独塔单索面自锚式悬索桥基准有限元模型

以某独塔单索面自锚式悬索桥为工程背景,结合其外观检查、结构检测、静动载试验成果,采用基于敏感参数分析的子结构有限元模型修正方法建立了基准有限元模型并进行了验证。

椭圆塔空间缆自锚式悬索桥主索鞍系统设计研究

在建万龙大桥工程主桥为世界首座采用椭圆钢桥塔的空间主缆自锚式悬索桥。该桥鞍座采用铸焊结合的自适应式空间缆索主索鞍,鞍座存在以下技术难点:空间主缆主索鞍受力复杂;椭圆塔纵向刚度大,主索鞍的抗滑问题突出;鞍座底部为柔性支撑,索鞍与主塔协同变形,塔-鞍连接结构传力复杂。为掌握椭圆塔空间缆自锚式悬索桥主索鞍及塔-鞍连接结构的关键技术,运用数值分析方法开展系统研究。研究结论如下:(1)当桥梁承受(恒载+汽车+人群+自来水+温度+风)作用时,满足要求的最小摩擦系数μ为0.215,需要设置12 mm竖向摩擦板;(2)主索鞍在最大缆力工况下的最大Von Mises应力为186.2 MPa,最大竖向变形为1.572 mm,满足强度及刚度要求;(3)主索鞍与钢塔连接结构主要通过支承隔板以竖向剪力的形式将主索鞍作用力传至钢塔腹板上,端部支承隔板的剪力显著大于中间隔板,剪力传递的不均匀系数为1.29;(4)主索鞍支承板在鞍座区域的边缘存在一定转角,空缆工况最大纵向转角为0.366‰rad,在鞍座顶推施工中需要加以考虑。

空间索面自锚式悬索桥主缆横向位移及索夹横向偏转角的试验研究

广州猎德大桥主桥是一座独塔、双跨、空间索面的自锚式悬索桥,跨度达480 m。为研究该桥的空间主缆在吊索张拉过程中及二期恒载作用下,主缆横向位移和索夹横向偏转角度的变化规律,进行了1∶10大比例的全桥模型试验,通过试验数据及空间有限元模型分析,得出一些有益于原型桥梁的施工及设计的结论。

单塔空间索面自锚式悬索桥悬吊结构安装与体系转换

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,该桥体系转换是通过对吊索进行3轮循环张拉与几轮循环索力调整来完成,主要介绍悬吊结构(索夹与吊索)安装及体系转换技术。

空间索面自锚式悬索桥的散索套定位安装问题探讨

对于采用临时支撑散索套的散索体系空间自锚式悬索桥,由于主缆的几何非线性效应,理论散索点从空缆状态到成桥状态的施工过程中发生大位移,主缆各索股散出的角度也会随着发生较大变化,而索导管是以成桥状态的角度定位安装的,因此会出现主缆索股与索导管刮擦的问题.为了避免刮擦必须控制理论散索点的位移,即在散索套的定位安装上采取有效措施使其在施工过程中基本在成桥位置.以广州猎德大桥为例,采用无应力状态控制法计算分析通过改变吊索张拉次序和在散索套处增设临时约束的方法解决了这个问题.

考虑吊索拉伸效应的空间索面自锚式悬索桥无量纲连续体动力模型

连续体动力模型是连续参数化分析与健康监测基准校核的重要工具;缆-索的空间耦合性、各子系统间的内部自平衡性与弹性协调性,是制约空间索面自锚式悬索桥进行高精度自由振动连续体建模和求解的核心因素。该文拓展挠度理论至振动形态,推导考虑吊索拉伸效应的缆-索-梁空间耦合变形方程与考虑自平衡性的相容方程,建立可考虑吊索拉伸的自由振动连续体模型,并将其无量纲化以便于识别控制动力特性的特征参数。采用伽辽金方法将连续体模型转换为矩阵形式求解其模态频率与振型。分别利用文献的平行索面自锚式悬索桥算例与空间索面自锚式悬索桥有限元模型来验证该文方法的精确性与普适性,并对关键特征参数进行敏感性分析。研究表明:吊索相对弹性轴向刚度对主梁相对弹性抗弯刚度较为敏感,是否考虑吊索拉伸效应将影响高阶次模态频率,尤其影响反对称模态;空间索面倾角对模态频率影响微弱,高阶次频率基本不受其影响;主梁相对弹性抗弯刚度显著影响模态频率,且会导致模态交叉现象的产生,主缆弹性刚度仅对低阶次对称模态频率有轻微影响。综上,考虑吊索拉伸的连续体模型更为准确,既可对动力特性进行连续参数化分析,又可作为基准解析模型为初步设计、模型修正与损伤识别提供必要前置数据。

