广西洛村龙江悬索跨越工程施工技术

西南成品油管道工程穿越江河、深沟采用悬索跨穿越的共计8处,其中广西洛村龙江悬索跨以其结构复杂和施工条件差难度大等最具有代表性。洛村龙江悬索跨工程位于广西自治区宜州市洛村龙江上,距柳州市70多千米,距宜州市30多千米,交通不便。地理位置属于桂西北岩溶丘陵区,河床两岸因受水流冲刷基岩出露,形成小规模的石峰和石芽,局部陡峭。主河道河谷水深约30 m。洛村龙江悬索跨主索跨度120 m,西岸边跨跨度53.75 m,东岸边跨跨度46.25 m。采用混凝土墩台、绞支座、钢塔、半平行钢丝束悬挂桁架的结构形式,以该悬索跨为代表,详述了塔基开挖、基础浇注和塔架吊装、索具安装的施工工艺以及在施工过程中取得的经验、教训,对于今后从事类似工程施工具有一定的参考价值。

普光气田后河悬索跨越施工技术

普光气田地面集输系统P201-P301后河悬索跨越工程采用了新型材料斜拉桥热挤聚乙烯拉索。此类型拉索主要由通常数根Φ5mm(或Φ7mm)钢丝通过专用设备挤压拧结而成,防腐采用双层PE防护,主索锚头采用钢缆索配用可调节的冷铸锚头,具有更强承载力和防腐能力,并具有可调节的功能,便于安装后调整,使用寿命提高至30年。

悬索跨上管道施工技术

近年来,随着国内油气田的大量开发建设,管道的建设工程面临多种复杂的地形地貌,特别最近国内西南区域的气田开发建设不断扩大,施工环境建设中趋于南方的低山及丘陵间冲沟、谷地、河流等地貌。管道在施工中不再是单一的开挖埋地敷设,而是也会面对冲沟、河流、桁架及悬索跨等等特殊地形。通过参与普光气田地面集输工程站外管线部分的施工,总结河流跨越、山谷跨越等复杂施工环境下的特殊施工技术,为管道在悬索跨上的施工提供一定的经验。

悬索跨施工辅助索的选用计算

介绍小跨度悬索跨施工中辅助索选用的计算方法

四主缆大跨悬索桥抗震性能分析及减震措施优化

以燕矶长江大桥为工程背景,首先,采用动力非线性时程法分析了燕矶长江大桥抗震性能,并研究了设置电涡流-摩擦组合型阻尼器和黏滞阻尼器对大跨悬索桥抗震性能的影响;然后,对附加电涡流-摩擦组合型阻尼器摩擦力、阻尼系数和阻尼指数开展了参数敏感性分析;最后,从耗能角度分析地震作用下电涡流-摩擦组合型阻尼器减震特点.结果表明:在E2地震作用下,桥塔关键截面抗弯能力均大于弯矩需求;在“纵向+竖向”地震作用下梁端纵向位移较大.设置塔梁处纵桥向阻尼器后,可有效降低主桥梁端纵向位移;增大摩擦力、阻尼系数与降低阻尼指数均可提升梁端纵向地震响应的控制效果,但参数变化对桥塔控制截面的地震响应影响较小.阻尼系数较大时,电涡流阻尼主导了电涡流-摩擦组合型阻尼器耗能,相较于黏滞阻尼器,电涡流-摩擦组合型阻尼器对梁端纵向位移控制效果更好.

基于三维激光扫描的大跨悬索桥形态识别

为实现某大跨悬索桥的空间参数识别,利用三维激光扫描技术对该桥梁进行点云数据获取。利用点云模型的可测量性,提取到了桥梁关键构件的空间参数信息。结果表明,所测得的桥梁构件尺寸参数具有可靠性,但部分参数受到桥梁振动的影响出现了相对较大的误差。同时,通过基于点云得到的主梁、主缆线形以及设计线形的对比,可判断该大跨悬索桥处于安全的工作状态。相对于传统检测技术,三维激光扫描技术可以实现精确高效的大跨悬索桥空间参数识别。未来需解决的关键问题是如何考虑大跨悬索桥的振动对测量结果的影响。

并置双缆超大跨悬索桥缆索系统振动异步性研究

大跨度悬索桥在风荷载和大交通流的作用下,极易发生振动.为规避采用并置双缆结构的超大跨度悬索桥在运营期间产生的双缆碰撞风险,研究并置双缆间的振动异步性问题.建立包括车辆子系统、桥梁子系统、风场子系统的风-汽车-桥梁耦合系统动力分析模型,并以某超大跨悬索桥并置双缆方案为例,对比研究横风和随机车流作用下,分离式吊索、共用吊索-缆间铰接和共用吊索-缆间刚接3种吊索方案的主缆振动异步性.研究结果表明:横风是并置双缆振动异步性的主要诱因,并主要呈现为横向振动异步性;共用吊索方案可有效降低横向振动异步性,但会略微增加竖向振动异步性;分离式吊索方案的风致横向振动异步性最大,并置双缆横向靠近量约为净距的1/4,初步判别不存在碰撞风险.

