三塔悬索桥中塔设计方法研究

为提高三塔悬索桥中塔设计效率,提出基于中塔纵向刚度区间进行中塔设计的方法。该方法在总体计算模型中将中塔等效为一根弹簧,根据全桥竖向刚度和主缆抗滑要求试算纵向刚度,得到中塔纵向刚度区间;从中选择合理的初始值进行中塔设计;将中塔代入全桥计算模型进行迭代计算,调整中塔材料和几何参数直至各项指标均满足规范要求。利用已建成的4座公路三塔悬索桥对该方法的准确性进行验证,同时构建公铁两用三塔悬索桥算例,应用该方法进行中塔设计。结果表明:3座公路三塔悬索桥中塔实际纵向刚度均在本文确定的纵向刚度区间内,且取实际中塔纵向刚度时,等效模型与实际全桥模型计算的活载挠度、主缆抗滑安全系数最大差异为8.1%;公铁两用三塔悬索桥算例的中塔纵向刚度设计终值与纵向刚度初始值的差异为13.9%,与常规桥塔设计方法相比迭代次数减少,设计效率提高。

中塔对大跨度三塔连跨悬索桥抖振性能的影响

为探讨中塔对大跨度三塔连跨悬索桥抖振性能的影响,以世界第一大跨度三塔连跨悬索桥——泰州大桥为研究对象,通过基于有限元的结构非线性时域分析,研究了中塔型式和中塔纵向刚度对大跨度三塔连跨悬索桥风致抖振响应的影响。实测模态参数与计算模态参数的对比验证了所建立有限元模型的准确性。研究结果表明:相比人型中塔,A型中塔可显著降低主梁扭转抖振位移并削弱竖向与横向位移响应;主梁侧向抖振位移几乎不受中塔纵向刚度的影响,增加中塔纵向刚度可以一定程度上抑制主梁竖向及扭转抖振位移响应;中塔纵向刚度变化对边塔平动抖振位移影响微弱,在一定范围内增加中塔纵向刚度可以显著降低中塔顺桥向平动和扭转抖振位移,同时在略微增加边塔扭转抖振位移的前提下可以一定程度上抑制中塔横桥向平动抖振位移。

突破多塔悬索桥的“中塔效应”制约

为突破多塔悬索桥“中塔效应”制约,提高跨海桥梁的连续跨越能力及其抗风稳定性、结构耐久性,项目组开展了“刚性中塔双层悬索桥建设关键技术”的科技攻关,并在多塔悬索桥设计理论、基础研究、先进制造等诸多领域取得重大突破,为世界各国的跨海桥梁工程提供了更为经济有效的解决方案。

温州瓯江北口大桥中塔结构形式比选

温州瓯江北口大桥主桥为主跨2×800m的三塔双层桥面钢桁梁悬索桥,为选择该桥合理的中塔结构形式,从结构受力、经济性、施工便捷性等方面对纵向A形混凝土中塔、纵向人字形钢中塔和纵向I形钢-混凝土混合中塔3种中塔方案进行综合比选。结果表明:若采用纵向A形混凝土中塔方案,结构整体刚度较大,但需保证名义摩擦系数≥0.3以满足主缆抗滑的要求,若采用其他2种中塔方案,名义摩擦系数取0.2即可;3种中塔方案均可通过调整相关结构尺寸满足自身的受力要求;结合中塔沉井基础,纵向A形混凝土中塔方案经济性最优,且桥梁施工过程中可保证施工塔吊不超高。经综合比选,该桥中塔最终采用纵向A形混凝土塔,通过在中塔鞍座中增加竖向摩擦板的方法保证主缆的抗滑安全。

三塔悬索桥中塔结构选型分析

三塔悬索桥作为一种新型的桥梁体系，结构受力特征与两塔悬索桥显然不同。三塔悬索桥整体刚度低、主粱挠跨比大，中塔选择对整个结构的受力有非常显著的影响．本文以泰州桥的三塔双主跨悬索桥为研究背景，分析讨论了三塔悬索桥主梁挠跨比、主缆抗滑移安全系数、主塔截面内力等设计限制下的中主塔刚度的恰当取值，采用有限元方法对中塔纵向采用A型钢塔、A型混凝土塔、I型混凝土塔等不同的结构型式进行了分析．研究发现，中塔纵向刚度是中塔结构选型的关键，在一定的结构体系下，三塔悬索桥中塔的纵向刚度应当在一定范围之内才能满足各种设计条件．分析结果表明，泰州大桥中塔结构的纵向刚度宜在23～28MN／m之间，采用人字形钢中主塔是适宜的。

减小三塔悬索桥中塔顶主缆不平衡力的设计思路

针对大跨度三塔悬索桥在不利工况下中塔两侧主缆不平衡力较大的问题,以泰州长江大桥、马鞍山长江大桥、武汉鹦鹉洲长江大桥3座大跨度公路三塔悬索桥为例,分析该问题的解决思路。经分析,对于大跨度三塔悬索桥,中塔采用钢塔或钢-混凝土叠合塔;加劲梁在中塔处设置纵向约束;鞍槽内主缆抗滑安全系数K在1.5～2之间取值（实际K≥1.2已足够安全）的设计思路对减小该类桥梁中塔顶主缆不平衡力有利。另外,建议对极端加载工况（一个主跨满布活载、另一个主跨空载）的活载进行额外的合理折减;不连续主缆的设计也是可以考虑的思路。

