三塔地锚式空间缆悬索桥纵向约束体系研究

为探讨三塔地锚式空间缆悬索桥的合理纵向约束方式,以浔江特大桥(153 m+2×520 m+210 m)为研究对象,选取3种纵向约束体系(纵向飘浮、纵向限位及固结约束),拟定6种静、动力荷载工况(包含5种静力荷载工况组合和地震动),基于Midas有限元软件平台开展三塔悬索桥静、动力受力特性分析、纵向约束体系比选及约束刚度合理取值研究。结果表明,三塔地锚式空间缆悬索桥的静、动力荷载效应存在差异,且静力荷载工况组合(恒载+温度+汽车活载+活载风+制动力、恒载+温度+百年风)下的响应明显高于动力荷载(地震动);考虑构造复杂性和施工难易性、塔底受力及梁端位移,三塔地锚式空间缆悬索桥推荐采用纵向限位体系;纵向限位体系推荐采用带有摩擦阻尼器(阻尼力为200 kN)的纵向限位支座,其纵向约束刚度值建议取为1.9×105kN/m,纵向限制位移为±10 mm,可满足桥梁结构受力性能及支座设计构造的要求。

基于MATLAB的自锚式悬索桥空间主缆找形计算分析

本文阐述了自锚式悬索桥空间主缆线形计算方法和空间主缆MATLAB程序开发思路,结合分段悬链线理论为依据编制的解析法计算程序,利用有限元法程序建立某自锚式悬索桥完整的成桥模型。结合某一实际自锚式悬索桥空间主缆找形,通过数值计算法结合有限元计算法解决自锚式悬索桥空间主缆成桥找形,精度满足施工要求。利用求得的主缆无应力长度建立空缆模型,用于后续施工过程模拟,对后续施工中主缆、吊杆下料长度计算,主缆挂设控制,索夹的安装预偏,吊杆的张拉方案等工作有着重要的指导意义。

地锚式独塔悬索桥非对称主缆合理设计参数计算方法研究

为快速拟定地锚式独塔悬索桥非对称主缆的合理设计参数,并估算主缆、锚碇、桥塔等工程量,提出非对称主缆合理设计参数计算方法。该方法基于传统抛物线理论,推导主缆的线形以及拉力近似解,通过比选得到满足工程实际控制因素的设计参数合理取值区间,确定主缆垂跨比与高跨比,估算主缆设计截面面积。以济新高速黄河三峡大桥--单跨510 m地锚式独塔回转缆钢桁梁悬索桥为背景,采用该方法计算主缆的合理设计参数,最终选择垂跨比为0.0675,高跨比为0.20,主缆截面面积为339024.2 mm 2,与节线法、分段悬链线法进行对比验证,结果表明:该计算方法路径明确,效率高,精度满足拟定方案与初步估算需要,可用于同类型桥梁的设计。

西藏通麦空间缆地锚式悬索桥主缆和钢桁梁施工技术

通麦大桥为中国国内首座单跨空间缆地锚式悬索桥。该桥主缆索股采用轨道式牵引系统,成功地完成了空间主缆的安装;空间吊杆采用磁座电子测倾仪,缩短了测量时间,提高了测量精度;钢桁加劲梁通过优化吊装顺序和优化缆索吊装系统布置,提高了钢桁梁的安装速度、减少了临时铰。

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。

自锚式悬索桥铸钢锚碇加工技术

铸钢锚碇作为自锚式悬索桥的核心部件之一,集主缆锚固、压重和限位等多种功能于一体,具有外轮廓面夹角众多,锚固孔相对位置复杂等特点。本文以国内某悬索桥铸钢锚碇为例,以加工难点作为切入点,从满足设计使用要求、提高生产效率、降低劳动强度等方面,提出了铸钢锚碇复合斜面及锚固空间孔的高效加工技术。该技术可在产品机械加工过程中显著提高生产效率,降低劳动强度,为复合斜面及空间孔加工提供借鉴。

三塔空间缆自锚式悬索桥体系转换研究

以目前国内外最大跨度的三塔空间缆自锚式悬索桥——济南凤凰路黄河大桥为研究背景,从传统两塔自锚式悬索桥体系转换特点进行分析,明确三塔自锚式悬索桥的两类吊索张拉方案(即先边后中和边中共进),且两类方案中跨吊索张拉起始位置只能从两塔往跨中推进,不宜从跨中往两塔方向进行。在此基础上,对吊索张拉方式以及空间缆的横向连接方式进行了比选探讨与计算分析,确立了"边中共进"方案1和"先边后中"方案3两种可行的典型方案,并对两种方案下各种参数进行对比分析,最终选择"先边后中"方案3为最佳体系转换方案。

