塔梁约束体系对空间扭索面独塔斜拉桥桥梁抗震性能影响研究

为探究塔梁约束体系对空间扭索面独塔斜拉桥抗震性能的影响,获得合理的空间扭索面独塔斜拉桥塔梁约束体系,文章以一座空间扭索面独塔斜拉桥为工程背景,基于SAP2000建立了有限元分析模型,设置了5种不同的塔梁约束组合形式,通过分析顺桥向和横桥向的桥塔控制截面弯矩、梁端位移等响应指标,对比了不同塔梁约束体系下空间扭索面独塔斜拉桥的地震响应规律,得到了该桥合理的塔梁约束体系。研究结果表明:顺桥向地震作用下,塔梁固结约束刚度较大,地震响应最大,采用减隔震装置能有效降低桥塔地震响应;横桥向地震作用下,横向设置抗风支座增大桥塔地震响应,建议取消横向抗风支座,采用拉索减震支座。E1地震及风荷载作用下,拉索减震支座栓销可起到抗风支座作用,同时拉索减震支座可以有效限制墩梁间相对位移,避免塔梁发生碰撞,同时拉索减震支座具有较强的耗能能力,可有效降低地震作用下桥塔横向地震响应。综合考虑顺桥向与横桥向的分析结果,对于空间扭索面独塔斜拉桥的塔梁约束方案,建议取消横向抗风支座,采用拉索减震支座。

跨海高速铁路斜拉桥塔梁临时约束装置施工控制关键技术

新建福厦铁路泉州湾跨海大桥为时速350 km的跨海高速铁路桥,其主桥为五跨一联的双塔双索面半漂浮体系钢-混结合梁斜拉桥。由于该桥受海洋性季风和台风影响较大,为保证主梁在整个悬臂拼装施工期的结构安全,通过对塔梁三向临时约束装置进行合理设计,解决了结构自重、风荷载、温度荷载、施工荷载等在整个施工期产生的不平衡力问题。该临时约束装置具有现场施工操作简单、施工工效高、安全风险低、经济效益高的特点,主梁在悬臂拼装与合龙施工时不会对竖向支座和横向抗风支座产生不利影响,且在中跨合龙阶段通过及时解除塔梁临时约束装置完成结构支撑体系转换,并将纵向临时约束装置转换为合龙顶推辅助装置,实现了全桥高精度合龙。

九江长江公路大桥塔梁临时约束设计及施工

九江长江公路大桥主桥为(70+75+84+818+233.5+124.5)m六跨不对称双塔双索面混合梁斜拉桥,南边跨及部分中跨为混凝土箱梁,其余为钢箱梁,钢箱梁采用双悬臂拼装施工工艺。为保证钢箱梁双悬臂施工期不平衡力作用下的结构及施工安全,在北塔与钢箱梁间设置了竖向、横向及纵向临时约束:通过钢绞线将设置在北塔下横梁上的竖向混凝土支墩和钢箱梁底部的钢支墩连成整体,形成竖向临时约束;竖向临时约束兼作钢箱梁双悬臂施工期间的纵向临时约束,主要由竖向临时约束产生的摩擦力抵抗在悬臂吊装过程中产生的不平衡力;在合龙阶段增设顶推装置进行纵向临时约束,兼做中跨顶推辅助合龙的顶推装置;横向临时约束主要由抗风支座和塔梁间的临时钢支墩实现。

常泰长江大桥主航道桥纵向约束索CFRP筋材及成品索试制试验研究

常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的公铁两用双塔钢桁梁斜拉桥,采用温度自适应塔梁约束体系实现对温度的完全自适应,该体系采用CFRP索作为纵向约束索。CFRP索采用127-∅7 mm扭绞型热挤聚乙烯平行CFRP筋材成品索。为保证CFRP索的质量,首先在工业化生产线上进行CFRP筋材试制及静载拉伸试验,然后在CFRP筋材试制基础上,进行CFRP成品索的试制及静载拉伸试验研究。结果表明:CFRP筋材试拉伸的强度为3099~3886 MPa,拉伸弹性模量为181~201 GPa;CFRP成品索加载至大于100%公称破断索力时,索体内的CFRP筋材未出现开裂、损伤、断丝等现象,锚固体(锚具及铸体)未见异常,拉伸弹性模量大于160 GPa,试验结果均满足相关要求。

