索力成为至关重要的工作.斜拉桥在成桥状态研究方面相对成熟且有很多不同的方法，根据分类不同，常用的有刚性支承连续梁法、最小弯曲能量法、刚性吊杆法、用索量最小法等［3］.根据斜拉桥与系杆拱桥的共性及各自结构的不同，本文试选用最小弯曲能量法和刚性支承连续梁法初步确定成桥系杆拱桥的合理成桥索力，对比分析计算结果，表明最小弯曲能量法可以得到更为简便合理的成桥索力.1 最小弯曲能量原理简述图1为一座n跟吊杆的拱梁组合体系计算模型，吊杆拉力分别为 x1，x2，…，xn. 设xi=1时桥梁任意截面弯矩、轴力、剪力分别为 Mi，Ni，Qi，则截面内力为图1 计算模型式中，Mp、Np、Qp为恒载在基本结构体系上所产生的内力;n为吊杆数.此时，主梁与拱肋的应变能分别为式中，Ul、Ug分别为主梁与拱肋对应的应变能;E为弹性模量;I为抗弯惯性矩;G为剪切模量;A为截面面积;k为剪力不均匀分布系数.假设应变能主要由弯曲应变能控制，行车道梁与拱肋的能量单价之比为ωz=1/η，则结构耗费的总能量为将式(2)带入(3)，得式中，C0为常数，为使结构的总能量W最小，选择适当的吊杆拉力xi，使W取到极小值，满足条件对式(5)求解得到的xi即为成桥后满足目标函数的最合理的吊杆索力［4］.本文以通用有限元软件Midas Civil建立原拱桥模型，在此基础上，仅将主梁、拱肋及吊杆的截面积扩大10 000倍，其他参数不变，使得结构弯曲应变能不变，而轴力、剪力引起的能量趋于最小，进行分析，以期得到合理的吊杆成桥索力，并进行后续的分析.2 刚性支承连续梁法简述系杆拱桥中，吊杆的主要作用是传递力，施加给吊杆一定的索力，吊杆对主梁在吊点处就有一个向上的提拉力，然后这部分力传递给拱肋，拱肋再传递给支座，不同的索力有不同的桥梁结构受力，寻找合理的成桥状态，也在一定程度上就是寻找合理的成桥索力.刚性支承连续梁法，简单的说就是刚性支承代替吊杆作用，以主梁线性为控制目标，比如在恒载作用下位移为零时，刚性支承支反力的大小就认为是桥梁结构要达到此线性目标时吊杆的成桥索力.本文使用通用有限元软件Midas Civil，在做刚性支承连续梁法确定成桥索力时，在完整模型中，去掉吊杆，在吊杆的主梁吊点位置设置刚性支承，施加恒载，运行计算，初步得到恒载作用下以刚性支承连续梁法确定的吊杆成桥索力，并与最小弯曲能量法对比分析.3 工程实例3.1 工程概述某连梁加拱组合系杆拱桥，简图及有限元模型见图2，主桥跨径布置为60 m+148 m+60 m三跨下承式梁拱组合式拱桥，拱肋采用1.8次抛物线，计算跨度134 m，矢高 39.3 m，矢跨比 1/3.4，拱肋横向间距7.6 m，拱肋采用变高度哑铃型截面.主梁采用C55混凝土，单箱单室直腹板截面，主跨跨中80 m及边跨端部24.85m范围内梁高为3 m，V墩两斜腿支撑处梁高为4.6 m，梁高按1.8次抛物线变化，箱梁顶面宽10.7 m，底面宽6.8 m，箱梁顶板厚40～60 cm，腹板厚50～120 cm.图2 某连梁加拱组合系杆拱桥简图及有限元模型3.2 计算结果及分析分别采用刚性支承连续梁法和最小弯曲能量法计算得到各吊杆的成桥索力，如表1所示.