四索面钢箱梁斜拉桥合理成桥状态下的空间受力研究

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。

四索面斜张桥——发展特大跨公路桥与公铁两用桥的新途径

分析了惯用的双索面与单索面斜张桥的优缺点,引出四索面斜张桥的构思和它的优点,并指出它对发展公铁两用桥特别有利之处。

薄壁花盆形托架的双幅四索面独柱多塔斜拉桥设计

针对超长距离跨海大桥提出薄壁花盆形托架的双幅四索面独柱多塔斜拉桥的设计方案,采用单叶双曲面薄壁花盆形托架代替悬臂X形托架结构,薄壁花盆形托架顶部设置椭圆形托板以及环形排列支座,薄壁花盆形托架支撑斜拉桥双幅主梁,将主梁和索塔之间的相对转动自由度加以约束,提高多塔斜拉桥的刚度,降低不利布置活荷载作用下的中间跨主梁的竖向位移变形。结合200 m+2×420 m+200 m的双幅四索面多塔斜拉桥方案,进行工程参数设计,建立MIDAS有限元分析模型,开展动力模态分析研究,验证薄壁花盆形托架的双幅四索面独柱多塔斜拉桥设计的合理性。

独柱索塔四索面斜拉索施工关键技术

嘉绍跨江大桥为主跨428 m的六塔独柱式四索面斜拉桥。独柱、四索面的结构决定了斜拉索施工难度大、控制精度高。文章介绍了嘉绍大桥斜拉索施工的主要方法和创新工艺,为同类工程提供了借鉴与参考。

峡谷河流地形的空间四索面双幅曲线形斜拉桥设计

该文在林同炎先生原有Ruck桥设计基础上,改进单幅曲线形斜拉桥为椭圆环状双幅曲线形斜拉桥,设置鸭蛋拱形桥塔,布置四索面空间斜拉索网,形成峡谷河流地形的空间四索面双幅曲线形斜拉桥,可改善曲梁形斜拉桥的结构受力性能,完善交通功能,提升景观效果。结合400 m跨径的New Ruck斜拉桥,进行工程参数设计,建立Midas有限元分析模形,开展动力模态分析研究,验证空间四索面双幅曲线形斜拉桥新桥形的结构优越性。

独塔四索面斜拉桥交工检测中动载试验研究

动载试验是新建桥梁交工检测中较重要的评定项目。独塔四索面斜拉桥由于主跨跨径比双塔三跨式跨径小,桥梁整体刚度较大,需特别关注其动力特性,确保桥梁整体安全。文中以广东佛山番海大桥为工程背景,通过有限元软件MIDAS/Civil建立模型,对独塔四索面斜拉桥进行动载试验,测试桥梁在各荷载工况下的动力特性,为交工验收提供依据。

独塔四索面斜拉桥主梁非对称悬浇施工技术

番海大桥为塔梁固结的独塔四索面斜拉桥,桥梁一侧跨越道路,另一侧跨越河流。为保证结构安全,主梁采用非对称悬臂浇筑施工,桥梁的线形与应力变化较大,因此需要保证桥梁结构安全的前提下通过不平衡配重、体外施加临时预应力束的方法来调整桥梁的施工平衡。为此本文提出一种无需配重和免施加临时预应力束的主梁独塔四索面斜拉桥主梁非对称悬浇施工技术。即先搭设西侧主梁满堂支架,同时浇筑主塔节段,再进行东侧分节段挂篮悬臂施工。工程实例表明,在复杂的地形地势的情况下,采用主梁非对称悬浇施工,不但能满足结构设计规范要求,并能够缩短施工工期、降低工程造价和施工难度,保证施工安全。

分幅式梁段悬臂吊装及四索面斜拉索张拉的同步控制及影响分析

嘉绍大桥主航道桥为世界上首座六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥,其跨径布置为70+200+5×428+200+70=2,680m。针对嘉绍大桥四索面、分幅式、梁段横梁间隔布置的结构特点及架设难点,通过有限元计算模型,计算各种可能出现的不同步情况对钢箱梁、斜拉索、横梁以及主塔等结构的影响和响应,对不同施工阶段的各种工况进行模拟分析,提出极限条件下的允许梁段吊装不同步等级、控制标准以及斜拉索张拉时的不同步控制要求。并根据分析结果制定了切实可行的同步控制标准和作业要点,避免因斜拉索张拉不同步带来的结构安全隐患,确保安全。