西樵大桥塔梁连接约束条件比较

西樵大桥是120＋125m的独塔斜拉桥，桥宽42．5m。由于主梁较宽，空间效应非常明显，如何设计塔梁间的连接构造，使主梁的受力与变形特性接近固结效果，本文对该桥的塔梁连接形式作了初步分析。对塔梁的受力、变形特点进行了比较。

自锚式独塔悬索桥塔梁弹性约束体系抗震分析

塔梁弹性约束体系是一种比较理想的抗震结构体系,随着弹性约束刚度的增大,结构的刚度明显增大,不利于抗震,所以弹性约束刚度的选取对于桥梁抗震是很重要的。

多塔斜拉桥纵向约束体系地震反应及减震控制研究

以某4塔斜拉桥为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立全桥模型并对其动力响应进行数值模拟分析。在此基础上,重点考察多塔斜拉桥采用两种塔梁纵向约束体系时应用粘滞阻尼器的减震控制特性,实验结果表明:部分固结体系(中间塔固结)易在被约束塔底产生内力极值,难以消能,减震效果不明显;全自由体系在塔顶和主梁均产生了较大的纵向位移,在抗震设计时需格外关注结构纵向位移。

舟山港主通道南通航孔桥钢箱梁架设关键技术

宁波舟山港主通道南通航孔桥为主跨390 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用整体式扁平流线型全断面封闭薄壁钢箱梁,标准断面宽34 m,高3.5 m,标准梁段吊重272 t,梁段最大吊重303 t。主桥钢箱梁共划分为55个梁段,桥塔区梁段采用“浮吊+牵引滑移法”架设,标准梁段采用340 t桥面吊机对称吊装,辅助墩、过渡墩墩顶梁段采用“浮吊+三向千斤顶精调就位法”架设。桥塔区墩旁支架设计为落地式倾斜墩旁支架,与桥塔下横梁支架连接成整体,解决了支架与桥塔塔肢连接不便的难题;塔梁三向临时约束体系设计时考虑钢箱梁各施工阶段的百年一遇风荷载,保证了钢箱梁的安全架设;通过设置对拉螺杆、螺栓连接件和止顶板等临时匹配件,采用马板、临时匹配件及千斤顶等措施对梁段端面进行匹配调平,实现了钢箱梁梁段的精确匹配连接。

大跨度多塔斜拉桥随机地震响应分析

以嘉绍跨江大桥为工程背景,采用ANSYS有限元软件建模对随机地震动作用下大跨度多塔斜拉桥的结构动力响应进行了数值分析。结果显示,三维一致激励下各跨主梁位移响应规律基本一致,但各塔塔底内力差别较大;各塔塔底内力受该塔塔梁约束条件影响较大;同时各塔间塔梁约束方式对塔底内力存在相互影响。此外分析了行波效应对动力响应的影响,表明不同波速对结构地震响应影响较大,且随视波速变化结构响应存在一定的规律性。

常泰长江大桥主航道桥结构体系及钢梁设计

常泰长江大桥主航道桥为主跨1176 m的公铁两用斜拉桥,上层为高速公路,下层为城际铁路与普通公路(采用非对称布置)。该桥首次采用温度自适应塔梁纵向约束体系,该体系采用塔梁分离、塔墩固结形式,塔梁之间设置支座和纵向阻尼器,有利于降低梁端位移和桥塔内力;辅助墩采用压重+锚索方案,以消除活载负反力。主梁采用N形桁式两主桁钢桁梁结构,桁宽35 m,有利于控制偏载对结构线形的影响,主桁及桥面系构件采用Q500qE、Q420qE、Q370qE钢;主桁上、下弦杆件采用箱形截面,腹杆采用箱形、H形或王字形截面;主桁节点处设置组合式横梁;上层桥面采用纵横梁体系正交异性桥面板,与主桁形成板桁组合结构;下层桥面采用整体钢箱桥面,与主桁形成箱桁组合结构;索梁锚固采用双腹拉板式钢锚箱结构。整体结构及桥面系局部分析结果表明,结构设计满足规范要求。