自锚式悬索桥主梁面内稳定实用简化计算方法的提出

自锚式悬索桥是一种将主缆直接锚固于加劲梁两端,由主梁直接承受主缆中水平分力的悬索桥。自锚式悬索桥的主梁在外荷作用下,处于压、弯状态,随着外荷载增大,主梁的压力增大到一定值时,可能产生平面内的压、弯失稳,因此,自锚式悬索桥主梁的稳定计算是一个十分重要的问题。主要在弹性支承连续梁临界轴力求解方法的基础上,提出自锚式悬索桥主梁临界轴力的实用简化计算方法。

自锚式悬索桥上部结构施工工艺优化及应用

南浔大桥为双塔双索自锚式悬索桥,上跨长湖申三级航道,跨径(3+45+100+45+3)m。为了消除自锚式悬索桥临时地锚在软弱地基中的施工风险,将缆索吊机节段安装钢梁节段,优化为少支架法大节段钢梁安装,取消临时锚碇和临时索股。采用先梁后缆工艺,利用主跨纵向钢梁轴向水平力,平衡主缆水平分力,缆索、端横梁及纵向钢箱梁自成受力稳定体系,主缆架设及吊杆张拉施工程序简单,索股线型准确,提高了缆索系统的安装精度,节约了临时锚碇及临时索股的工程造价,缩短了施工工期。

洪都大桥单索面自锚式悬索桥设计构思

洪都大桥是南昌市城区跨越赣江的第5座大桥,由南主桥、北主桥、南北接线、杨子洲高架等组成,全长为9.5km。南主桥主航道桥采用主跨195m双塔单索面自锚式悬索桥。着重介绍单索面自锚式悬索桥结构中主梁、主塔、基础、缆索系统的设计和结构性能分析。最后介绍了顶推施工方法。该桥已于2009年3月正式建成通车。

空间自锚式悬索桥合理成桥状态计算方法

自锚式悬索桥成桥状态主梁不同的内力分布决定了吊杆竖向力的分布。文章以一座双塔三跨空间自锚式悬索桥为实例,在主梁吊点处采用强迫位移法进行主梁内力的调整,得到吊杆竖向荷载分布情况;以弹性悬链线理论的解析算法为基础,迭代求解主缆分段无应力索长和吊杆无应力长度,将无应力索长作为初始参数在通用有限元软件ANSYS中建立有限元模型,调整锚跨主缆无应力长度及主梁后锚面的预长量,并以此分析计算其合理成桥状态。

基于响应面的自锚式悬索桥有限元模型修正的综述

有限元模型修正是桥梁健康监测的重点研究内容之一。桥梁有限元模型和真实桥梁之间的响应差异主要表现在有限元模型的离散程度、建模参数误差、简化假定以及施工过程中造成的误差,这些都将导致有限元模型不能准确地反映桥梁的真实工作状态。本文对自锚式悬索桥的修正进行概述,阐述有限元模型修正的目的和意义,有限元模型修正技术研究现状象等,在此基础上对该种桥进行有限元模型修正研究提出建议。

单塔空间索面自锚式悬索桥缆索系统安装的测量控制

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,主缆架设、吊索第1轮张拉采取线形控制为主的措施,空间缆索施工测量控制环节非常重要。从测量仪器的配置、三维坐标测量系统的建立、误差分析以及成功解决空间体系施工线形测量问题等方面,介绍了该桥缆索系统安装的测量控制技术。

自锚式悬索桥空间索面主缆架设

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,主跨主缆线形在竖向及水平向投影均为曲线。主要介绍该桥空间主缆架设施工技术。

