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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。