三塔悬索桥人字型钢中塔选型及关键构造设计

三塔悬索桥整体刚度低,中塔选择对整个结构的受力有非常显著的影响。中塔的设计需要解决主缆在塔顶抗滑移安全系数问题和主梁跨中挠跨比问题这一对矛盾。文章介绍了泰州大桥中塔的受力特点和结构行为,在此基础上对其进行了结构选型,最终采用了纵向人字型的全钢索塔。介绍了钢塔的结构设计和对主要关键构造的处理和设计细节,包括厚板的焊缝设计、分叉点的结构处理、塔底钢塔柱与混凝土承台的连接方式及构造,以及根据起吊能力而进行的塔柱纵向分块设计。

中塔与中印边界问题比较分析

中国是世界上陆地边界情况最复杂的国家之一。新中国成立以来,中国政府一直高度关注并致力于解决边界问题。目前,中国已经通过谈判和协商与周边大多数国家妥善解决了边界问题。2010年4月,中国与塔吉克斯坦签署了《中塔勘界议定书》,标志着两国历史遗留的边界问题得到彻底解决。而同样是历史遗留问题的中印边界问题,在经过多年的谈判之后,仍没有得到最终解决,并且呈现出问题复杂化的趋势。中国与塔吉克斯坦以及中国与印度之间的边界问题比较复杂,中塔与中印边界问题既有其共同点,又有其不同的地方,解决中国与周边国家的边界问题是一项长期的任务。

考虑塔梁影响的交叉索多塔斜拉桥中塔抗推刚度估算公式

为深入研究交叉索的作用机理,基于变形协调原理,忽略边塔水平小位移,推导了在塔、梁自身刚度影响下,交叉索对多塔斜拉桥中塔约束刚度的估算公式,并进行算例验证.研究结果表明:推导的公式解与有限元解的误差在8%以内,满足斜拉桥概念设计的精度要求.跨中交叉拉索可以使主梁挠度减小,进而提高多塔斜拉桥的整体刚度.多塔斜拉桥整体刚度随交叉索数量的增加而增大,设置10对交叉索后中塔位移减小量高达51%,但刚度增大趋势逐渐减缓.对于交叉索多塔斜拉桥而言,桥塔自身刚度的改变对中塔抗推刚度的影响大于主梁,但二者皆小于跨中交叉索对中塔抗推刚度的影响.

泰州大桥跨江大桥中塔墩基础选型分析

简述了泰州大桥跨江大桥中塔墩工程地质特性,在此基础上针对沉井基础(矩形和圆形)和钻孔桩基础地基持力层进行分析研究,为中塔墩基础选型提供必要的地质依据。

中塔合作帕米尔地球化学调查成果与展望

帕米尔高原是由喜马拉雅山脉、喀喇昆仑山脉、昆仑山脉、天山山脉、兴都库什山脉交汇于此形成的一个巨大的山结。由于其特殊的地质构造位置和复杂的构造演化历史,形成了良好的成矿地质背景条件。依据中塔两国政府"双方地学领域科技合作谅解备忘录"精神,中塔两国合作组织实施了"塔吉克帕米尔成矿带地球化学调查"工作。完成3万km^2地球化学填图任务,建立了工作区地球化学数据库,编制了系列地球化学图件。应用地球化学分析方法回答了测区资源潜力评价有关的地学问题,在此基础上编制了Ag、Au、Pb-Zn等8个元素(组)找矿预测图,共圈定各类找矿预测区136个。同时,也从地球化学角度解决了许多地质问题。为开展塔吉克帕米尔地区地质科学研究,了解帕米尔地区优势资源种类、分布地域、资源潜力等评价信息,快速缩小找矿靶区,实现找矿突破,改变地区资源分布格局等工作提供了可靠而丰富的地球化学基础资料。

三塔悬索桥刚性中塔的鞍缆防滑技术

为了解三塔悬索桥刚性中塔不同结构的鞍缆防滑效能,提出5个方案,即在跨中设置中央扣、改变矢跨比、在塔根和主缆间设置扣索、在塔顶处设置钢结构构件、在索鞍两侧主缆上添加辅助拉索.有限元法和解析法的结果显示,中央扣和扣索方案的效果甚微,其余3个方案则十分有效.据此给出相应设计建议.

