三塔四跨悬索桥施工阶段颤振性能研究

为了解双主跨悬索桥加劲梁吊装期间颤振稳定性,以跨度为(230+800+800+348)m三塔四跨悬索桥为背景,分析该桥加劲梁吊装期间的颤振性能。建立该桥不同吊装阶段三维有限元模型,分析竖弯、扭转模态特性,采用理想平板颤振临界风速理论公式计算桥梁不同吊装阶段及各模态组合下的颤振临界风速,以确定最不利吊装阶段及模态组合;基于此,设计节段模型风洞试验测试原断面及上桥面中央增设竖向稳定板断面桥梁颤振临界风速。结果表明:三塔四跨悬索桥施工阶段的模态特性复杂,颤振分析时模态组合需考虑两主跨间的振动关系;该桥吊装率为8.5%和19.8%时,颤振临界状态由以北侧主跨振动为主的扭弯模态组合确定,吊装率≥29.3%时,颤振临界状态由以南侧主跨振动为主的扭弯模态组合确定,最不利吊装率为40.8%;该桥加劲梁原断面的颤振性能较差,在上桥面中央增设竖向稳定板可以有效提升桥梁的颤振临界风速。

三塔四跨悬索桥承载能力研究

以武汉鹦鹉洲长江大桥成桥静动载试验为背景,提出了三塔四跨悬索桥荷载试验的要点。建议在规范规定的测试内容基础上增加温度测试、伸缩缝位移测试及中塔扭转效应测试等内容;对三塔四跨悬索桥静动载试验的加载效率适当调整;并将武汉鹦鹉洲长江大桥的结构校验系数与规范常数值、马鞍山长江大桥、泰州长江大桥及阳逻长江大桥的实测结果进行了对比分析。

三塔四跨地锚式悬索桥纵向约束体系研究

为了得到三塔四跨地锚式悬索桥中最优的纵向连接方式,以某座三塔四跨悬索桥为工程背景,建立三维空间有限元模型,考虑各种不同荷载作用对结构响应的影响规律,探讨最优的纵向约束体系。研究结果表明:边塔内力和桩基础内力受地震作用控制,而中塔内力则受汽车荷载控制,伸缩缝变形主要受温度作用控制;在多种荷载作用下,刚性约束体系优于漂浮体系和阻尼约束体系,可以较好地改善各种荷载作用下的响应。通过对约束装置进行位置和参数优化,提出"中塔和桥台处设置纵向固定支座"的刚性优化约束方案。

基于挠度理论的三塔四跨悬索桥静力特性分析

为研究三塔四跨悬索桥活载效应下的静力特性,拓展单跨悬索桥挠度理论公式,建立了多塔连跨悬索桥挠度理论非线性微分方程组,引入"代换梁法"求解方程组。基于MATLAB语言平台考虑了集中力引起的主缆水平力增量对影响线的非线性影响,开发出基于挠度理论的多塔连跨悬索桥内力线形的程序。研究结果表明:挠度理论解与有限元法的计算结果具有较好的一致性,位移相对最大偏差为5.3%,弯矩最大相对偏差为13.9%;加劲梁最大挠度发生在两个主跨跨中处;挠度理论的位移和弯矩大于有限元的计算结果,依此控制结构设计是较安全的。挠度理论在三塔四跨悬索桥设计中具有足够的适用性,可以应用在多塔连跨悬索桥的初步或者概念设计方面。

大跨径悬索桥缆索抗火模拟方法

利用有限元软件ANSYS建立武汉鹦鹉洲长江大桥全桥简化梁单元、关键部位实体单元的三维空间热-结构耦合有限元模型。研究结果表明:采用油罐车HCinc升温曲线计算获得火灾下悬索桥主跨跨中吊索破坏时间为24 min,破坏温度为481℃;通过吊索最高温度随硅酸铝防火层厚度变化的关系曲线,确定吊索外包防火层的厚度为1.0 cm,主缆外包防火层的厚度为0.5 cm。计算吊索不同高度截面处的温度场分布,当吊索截面温度小于破坏时的温度时获得吊索的火灾防护高度为8 m。为防止主缆最外层钢丝温度过高,获得主缆的火灾防护范围为距主跨跨中30 m和距边墩处15 m。