自锚式悬索桥空间主缆线形的计算方法

基于空间分析模型,研究了自锚式悬索桥空间主缆线形的精确计算方法,根据主缆在吊杆之间的各索段在自重作用下呈悬链线,推导并研究了空间主缆在吊杆力作用下坐标的迭代计算方法.根据主缆空间线形及其理论交点,确定合理的鞍座位置,根据主缆无应力长度不变的原则,确定主缆的空缆线形.基于上述理论,以某空间缆索自锚式悬索桥为例,进行了详细的分析,给出了主缆无应力长度、鞍座位置、鞍座预偏量等,确定了该桥的合理成桥状态及空缆状态时的线形.算例分析表明:空间缆索自锚式悬索桥主缆线形计算方法是正确、可行的.

双塔大横向倾角空间主缆自锚式悬索桥体系转换方案与控制方法

针对双塔大横向倾角空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工期的受力和变形特点,提出该类自锚式悬索桥体系转换方案(即吊索张拉方案)确定的原则。以杭州江东大桥为工程背景,研究该类自锚式悬索桥体系转换方案的确定过程,提出"在适当时机张拉临时索附近的永久吊索,以克服临时索容许索力不足的缺陷"的调索思路。通过优化计算,获得无需主动放松临时索的该类自锚式悬索桥体系转换方案,并给出该方案各施工步桥梁的反应。基于施工期的参数敏感性分析,提出该类自锚式悬索桥临时吊索及永久吊索的张拉控制方法。江东大桥的工程实践表明,按该方法进行双塔大横向倾角空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工或控制,能确保成桥线形和内力达到理想效果。

空间索面自锚式悬索桥主缆横向位移及索夹横向偏转角的试验研究

广州猎德大桥主桥是一座独塔、双跨、空间索面的自锚式悬索桥,跨度达480 m。为研究该桥的空间主缆在吊索张拉过程中及二期恒载作用下,主缆横向位移和索夹横向偏转角度的变化规律,进行了1∶10大比例的全桥模型试验,通过试验数据及空间有限元模型分析,得出一些有益于原型桥梁的施工及设计的结论。

不等主跨三塔空间缆索悬索桥主缆线形解析计算方法

为精确求解地锚式不等主跨三塔空间缆索悬索桥的主缆线形,提出了基于分段悬链线理论和非线性GRG法、结合静力平衡条件和几何相容条件的悬索桥主缆线形解析计算方法。计算成桥线形时,建立与基本未知量数量相等的控制方程并规划求解基本未知量的合适取值,依次求解主跨、次主跨、边跨、锚跨线形。其中,求解主跨线形时需给定首末端及跨中点坐标;求解次主跨线形时控制次主跨主缆最低点高程与主跨主缆最低点高程一致,以主跨与次主跨主缆水平力相等为原则计算矮塔塔高。计算空缆线形时,规划求解主索鞍的预偏量和散索鞍面内预偏角,实现空缆线形及鞍座预偏值的求解。以某桥的三塔悬索桥方案为背景对本文方法可行性和有效性进行验证,结果表明所提出的方法具有较高的精度和计算效率,便于应用。

空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工控制

体系转换是悬索桥施工中的关键工序,决定着结构体系能否实现自锚。空间主缆自锚式悬索桥体系转换过程中主缆的横桥向位移、吊索转角和吊杆之间的相互影响较大,使得吊索张拉过程极其复杂。该文依托哈尔滨市阳明滩大桥——556m五跨双塔空间主缆自锚式悬索桥,针对空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工过程中的结构受力和变形特点,遵循体系转换方案的原则,分析了两种张拉方案,即从短索开始张拉和从长索开始张拉。运用有限元软件Midas Civil建立全桥模型,综合考虑成桥目标、结构受力安全等原则,给出了具体的吊索张拉路径。张拉过程中根据索力和位移两个参数的敏感性,对于不同的施工阶段,采用不同的控制原则。主缆放张尝试,完成吊索张拉,依据吊索无应力长度不变的原则,进行吊索微调。阳明滩大桥体系转换结束后,吊索索力误差在7%以内,主缆线形误差在5cm以内,主梁线形误差最大值为5.9cm。

空间缆自锚式悬索桥架缆模型工艺试验研究

杭州市江东大桥主桥采用空间缆自锚式悬索桥结构,中跨主缆架设需经历从空缆的竖直面内转换为成桥的倾斜面的过程。为进一步了解索股入槽、鼓丝、扭转等现象,进行了架缆模型工艺试验,有效地指导了缆吊系统的设计与施工。