单点系泊系统中塔体分段吊装有限元分析

FPSO中的内转塔式单点系泊系统可360度旋转,并可根据风浪、洋流方向改变受力情况,近年来广泛应用于近海油田开发。内转塔单点系泊系统中的中塔体结构由于其超大管径和较薄的壁厚及内部复杂精密的结构,在吊装就位时容易出现应力集中和变形,本文依据ANSYS模型,对吊装阶段的中塔体进行有限元分析。

中塔关系二十年的影响因素及历史启示

中国与塔吉克斯坦共和国建交以来,双方睦邻友好关系稳步发展,经历了稳步上升期、成熟稳定期和共同发展期三个阶段。中塔关系取得如此成就,主要是受国际体系、决策者的高度重视、共同繁荣发展、广阔的合作空间、上海合作组织凝聚作用等因素的共同作用。通过中塔两国20年的交往历程我们可以看出,中塔两国是可以实现求同存异、互利双赢的。中塔20年的交往史为大国与小国、邻国之间,经济相对发达的国家与经济相对弱小的国家之间的合作提供了丰富的历史启示。中塔两国必须尊重对方的核心利益,健全协商和监督机制,重视影响双方关系的国内政治因素。

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥中塔刚度研究

为合理设计马鞍山长江公路大桥左汊主桥(主跨2×1 080m的三塔悬索桥)的中塔,在综合考虑三塔悬索桥中塔结构受力特点(要求其中塔的刚度大小要适宜)、设计潮位、水位落差及通航状况、后期养护条件后,确定中塔采用钢-混凝土叠合塔形式,即叠合面在桥面以下,上段为钢结构,下段为预应力混凝土结构。对中塔刚度进行计算分析,结果表明,叠合中塔刚度中钢结构段所占比例达96.26%,混凝土段影响很小,混凝土段弹性模量变化对中塔刚度及全桥力学行为影响很小。

基于GPS监测数据的马鞍山长江公路大桥中塔位移状态分析

文章利用马鞍山长江公路大桥健康监测系统的GPS实测数据,对三塔悬索桥中塔进行状态分析。对比分析了南、北塔顺桥向,中塔顺桥向,中塔横桥向位移随时间的变化规律,通过顺桥向累计位移行程对桥塔状态进行了有效的评估,可为桥塔的安全评定和管养工作提供参考。

三塔悬索桥中塔适宜刚度

为了明确三塔悬索桥的中塔刚度取值范围,以主缆与中塔鞍座的抗滑安全系数和加劲梁挠跨比为控制指标,推导了三塔悬索桥中塔刚度上、下限值解析公式,建立有限元模型验证了公式的有效性,最后分析了垂跨比、恒活载比值、跨径等主要设计参数对中塔刚度取值的影响.结果表明:理论值与有限元值符合良好,可在初步设计阶段指导多塔悬索桥的中塔选型;恒活载比值对中塔刚度取值的影响较大,当恒活载比值约大于6. 5时,才存在合适的中塔刚度使三塔悬索桥同时满足结构变形和主缆抗滑的要求;主缆垂跨比主要影响中塔刚度上限值,且对上限值的影响与恒活载比值有关;中塔刚度取值范围随着主跨跨径增大而增大.

温州瓯江北口大桥中塔沉井基础设计

温州瓯江北口大桥主桥为主跨2×800m的三塔双层桥面钢桁梁悬索桥。针对该桥在深水、复杂海域环境中,中塔基础所受弯矩大、船撞力大及基岩埋深大的特点,中塔采用防撞能力强、刚度大、经济性更优的倒圆角矩形沉井基础。沉井总高68m,下部为填充混凝土的钢壳结构,高59m;上部为钢筋混凝土结构,高9m。在钢沉井高度方向上每隔1.5m设置1道水平桁架,内、外壁板设置竖向加劲肋。为保证结构耐久性,钢沉井壁板厚度预留腐蚀余量,并对上部钢沉井外表面进行重防腐涂装。建议设置沉井着床定位系统,并进行海床预防护控制沉井着床精度;采用严格控制结构水密性、设置射水管等措施保证沉井下沉的安全性及姿态可控。

中塔纵向刚度对三塔缆索承重桥静力特性影响

简述三塔斜拉桥和三塔悬索桥的静力特性,提出三塔斜拉—悬索协作体系桥梁,用ANSYS软件对三塔缆索承重桥梁各体系建立三维有限元模型,分析比较各体系的静力特性及讨论中塔纵向刚度对各体系结构性能的影响。

平塘特大桥中塔承台大体积混凝土温控技术

平塘特大桥为(249.5+2×550+249.5)m三塔双索面叠合梁斜拉桥,中塔承台于冬季施工,环境温度较低且天气变化剧烈、冷击效应明显。为避免在施工期间出现危害性裂缝,对承台大体积混凝土进行了温度控制。中塔承台分3次浇筑,施工过程中,采用了合理的混凝土配合比;对入模温度进行严格控制;在混凝土外部搭设保温棚,采用蒸汽养生等保温措施;内部设置了冷却水系统进行降温;表面、底面配制了防裂钢筋网。采用有限元软件MIDAS计算承台混凝土温度场和应力场,并在承台内部布置温度测点,对混凝土温度进行全程监测。结果表明:实测温度场的变化趋势与计算结果吻合较好,主要温度场和应力场指标均符合规范要求,大体积混凝土表面在整个浇筑养护期间均未出现明显有害裂缝。