空间系杆拱桥吊杆张拉控制的研究
- 格式:pdf
- 大小:170.05 KB
- 文档页数:5
钢箱系杆拱桥吊索张拉控制研究作者:***来源:《西部交通科技》2023年第11期摘要:吊索張拉控制是系杆拱桥施工控制中最为关键的环节。
文章以某钢箱系杆拱桥为背景工程,基于倒拆-正装迭代法,成功解决了吊索初始张拉力求解及吊索张拉过程中索力偏差控制难题。
结果表明:将倒拆-正装迭代法用于系杆拱桥吊索张拉控制中是可行的,且施工方便,成桥索力精度高,可进一步推广应用。
关键词:系杆拱桥;吊索;施工控制;倒拆-正装迭代法;成桥索力0引言系杆拱桥作为一种梁拱组合类新型桥型,其施工一般需先通过满堂支架进行桥面系施工,再进行主拱、横撑等施工,最后通过张拉吊索完成体系转换。
整个施工过程中,吊索张拉控制是最难控制的工序[1-2]。
目前,吊索张拉控制方法主要有两大类,一类是以无应力索长为控制的无应力状态控制法[3-4],该方法最大的优点是成桥状态与施工过程无关,避免了施工过程中其他外部因素的影响,但缺点也很明显:(1)索力受索长变化量非常敏感,因此对施工测量精度要求非常严格,几乎以毫米为单位进行控制;(2)采用这种方法有个大前提,即保证整个施工过程中施工工序不能发生任何改变,而实际施工工序稍有改变便有可能会改变原无应力构形。
另一类则是以索力为控制的施工控制方法,主要有正装法、倒拆法、正装-迭代法等,这类方法以索力为控制,比较直观,容易被工程人员所接受,但也存在成桥索力精度不够,或迭代次数多、操作性不强等缺点[5-6]。
本文在以往吊索张拉控制方法的基础上,以某钢箱系杆拱桥为研究对象,探索以索力为控制的倒拆-[JP1]正装迭代法在系杆拱桥吊索张拉控制中的应用,为背景工程施工提供技术保障,为同类桥梁吊索张拉控制提供借鉴。
1 工程背景简介背景工程为某城市钢箱系杆拱桥,跨越城市河流,主桥为主跨145 m的下承式钢箱系杆拱桥,桥面宽15.0 m,计算跨径为140 m,矢跨比为1/4.5,拱轴线为二次抛物线,其立面布置如图1所示。
桥面采用纵横梁体系、整体桥面板结构,均采用Q355钢材。
系杆拱桥施工中吊杆索力测试及调试问题的分析研究系杆拱桥施工中吊杆索力测试及调试问题的分析研究一、引言随着经济的不断发展和城市建设规模的不断扩大,大跨径系杆拱桥的建设越来越受到人们的关注。
作为一种应用广泛的桥梁类型,系杆拱桥具有结构优越性能和良好的经济效益,因此在工程领域得到了广泛的应用。
系杆拱桥的施工过程中,吊杆索力的测试及调试是关键的一环。
本文通过对系杆拱桥施工中吊杆索力测试及调试问题的分析研究,旨在为系杆拱桥的施工提供有益的参考。
二、吊杆索力测试的重要性吊杆是系杆拱桥的核心构件之一,它承担着悬挂梁体的重量和荷载传递任务。
因此,在系杆拱桥施工过程中,吊杆索力的测试是确保桥梁结构安全可靠的重要步骤。
1. 索力测试的作用吊杆索力测试可以帮助施工人员了解桥梁结构的受力情况,及时发现并解决与索力有关的问题,如索力不平衡、索力过大或过小等。
通过对吊杆索力进行测试,可以实时监测并调整索力,确保吊杆在施工和使用过程中保持合理的受力状态,有效避免桥梁结构发生破坏或事故。
2. 索力测试的方法通常,吊杆索力的测试可以通过采用静载试验或动态试验的方法进行。
静载试验通常是在桥梁建设的早期进行,通过逐渐增加荷载并记录试验过程中的索力变化,确定吊杆的合理设计索力。
动态试验则主要用于评价桥梁的振动特性和结构响应,以及检测桥梁在不同工况下的索力情况。
三、吊杆索力测试及调试问题的分析研究1. 吊杆索力测试的困难与挑战(1)测试方法的选择问题:在吊杆索力测试中,不同的测试方法会产生不同的结果,因此选择合适的测试方法是至关重要的。
为了获得准确可靠的测试结果,需要根据实际情况选择合适的测试方法,如静态测试、动态测试或综合测试等。
(2)测试设备的选择问题:吊杆索力测试需要使用专业的测试设备,如传感器、数据采集系统等。
这些设备的选型需要根据桥梁的具体要求和测试目的进行选择,同时还要考虑设备的可靠性和测试成本等因素。
(3)测试过程中的安全问题:吊杆索力测试通常需要在高处进行,存在一定的安全风险。
