悬索桥施工中索鞍顶推的小步快跑原则

针对悬索桥施工中塔顶主索鞍的顶推问题,以宜昌长江公路大桥为例,采用三维的实体退化虚拟层合单元建立起全桥的三维有限元模型,对主梁吊装阶段的悬索桥桥塔应力进行了分析,并对索鞍顶推、索鞍自由滑移、索鞍固结这3种假想情况下的桥塔应力计算结果进行了对比,提出了塔顶主索鞍顶推的小步快跑原则,即适当增加顶推次数,减小每次顶推的顶推量.根据小步快跑原则制订的顶推方案与实际施工顶推方案及另一种假想的顶推方案的对比计算结果表明,小步快跑顶推方案可使施工过程中的桥塔应力更加逼近理想受力状态,有利于增加桥塔的施工安全裕度及全桥结构的安全.

基于能量法的悬索桥主索鞍顶推计算方法

为了确保悬索桥的主塔在加劲梁吊装过程中始终处于安全受力状态,合理确定主索鞍顶推量和顶推阶段至关重要.基于能量原理,应用Rayleigh-Ritz法推导了主塔最大容许偏位计算公式.从主塔塔顶偏位和塔底应力2个角度提出优化主索鞍的顶推方法,最后通过有限元法验证近似公式的精度.研究结果表明:推导的公式计算结果与有限元计算结果相差3.4%,考虑P-Δ比不考虑P-Δ效应的塔顶偏位相差为4.6%,主塔的最大容许偏位随着加劲梁的不断吊装而逐渐增大,增幅可以达到19.9%,同时,可增加主索鞍顶推量和顶推时间间隔,减小顶推次数,从而解决悬索桥主索鞍顶推问题,使得主塔受力处于最优状态.

刘家峡大桥主索鞍顶推及桥塔性能研究

以刘家峡大桥施工监控为工程背景,通过有限元模型分析,对施工过程中桥塔索鞍顶推问题进行了研究。针对该桥首次采用的大直径钢管混凝土桥塔,采用偏安全的简化计算方法,利用大量理论与实测数据,在考虑冬季施工日温差很大的不利条件下,优化选择了最佳索鞍顶推时机与顶推量,为索鞍的准确定位提供了理论依据。成桥后桥塔向边跨有微小偏位,证明了该结果有利于运营阶段的受力。研究成果指导了刘家峡大桥施工。

悬索桥吊索张拉及索鞍顶推降温法数值分析

研究目的:当大跨度自锚式悬索桥跨越通航流域不能采用常规支架法施工主跨钢箱梁时,首次应用"先斜拉,后悬索"的总体施工方案,该方案中最重要的过程就是斜拉桥向悬索桥的结构体系转换。针对体系转换中吊索张拉及主索鞍顶推在数值模拟中的实现,本文应用与无应力状态控制法相通的降温法进行分析。以该方法为指导,分析模拟建成后是世界上最大跨度600 m的鹅公岩自锚式悬索桥的体系转换全过程,阐述基于ANSYS的斜拉-悬索两个缆索支撑系统耦合模型中各个关键构件的单元选取及其参数确定的方法和技巧。研究结论:通过数值模拟计算得到体系转换过程中关键构件在整个过程中的变化规律,获得结论如下:(1)利用无应力索长可以将两种独立的斜拉-悬索缆索支撑系统实现耦合模型进行体系转换研究;(2)降温法是将吊索的建模长度降温至其无应力索长来模拟吊索张拉的过程,也可以模拟将主索鞍的预偏量分步降温至接近于零而实现主索鞍的顶推;(3)本文所研究降温法适用于计算大跨径自锚式悬索桥中体系转换过程中吊索张拉和主索鞍顶推分析。

自锚式悬索桥主索鞍顶推技术

南京长江隧道工程江心洲右汊大桥塔顶索鞍在架缆前有一个向主跨的预偏量,体系转换过程中逐步顶推到设计成桥位置,通过对顶推力的准确估算,反力架的合理设计,成功地完成了索鞍的顶推工作。

自锚式悬索桥索鞍预偏及顶推控制方法研究

以河南桃花峪黄河大桥为背景,围绕自锚式悬索桥索鞍预偏及顶推控制方法展开研究工作,推导了自锚式悬索桥索鞍预偏量的解析叠代算法并给出了体系转换过程中索鞍顶推原则。针对河南桃花峪黄河大桥,进行了四种索鞍顶推方案的比选,最终推荐方案顶推次数少,塔顶偏位小。