表1 两种方法计算得到的成桥索力 kN吊杆编号刚性支承连续梁法得成桥索力最小弯曲能量法得成桥索力1#(拱角处吊杆)2 367.4 767.2 2# 355.7 980.9 3# 680.4 1 192.5 4# 589.4 1 404.1 5# 1 430.3 1 497.4 6# 1 202.1 1 543.6 7#(拱顶处吊杆) 1 454.3 1 553.0 8# 1 198.2 1 541.6 9# 1 432.3 1 493.8 10# 590.1 1 400.2 11# 679.0 1 190.5 12# 356.7 979.8 13#(拱角处吊杆)2 365.1 766.2由表1可以看出，刚性支承连续梁所计算处的吊杆成桥索力并不均匀，甚至相邻吊杆变化很大，如 1#与 2#相差 2 011.7 kN、4#与 5#相差 840.9 kN、9#与10#相差842.2 kN、12#与 13#相差 2 008.4 kN，且靠近吊杆位置短吊杆1#、13#吊杆索力巨大，这是由于刚性支承连续梁法中，拱肋重量主要由靠近拱脚处的1#、13#处支承和桥墩承载，这些说明了刚性支承连续梁法在计算系杆拱桥成桥索力时的局限性，仅以主梁位移为约束条件，未能充分考虑短吊杆与长吊杆的协调变形能力及拱肋在整个桥梁结构中的作用，所以计算出的索力并不合理［5］，不能作为参考指导施工.最小弯曲能量法计算的成桥索力符合成桥索力大小变化均匀，最大相邻相差仅为212.7 kN，且充分考虑了长短吊杆各自特性及协调变形能力.将所得成桥索力施加到原模型中，得到主梁中跨弯矩图如图3，拱肋弯矩图如图4，拱肋应力图如图5. 图3 主梁中跨弯矩图(单位kN·cm)由以上各图可知，主梁跨中受6#、7#、8#吊杆较大索力作用向上拱起，向两侧到到拱脚处变化匀称，靠近拱脚短吊杆1#、13#索力较小，梁体下挠，在拱脚处弯矩偏大，但也符合该拱桥受力特征及相关限值;拱肋在拱顶位置及拱脚处弯矩较大，但均处于受压状态且无明显应力过大超过允许值［6-7］.从以上分析可知，最小弯曲能量法可用于系杆拱桥吊杆成桥索力初步计算.图4 拱肋弯矩图(单位kN·cm)图5 拱肋应力图(单位MPa)4 结语本文基于最小弯曲能量法和刚性支承连续梁法初步计算得到吊杆成桥索力，对比分析计算结果，表明刚性支承连续梁法在求解系杆拱桥吊杆成桥索力有不理想之处，而最小弯曲能量法，虽借鉴斜拉桥成桥索力计算方法，但该方法能适用于拱桥吊杆成桥索力计算，且简便有效合理，所计算索力大小变化均匀，桥梁结构受力合理，有利于施工及安全，能够为进一步的优化处理提供依据.参考文献:［1］杜国华，姜林.斜拉桥的合理索力及其施工张拉力［J］.桥梁建设，1989(3):11-17.［2］江旭东.确定系杆拱桥吊杆初始张拉力方案及施工控制［J］.上海公路，2008(1):37-39.［3］叶建龙，孙建渊，石洞.梁拱组合桥柔性吊杆张拉力的确定及分析［J］.城市道桥与防洪，1999(4):21-24.［4］盛兴旺，李松报.确定系杆拱桥吊杆力的刚性连续梁法算法［J］.铁道科学与工程学报，2009，6(3):42-46.［5］张国泉，徐雷.无支架施工的系杆拱桥吊杆索力优化［J］.上海公路，2005(4):17-20.［6］李新平，钟健聪.空间系杆拱桥吊杆张拉控制分析［J］.华南理工大学学报:自然科学版，2004(7):89-92.［7］盛兴旺，李松报.确定系杆拱桥吊杆力的刚性连续梁法算法［J］.铁道科学与工程学报，2009，6(3):42-46.。