浅谈钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉分析作者:雷德印来源:《西部论丛》2020年第05期摘要:介绍系杆拱桥吊杆张拉控制问题的结构体系特点、受力特点以及正裝法、倒装法、影响矩阵法、无应力状态法四种计算方法,利用有限元软件ANSYS/MIDAS求得桥梁每根吊杆的张拉控制力,并加以分析。
关键词:系杆拱桥;吊杆张拉;有限元分析一、引言拱桥是一种桥梁结构,其中整个结构在垂直平面上将拱用作重要的支撑构件。
作为最早的拱桥结构,石拱桥通过梯形石头将自身的重量和载荷水平传递到两侧的墩上。
随着国家的发展,钢筋与混凝土被用于拱桥,进一步增强了拱桥结构的强度与刚度。
在我国悠久历史中,从宋代时期的赵州桥到如今各式各样的大型桥梁,都是人类智慧与汗水的结晶。
其中的系杆拱桥作为拱桥的另一种形式,又被称为“弓弦桥”,是由梁和拱联合组成,可承受更大的强度。
在百余年前就得到了发展,它是组合体系桥的一种,是系杆、梁和拱肋组成,拱肋通过系杆连接梁。
拱肋由钢筋混凝土和钢管混凝土制成以承受压力。
拉杆采用钢缆等来承受拉力。
该梁由钢筋混凝土制成,这是一种多跨度弹性支撑梁系统。
垂直张力主要由吊杆承受,吊杆通常分为刚性吊杆和混凝土吊杆。
在受力方面,大部分的荷载都由拱肋承担,而有些只有一根拱肋的拱桥,需要用横梁用来增加桥面系的横向联系,吊杆可以减小桥面系的弯矩并且传递竖向荷载,系杆承受纵向的拉力,这样,系杆拱桥的整体受力情况就是内部超静定,外部静定体系,且在外部只有竖向压力,因此对山区或河岸的地基要求没有那么高。
二、吊杆张拉力计算的重要性对吊杆进行张拉的时候,在张拉施工中会遇到一些问题,如吊杆索力张拉顺序,吊杆张力设定值。
在施工和设计中,寻求什么手段调控吊杆初始的张拉力,以让吊杆的应力状态达到最终设计的值,这是一个非常复杂的问题。
张拉过程中,分批张拉预应力吊杆的数量会影响吊杆张拉力,在张拉期间对整个吊杆的力学特性有着较大影响。
如果吊杆达不到预期规定的力学状态,需对其进行调整,否则会对后期工作产生影响。
确定系杆拱桥吊杆索力张拉值的方法系杆拱桥是通过系杆将拱桥上的拱肋与桥墩连接起来的一种结构形式,其系杆起到了承担桥面上荷载的重要作用。
而拱桥吊杆则是系杆拱桥中承担垂直荷载的元素,其张拉值的确定非常重要,直接关系到桥梁的安全运行。
下面将介绍确定系杆拱桥吊杆索力张拉值的方法。
首先,在设计拱桥吊杆时,需要根据结构的受力分析来确定吊杆的安装位置和数量。
通常情况下,吊杆会与拱肋呈45度角交汇,此时吊杆所受的荷载为拱肋的一半。
通过受力分析,可以确定吊杆的垂直分力和水平分力。
其次,在确定吊杆的负荷时,需要考虑桥面上的荷载以及桥面所受的风荷载等因素的影响。
根据拱桥结构的各个部位所受的荷载及其分布情况,可以计算出吊杆所需承受的荷载值。
需要注意的是,吊杆所受的负荷应考虑较大安全系数,以确保桥梁的安全运行。
然后,在确定吊杆的截面尺寸时,需要根据吊杆所受荷载的大小来选取合适的截面尺寸。
一般情况下,吊杆采用圆形截面,通过计算其截面积和强度来确定合适的尺寸。
在选取截面尺寸时,还需要考虑吊杆的材料性能,如强度、韧性等因素。
最后,在确定吊杆的索力张拉值时,需要进行索力计算。
索力计算是根据吊杆所受的荷载、截面尺寸和材料性能来确定吊杆的索力情况。
一般情况下,可以通过弯矩法或者张拉法来进行吊杆索力的计算。
弯矩法是基于力学平衡原理,根据吊杆所受弯矩、截面惯性矩和材料性能来计算索力值。
张拉法则是通过施加力来对吊杆进行张拉,根据实际加载情况来确定索力值。
需要注意的是,吊杆的索力张拉值应根据桥梁设计要求来确定,并考虑较大的安全系数。
此外,吊杆索力的确定还需要考虑索力的分布情况,如索力在吊杆上的分配方式等因素。
总之,确定系杆拱桥吊杆索力张拉值的方法包括确定吊杆的安装位置和数量,计算吊杆所受荷载,选取合适的截面尺寸,进行索力计算等步骤。
通过科学的设计和计算,可以确保系杆拱桥的吊杆能够承受荷载并保证桥梁的安全运行。
第16卷第1期 2008年2月安徽建筑工业学院学报(自然科学版)Journal of Anhui Institute of Architecture &IndustryVol.16No.1 Feb.2008 收稿日期:2007212207作者简介:肖玉德(1968-),男,副教授,硕士,主要研究方向为桥梁工程。
