三塔自锚式悬索桥动力特性参数影响分析

为研究大跨径三塔自锚式悬索桥结构各主要设计参数对动力特性的影响,以滨河黄河大桥为背景,采用MIDAS/Civil建立动力有限元模型,分析了垂跨比、恒载集度及构件刚度等参数对结构动力特性的影响规律.分析结果表明:结构的振型排列非常密集,抗震分析时应考虑高阶振型的影响;采用叠合梁形式的加劲梁有利于结构的抗风稳定性;增加垂跨比有利于提高结构的抗风稳定性;恒载集度的提高会降低加劲梁的纵飘、竖弯及扭转振型频率;主缆抗拉刚度主要对加劲梁的竖向振动产生影响;增大边塔纵向抗弯刚度能够有效减小加劲梁的纵向地震位移响应;而中塔纵向抗弯刚度、垂跨比及加劲梁的抗弯、抗扭刚度对加劲梁纵飘振型频率影响甚小.

三塔自锚式悬索桥动力特性及影响参数分析

以某三塔自锚式悬索桥为工程背景,建立三维有限元模型,通过调整缆索初应变确定恒载作用下的成桥线形,基于静力平衡状态进行模态分析得到三塔自锚式悬索桥的振型及频率。结构动力特性影响参数分析表明:主缆抗拉刚度、加劲梁竖向弯曲刚度、桥面恒载集度、矢跨比等参数对结构动力特性影响较大。

非一致激励对三塔自锚式悬索桥地震响应的影响

作为一种新型的桥梁结构形式,三塔自锚式悬索桥的静动力性能较传统双塔自锚式悬索桥更为复杂。由于其跨越能力较大,抗震分析中地震动空间效应通常不能忽略。以某三塔自锚式悬索桥为工程背景,根据实际场地条件拟合得到空间多点地震动时程,基于时程分析法研究了波传播效应、局部场地效应、失相干效应等地震动空间效应对三塔自锚式悬索桥地震响应的影响规律。研究结果表明:非一致激励会使得主塔内力增大、主塔索鞍抗滑安全系数下降、主塔纵向加速度和变形增大、主梁内力增大。因此,对于三塔自锚式悬索桥地震响应分析时应考虑多点非一致激励的影响。进一步研究表明,非一致激励对于各构件响应的影响程度不尽相同;即使对于同一构件,不同地震动空间效应的影响规律也相差较大。综上所述,非一致激励的影响规律十分复杂,需要后续更深入地探讨非一致激励对多塔悬索桥地震响应的影响机理。

三塔自锚式悬索桥经济性能研究

在统计国内外部分已建成的自锚式悬索桥材料用量的基础上,基于银川滨河黄河大桥,研究三塔自锚式悬索桥的经济性能,建立各构件材料用量与结构参数、受力的关系,并以此为基础分析加劲梁材料、矢跨比和边中跨比等参数对造价的影响。研究得出:改变加劲梁的材料,对三塔自锚式悬索桥造价的影响较大;矢跨比的增加可以大幅减少主缆的造价;当桥梁总长一定时,边中跨比合理的范围内应选取较大值。

三塔自锚式悬索桥缆索系统施工控制

螺洲大桥主桥为我国首座三塔自锚式悬索桥。文章结合该工程施工详细介绍了三塔自锚式悬索桥缆索系统的施工控制方法,总结出一些实践经验,为类似桥梁的施工提供参考。

三塔自锚式悬索桥合理成桥状态研究

三塔自锚式悬索桥作为一种新兴的自锚式悬索桥体系其在国内的建设方兴未艾。通过对该类桥型合理成桥状态的取得进行了原则和方法上的探讨,给出了一组确定合理成桥状态的具体步骤。同时以某实际工程桥梁为例,验证了该方法可行性,得到了较好结果。