空间主缆独柱塔自锚式悬索桥设计新技术

研究目的:南京长江隧道工程江心洲大桥作为南京纬七路过江通道上的一座标志性建筑,对技术性、景观性均要求较高。其主桥采用空间主缆混合梁独柱塔自锚式悬索桥,构造及受力较为复杂。本文对其设计中采用的主要新技术进行阐述,以期为同类型桥梁的设计提供借鉴。研究结论:(1)在钢箱梁主跨布置空间索面及空间主缆,较大提高了全桥的抗风能力,在混凝土箱梁边跨布置平面(竖直)索面及平面主缆,简化了边跨缆索系统的构造及施工;(2)主跨吊索在上端设置向心关节轴承,在下端设置推力关节轴承,不仅适应了主跨空间主缆在活载作用下的复杂变位,而且美观经济;(3)边跨索夹采用将两根主缆对应的两个传统索夹连为一体的型式,结构新颖、构造简洁、受力明确、造型美观;(4)主索鞍采用空间三维曲线鞍槽,适应了该桥主缆由边跨的平面线形向主跨的空间线形过渡;(5)边跨散索套采用将两个传统散索套连为一体的型式,满足了散索套的横桥向受力要求,构造简洁,受力明确;(6)结合主跨空间索面、桥塔横梁斜拉索,独柱桥塔能够以较小的截面尺寸满足该桥的横桥向受力要求;(7)本文所述技术可为同类型桥梁的设计提供借鉴及参考。

江东大桥空间缆自锚式悬索桥体系转换分析研究

杭州市江东大桥为空间缆自锚式悬索桥,主跨为260m。该桥采用独柱桥塔、空间缆索、宽桥面、分离式钢箱、单跨悬吊的结构形式。体系转换全过程先梁后缆施工工艺要求高、难度大、独创点多。对体系转换过程的研究可为同类型桥梁的体系转换提供借鉴。

自锚式悬索桥空间缆索分析与计算

对空间索面自锚式悬索桥主缆的受力特点进行理论分析。以天津富民海河大桥为例,验证了分析方法与计算方法的可靠性。采用空间模型,通过两个计算步骤对空间缆索悬索桥成桥状态和空缆状态主缆线形进行分析,首先是简化的索体系分析,得出主缆的初始几何形状和主缆水平张力;然后再进行精确分析,利用简化计算得出的结果进行迭代计算,直至收敛。通过缆索受力计算和分析,为今后设计、修建自锚式悬索桥提供一定的计算和分析方法。

山区大跨度地锚式悬索桥主缆架设施工技术创新

山区大跨径地锚式悬索桥主缆架设施工中,其地形往往导致施工场地布置受限,从而要求施工组织设计采用相应的创新技术。该文以湘西矮寨大桥为工程背景,从山区塔梁分离悬索桥的桥跨布置特点出发,针对高山峡谷地形中悬索桥主缆架设施工场地布局的局限性,通过采用单向放索、竖置放索架、伺服电机控制放索架转动速度、提拉索股解决出盘问题等创新技术手段,解决了架设场地布置受限问题,取得了良好的施工效果。

空间主缆自锚式悬索桥施工过程中非线性误差调整方法研究

基于悬索桥施工过程中表现出强烈的非线性力学行为,且本文中将提到的空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工过程与常规自锚式悬索桥体系转换过程不同,吊杆在张拉过程中主缆存在较大的横向变位,加大了吊杆在体系转换过程的张力控制的难度。因此,有必要建立一套适用于这种特殊结构的误差调整方法。参考已有误差调整理论,以最小二乘法理论为基础,对空间主缆悬索桥的施工中体系转换时吊杆张力的控制和误差调整方法进行分析与探讨。

某地锚式悬索桥缆索刚度对静力性能的影响分析

文章以某地锚式悬索桥为例,建立该桥空间有限元模型,通过调整主缆和吊杆抗拉刚度倍率,分析悬索桥缆索刚度变化后跨中位移及弯矩、主缆轴力及应力和吊杆轴力及应力的变化规律。结果表明:主缆抗拉强度对悬索桥静力性能影响较大,随着主缆抗拉强度的增加,主缆跨中竖向位移呈不断减小的趋势,加劲梁跨中弯矩不断降低,主缆各处轴力不断增大,吊杆各处轴力也呈不断增大的趋势;吊杆抗拉刚度对悬索桥静力性能的影响较小,可忽略不计。