系杆拱桥的吊杆索力测试研究肖玉德(安徽交通职业技术学院土木工程系,合肥 230051)摘 要:分析了系杆拱桥吊索的受力情况。
不同长度吊索的索力计算方法,应根据具体情况考虑边界条件。
通过对某系杆拱桥索力测试与分析,并对该桥的吊杆索力其他测试结果进行比较,验证了计算方法的正确性。
关键词:系杆拱桥;索力计算;索力测试中图分类号:U448.222 文献标识码:A 文章编号:100624540(2008)012065204R esearching for the sling dint testing of the tied arch bridgeXIAO Yu 2de(Depart ment of Civil Engineering ,Anhui Communication Vocational and Technical College ,Hefei 230051,China )Abstract :The article analyzed to tied arched bridge to sling to be subjected to a dint circumstance.The different lengt h t he sling dint calculation met hod of t he sling ,should according to concrete circum 2stance consider bo undary condition ,pass to some tied arched bridge sling dint a test and analyze ,and to t hat bridge of t he sling dint ot her test s carry on a comparison as a result ,verifying calculation t he accuracy of met hod.K ey w ords :tied arched bridge t he sling dint calculation met hod t he sling dint testing1 概 述目前,对于建成后桥梁的索力测量一般借助振动信号理论,从动力平衡微分方程入手:假定拉索的两端为简支约束,忽略刚度、垂度等一些次要的影响因素,导出拉力与拉索的自振频率之间的关系。
东庄大桥系杆拱采用 70m 单跨预应力混凝土系杆拱,每一系杆内布设 12 束钢绞线,采用 8Φ s 15.2mm,钢束锚下张拉控制应力为0.72f =1339.2MPa。
pk每根横梁内布设 4 束 6Φ s15.2mm 钢绞线,每根横梁内布设 4 束 6 Φ s 15.2mm 钢绞线,每束锚下张拉控制应力为0.75f =1395MPa。
pk主桥吊杆采用 PESM7-37 拱桥专用吊杆,减震器、防水罩、球面支座等均为配套产品。
吊杆高强钢丝标准强度为 1670MPa,吊杆张拉顺序及张拉力详见下表。
吊杆号1、12 2、11 3、10 4、9 5、8 6、7 初张拉力(KN) 250 250 250 250 250 250 二次张拉力(KN) 400 500 500 500 500 500 张拉顺序 6 3 5 2 4 11、《锡北线剩余段航道整治工程东庄大桥施工图》;2、《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/TF50-2022)3、《公路工程质量检验评定标准》 (JTG F80/1-2004)1、根据设计要求,系杆拱主桥 3、6、7、10 号中横梁采用预制吊装,湿接头浇筑后待混凝土强度达到90%以上且龄期不小于 7 天方可进行张拉作业。
先张拉上述中横梁第一批钢束 N1,N4 以及端横梁全部钢束,钢束锚下张拉控制应力 0.75f 。
张拉伸长量 N1、N2 为pk7.3cm,N3、N4 为 7.2cm。
2、对称张拉系杆第一批预应力钢束 N5~N8。
3、架设吊杆并进行初张拉,吊杆编号自左向右挨次为 1~12 号,吊杆索张拉顺序为6#→7#、4#→9#、2#→11#、5#→8#、3#→10#、1#→12#。
4、安装其余中横梁,并张拉其第一批钢束 N1、N4。
5、对称张拉系杆第二批预应力钢束 N1、N4、N9、N12。