三塔自锚式悬索桥合理施工工序研究

以银川滨河黄河大桥为研究对象,通过Midas仿真模拟,研究三塔自锚式悬索桥钢梁桥面板的结合与缆吊系统施工的先后顺序、研究桥面板自身的铺设顺序、吊杆张拉顺序对施工阶段桥梁结构响应的影响,并对施工阶段进行了精细化施工过程仿真计算,对三塔悬索桥整个施工阶段中各个构件的力学响应进行分析和统计,作出施工阶段的各种力学包络图,对施工阶段最不利的位置进行监控,得到了一些有工程意义的成果。

三塔自锚式悬索桥中塔纵向抗弯刚度研究

为研究三塔自锚式悬索桥的索塔纵向刚度对结构整体受力的影响,首先,阐述了悬索桥的计算理论和增大悬索桥纵向刚度的方法,并对其中的增大中塔纵向抗弯刚度进行分析,通过建立全桥的分析模型,对某三塔自锚式悬索桥结构关键设计参数中的中边塔纵向抗弯刚度比分7种工况进行对比分析,得到了该桥中塔刚度对桥梁结构受力的影响规律,并给出了该桥中边塔刚度比的合理取值范围。结果表明:中塔纵向抗弯刚度的增加可以显著提高三塔自锚式悬索桥加劲梁的竖向刚度,而对两侧边塔的刚度影响不大;在活载作用下,中塔纵向抗弯刚度的增加使中塔的内部发生内力重分布;得出该桥的中边塔刚度比在1～1.5范围内较为合理,并给出了该桥中边塔刚度比的合理取值范围,为类似的工程建设提供参考。

三塔自锚式悬索桥桥塔结构易损性分析

以某在建三塔自锚式悬索桥为例,建立了结构有限元非线性动力模型,基于增量动力法,在纵、横波作用下分别对结构进行了非线性动力时程分析,确定了桥塔为易损构件,选取了构件损伤指标,并绘制了易损性曲线。分析结果表明:桥塔在纵波作用下边塔塔底截面比中塔塔底截面更易发生损伤,在横波作用下边塔、中塔塔底截面易发生损伤概率相当;桥塔在纵波作用下比在横波作用下更易发生损伤;边塔沿塔高易损程度从易到难依次为塔底截面、下分叉点截面、上分叉点截面。

三塔自锚式悬索桥主缆抗滑移研究

由于国内计算鞍槽内主缆抗滑移的参数μ和K没有确切的规定,文中参照国内外现行有关规范、试验和相关文献资料进行对比分析,对于螺洲大桥,建议主缆与鞍座鞍槽间摩擦系数μ=0.2,抗滑移安全系数K=1.65。为了确定主索鞍的约束体系,采用主鞍座锁定、有限位移等多种约束体系进行对比分析,并且综合考虑结构受力、耐久性,以及经济性等因素,选择了主索鞍固结方式的约束体系,并对主索鞍进行了优化。

三塔自锚式空间缆索悬索桥吊索张拉控制方法及影响参数分析

针对三塔自锚式空间缆索悬索桥吊索转换过程中结构的受力特点,提出针对该类悬索桥吊索张拉过程的控制方法。以济南凤凰大桥为工程背景,研究了该类悬索桥在吊索张拉过程遇到的难点,提出“以吊索无应力长度及吊索实测索力双控,解决吊索张拉过程的各项问题”的张拉思路。通过有限元软件对方案进行优化,得到了能保证吊索张拉有序进行的针对该类悬索桥的吊索张拉方案及控制方法,并总结了各关键节点桥梁的结构响应及各项影响参数分析。济南凤凰桥的工程实践表明:该方法能有效解决三塔自锚式空间缆索悬索桥吊索张拉过程中的技术难点,保证吊索张拉过程各项指标的安全可控。

三塔自锚式空间缆悬索桥中央扣力学特性与安装控制

针对三塔四跨自锚式悬索桥实际施工过程可能遇到的情况,提出了4种施工实际存在的误差工况及5种中央扣安装工序。以济南凤凰大桥为工程背景,运用有限元软件对各工序进行模拟分析,得到了在不同施工误差以及安装顺序下中央扣各构件的结构响应,总结了各方案的优缺点及问题的解决措施。研究结果表明:铺装误差以及全桥荷载变化会对中央扣构件受力产生一定程度影响;不同中央扣安装顺序对各构件之间的内力分配会产生较大影响。