基于改进贝叶斯网络方法的跨海悬索桥多灾害风险评估

为评估大跨度悬索桥在持续风荷载和偶发地震下的综合风险,将桥梁运营期间结构损伤概率的定量分析和损伤后果的定性评估相结合,提出了一种基于改进贝叶斯网络的跨海悬索桥风险评估框架.首先,分析桥位处的风灾和地震灾害,根据悬索桥的特点获取各构件的损伤程度;其次,利用结构可靠度理论,计算桥梁结构失效概率;最后,提出了基于改进贝叶斯网络的悬索桥风险评估模型,并对桥梁运营期风险进行评估.结果表明,考虑不同构件对桥梁的影响程度,根据桥梁的承灾能力将桥梁损伤分为4级.以伶仃洋大桥为例,采用所提方法得到多灾害风险下该桥最大风险等级为3级,需限制通行并进行检修,说明该方法能够指导跨海桥梁应对多风险灾害的应急管理策略.

影响四塔三跨悬索桥结构刚度的因素分析

为研究结构设计参数对四塔三跨悬索桥结构刚度的影响,以边塔高度、主缆垂跨比、桥塔刚度为变量,研究了不同参数下结构的刚度特性。研究表明:增大边塔高度对结构刚度和整体受力影响不大。索塔高度不同时,竖向基频、一阶对称扭转基频及反对称扭转基频基本一致,结构跨中挠度也基本相同且有增大趋势。主缆垂跨比是悬索桥设计中的一项重要指标,减小垂跨比可以增加全桥的刚度。可变荷载作用下,主缆截面面积对主梁竖向挠度有较大影响。

大跨地锚式人行景观悬索桥施工过程控制技术研究

为了掌握大跨人行景观悬索桥成桥状态,以宜昌某文化旅游小镇人行景观悬索桥为工程背景,首先分析了大跨人行景观悬索桥施工监控要点;然后,结合现场施工条件,构建了大跨人行景观悬索桥有限元模型,对比分析了典型节点工况的主缆线形、锚碇沉降和桥塔偏位;最后,通过施工期间吊杆索力监测,分析了悬索桥短吊索索力修正方法。结果表明:该人行景观悬索桥的主缆线形实测值与理论值趋势吻合,且误差逐步减小;上下游主缆之间相对高差较小,未发生明显扭转;锚碇沉降和桥塔偏位满足规范要求;成桥索力与理论值基本吻合,索力处在合理区间,达到了预期成桥状态,但人行景观悬索桥吊杆索力测试时,建议考虑索端边界的影响。

大跨悬索桥Π形加劲梁处风参数实测与风攻角修正

以一座已建的大跨悬索桥为工程依托,基于现场实测与计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法研究Π形加劲梁断面气动外形对桥面高度处实测风参数的影响,并提出实测风攻角的修正方法.进行为期5个月的桥面高度处风速和风攻角现场实测,分析风参数沿桥轴线的分布规律,并比较了桥面高度处迎风侧与背风侧风速仪实测的风速和风攻角;采用计算流体动力学方法模拟气流流经静止加劲梁断面的流场,研究来流风攻角和风速对风速仪安装在加劲梁不同位置处风参数的影响;结合数值模拟结果,通过函数拟合得到Π形加劲梁断面风速仪实测风攻角的修正公式.结果表明:实测风速在大桥主跨范围内较为接近,且边跨风速相较于主跨风速偏小;现场实测得到的迎风侧风攻角明显大于背风侧,两侧风速基本一致;迎风侧与背风侧的风参数数值模拟结果与现场实测具有一致性,主梁绕流对距主梁20 m范围内的风攻角监测结果均存在一定影响.通过本文建立的风攻角修正方法,可以根据迎风侧风攻角的实测值得到较为合理的风攻角修正结果.