基于遗传算法的大跨度钢桁拱桥成桥状态索力优化

在确定系杆结构成桥内力方面，不少学者提出了许多方法。每种确定系杆结构桥梁成桥状态的方法都有其优点和局限性。随着结构分析计算手段的改进和人们对
系杆结构桥梁特性认识的深入，有些方法逐渐被淘汰，
（１）＋（２）＋…＋（一）－ｍｉｘ一Ｘ一－ｎ－－）
刖吾
整度要求很高．故系梁线型是优化的重点。而且由于在
对系梁线型优化的同时，也在进行着桥梁结构受力性能
在大跨度钢桁系杆拱桥的施工工程结束前。施工人员在调平梁体位移的同时，通常也要通过调整系杆索力对结构的受力状态进行优化。
的优化。故只需要保证拱肋上各个控制点与设计线型中相应点的高程差控制在一定范围即可。因此以桥梁线型为目标的优化的数学模型如下：
足：
Ｒｊ０４．Ｒｂ
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｛ “ ｛（０ △｝（）｛） △）
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式中：
（）４
（△｝一一经过结构计算后吊｛）杆的索力大小；（△｝一吊杆允许的最大索力；｛）
一
一
一
控制点ｉ吊索力作用时点挠度；在
一
一
综上所述，大跨度钢桁拱桥成桥状态吊杆优化分析中状态杆目标张拉力优化空间有限元模型
结构构件的模拟：采用空间梁单元ｂａ４ｅｍ４模拟拱肋、横梁、系梁以及横撑等，吊杆采用只受拉桁架杆单元ｌｋ０ｉｌ来模拟。ｎ
适应度分配选择方式，动态罚函数法应用于处理有约束的最优化问题。将对成桥状态的吊杆索力调整的目函数进行了分析。标将一组多变量、多约束的最小化问题无约束化，从而建立了适合于该问题的遗传算法优化模型，得到相应参数的最优取值，并将最优值代入结构分析过程。结果表明，采用该方法编制的基于结构计算的遗传优化程序操作灵活，能很好的满足施工和设计要求。关键词：桁拱桥索力优化遗传算法实数编码钢

五种方法测定拉索索力的特点与适用性分析

表１压力传感器和液压千斤顶方法对比
拉索可用液压千斤顶张拉，利用千斤顶张拉油缸中的液压和张力之间的关系，只要测得油缸的液压就
可求得索力。但千斤顶可能存在漏油现象，张拉前或张拉到一定阶段时，尤其是在某些恶劣施工环境下，千斤顶油压表要用精密压力表标定。也可用液压传感器测定千斤顶的液压。液压传感器感受液压输出相应的电讯号，输入接收仪表后即可显示压强或经换算后直接显示出张拉力。电讯号可由
・１９・３
但该法只能测量索头的张力，当遇到索在张拉过程中某位置被卡时，端头有较大的索力，但索中部的
索力仍然较小，因而，会测量出错误的索力。而这种情况在斜拉桥施工中并不少见：当成桥后安装上减振装置后，这种误差尤为明显。若长期监测，则要在拉索锚固端垫装一穿心式压力传感器，这种方法精度由压力传感器决定，但压力传感器售价相当高，因而少用于长期监测。
３频率法
传感器由两层线圈组成，除磁化拉索外，它不会影响
拉索的任何力学特性和物理特性。该方法精度稍差，如表２、表３，最大误差已超
过６％。测量时，需预先将传感器穿在拉索上，显然，对于没有预埋传感器的桥梁不能应用该法。由于传感器和测试仪器成本较大，一般只测定同束拉索中
摘
要：拉索索力测定的方法很多。为更好地测定拉索索力，结合之前各种研究成果，就目前常
用的五种拉索索力测定方法，分析了各自特点和适用性，提出应根据各实际课题的目的、精度要求、成本和结构形式来选用拉索索力测定方法的建议，并将五种方法的适用性划分成 “ ” “ 好 ” 好、较、

系杆拱桥吊杆张拉方案优化试验研究

系杆拱桥吊杆张拉方案优化试验研究系杆拱桥外部为静定结构，内部为高次超静定结构［1］，吊杆内力的改变对全桥受力状态均有一定影响。

系杆拱桥最常用的是柔性吊杆，其应力-应变曲线呈非线性，在长期荷载作用下会产生应力松弛和应力损失［2］。

因此，系杆拱桥索力优化具有重要的实际意义。

2）提高对身体健康的重视程度，加大对身体形态科学标准、维持良好体型重要意义的宣传。

尤其针对偏胖或超重男生，减肥不是女生的专属，还必须成为男生的健康任务。

在高校很有必要开设健身塑形的课程，成立健身俱乐部或健身社团，有条件的还可举办健身大赛。

朱敏等［3］通过零位移法和能量最小法的优化组合形成最优化的成桥状态，建立了施工期结构状态变量与成桥状态目标之间的关系，从而得到不同施工阶段合理的吊杆张拉力。

任伟新等［4］指出将吊杆理想化为张紧的弦时，忽略了吊杆的垂度和抗弯刚度，在实际应用中会带来不可接受的误差。

因此对弦公式进行了修正，采用能量法和曲线拟合法，建立了分别考虑索垂度和抗弯刚度影响、由基频计算索力的实用公式。

张戎令等［5-6］从吊杆受力分析出发，结合抗弯刚度，在考虑转动惯量、剪切变形的影响和钢绞线及高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）2 种复合材料耦合振动的情况下，推导出吊杆铰接下索力计算公式。