大跨多塔斜拉桥动力特性及抗震性能研究

结合一座大跨多塔斜拉桥工程设计实例,分析了桥塔与主梁之间不同约束形式的大跨多塔斜拉桥体系动力特性,对比研究了不同塔、梁间纵向约束方式对结构关键位置地震反应的影响。分析表明,桥塔与主梁间纵向约束方式的设置对结构的动力特性影响很大;在水平和竖向地震作用下,不同桥塔主梁约束形式的结构体系,各桥塔关键位置的内力差异也较大;释放各桥塔、主梁之间的纵向约束,可以减小塔底、承台底的弯矩以及塔底剪力,但会增大由于承台振动对承台底剪力的贡献。

沌口长江公路大桥主桥钢箱梁架设关键技术

沌口长江公路大桥主桥为主跨760 m双塔双索面纵向半漂浮体系钢箱梁斜拉桥。该桥钢箱梁除塔区梁段和墩顶梁段在支架上调位安装外,其余梁段均为桥面吊机悬臂拼装施工;施工过程中塔梁间设置临时铰接约束;中跨合龙段采用单侧起吊、顶推辅助合龙;采用"一次到位"的节段张拉循环施工工艺和全过程几何控制理念,有效节省了施工工期,保证了主梁线形的平顺性,取得了良好的实施效果。

超大跨度公铁两用斜拉桥结构体系研究

为了寻求超大跨度公铁两用斜拉桥结构受力最优的结构体系,以常泰长江大桥主跨1176 m公铁两用斜拉桥为工程背景,在设计中研究了常用结构体系在纵向风荷载、温度荷载、活载、制动力及地震等作用下的结构力学行为。针对超大跨度斜拉桥梁端位移大、桥塔弯矩大等主要问题,基于结构温度变形特征优化纵向荷载传力途径,提出了“温度自适应塔梁约束体系(TARS)”。该体系采用CFRP水平索连接桥塔和主梁上的温度不动点,主梁受到纵向约束的同时不会因温度变化产生较大的结构内力,可大幅降低梁端位移和塔底弯矩。与常用结构体系对比,TARS结构静、动力性能优越。

重庆至利川铁路韩家沱长江大桥动力响应控制技术

重庆至利川铁路韩家沱长江大桥为客货共线双线铁路桥,主桥采用(81+135+432+135+81)m钢桁梁斜拉桥。为保证其动力安全性,对行车和地震引起的结构振动、钢桁梁风致振动及风-车-桥系统耦合振动控制技术进行研究。该桥塔梁约束采用组合控制体系,即利用带控制开关的新型锁定装置控制行车引起的结构振动,利用液压粘滞阻尼器控制桥梁的地震响应,二者协同工作。采用在下弦杆底部设置外张导流板的措施抑制钢桁梁在低风速下的竖向涡激振动现象,导流板吊点高度设为0.6m、倾角设为5.5°,导流板纵向分段长度取为1倍导流板宽度。根据风-车-桥耦合振动分析,考虑安全因素,制定各种风速下列车运行时的车速标准。经多年通车运营检验,该桥动力响应控制技术效果良好。

温度和纵向风荷载组合作用下斜拉桥结构体系研究

超大跨度斜拉桥的结构响应对体系升/降温作用和纵向风荷载作用是十分敏感的,对不同结构体系力学性能的研究是必要的。文章以某主跨1176 m的超大跨斜拉桥为工程背景,建立有限元模型,先后分析和考察了半漂浮体系、纵向固定体系、纵向弹性约束体系和温度自适应塔梁纵向约束体系等结构体系的结构力学响应及其结构性能规律。研究结构表明:温度和纵向风荷载组合作用下,塔梁纵向约束方案对超大跨度斜拉桥结构性能优化具有关键性作用;传统的纵向弹性约束体系不能使得斜拉桥结构纵向抗风性能优化和温度次内力控制同时分别达到最优状态;温度自适应塔梁纵向约束体系可以实现纵向抗风性能优化和温度次内力控制同时分别达到最优状态。研究内容和结论可以为超大跨度斜拉桥工程设计的结构体系优化选择提供了新的思路和研究支撑。