限位吊索对三跨连续悬索桥静动力特性的影响

为研究限位吊索对大跨缆索桥梁结构静动力特性的影响,以某非对称三跨连续悬索桥为工程背景,建立了大桥有限元模型,并通过实测验证了模型的正确性,探究了限位吊索对大桥主缆线形、主梁线形及动力特性的影响.研究结果表明:限位吊索可协调三跨连续悬索桥边跨过渡墩处主缆与主梁的竖向变形,使得结构具有合理的应力分布;当一侧不设限位吊索时,主缆最大变形可达355.7 mm,同时引起其余吊索发生应力重分布,使得边跨主梁产生最大正向变形值,并在另一侧边跨产生最大负向变形值;当全桥均不设限位吊索时,主缆与主梁两侧变形均达到最大值,应力重分布呈对称分布;限位吊索主要影响三跨连续悬索桥前3阶竖弯模态频率,设置限位吊索可略微提高结构的竖向刚度.

大跨度悬索桥气动稳定性随跨径演变规律

气动失稳是大跨度悬索桥设计中的关注重点之一。为了在悬索桥初步设计阶段,给主梁断面形式和跨径长度的确定提供参考,对主跨1000 m~5000 m悬索桥开展气动稳定性分析。基于跨径从888 m(虎门大桥)~1991 m(明石海峡大桥)的悬索桥动力特性,拟合在1000 m~5000 m跨径范围内主梁侧弯、竖弯与扭转基频随跨径增长的变化趋势。根据该趋势构建主跨介于1000 m~5000 m的双塔单跨悬索桥有限元模型,其中垂跨比为1/11。选取常用的流线形单箱、格构式桁架、窄开槽双箱与宽开槽双箱4种主梁断面,将主梁宽度统一为36 m以排除桥宽对气动稳定性的影响。结合风洞试验测得的静力三分力系数和颤振导数,采用考虑结构几何非线性和气动荷载非线性的三维非线性静风稳定分析方法及三维全模态频域颤振分析方法求解悬索桥在0°与±3°攻角的静风失稳临界风速和颤振临界风速。分析结果表明,跨径从1000 m增加到3000 m左右时静风失稳临界风速有下降趋势,在3000 m~5000 m时静风失稳风速随跨径增大而上升。颤振临界风速则随跨径不断降低,与主梁基频的衰减规律相似。对不同断面外形气动稳定性的比较显示,流线形单箱和格构式桁架悬索桥的最低静风失稳临界风速低于实测最大阵风风速的80 m/s;跨径超过2000 m时,四种断面悬索桥的颤振临界风速均小于70 m/s。研究结果表明,对于本文构建的悬索桥而言,跨径3500 m附近的流线形单箱和格构式桁架悬索桥有可能在现实中发生静风失稳,而颤振在大跨度悬索桥抗风设计中是控制因素,且颤振问题随跨径增大而越发严峻。

断层永久位移预测及断层悬索桥地震响应研究

断层错动诱导的地表破裂永久位移对跨断层桥梁结构会造成严重破坏,准确预测断层错位的永久位移对跨断层桥梁结构抗震性能评估具有重要意义。首先结合反向传播神经网络(BPNN)提出具有较高精度的断层错位量预测模型,然后通过低频成分叠加高频成分方法人工合成断层面两侧地震动(简称跨断层地震动),最后以某主跨为538 m的跨断层大跨钢桁架悬索桥为研究对象,利用有限元软件ABAQUS建立考虑桩−土相互作用(m法)的全桥计算模型,探究断层位置和跨越角度对悬索桥地震响应的影响。结果表明:基于BPNN提出的方法能精确预测断层位错永久位移,对比已有的回归公式具有更高的精度,为人工合成跨断层地震动的准确性提供了保障;断层相对位置会显著影响桥梁结构的地震响应,与近断层地震动作用相比,在跨断层地震动作用下,悬索桥的塔底剪力、弯矩、相对位移以及扭矩响应增加了22.79%、154.1%、139.36%和265.48%;断层跨越角度对悬索桥动力响应影响明显,其响应均以跨越角度θ=90°呈规律对称分布,塔顶纵向位移、塔底纵向弯矩、塔底纵向剪力以及塔底扭矩最大值均出现在θ=90°,分别为0.81 m、282.45 MN∙m、3.96 MN和6.14 MN∙m。研究成果可为跨断层悬索桥抗震分析提供一套简便、可靠的人工地震动合成方法,也揭示了跨越角度和断层位置对跨断层悬索桥地震响应的影响。

