桥梁工程柱式塔同向回转斜拉-悬索协同体系设计分析

某跨江桥梁设计采用主桥为斜拉-悬索协同体系存在结构刚度低、主梁压力间断、边悬索应力幅大等问题,同时因不能安装辅助墩而造成边跨刚度小、尾索应力幅大等问题,提出单柱式桥塔、空间悬索结构的结构方案,从理论和计算上论证其合理性和可行性。根据体系形成的主要工序,提出采用四索面斜拉索和空间双悬索的方法。利用四索面拉索组合结构的侧向转换方便,同向回转拉索对非对称布索的支撑,使得调节在较大的空间内进行,从而达到两种体系的平稳结合。采用斜式减振约束体系,使结构的纵、横向动力性能达到设计规范的要求。

同向回转拉索锚固体系基准圆筒定位法

斜拉桥采用新型同向回转拉索体系,在机理上实现了索塔的无拉应力锚索。为解决同向回转拉索的定位问题,进一步推进技术的实用化,提出拉索的基准圆筒定位法。设想拉索绕过一个与索塔同轴的虚拟圆筒,垂度面与基准圆筒相切,形成一条位置固定的竖直切线,由此构成定位计算的基准。定位以已知设计条件为主控参数和调控目标,根据结构设计特点,选择与主控参数关联性强的待定参数进行调控,设定调控的先后次序,建立参数之间的几何、力学关系,通过循环计算,达到计算结果与控制目标的吻合,从而实现问题的系统化解决。将定位的方法和过程编制为定位计算模块,嵌入拉索设计程序,应用于芜湖长江二桥,结果表明该方法可实现对同向回转拉索的理想定位。

同向回转双机传动振动系统相位差的模糊监督控制

通过机械系统动力学分析和计算机仿真结果相结合 ,提出了同向回转双机传动振动系统中两个偏心转子的相位差的模糊监督控制方法。利用机械动力学分析和计算机模拟相结合获得模糊控制规则的方法 ,为具有复杂数学模型的非线性系统的模糊控制提供了一条新途径 。

不等质径积同向回转自同步振动筛的同步理论

通过对平面单质体不等质径积同向回转振动系统的运动分析 ,运用Hamilton原理建立了该系统实现自同步运转和自同步稳定运转的条件。根据力心理论简要介绍了这种同步理论在设计大型的圆运动振动筛时的应用。分析表明 ,平面单质体不等质径积同向回转振动系统在满足一定的条件时可以实现自同步且稳定运转。用这种理论可以设计出结构简单、激振力大、噪音小的圆运动轨迹大型振动筛。

斜拉桥同向回转锚索系统设计方法

介绍了一种原创新型的斜拉桥锚索系统——同向回转锚索系统,这一系统从受力机理上规避混凝土桥塔受拉开裂的缺陷,通过一系列细致的理论及试验研究,总结了一套成熟的设计方法,并成功应用于多座大跨径斜拉桥,为今后同类桥梁设计提供了一种新的思路。

斜拉桥同向回转拉索体系技术创新与工程应用

项目组开发了同向回转拉索系列技术。该技术突破了传统拉索在桥塔锚固的受力机理,以环向受压的方式将拉索的索力传递至桥塔,从机理上避免了索塔锚固区由于受拉而产生的开裂,影响索塔锚固区的耐久性,同向回转拉索技术从根本上解决了混凝土索塔锚固区耐久性的问题。建立了同向回转拉索体系的标准化结构体系,形成了系列化产品。项目技术具有原创性,达到国际领先水平,应用效益显著,推动了斜拉桥的理论研究和技术进步。

同向回转拉索锚固体系斜拉索施工技术

安徽五河定淮淮河特大桥主桥为独塔双索面混合梁斜拉桥,跨径布置为246m+125m,该桥采用钢绞线斜拉索,斜拉索采用同向回转拉索锚固体系,即斜拉索穿过桥面一侧锚具,绕过桥塔后锚回到桥面另一侧锚具,形成同一对编号斜拉索。同向回转拉索锚固体系由钢绞线拉索系统、夹持型大转角鞍座锚索系统及主梁锚拉板锚索系统3部分组成。斜拉索采用三角提升原理安装,利用穿索机推送及卷扬机牵引将主梁一侧的钢绞线送入HDPE外套管中,穿过鞍座后,通过穿索机推送及另外一台卷扬机牵引钢绞线回到主梁另一侧锚固区,钢绞线穿索就位后,采用单股对称张拉法进行斜拉索张拉,张拉到位后进行封锚处理。

同向回转索塔锚固区受力性能数值分析

斜拉桥结构已经成为了桥梁工程内最常见的一种结构形式,近年来有了较大的发展,包括桥塔的革新,主梁形式的变化,拉索形式的丰富。但是索塔锚固区一直是困扰工程师的关键难题之一,索塔锚固区的拉应力限制了锚固区的耐久性,也限制了结构形式的革新。尽管近年来先后出现了预应力式锚固,钢锚梁式锚固,钢锚箱式锚固,但均未成功的解决索塔锚固区拉应力的问题。五河定淮大桥首次提出了同向回转拉索体系,将拉索绕过索塔进行同方向锚固,及解决了锚固区对索塔尺寸的限制,又避免在锚固区出现拉应力,有效的提高了索塔的耐久性。

芜湖长江公路二桥桥塔锚索系统性能研究

为解决大跨度斜拉桥桥塔塔壁承受斜拉索水平力造成塔壁开裂的问题,以芜湖长江公路二桥为背景,对新型锚索系统——同向回转拉索锚固体系的性能进行研究。同向回转拉索锚固体系为斜拉索穿过桥面一侧锚具,绕过桥塔后锚回到桥面同桩号截面另一侧锚具的锚固形式。采用ANSYS建模,与常规的钢锚梁锚索系统进行对比,分析在正常使用工况和断索工况下的塔柱受力以及经济性。结果表明,同向回转拉索锚固体系可靠,荷载传递合理,混凝土桥塔整体受压。断索工况下对索塔锚固位置没有太明显的影响,断索位置以下的塔柱上压应力略有减小,对桥塔的总体应力水平几乎无影响。同向回转鞍座用钢是钢锚梁的1/4,造价是其1/3。全塔造价对比中,同向回转拉索锚固体系建安费总体下降了7%。

芜湖长江公路二桥新型锚索系统方案研究

介绍了一种应用于大跨径柱式塔斜拉桥的新型锚索系统。通过对斜拉桥各类锚索系统进行调研,结合芜湖二桥的实际情况,选取可行的锚索方式,并进行综合的技术安全性与经济性比选,确定合理的锚索系统,为设计人员在大跨径斜拉桥总体设计及锚索系统的选型提供了依据,也为今后同类斜拉桥的设计提供了新的思路。

大跨径全飘浮体系斜拉桥设计与施工研究

本文结合芜湖长江公路二桥的设计与建造,介绍了分肢柱式塔四索面分离钢箱梁全飘浮体系斜拉桥结构体系、同向回转锚索系统、斜置阻尼约束体系以及引桥采用的全体外预应力节段拼装箱梁等一系列创新技术,并利用有限元分析软件对该桥整体结构和关键构造的受力特性进行了分析与研究,验证了结构锚固体系和阻尼约束体系的可靠性,最后简要叙述了芜湖长江公路二桥采用的施工工艺。

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。