平行钢丝斜拉索更换施工新索无应力长度确定方法研究

为准确确定平行钢丝斜拉索更换施工新索无应力长度,基于悬链线法和无应力状态法,并结合斜拉索索力、锚点间距、斜拉索原始加工长度和实际锚固位置等数据,综合提出5种针对不同数据场景下的平行钢丝斜拉索新索无应力长度快速计算方法。以攀枝花炳草岗大桥为背景,采用5种方法计算该桥新索无应力长度,分析其合理性,并进一步提出6项新索无应力长度复核计算准则。结果表明:在充分研判炳草岗大桥基础资料并对照6项复核计算准则的合理性后,基于无应力状态法,并结合旧索加工总长和实测锚具伸出量,准确给出了新索无应力长度。该桥新索张拉锚固完成后,塔、梁端实际锚固位置合理、可控,成功解决了其基础资料混乱、斜拉索锚固位置不当的问题。

钢绞线斜拉索与平行钢丝斜拉索阻尼减振研究

钢绞线斜拉索和平行钢丝斜拉索构造不同,引起风致振动特性和减振需求也不同。为给斜拉索振动控制设计提供依据,对比国内外规范中关于斜拉索阻尼减振指标的规定,分析不同参数对钢绞线斜拉索和平行钢丝斜拉索减振指标的影响,以2座典型桥梁为背景,对比分析钢绞线斜拉索和平行钢丝斜拉索的阻尼减振措施。结果表明:《斜拉索外置式黏滞阻尼器》(JT/T 1038—2016)和欧洲规范CIP-2002、FIB-2005采用特定阻尼对数衰减率δ控制斜拉索风雨振,而美国规范PTI-2018采用质量阻尼参数S_(c)≥10控制斜拉索风雨振,质量阻尼参数考虑因素全面、科学,推荐使用;为了保证斜拉索的减振安全,建议阻尼减振同时满足国内外多个现行规范,平行钢丝斜拉索采用δ≥3%作为阻尼减振指标,钢绞线斜拉索的阻尼减振指标建议按照PTI-2018根据索的参数和气动措施情况进行选择;博斯普鲁斯海峡三桥钢绞线斜拉索阻尼器尺寸偏大,安装阻尼器后斜拉索的面内阻尼对数衰减率为4%和6%,可满足低阶大幅振动控制要求;沪苏通长江公铁大桥平行钢丝斜拉索振动模态丰富,采用2种阻尼器协同减振,实现多模态振动控制,控制中、低阶大幅振动的外置式阻尼器尺寸设计巧妙,体量较小。

平行钢丝斜拉索疲劳性能评定Ⅰ:钢丝疲劳寿命模型

平行钢丝斜拉索疲劳性能评定研究分为两部分,该文为第一部分:钢丝疲劳寿命模型。根据三参数幂函数应力-寿命模型与指定应力幅下疲劳寿命服从两参数Weibull分布,推导表征疲劳寿命的多参数Weibull模型,将疲劳寿命与应力幅统一在模型中。进一步根据疲劳截尾数据的条件概率分布建立疲劳模型参数EM估计算法,通过分析文献中钢绞线疲劳数据及研究开展的高强钢丝疲劳数据阐述多参数Weibull模型的适用性与优点。研究表明:该多参数Weibull模型能够较好地描述钢丝及钢绞线疲劳试验数据,指定应力幅时疲劳寿命简化为两参数Weibull分布,指定疲劳寿命时应力幅简化为三参数Weibull分布。文中提出的模型参数EM估计算法有效地解决了含有截尾数据的模型参数估计问题,采用全部疲劳试验数据进行模型参数估计,提高模型参数估计的准确性。