自锚式悬索桥超宽长联钢箱梁顶推方案研究

以某三塔自锚式悬索桥为背景,对超宽长联钢箱的顶推方案进行研究。针对超宽长联钢箱梁在顶推过程中面临着横向变形控制难度大、对温度的敏感性强、顶推精度和同步性控制难度大以及安全风险高的问题,对其顶推方式、临时墩的合理布置、临时墩的结构形式进行了系统的优化分析,确定了60 m的临时墩间距+45 m钢导梁的双向步履式顶推的方案。通过对顶推关键计算工况下临时墩、钢箱梁及导梁的应力和变形进行研究以及对最大支反力作用下钢箱梁的局部受力进行分析,表明临时墩、钢箱梁及导梁的结构强度和刚度均满足要求,结构均处于受力合理、安全可控的状态。采用该顶推方案以及利用顶推智能监控平台将钢箱梁顶推到位后,钢箱梁的实测线形与理论线形基本吻合,最大相差10 mm,实现了超宽长联钢箱梁的高精度顶推。

三塔混凝土自锚式悬索桥减震装置参数研究

基于Midas-civil软件,以某三塔混凝土自锚式悬索桥为工程背景,采用时程分析方法研究了横向橡胶抗震挡块刚度和纵向粘滞阻尼器参数对三塔混凝土自锚式悬索桥的地震响应的影响,并选出了减震装置的最优参数。结果表明:横向抗震挡块刚度对于三塔混凝土自锚式悬索桥的横桥向振型和地震响应有很大的影响,阻尼系数C和速度指数α对粘滞阻尼器的减震效果也有显著的影响。本例桥横向橡胶挡块的最优刚度范围为600～900 MN/m,最优粘滞阻尼器参数为C=3000～4000 kN/(m/s),α=0.3～0.4。

济南凤凰路黄河大桥主桥体系转换方案

济南凤凰路黄河大桥为目前世界上最大跨度、最大宽度的三塔四跨空间缆自锚式悬索桥。依据其工程特点、吊索的张拉跨及仿真分析,确定了2种体系转换方案:“先边后中”方案一和“边中共进”方案二。通过对2种方案的体系转换过程中吊索连接杆长度、吊索锚固力、纵横向偏角差等关键参数进行系统比选分析,方案一因其边跨吊索张拉锚固力小、连接杆长度短、吊索张拉工序和千斤顶数量少、经济性突出等优点,最终确定为推荐方案。采用“先边后中”方案一进行体系转换后,该桥的吊索索力、主缆线形、加劲梁线形的实测值与理论值均保持一致且满足规范要求。

济南凤凰黄河大桥总体设计

济南凤凰黄河大桥位于济南市东北部,工程全长约6683 m,其中跨黄河段桥梁长3788 m,跨南水北调及邯胶铁路联络线桥长1323 m。结合地理位置、建设条件、景观等各方面因素,主桥采用70 m+168 m+428 m+428 m+168 m+70 m三塔组合梁自锚式悬索桥,水中引桥采用等高连续组合梁桥,跨大堤引桥采用变高连续组合梁桥,其它桥梁均采用预应力混凝土连续梁桥。项目于2018年10月开工,预计于2021年10月建成通车。

黄河水汤汤 泉城凤凰腾

2022年1月18日,济南黄河凤凰大桥建成通车。大桥全长3788米,是目前世界最大跨度三塔自锚式悬索桥。济南是我国黄河流域少数几个处于地上悬河段的省会城市,多年来,黄河一直是制约济南城市发展的一道天堑。济南黄河凤凰大桥采用“公轨同层,轨道居中”的设计方案,集约利用过河通道资源,降低工程规模,节省工程投资,并兼顾景观效果。建设之初,中交二航局就确立了高品质建桥的目标。通过采用多项先进工艺技术,攻克了诸多施工难题,确保了项目顺利建成。