瓯江北口大桥双层钢桁梁吊装施工新技术

温州瓯江北口大桥是世界上首座三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,针对现场梁段吊装工期紧张、吊重大,施工风险高、难度大等特点,对三塔四跨悬索桥双层钢桁梁吊装施工新技术进行研究。在全桥加劲梁吊装过程中,采用1 000 t缆载吊机、1 400 t分体式缆载吊机、14轴液压模块车等关键施工设备,辅助无索区梁段施工的支架,因地制宜地采取了不同形式的滑移及存梁方式,有效解决了大吨位梁段就位吊装的难题,降低了施工风险。该桥复杂及多样式的梁段吊装施工新技术,可为今后多塔连跨悬索桥施工提供新的思路和宝贵经验。

鹦鹉洲长江大桥加劲梁施工技术

鹦鹉洲长江大桥为(200+850+850+200)m三塔四跨悬索桥为世界首座主缆连续的三塔四跨悬索桥,加劲梁采用结合梁,单个节段吊重超过400t。本文介绍了加劲梁架设方案的比选确定,加劲梁具体吊装方案、缆载吊机及挂梁吊具的研制等内容。

鹦鹉洲长江大桥1号塔塔柱快速施工技术

武汉鹦鹉洲长江大桥设计为三塔四跨悬索桥,其1号塔位于长江汉阳岸边坡坡脚,门框式结构,采用了高效快速施工方法施工成型。底节塔柱与塔座同步浇筑,塔柱采用无劲性骨架法施工,配备6m高大节段液压爬模结构,塔柱下横梁采用钢管支架法与塔柱并行施工,上横梁采用牛腿支架法与塔柱同步施工,并在地面进行对拉试验取代高空支架预压施工。通过设计和施工相结合,做到了施工过程模块化和简单化,实现了塔柱快速施工,探索了塔柱施工新方法。

温州瓯江北口大桥钢桁梁安装施工关键技术

温州瓯江北口大桥是世界上首座三塔四跨双层钢桁梁地锚式悬索桥,桥位处地形条件复杂,自然环境恶劣,为加劲梁安装施工带来了一定的困难和挑战。通过针对瓯江北口大桥新颖的结构形式与复杂的地形条件,介绍了该桥加劲梁安装施工方案及关键技术,包括主跨缆梁相交区提出一种新型的“缆载吊机+分体式液压提升”架设方法,边跨“缆载吊机荡移卸船+滑移系统”方法及在无索段设计一种开合支架存梁方法,可供类似悬索桥加劲梁施工参考。

大型钢塔安装技术研究

文章以武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为例,介绍了大型钢塔安装技术,该工程通过定位架及精调装置,确保了首节钢塔精确定位;通过牛腿调节辅助支架完成人字形段合龙;通过调整钢丝绳的长度,使钢塔吊装方式由"面"接触变为"点"接触,在接触面设置定位销实现钢塔快速安装等。

温州瓯江北口大桥北锚碇大体积温控技术研究及应用

本文针对三塔四看双层钢桁梁悬索桥的锚碇大体积混凝土温控技术及相关方案展开研究。分析已有大体积混凝土的各种施工病害控制技术,针对北口大桥的结构特征开展了锚碇温控技术方案的分析研究,制定了适合大桥所在地理位置、环境、施工影响因素等的技术方案,并针对性采用了适应的技术措施。依据技术方案开展了温控技术应用工作,将实测数据与方案温控目标进行对比,验证技术方案及具体措施的可靠性。此类技术方案适用于此类环境下的锚碇工程的大体积混凝土施工过程温度控制。