平行钢丝斜拉索疲劳性能评定Ⅱ:斜拉索疲劳寿命模型

该文为平行钢丝斜拉索疲劳性能评定研究的第二部分:斜拉索疲劳寿命模型,在钢丝疲劳寿命模型研究的基础上,从线性累积损伤和钢丝PSN曲线等效损伤路径两个角度推导斜拉索内任意一根钢丝疲劳破坏所经历的循环次数,并证明两个角度得到结果的等价性,在此基础上基于次序统计提出斜拉索疲劳寿命界限估计方法;采用Monte Carlo方法模拟斜拉索疲劳寿命的概率分布,研究斜拉索疲劳寿命的终止条件,深入探讨斜拉索疲劳寿命的影响因素并通过数值模拟建立斜拉索PSN曲线。研究表明:斜拉索疲劳寿命由其内一小部分疲劳寿命较小的钢丝控制,以10%断丝率作为斜拉索疲劳寿命终止条件比较合理;斜拉索疲劳寿命服从正态分布,其变异性显著降低。斜拉索疲劳寿命均值与其内钢丝数无关,钢丝数增加会减小斜拉索疲劳寿命的变异性,钢丝疲劳寿命的变异性对斜拉索疲劳寿命影响较大。

2000 MPa平行钢丝斜拉索在千米级公铁两用斜拉桥中的应用

沪通长江大桥主航道桥为主跨1092 m的公铁两用斜拉桥。设计过程中对平行钢丝斜拉索和钢绞线斜拉索在该桥上应用的可行性进行对比分析。由于采用高强度平行钢丝斜拉索,拉索断面更小、风载阻力小、钢丝应力均匀性好,同时有利于降低造价、减小结构横向变形、保证列车高速运行的平稳性和舒适性,因此,推荐采用高强度平行钢丝斜拉索。依托该桥对2000 MPa平行钢丝斜拉索进行了钢丝、锚具、护套及整索性能的专题研究,成功试制了斜拉索产品,最终实现了2000 MPa平行钢丝斜拉索在沪通长江大桥中的应用。

港珠澳大桥超高强度平行钢丝斜拉索设计与技术研究

港珠澳大桥青州航道桥和江海直达船航道桥均采用斜拉桥,斜拉索均采用平行钢丝索。为减小索体阻风面积、减轻重量,在国内首次设计采用1 860MPa钢丝斜拉索。为确保斜拉索技术性能并提高其耐久性,对钢丝关键技术参数进行了研究,对锚具材料及构造尺寸进行了理论计算和设计,并试制成品索开展了物理模型试验。结果表明,钢丝抗拉强度不低于1 860MPa;扭转次数不小于12次;在规定条件下疲劳应力幅达410MPa以上;表面采用锌-5%铝合金镀层防腐性能优;试制成品索的锚固、疲劳及水密性性能均满足规范及设计要求,可应用于港珠澳大桥。

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥2000MPa平行钢丝斜拉索设计研究

新建商合杭高铁芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588 m的不对称矮塔钢桁梁斜拉桥。受桥位处机场航空限高限制,斜拉桥主塔建筑高度受限,与常规斜拉桥相比,芜湖长江公铁大桥具有大跨、塔矮、索平的结构特点,斜拉索运营状态下最大单根索力达16000 k N。为减小索体直径、锚具尺寸,减轻单索质量,设计采用标准抗拉强度2000 MPa的预制平行钢丝斜拉索。为确保新型斜拉索技术性能,大桥设计过程中针对超大吨位斜拉索设计选型、2000 MPa级平行钢丝技术条件、超大吨位斜拉索锚具、并排拉索振动控制等关键技术问题开展研究,在芜湖长江公铁大桥中成功实现547丝2000 MPa级平行钢丝斜拉索的首次应用。