宋一凡等［7］引用斜拉索的动力计算长度概念得到吊杆的动力计算长度，然后将两端固结支承的拉索振动问题等效成两端铰结支承的拉索振动问题，从而解决了长期以来用振动法测估索力时遇到的有效吊杆长度取值难题。

既有研究成果完善了索体系理论，为实际工程索结构张拉提供了借鉴。

本文以兰新二线新疆乌鲁木齐河特大桥为1 跨128 m 系杆拱桥为背景，建立室内1/16 缩尺模型，研究不同初张拉力时张拉过程中索力变化规律及拆除支架后系梁的应力和线形，可为同类桥梁的吊杆张拉方案提供借鉴和参考。

1 模型试验1.1 模型设计该桥为双线铁路桥，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/5，系梁为单箱双室，每道拱肋上有17 组吊杆，每组2 根，采用先梁后拱的施工方法。

下承式系杆拱桥柔性吊杆成桥索力的确定

下承式系杆拱桥柔性吊杆成桥索力的确定摘要: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。

关键词:系杆拱桥成桥状态柔性吊杆刚性吊杆最小弯曲能量刚性支承连续梁在确定传递构件(如斜拉桥中的拉索)在成桥状态时的内力方面,不少学者提出了许多方法,主要有指定受力状态法、无约束的索力优化、有约束的索力优化。

在确定系杆拱桥成桥内力时,借鉴斜拉桥的研究成果,根据成桥目标的不同和实现成桥目标所采用方法的不同对其作如下分类按成桥目标分类,可分为刚性支承连续梁法、零位移法、力的平衡法、刚性吊杆法、用索量最小法、最小弯曲能量法、弯矩最小法、最大偏差最小法等。

以不同控制目标确定的吊杆内力是不同的,尤其是当采用柔性吊杆且粱和拱的刚度比较接近,选取的控制目标不合理会出现柔性吊杆受压的情况。

因此选择一种合理的方法来确定成桥时吊杆张拉力很重要。

以具体算例来说明,分别以成桥时的位移、弯曲应变及整体受力状态为控制条件来确定吊杆张拉力;并对它们进行分析。

1 刚性支承连续梁法确定吊杆张拉力所谓刚性支承连续梁法就是求一组恒载张拉力值,使系梁与吊杆连接处节点在恒载和张拉力作用下,在成桥状态下位移为零,并且同时认为系梁内的弯矩为刚性支承连续梁弯矩。

可见此方法在确定吊杆的内力时,主要以位移为控制目标,以保证最终成桥的线型。

n为表示吊杆与系梁连接处的节点数。

求解方程式(1)就可以得到成桥状态时,以系梁与吊杆连接处各节点位移为控制目标的吊杆张拉力。

2 弯曲能量最小法确定吊杆张拉力弯曲能量最小法就是求一组成桥索力使得系杆拱的系杆弯曲应变能最小或使系杆和拱的总体弯曲应变能最小,其中恒荷载产生的弯曲应变能是已知的,要求的就是由吊杆产生的弯曲能。

弯曲应变能可表示为:3 刚性吊杆法确定吊杆张拉力刚性支承连续梁法是以成桥状态时系梁与吊杆连接处节点的位移为控制目标,另一种确定成桥状态下的柔性吊杆张拉力方法是刚性吊杆法。