单叶双曲面独柱塔双幅四索面斜拉桥探讨

针对城市宽幅斜拉桥,提出单叶双曲面独柱桥塔双幅四索面斜拉桥。以双幅分离式钢箱梁桥面替代宽幅钢箱梁桥面,单叶双曲面独柱桥塔替代双肢柱桥塔,四索面斜拉桥替代双索面斜拉桥。单叶双曲面独柱塔桥塔底厚实,可保证独柱桥塔结构承载力;桥塔腰部细小,司机视野开阔;较宽的桥塔顶部,可方便斜拉索分散锚固。结合200m+420m+200m单叶双曲面独柱塔双幅四索面斜拉桥,进行工程参数设计,建立Midas有限元分析模型,开展静力分析和动力模态分析研究,验证单叶双曲面独柱塔的双幅四索面斜拉桥的结构合理性。

空间四索面斜拉桥横向索力优化研究

嘉绍大桥主航道桥为双幅、空间四索面斜拉桥,两幅钢箱梁之间通过间隔布置的箱形横梁和工字形横梁来承受拉索的横向水平分力。在获得平面索力后,为解决索力的横向分配问题,提出了斜拉索横向索力分配的原则和具体算法,经过验证,该方法得到的索力能保证在成桥竖向线形与设计线形一致的条件下,成桥后的截面横坡与设计一致且横梁处于最优的受力状态。

柱式塔同向回转斜拉-悬索体系桥梁设计关键技术

安徽某跨江通道方案设计中,提出主桥采用主跨1620 m的斜拉-悬索协作体系桥梁。为解决该体系刚度低、主梁压力间断、边吊杆应力幅大等传统疑问,以及因不能设置辅助墩而引起的边跨刚度小、尾索应力幅高的特殊问题,设计采用单柱式桥塔、空间化悬索构建整体结构,并对结构的合理性、可行性进行理论和计算验证。设计针对体系形成的主要过程,提出边孔悬吊辅助跨构造,采用四索面斜拉索和空间双悬索四索面吊索。借助四索面拉吊融合方式在横向转换的便利、同向回转拉索对不对称布索的支持,使调整在更大空间内进行,实现两种体系更加平顺的融合。采用斜置阻尼约束系统使结构纵、横向动力性能满足规范要求。

超大跨径柱式塔斜拉桥结构创新与应用

针对斜拉桥存在的结构体系发展相对滞后、实现超大跨径目标尚存在诸多困难的问题,对柱式塔斜拉桥结构进行了创新。以芜湖长江公路二桥为工程依托,提出了超大跨径斜拉桥分肢菱形柱式塔及四索面分体弧底钢箱梁新型结构,研制了同向回转拉索体系、飘浮体系斜拉桥二维阻尼约束体系,形成了超大跨径柱式塔斜拉桥成套技术。通过计算验证超大跨径柱式塔斜拉桥创新结构的可靠性和稳定性,结果表明:分肢菱形柱式塔及四索面分体弧底钢箱梁新型结构提升了整体结构的受力性能,同向回转拉索体系解决了索塔传统锚索开裂难题,二维阻尼约束体系提高了大跨度桥梁的抗风、抗震性能,实现了顺桥向、横桥向振动的协同控制。

艾溪湖大桥主桥设计

艾溪湖大桥是一座30m+108m+30m三跨连续外倾式四索面下承式钢箱系杆景观拱桥,主桥结构的构成:正交异性板钢箱梁、钢拱肋、平行钢丝束吊杆及预应力钢绞线系杆。经结构受力分析,该桥各项力学性能、抗风抗震及结构稳定性均满足现行设计规范要求。

金沙溪大桥主桥设计

金沙溪大桥是一座30 m+108 m+30 m三跨连续外倾式四索面下承式钢箱系杆拱桥,主桥结构的构成:正交异性板钢箱梁、钢管拱肋、环氧喷涂钢丝吊杆。经结构受力分析,该桥各项力学性能、抗风抗震及结构稳定性均满足现行设计规范要求。

多塔斜拉桥分体钢箱梁的设计与施工

嘉绍大桥主航道桥为70m+200m+5×428m+200m+70m=2 680m的六塔独柱四索面钢箱梁斜拉桥。钢箱梁宽度为55.6m,桥梁总长为2 680m,桥面最大纵坡为0.45%,上部结构总用钢量为7.7万t,是目前世界上规模最大的多塔斜拉桥。嘉绍大桥采用的分幅箱梁结构主要特点为:单幅主梁宽度更宽,达到24m;左右幅箱的间距大,达到9.8m;拉索为四索面形式,左右幅梁受力相对独立。介绍了嘉绍大桥的钢箱梁构造设计以及施工方案,包括无索区梁段架设、四索面钢箱梁悬臂拼装、多塔斜拉桥钢箱梁合龙方案等。