独塔双跨空间索面自锚式悬索桥体系转换方案确定

针对以独塔自锚式不对称空间缆索悬索桥在体系转换施工期的受力和变形特点,以广州猎德大桥为例,系统地总结和提出该类悬索桥吊索张拉方案(含鞍座顶推)确定原则,给出了吊索张拉方案,在参数敏感性分析基础上,结合自锚式悬索桥不同施工阶段的力学特点,提出体系转换过程中及桥面铺装后吊索张拉的控制原则和施工方法,为同类桥梁吊索张拉和鞍座顶推施工提供参考。

自锚式悬索桥空间索面猫道架设与调整

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,其主跨主缆采用三维空间线形。在体系转换的过程中,主缆不仅产生垂直方向的变位,还会产生横向变位,猫道位置也需作出相应调整。主要介绍猫道架设与调整方法。

空间索面自锚式悬索桥主索鞍计算方法

空间索面悬索桥主索鞍的承缆槽立面及平面线形应与全部恒载条件下的主缆线形相吻合,既有平曲线又有竖曲线使得整体式肋传力结构的索鞍处于复杂的三向空间受力状态,运用有限元程序对天津富民桥主索鞍进行有限元分析复核计算,提出一些索鞍计算的方法。

超宽空间索面自锚式悬索桥动力特性参数分析研究

为研究超宽空间索面自锚式悬索桥结构参数对成桥状态下桥梁动力特性的影响,以西安灞河元朔悬索桥为工程依托,基于MidasCivil建立全桥三维空间有限元模型,采用子空间迭代法对大桥进行计算,分析了垂跨比、恒载集度、主缆抗拉刚度、吊杆抗拉刚度、主梁抗弯刚度和主塔抗弯刚度等六项参数对结构动力特性的影响。分析结果表明:大桥前30阶频率集中在0.56~1.65Hz之间,呈现出典型的密布规律;垂跨比对索面振型与主梁竖弯振型有较大影响;恒载集度对与主梁相关的振型影响明显;主缆抗拉刚度主要对主梁一阶竖弯振型有较大影响;吊杆抗拉刚度对所有振型的影响作用可以忽略不计;主梁抗弯刚度会敏感地影响悬索桥主梁横向、竖向振型;主塔抗弯刚度仅对主塔振型有一定的影响。

空间缆索自锚式悬索桥体系转换过程中受力行为的全桥模型试验研究

依据广州猎德大桥1/10比例全桥模型试验的实测数据,系统深入地研究空间缆索自锚式悬索桥体系转换过程中的非线性受力行为,揭示利用叠加原理、按照线性化计算二期恒载及活载效应的合理性,分析主缆变形、吊索索力在体系转换过程中的演变规律,阐明主缆变形、吊索索力变化规律与体系转换状态的相关性,指出吊索索力、主缆位移的弱相干性特征仅适用于加劲梁完全脱架、转换为自平衡体系后的结构状态,得出空间缆索索夹横向扭转角的量值特征与分布规律,指出此扭转角可通过预设偏角予以抵消,提出自锚式悬索桥宜按两阶段进行施工控制,探讨各阶段的施工控制目标与控制目标,为同类桥梁的设计及施工控制提供借鉴。

独塔自锚式悬索桥基准索股架设温度影响分析

针对悬索桥几何形状对温度极为敏感的特点,研究了主缆架设过程中基准索股架设时的温度效应。以甘肃天水市罗家沟独塔自锚式悬索桥为工程背景,对基准索股架设阶段进行温度场实时观测,得到了该桥主缆的温度场。根据无应力索长不变原理,运用FORTRAN语言编写了非线性迭代计算程序,得到了不同温度下的索股垂度值,并与实测结果进行对比,验证了该迭代法计算结果的正确性。将迭代法计算值作为现场基准索股架设时的理论依据,进行基准索股线形控制。结果表明:该方法计算结果较为精确,可直接指导工程实际,具有较强的推广和应用价值。

独塔空间索面自锚式悬索桥结构设计

该文阐述了唐山湾国际旅游岛跨海特大桥主桥的结构设计,并引入"平良法"对有限元程序MIDAS/CIVIL进行操作,顺利完成主桥的受力分析及线形控制,结果表明主桥结构受力合理。