河南省交通厅关于印发河南省公路桥梁运营安全检查管理办法的通知

河南省交通厅关于印发河南省公路桥梁运营安全检查管理办法的通知文章属性•【制定机关】河南省交通厅•【公布日期】2013.01.16•【字号】豫交文[2013]26号•【施行日期】2013.01.16•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】城市建设正文河南省交通厅关于印发河南省公路桥梁运营安全检查管理办法的通知（豫交文〔2013〕26号）各省辖市、省直管县（市）、扩权县（市）交通运输局（委），厅直属有关单位：为加强和规范我省公路桥梁安全检查管理工作，保障公路桥梁运营安全和人民群众生命财产安全，依据《中华人民共和国公路法》、《公路安全保护条例》，交通运输部《公路桥涵养护规范》、《公路桥梁养护管理工作制度》及我省相关法规，结合我省公路桥梁运营安全检查工作实际情况，制定了《河南省公路桥梁运营安全检查管理办法》，现予印发，请遵照执行。

2013年1月16日河南省公路桥梁运营安全检查管理办法第一章总则第一条为加强和规范我省公路桥梁安全检查管理工作，保障公路桥梁运营安全和人民群众生命财产安全，依据《中华人民共和国公路法》、《公路安全保护条例》，交通运输部《公路桥涵养护规范》、《公路桥梁养护管理工作制度》及我省相关法规，结合我省公路桥梁运营安全检查工作实际情况，制定本办法。

第二条本办法适用于河南省境内各级公路桥梁的运营安全检查管理工作。

第二章管理职责第三条各级公路桥梁管理机构职责划分如下：（一）河南省交通运输厅负责全省公路桥梁运营安全检查工作的监督与指导。

（二）河南省交通运输厅高速公路管理局是高速公路桥梁运营安全的监管单位，负责全省高速公路桥梁运营安全检查的监督与指导；各运营管理单位是高速公路桥梁的管养单位，具体负责所管辖范围内桥梁运营安全检查管理工作，是桥梁安全管理的第一责任单位。

（三）河南省交通运输厅公路管理局是普通干线公路桥梁运营安全的监管单位，负责全省普通干线公路桥梁运营安全检查的监督与指导；各省辖市（直管县）公路管理局是普通干线公路桥梁的管养单位，具体负责辖区内桥梁运营安全检查工作，是辖区内桥梁安全管理的第一责任单位。

桥梁索结构拉索索力测定方法

数据与理论分析对比
将实测数据与理论分析结果进行对比，有助于验证理论分析的准确性。
基于多种方法的综合测定研究
01
02
03
方法互补性
结合基于有限元分析和实测数据的方法，可以更全面地考虑拉索索力测定的各种影响因素。
方法有效性评估
对不同方法的测定结果进行综合评估，有助于确定拉索索力值的可信度。
义。
目前，对于桥梁索结构拉索索力的测定方法研究仍存在一定的不足，因此开展相关研究具有现实
意义。
研究现状和发展趋势
目前，常用的拉索索力测定方法包括：振动法、压力表测定法、弦振法、磁通量法等。
各种方法均有其优缺点，如振动法具有非接触、实时性等优点，但存在精度不高、环境干扰等问题。压力表测定法具有直观、简单等优点，但需要预先安装压力表，且精度受压力表本身误差影响。弦振法具有较高精度，但需要预先张拉弦线并安装传感器，操作较为繁琐。磁通量法具有非接触、实时性等优点，但受磁通量变化影响因素较多，精度不稳定。
THANKS
感谢观看
特点
具有轻质、高强度、高效的特点，能够适应大跨度、高空间的桥梁设计需求。
桥梁索结构的应用和发展
应用
桥梁索结构被广泛应用于大跨度公路桥、铁路桥、斜拉桥和悬索桥等桥梁设计中。
发展
随着技术的不断进步，桥梁索结构的应用和发展越来越广泛，新型的索结构设计和优化方法也不断涌现。
03
拉索索力测定方法分类
直接测量法
机械法
通过使用机械测力计直接测量拉索的拉力，具有较高的精度，但需要接触拉索，可能对结构产生影响。
电磁法
利用电磁感应原理，通过测量电磁感应信号的强度来推算拉索的拉力，具有非接触、高精度等优点。

系杆拱桥吊杆索力调整之我见

系杆拱桥吊杆索力调整之我见1、基本概况清水尖大桥主跨为74m系杆拱桥，拱圈采用工字型截面的钢筋混凝土结构，拱轴线为二次抛物线，L0=70.0m，F0=14.0m，F0/L0=1/5。