简易仓散装储粮技术钢管架钢丝斜拉索挂PVC涂塑篷布实验工艺

采用预埋地梁,搭建钢管架,牵拉钢丝绳,悬挂PVC涂塑篷布,搭建散装粮钢骨架侧压力承受体,解决符合板简易仓不能散装储粮的问题。

大跨铁路斜拉桥平行钢丝斜拉索锚杯调整量设计研究

斜拉桥平行钢丝斜拉索锚杯长度一般根据锚杯内钢丝的锚固长度及其他构造尺寸确定,对于修正主梁线形偏差的调整量有限。针对大跨铁路斜拉桥中由施工、制造及桥上永久荷载偏差等导致主梁成桥线形偏差较大,而现行规范中的锚杯尺寸可能存在调整量不足的问题,以某千米级公铁两用斜拉桥为背景进行平行钢丝斜拉索锚杯调整量设计研究。采用悬索理论,分析道砟容重离散性引起的斜拉索索力偏差、斜拉索弹性模量偏差及斜拉索锚固点位置偏差对斜拉索无应力长度的影响,以确定合适的锚杯放张与张拉调整量。结果表明:对于铁路斜拉桥,现行规范规定的锚杯张拉调整量基本能够满足要求,放张调整量则可能存在不足;道砟容重离散性对斜拉索无应力长度影响相对最大,设计中应预留相应的锚杯放张调整量;对300 m以上的中、长索,还应考虑斜拉索索力偏差和斜拉索弹性模量偏差的影响,预留锚杯放张与张拉调整量;斜拉索弹性模量建议取2.0×10^(5) MPa,并考虑其在(1.9~2.1)×10^(5) MPa范围内进行设计。

平行钢丝斜拉索施工牵引方法研究

为研究不同斜拉索牵引方法适用工况及条件,在介绍斜拉索施工工艺牵引原理基础上,分析了卷扬机牵引、软牵引、硬牵引和组合牵引法对应的工装及特点。其中,卷扬机牵引法牵引速度快,牵引力小;软牵引法牵引距离长,需要空间小;硬牵引法牵引力大,需求空间大。实际施工时应综合索长、索重、经济性等因素,选择最优的牵引方法。

平行钢丝斜拉索锚端防护系统检测及维护设计研究

浙江某座双塔双索面预应力混凝土斜拉桥采用平行钢丝斜拉索,通过对该桥锚端防护系统的检测,发现预埋管内积水导致下锚头严重渗水、漏油。基于该检测结果,文章对该斜拉索锚端系统进行维护设计,采用"防腐油脂或者发泡材料等填充物+非硫化型阻蚀密封膏+不锈钢防水罩+橡胶防雨罩"的防水方案,此防水方案在同类斜拉索桥型中的维护设计具有一定借鉴意义。

平行钢丝斜拉索和钢绞斜拉索

本文就平行钢丝斜拉索、钢绞线斜拉索在施工过程中的各自特点比较，综述了作者对两种拉索的体会。

常泰长江大桥斜拉索施工期扭转影响分析及防控装置设计研究

常泰长江大桥是世界上最大跨径斜拉桥,主跨跨径为1208 m。斜拉索规格和索力大,施工过程中斜拉索扭转问题突出。本文开展斜拉索扭转对主梁安装控制影响的研究,计算分析表明,斜拉索扭转对斜拉索钢丝应力、斜拉索索力均有一定影响,对主梁线形影响显著,斜拉索扭转0.5°,主跨位移变化0.46 m;提出了一种斜拉索张拉防扭转装置及其设计方法,现场应用中斜拉索张拉过程中无扭转现象,施工过程中最大线形误差小于5 cm。

平行钢丝斜拉索的发展与展望

平行钢丝斜拉索作为缆索结构的一种主要形式,在大跨径斜拉桥中得到广泛使用。经过近70年的发展,历经四代,平行钢丝斜拉索已实现了工厂化生产,设计寿命已经达到50年。新型平行钢丝斜拉索,通过优化斜拉索结构,选取更优的材料,改善拉索生产工艺,斜拉索内增加传感器,加强斜拉索运输和安装过程中的管控,完善斜拉索后期管养,将实现斜拉索的长寿命化、智能化和多功能化。