6、对称张拉系杆第三批预应力钢束 N2、N3、N10、N11。
7、对吊杆索进行二次张拉,张拉顺序同初张拉顺序。
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。
刚性系杆拱桥吊杆张拉索力施工控制研究发布时间:2021-06-16T11:21:41.867Z 来源:《建筑科技》2021年4月上作者:闫东旭[导读] 中国由于基础设施建设迅速和建设质量的优秀,被戏称为基建狂魔,。
桥梁建设也一直是基础设施建设中的重要一环。
但是相信不少从事桥梁工作的工作者都会发现,在桥梁的施工过程中,非常容易出现大面积的裂缝。
这些裂缝的出现,不仅会影响到工程的质量。
河南洛阳中铁七局集团第一工程有限公司闫东旭 471000摘要:中国由于基础设施建设迅速和建设质量的优秀,被戏称为基建狂魔,。
桥梁建设也一直是基础设施建设中的重要一环。
但是相信不少从事桥梁工作的工作者都会发现,在桥梁的施工过程中,非常容易出现大面积的裂缝。
这些裂缝的出现,不仅会影响到工程的质量。
如果严重的话,甚至会成为桥梁垮塌的直接因素,造成严重的人员损失和经济损失。
刚性系杆拱桥是一种新式的建桥方式,下面我将就刚性系杆拱桥吊杆张拉索力进行研究和分析。
关键字:刚性系杆拱桥吊杆在刚性系杆拱桥工程施工中,吊杆张拉索力研究有着不可替代的重要作用,其施工质量的高低不仅影响着整个施工工程质量的好坏,而且对人们的生命和财产安全有着重大的影响。
由于吊杆张拉索力设施研究难度较大,必须严格按照工程施工计划进行,确保建筑施工安全,是现化桥梁建设中的一项重要施工技术。
一:刚性系杆拱桥吊杆张施工控制研究 1.1案例概况以某项工程为例,该项目开发规模较大,对于施工技术要求也比较高,本桥为跨延蒲高速公路特大桥。
在0#、1#墩之间采用1-100m 双线简支拱(现浇)斜交58.4°跨越规划延蒲高速公路(路堑段),起讫里程为DK16+653.25~DK16+756.30,位于直线段上。
梁部全长102.7m,梁体采用单箱三室预应力混凝土无悬臂箱形截面,梁高2.8m,梁端加宽至3.0m,桥面板及底板宽均为18.6m。
拱肋立面投影矢高20m,在横桥向内倾8度,呈提篮式样,拱顶出两拱肋中心距11.283m,横断面为哑铃型钢管混凝土等截面,截面高度2.8m,钢管直径为1m。
钢管混凝土简支系杆拱桥系杆张拉力的控制研究摘要:本文将详细介绍钢管混凝土简支系杆拱桥系杆张拉力的质量控制问题,并提出改进钢管防腐技术、提升焊接工艺、加强防腐技术、合理使用防水油脂、及提高系杆拱桥优化技术五项提升拱桥拉力的质量控制手段,基于系杆拱桥结构的复杂性,对其质量的防护是保障桥梁安全的关键。
关键词:钢管混凝土;简支系杆拱桥;系杆张拉力;质量控制前言:简支系杆拱桥通常是由系杆来平衡桥梁结构,其不仅造价合理,还造型美观,因而越来越受到人们的欢迎。
由于该种类型的拱桥结构复杂,若某些部分发生病害,将极易影响到桥梁安全,因而施工人员需了解该类拱桥的所有病害,并针对其所有病害采取科学化、规范化的质量管理工作,从而保障桥梁的使用寿命。
一、简支拱工程概况及结构形式(一)工程概况某地在建铁路桥,上跨规划Ⅲ级航道,孔跨布置为下承式1-88m简支系杆拱,全长91.2m(含两侧两端至支座中心各1.6m)。
与航道斜交,斜交角度92°,设计桥墩位于规划航道两侧河岸上,桥墩设计为圆端型形实体钢筋混凝土墩,墩高在6m~8m之间,立交要求:净宽70m×净高7m。
(二)结构形式1、系梁系梁采用单箱双室预应力混凝土箱形截面,顶宽15.5m(梁端拱脚处顶宽16.6m),梁高2.5m(梁端过渡到3.0m),底宽13.5(梁端拱脚处顶宽16.1m)。
底板厚度为0.35m,顶板厚度为0.4m。
边腹板厚度为0.55m,中腹板厚度为0.4m。
吊点处设横梁,横梁厚度为0.35m。
梁端设置9.6m厚的实体段,梁端附近底板设置竖向进人孔。
拱脚高4.5m,横桥向1.6m。
2、吊杆吊杆顺桥向间距5.5m,全桥共设置13对单吊杆,吊杆采用PES(FD)ϕ7-127型低应力防腐拉锁(平行钢丝束),外套符合不锈钢管,配套使用冷铸墩头锚。
吊杆上端穿过拱肋,锚于拱肋上缘张拉底座,下端锚于腹板下缘处固定底座,各吊杆上端均设置一个磁通量传感器,用于检测吊杆力。