拱肋截面高为200cm，宽度为120m，吊杆横桥向间距为1330cm，全桥均为单吊杆；系梁为预应力混凝土构件，跨中截面高为170cm，端部截面高为200cm。

其结构型式见下图：2、有限元模型[ ]采用有限元软件MIDAS/CIVIL进行计算，拱肋、横梁、系梁及风撑均采用梁单元模拟，吊杆采用桁架单元进行模拟。

拱肋及系梁固结，桥梁结构外部为静定结构，故其外部约束采用简支。

为便于描述，按照实际张拉顺序，从两边到中间依次对吊杆进行编号为吊杆1～吊杆7。

3、成桥阶段最优索力确定[ ][ ]为确定本桥成桥阶段最优索力，采用成桥阶段模型进行计算，为此，本次未知荷载系数调整法设定如下三个约束条件[ ][ ]：1、各吊杆成桥索力分布均匀（索力值相差150KN以内）；2、恒载作用下，系梁挠度较小（最大竖向位移值Dz≤10mm）；3、恒载作用下，系梁弯矩值较小（最大弯矩值Mmax≤2×103KN·m）。

各吊杆张拉力均采用1000KN，作为初始张拉力，并将各吊杆初始张拉力单独作为一个工况。

本次索力优化仅考虑恒荷载，采用的荷载工况组合为：CB1=1.0×恒荷载+1.0×1#索力+1.0×2#索力+1.0×3#索力+1.0×4#索力+1.0×5#索力+1.0×6#索力+1.0×7#索力。

由此，采用未知荷载系数法，计算出的满足上述三个约束条件的荷载工况组合为：CB2=1.0×恒荷载+1.432×1#索力+0.945×2#索力+0.888×3#索力+0.826×4#索力+0.781×5#索力+0.748×6#索力+0.749×7#索力。

于成拱桥吊杆施工索力优化

１０＃１＃１１＃２１＃３１＃４１＃５１＃６
１２９４１３９４１２２２１２６７１３２３１３０９１４４３
７２７７０３６７５７７３７４５７１３７４６
中、下承式拱桥受力良好，一些地势较为平坦在的地区较为常见。吊杆是中、承式拱桥的关键构下件，因施工不当、护不到位等原因，可能导致若养则
肋吊杆采用ＰＳＥＭ７—１７边拱肋采用ＰＳ２，ＥＭ７— ３７。
３索力调整
３１索力调整原理．
本次索力优化以位移控制为主，证成桥线形保
满足目标值，设关心截面的位移向量为｛｝索力对，
位移的影响矩阵为［］则当索力调整向量为｛｝Ｃ，
时，移变为：位
力不对称问题的下承式拱桥为例，利用有限元方法模拟其受力状况，并采用影响矩阵法对吊杆索力进行优化，结果表明：优化后该桥受力有较为明显的改善，且成桥后吊杆索力较为均匀，主
拱圈受力良好。
关键词：下承式拱桥；吊杆；索力；化优
中图分类号：４．２Ｕ４８２文献标识码：Ｂ
调整索力后全桥应力（于数据过多仅列出主由・
３期
莫晓华，：等于成拱桥吊杆施工索力优化
表５成桥阶段索力值
８１
吊杆中问／西侧／东侧／吊杆中间／西侧／东侧／编号ｋＮｋＮｋＮ编号ｋＮｋＮｋＮ

叙永县鸡鸣三省大桥主拱圈设计分析

最大力和最大力均岀现在拱脚附近，最大力
为1.28 MPa,最大力为9.96 MPa。
四分之一
位置施工完成后
面受压状态，可忽
施工阶
:定稿日期］2020 -12 -24
［作者简介］
（1985 ~）,男，硕士，工程师，研究方
向
工程和行业信息化技术。
四川建筑第"卷3期2021.06
105
•铁路与公路・
浇筑拱肋8号节段
53
张拉15#扣锚索拆除13#扣锚索挂篮移到合龙段
跨中合龙拆除合拢段挂篮拆除6#扣锚索拆除12#扣锚索
张拉8#扣锚索
54
拆除2#扣锚索
拆除5#扣锚索
55
挂篮前移，
准备浇筑9号节段
56
拆除8#扣锚索拆除14#扣锚索
浇筑拱肋9号节段张拉9#扣锚索挂篮前移，
准备浇筑10号节段拆除7#扣锚索
分布较为均匀，应力大小适中。
主
力与具体施工过程有关，
现场实施方
案，如挂篮自重、扣塔位置和
可能与设计存在不一致
的情况，设计文件在提供施工方案的同时，对施工期的
力提岀明确要求，指施工和
实际实施方案调
整扣索索力，结构受力安全。
3使用阶段受力分析
3.1强度计算
合作用下拱脚岀现力，最大力2.12
MPa，其 16.43 MPa。
横隔板厚
面的
分为60 cm、50 cm和40 cm三
种，间隔板厚25 cm。
2施工阶段受力分析
2.1施工方案
利用交搭设临时施工塔架，除起步段（1 ~3号段）
搭架浇施工外，其段挂篮悬臂浇筑法施工，