在钢丝绳斜拉索与工字钢悬挑梁组合平台体系上搭设模板支撑架的施工技术

钢丝绳斜拉索与工字钢挑梁及系杆形成的模板架支撑平台可以有效解决高空悬挑结构的施工,技术简单易行,经济合理。以此为背景,介绍了该体系的设计与施工,主要包括设置悬挑工字钢梁、利用钢丝绳斜拉索吊拉载荷、在组合平台上搭设模板支撑架等,在实践中取得了良好的成效。

基于全寿命设计理论的斜拉桥拉索体系选择研究

全寿命设计理论是基于生命周期造价最低的理念,综合考虑规划、设计、施工以及耐久性设计、管养设计、拆除、回收再利用设计、风险评估及保险策略和全寿命周期成本分析等方面,使桥梁设计达到安全、经济、耐久及环保等。在分析斜拉桥拉索体系特点的基础上,重点比较了平行钢丝拉索和钢绞线拉索的各项技术指标以及两者在施工过程中的特点,结合全寿命设计理论,从全寿命造价最低及可持续发展的角度,得出钢绞线拉索体系较平行钢丝拉索体系优越的结论。建议在斜拉桥的施工中,多应用钢绞线拉索体系。

马鞍山长江公铁大桥主跨超千米三塔斜拉桥设计

马鞍山长江公铁大桥主航道桥为主跨超千米的三塔斜拉桥。针对该桥建设标准高、荷载重、跨度大的特点,开展跨度布置、桥型方案、约束体系及主要构件研究。经综合分析比选,该桥最终采用(112+392+2×1120+392+112)m三塔钢桁梁斜拉桥,采用中塔设置弹性索、边塔设置阻尼器的约束体系。主梁采用上层板桁结合、下层箱桁结合的双层桥面钢桁梁,横向布置3片主桁,主桁采用N形桁式。桥塔采用钢-混组合结构,中塔为纵、横向均为A形的空间四肢构造,边塔为横向A形、纵向I形构造,中塔比边塔高25 m,桥塔基础采用ϕ4 m钻孔灌注桩。辅助墩、边墩采用横向门式墩,ϕ2.5 m钻孔灌注桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度2100 MPa、ϕ7 mm的镀锌铝合金高强度、低松弛平行钢丝拉索。

武汉青山长江公路大桥斜拉索安装牵引技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,采用平行钢丝(PWS)斜拉索,空间双索面扇形布置,全桥共252根,单根最长503.435m、最重60.499t。针对该桥超长、超大规格PWS斜拉索的安装牵引力大、牵引力控制难度大等难点,在考虑主梁刚度较低、牵引时塔梁锚固点坐标变化的情况下,提出了斜拉索牵引力优化计算方法,提高了计算精度;斜拉索采用软硬组合牵引方法施工(硬牵引采用1.6m长的主拉杆+1.0m长的副拉杆,软牵引采用1束19根Φ15.24mm、长25m、软牵引力1 900kN的钢绞线),经塔梁锚固结构张拉空间分析后选择在塔端牵引;主、边跨软硬组合牵引对称同步进行,并采用自动控制连续千斤顶作为软牵引动力设备,提高了施工效率。

大跨度斜拉桥平行钢丝索扭转问题探讨

根据平行钢丝索的特点以及制作、安装施工工艺,结合斜拉索施工过程中加扭、退扭现象,分析了斜拉索加扭或退扭现象产生的原因和危害,提出施工防治措施及后续平行钢丝斜拉索制作、施工建议。

大跨度斜拉桥换索工程斜拉索高速旋转问题探讨

根据郧县汉江大桥换索工程中出现的平行钢丝斜拉索索体高速旋转现象,结合原斜拉索现场制作和安装工艺,分析斜拉索旋转的原因及带来的隐患和危害。通过分析和计算斜拉索扭转力,对斜拉索拆除的工装和工艺进行改良,提出释放扭矩及抵抗扭矩的方法,解决因斜拉索高速旋转带来隐患和危害。工程实践证明,释放扭矩及抵抗扭矩的方法可以有效的防止斜拉索索体高速旋转,为后续大批量换索工程提供宝贵经验。