钻孔灌注桩技术在某单跨简支加劲梁悬索桥中的应用分析

文中以某单跨简支加劲梁悬索桥为例,对钻孔灌注桩施工技术进行了分析,提升了该技术应用的科学性和有效性。

基于GA-SVM模型的大跨悬索桥主梁挠度预测研究

针对大跨悬索桥主梁挠度预测问题,基于支持向量机模型(Support Vector Machine,SVM)及遗传算法(Genetic Algorithm,GA)开展了大跨悬索桥主梁挠度预测研究。首先,综合SVM模型和GA算法各自优势,提出了基于GA-SVM模型的大跨悬索桥主梁挠度预测分析框架;随后依托某实际大跨悬索桥工程项目,将大跨悬索桥测点位置和主梁挠度分别作为输入样本和输出样本,并结合本文预测方法分析了该桥的主梁挠度水平。分析结果表明,基于GA算法优化SVM参数可实现更优预测,相比于真实值,预测结果的R 2=0.9972,并且绝大部分测点预测结果的残差指标ε均小于0.1,可切实可行的应用于悬索桥挠度预测,具有一定的工程实用价值。

基于拟蒙特卡罗法的大跨悬索桥挠度可靠度分析

为高效评估悬索桥挠度可靠水平,文中提出基于拟蒙特卡罗法的大跨悬索桥可靠度分析方法。以某大跨悬索桥为例,建立悬索桥有限元模型,采用Halton序列高效采集样本点,并结合拟蒙特卡罗法计算悬索桥挠度可靠指标,分析结果表明,文中方法兼顾精度和效率,最大相对误差和计算次数分别为蒙特卡洛法的2.54%和1%,可高效准确地应用于大跨悬索桥挠度可靠度评估;此外,大跨悬索桥受单跨活载影响较大,在3倍活载情况下仍具有一定安全裕度,可保证其安全运行;悬索桥挠度可靠度受材料随机参数影响较大,其中主榄弹模变异系数影响最为显著,应予以重视。

绿汁江大桥 我国首座单塔单跨钢箱梁悬索桥

绿汁江大桥是玉溪至楚雄高速公路的重点控制工程,位于易门县与双柏县交界处。该桥是我国首座单塔单跨钢箱梁悬索桥,桥长798米,其单塔单跨悬索桥跨度达780米,目前是世界第一。桥面为双向四车道,设计速度为100公里/小时。在该桥建设中,项目团队以智能化手段攻克技术难题,将主塔关键部位和结构复杂部位生成三维模型,使抽象的技术难题形象化。

塔梁弹性支座刚度对三跨连续悬索桥结构体系影响的研究

为研究塔梁竖向弹性支座刚度对三跨连续弹性支承钢箱梁悬索桥结构静动力特性的影响,以主跨926 m的浙江秀山大桥为依托,采用有限元通用软件midas Civil 2013建立4种方案模型,并对比4种方案结构静动力特性,提出合理的塔梁竖向弹性支座刚度控制因素。结果表明,随着塔梁弹性支座刚度增大,梁端和塔梁支座处钢箱梁转角、钢箱梁塔梁支座处和跨中位移也随之减小,但塔梁支座处钢箱梁的弯矩和应力会随之增大;成桥恒载状态下塔梁弹性支座反力也逐渐增大,其相邻的长吊索索力减小60%,但只有合适的塔梁弹性支座刚度,才可显著减小相邻长吊索的应力幅;钢箱梁底板应力和长吊索应力幅是塔梁弹性支座刚度取值的控制因素;结构基频有轻微减小,结构横向刚度有所降低。

跨江涉水大型建设项目安全管理能力成熟度评价研究

为准确评价跨江涉水大型建设项目中总承包企业的安全管理水平,采用成熟度模型及模糊层次分析(F-AHP)定量评价方法,参考国内外重大建设项目安全管理的先进做法,确定重大建设项目安全管理要素,建立起7个一级指标、30个二级指标的评价体系,以重庆某跨江特大型悬索桥为研究案例,深入研究其总承包企业对大型建设项目的安全管理能力的成熟度。研究表明,当前阶段其安全管理水平处于管理级,符合现场实际情况,证明具有可行性。此安全管理成熟度评价体系的形成及评价方法的应用,对类似跨江特大型悬索桥或类似跨江涉水重大项目安全管理现状的阶段性评价具有借鉴意义。