浅谈SDH在高速公路上的应用

准、规范的要求。
（）高速公路通信网应统一规划、施和统一治２实
理。根据高速公路建设和开通运营的进程，实现全应省统筹安排，路分期实施以及逐步全省联网的原分则。省级高速公路网应充分考虑地区和各路段的业务要求，区和全路段应服从省网总体规划的要求，地
经综合技术、济比较，层用户系统应优选光纤综经基合业务接入网。
３３其他系统配置．
图２ＳＤＨ复用及映射结构示惹图
（）网管中心的配置，各路段的通信分中心配１在置基于ＰＣ机的传输系统网管分中心，本路各网元对节点实施管理。在省局通信中心配置基于工作站的传输系统网管中心，对全省各路段所有网元节点实施管理。
６４《程与建设》２１年第２卷第５期２工０１５
满足ＩＵ－ＴＴＧ．１８二级时钟标准。
的链路底层，针对存在的问题，目前如华为、中兴及西
节 —— 通道开销（ＯＨ）节。ＰＰ字ＯＨ作为净负荷的
一
部分与信息码块一起装载在ＳＴＭ－单元上在Ｎ
２ＳＤＨ技术原理分析
２１Ｓ．ＤＨ帧结构分析
ＳＤＨ网中传送，负责对打包的低速信号进行通道它
１高速公路通信系统设计需求

上承式混凝土箱型拱桥施工精度控制及误差分析

上承式混凝土箱型拱桥施工精度控制及误差分析作者：邓术聪来源：《西部论丛》2020年第05期摘要：本文对上承式钢筋混凝土拱桥在施工过程中有效控制问题进行探讨，分别介绍了我国现存的三种按照操作原理划分的施工控制方法，即开环控制法、反馈控制法、自适应控制法。

同时对施工控制影响误差因素，调整误差的办法进行了归类分析，对施工精度控制相关问题进行论述分析。

关键词：箱型拱桥;施工控制;误差分析引言在大跨径钢筋混凝土拱桥的施工过程中，拱架一旦成型，其拱架顶面线形与标高基本上不能改变，这不仅要求在施工前期对拱架预拱度及其设置方式作出较准确的预测，并且在拱架逐渐成型过程中需要指定一套科学的方法对拱架与先期形成的拱肋的结构行为进行重点的监测与控制。

因此对施工精度的控制和误差的分析有着重大的意义。

一、施工控制主要方法我国现存的施工控制方法以操作原理大致可划分为3类，即开环控制法、反馈控制法及自适应控制法。

每种方法的详细介绍如下：（一）开环控制法开环控制法不根据施工过程中桥梁结构的反应来改变施工的参数，而是根据桥梁施工之前的理想成桥状态来求得各个施工阶段的主梁的索力和。

因此，这个方法是单向性的施工控制方法，除此以外，还不能对桥梁施工过程中的误差采取相关的控制和修正措施。

正装分析法、倒装分析法、无应力状态法和零弯矩法都应该归类在开环控制方法当中。

（二）反馈控制方法反馈控制方法又称为闭环控制法，如参数识别法。

该法是一种笼统的误差分析方法，它将各种误差放在一起进行打包处理，并不能分析产生误差的具体原因。

这种方法首先通过误差的反馈计算来确定纠正误差的措施和控制量的大小，再来对施工产生的误差进行及时地纠正，整个反馈控制过程形是一个完整的闭环过程。

（三）自适应控制在闭环反馈控制系统上加一个自动辨识系统，就形成了一个自适应控制系统[1]。

这种方法一直被认为是一种最为合理的施工控制办法，它可以保证结构受力状态与模拟计算结果的误差较小，该方法首先将已测得误差输入到参数辨识算法系统中去，进一步调节计算模型的参数设置，最后实现模型的输出结果和工程实测结果的一致。