自锚式悬索桥吊索不接长体系转换方案及索鞍数值模拟

为降低自锚式悬索桥体系转换施工费用、提高施工效率、简化分析过程,以抛物线理论为依据,推导出主缆垂度的影响参数,结合各参数的可控性、敏感性,通过调整主索鞍顶推和吊杆张拉策略,提出3阶段2轮张拉吊索不接长体系转换方案。为在有限元计算时精确模拟方案中主、散索鞍施工状态,将索鞍圆心点与塔顶或散索鞍底座中心点建立刚臂和主从约束两个边界,通过激活、钝化刚臂模拟索鞍临时固定和滑移状态,通过设置索鞍圆心点强制位移模拟索鞍超顶状态。以双塔3跨和独塔2跨2座自锚式悬索桥为例,根据现场实际情况分别制定了2套吊索不接长体系转换方案,并建立有限元模型对2座桥梁体系转换过程进行模拟和分析。结果表明:自锚式悬索桥主跨是避免吊索接长的关键桥跨,主缆跨径和主缆长度是影响主缆垂度、避免吊索接长的关键可控参数;通过增大主缆初期变形可有效避免吊索接长,实施方案为张拉主跨长出段吊索使主索鞍超前就位,以改变主缆跨度;提前施工部分二期恒载、加劲梁在第1轮吊索张拉后脱架,以增加主缆弹性伸长。由2座桥梁实例分析结果可知,体系转换前期主索鞍可控滑移、超前就位,后期对称张拉桥塔两侧吊索,使主缆和主索鞍间的抗滑移安全系数和桥塔应力均变化平稳,所提方案和索鞍模拟方法达到了预期目的,可为同类型自锚式悬索桥体系转换提供参考。

罗家沟自锚式悬索桥体系转换方案研究

为优化自锚式悬索桥的体系转换方式,以主跨为115 m独塔不等跨罗家沟大桥为工程背景,考虑桥塔混凝土徐变效应对结构的长期影响,结合施工现场实际情况,提出2轮吊索张拉的体系转换方案.为分析方案效果,采用有限元软件Midas Civil建立全桥模型,分析了结构在体系转换过程中的内力及变形.结果表明,方案实现了梁体的体系转换,减少了在施工中索鞍顶推的次数,吊索无需临时接长,对塔梁设置预偏,减少了运营期间对结构的调整.

泰州长江大桥钢箱梁吊装施工关键技术

三塔悬索桥相对两塔悬索桥多了一个主跨,是一个全新的桥梁结构形式。其主梁吊装施工难度大大增加,特别是合龙段的施工,没有成熟经验可循。该文结合国内外首座千米级三塔悬索桥——泰州长江公路大桥上部结构钢箱梁吊装施工,详细介绍了钢箱梁吊装施工的关键控制点及合龙段施工方案的确定,可为大跨三塔悬索桥钢箱梁吊装施工提供参考。

基于温度效应的长寿长江二桥施工期结构响应研究

悬索桥是以承受拉力的缆索或链索为主要承重构件的桥梁,易受环境、温度等因素影响。为了保证良好的施工质量,论文基于有限元模型及悬索桥计算分析系统,对施工期基准索股架设、主索鞍顶推以及主缆线形进行分析和研究,并得出温度影响下的结构响应规律。

马鞍山大桥三塔悬索桥塔梁固结体系钢箱梁施工关键技术

特大跨径三塔悬索桥首次运用塔梁固结体系,即钢箱梁在中塔位置设计为塔梁固结结构,体系转换施工时存在钢箱梁弯曲应力及扭转剪应力较大、中塔顶主缆的不平衡水平力较大的情况。为了解决上述问题,优化钢箱梁吊装及合龙顺序对整体结构受力的影响、索鞍顶推对塔柱的影响,明确塔梁固结前后施工流程、全过程线形监控措施等,结合马鞍山长江公路大桥左汊三塔悬索桥塔梁固结施工实践,对钢箱梁施工进行了详细的介绍说明,并总结出各施工工序的精细化措施,保证了大桥钢箱梁的顺利合龙和桥面线形的平顺性要求。

库区复杂水文下跨江悬索桥钢箱梁非对称吊装分析

长寿长江二桥地处三峡库区V型河谷处,水流湍急、航道狭窄,传统钢箱梁吊装工艺无法满足现场实际需求。为了保证施工顺利进行,依托Midas有限元分析软件平台,建立长寿长江二桥悬索桥模型,针对对称与非对称吊装工艺下结构响应结果进行对比分析,探讨实际施工中采用的主梁不对称架设方式的合理性。研究结果表明:两种方案下主索鞍与成桥位置的里程差接近,竖向压力值、主缆平切角变化趋势基本一致;吊装前期索夹两侧主缆折角较大,最大值均为3.7°,后期逐步减小;主缆高程整体变化趋势相同且钢箱梁吊装完成后的主缆高程一致,对于钢箱梁后期焊接工作无影响。两种方案下结构计算结果基本一致,说明了不对称吊装方案的可行性,同时此方案大大加快了施工工期,节约项目支出成本。