上承式加V拱桥力学特性及体系转换试验研究

上承式加V拱桥力学特性及体系转换试验研究
喻泽成;周远航;谢肖礼;向桂兵
【期刊名称】《铁道标准设计》
【年(卷),期】2022(66)4
【摘要】在恒载作用下,上承式拱桥可通过设置合理拱轴线达到拱肋成为小偏心受压构件的目的。

然而,在活载作用下,拱肋不再是单向受力状态,伴随明显的弯剪变形,导致力学性能下降,在一定程度上限制了大跨拱桥在活载占比重较大的铁路桥中的应用。

据此,基于拱式、桁式结构的受力特点,考虑合理的体系转换方式,提出一种上承式加V拱桥结构,研究其力学特性和体系转换机理,并分别采用试验和有限元方法对其进行验证。

试验研究表明,体系转换前后,上承式加V拱桥分别体现拱式结构和桁式结构受力特点;与同等用钢量的上承式拱桥相比,在结构强度和稳定性不降低的情况下,上承式加V拱桥竖向刚度和面内自振频率分别提高54.75%和104.28%。

【总页数】7页(P132-137)
【作者】喻泽成;周远航;谢肖礼;向桂兵
【作者单位】广西大学土木建筑工程学院;广西交科集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U448.22
【相关文献】
1.自锚式悬索桥与上承式拱桥组合体系桥梁稳定性研究
2.上承式钢板梁桥力学特性试验研究
3.自锚式悬索与上承式拱组合体系桥梁力学特性分析
4.新型上承式拱桥动力特性研究与试验验证
5.上承式加V拱桥动力特性研究及试验验证
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江苏丹阳运河大桥吊杆索力监测及分析

江苏丹阳运河大桥吊杆索力监测及分析摘要：近年来，不断有系杆拱桥吊杆破损及更换的工程案例出现。

因此，对系杆拱桥吊杆在施工阶段与活载作用下的受力状况进行深入研究有很有必要。

江苏丹阳运河大桥是一座下承式系杆拱桥，其吊杆由拉索与钢护筒两部分组成。

拉索为集束高强钢丝，与钢护筒之间无填充物。

施工中，吊杆拉索安装定位后，吊杆钢护筒与拱肋钢管外壁及系杆骨架焊接为一体。

这样，施工时，张拉拉索时也相应地会对钢护筒产生压应力。

本文对丹阳运河大桥各个施工阶段及成桥状态静载试验时的索力进行了监测，并利用有限元方法对相应阶段进行数值计算，研究了本桥在各个受力阶段吊杆应力变化及吊杆拉索与钢护筒内力分配的关系。

关键词：系杆拱桥；吊杆；钢护筒；索力监测；静载试验measurement and analysis of stress in the suspender for danyang canal bridge in jiangsu provincexiao liang（1.nanning survay and design institute co., ltd. of china railway siyuan group, nanning, guangxi 530003, china；2.school of civil engineering, beijing jiaotong university, beijing 100044, china）abstract: in recent years, there are some collapse cases because of the suspender failure in the tied-arch bridge. so it’s quite necessary to do some research concerning the stresschange in suspenders during the construction stage as well as serviceability state. danyang canal bridge in jiangsu province is a tied arch bridge, its suspender consists of two parts, one is the stay cable, and the other is the steel tube which is used for protecting the stay cable. the stay cable is made from bunched steel wires. there isn’t any filling material between the steel tube and the stay cable. in this bridge, the steel tube is not only for protection of the stay cable, but also acts as a part of the suspender, which carries some forces during the construction stage as well as serviceability state. in this paper, the stresses of the stay cable and the steel tube are measured and numerically analysed at different construction stages and under loading test when the bridge construction is finished.keywords: tied-arch bridge; suspender; steel protection tube; stress monitor; loading test1前言系杆拱桥是一种无推力的梁拱组合体系桥，将主要承受压力的拱肋和主要承受弯矩的行车道梁组合起来共同承受荷载，充分发挥了梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用。