平行钢绞线索频率法索力测试研究

平行钢绞线斜拉索索力不均匀,且外包HDPE套管,各钢绞线之间、套管与钢绞线之间在垂度作用下中间部分相互接触,在频率法索力测试过程中具有一定的影响。文章通过建立有限元模型,对比索力与频率的对应关系得出,平行钢绞的索力不均匀性对频率法测试影响不大,HDPE套管能有效地传递和反映其内部索体的振动,因此,可根据套管质量修正斜拉索的线密度,显著提高斜拉索索力测试和计算的精确度。

基于频率法的平行钢绞线索索力测试研究

斜拉索索力是桥梁施工控制和桥梁受力的重要指标,以光武大桥为工程背景,用频率法进行平行钢绞线斜拉索索力的测试和分析研究。采用有限元方法建立斜拉索模型、HDPE套管模型以及斜拉索-套管整体的接触耦合模型,进行斜拉索结构的动力性能分析,从斜拉索振动频率与索力的对应关系分析可以看出:频率法可用于平行钢绞线斜拉索的索力测试,HDPE套管能够传递和反映内部索体的振动,但必须考虑HDPE套管的影响,根据HDPE套管质量修正斜拉索线密度,提高了斜拉索索力测量和计算的准确度。

预应力钢绞线索断裂冲击试验与冲击响应谱研究

通过选取实际工程结构中的1×7结构钢绞线索进行断裂冲击试验,拟获得对应的索力时程曲线以及钢绞线索的断裂现象和失效机理,并为冲击响应谱的计算作铺垫.首先通过对无损钢绞线索进行动态拉伸,得到钢绞线索的断索情况以及对应的索力值,并计算出每根钢绞线索的失效时间,再将失效时间作为谱分析中的冲击持时,计算冲击响应谱.最终得到了5根钢绞线索的断裂过程以及相应的断索参数.结果表明钢绞线索的失效时间不随外在条件的改变而改变,但失效时间对最大位移反应谱有较大影响,而对断索冲击响应谱几乎不产生影响.

基于SWT方法的钢绞线索微动疲劳特性分析

为得到钢绞线索丝间接触区的应力场分布并预测微动疲劳裂纹萌生位置和微动疲劳寿命,本文利用参数化方法建立了精细化的钢绞线拉索有限元模型,包括整索模型和不同层丝间接触区域的局部精细化子模型.分析了钢绞线索在两种交变荷载工况下的应力场变化情况,并基于多轴疲劳SWT(Smith-Watson-Topper)临界平面法进行了疲劳特性分析和疲劳寿命预测.主要结论如下:钢绞线索内接触区边缘处的微动幅值较大,中心处几乎没有相对滑动,微动疲劳的初始裂纹萌生点位于接触区域边缘;经不同区域子模型分析比较,在轴向循环荷载作用下,外层钢丝的接触区域比内层钢丝更易发生微动疲劳损伤;在横向位移循环荷载作用下,同层钢丝因位置角度不同而产生了较大的疲劳特性差异,且相比轴向循环拉伸,该工况下最不利单丝的微动疲劳寿命更低;与非接触区域相比,接触区的疲劳寿命大幅降低,微动现象对钢绞线索的抗疲劳性能有明显降低作用.

基于FS准则的钢绞线索微动疲劳分析和寿命预测

钢绞线索在大跨空间结构中应用广泛,而微动疲劳是导致钢绞线索失效的主要原因之一.与平行钢丝束索相比,钢绞线索的丝间作用力更大,微动疲劳破坏也更严重.针对钢绞线索的疲劳失效问题,建立了交错捻制的钢绞线索的精细有限元模型,通过子模型技术对层间钢丝接触部分的应力、应变进行精确的计算;基于FS多轴疲劳寿命预测准则建立了钢绞线索的疲劳寿命数值仿真分析方法,通过对比不同材料疲劳参数估计方法预测了钢绞线索疲劳寿命,并进行了试验验证.结果表明,FS准则能有效反映钢绞线索内钢丝之间微动斑的分布规律和疲劳破坏的位置,也能有效反映钢丝微动破坏的平面.通过有限元数值仿真和多轴疲劳寿命计算得到的疲劳寿命与试验结果的误差为8.08%~60.08%,具有一定的工程应用前景.

等值张拉时基于振动法的平行钢绞线索索力测试分析

采用振动法对杭埠河大桥平行钢绞线索进行了索力测试,分析了平行钢绞线索的离散性、垂度和区域性接触对索力测试的影响,采用逐步扩大法模拟平行钢绞线索的离散性。讨论了拉索自振频率的确定、面内面外振动的振动特性以及不同拾振器放置位置时的实测信号特征。基于有限元方法建立平行钢绞线索及钢绞线-HDPE套管接触耦合模型,进行了平行钢绞线索振动特性分析。结果表明:振动法可以用于平行钢绞线索索力测试,索力计算时应尽量采用低阶频率;钢绞线间的离散性和索力不均匀性对拉索振动影响较小,拉索面内振动受施工影响较大,钢绞线面外振动频谱特征更为明显,低阶振动分量较多且易识别,利用面外振动可以更好地确定拉索自振频率;考虑HDPE套管质量,修正拉索线密度可提高索力测量精度。

铜陵公铁两用长江大桥主桥设计关键技术

铜陵公铁两用长江大桥主桥为主跨630m的钢桁梁斜拉桥,是目前在建的最大跨度的公铁两用桥。对设计关键技术进行了总结。大桥深水区桥塔基础采用了造价经济、防撞性能好的沉井基础;钢桁梁2个节间内的主桁杆件焊接为30m长的稳定桁片单元,减少了现场杆件的拼接工作量;在受力较大的桥塔根部区段和压重区段,铁路桥面采用正交异性钢箱桥面,这种设计可减小弦杆的尺寸,并为压重提供了空间;在铁路斜拉桥中采用了钢绞线斜拉索,对斜拉索的抗疲劳性能等进行了试验研究;研制了新型的阻尼装置,可满足不同工况下的使用要求。

朝天门大桥关键临时结构的施工与监控

重庆朝天门大桥为世界最大的公轨两用钢桁架拱桥,主桁拱采用平衡悬臂拼装法施工,施工阶段中最大悬臂长度276m。为解决大悬臂施工难题,朝天门大桥建设采用新颖的带铰斜拉扣挂系统和临时系杆。通过对斜拉扣挂系统、临时系杆的施工及监控,并对索力、应力、位移进行动态监测,结果表明:主桁拱、斜拉扣挂系统和临时系杆线型和应力均处于安全受控状态。朝天门大桥已于2009年4月底建成通车,对大跨度临时结构的施工与监控具有借鉴意义。

拾振器安装位置对频率法测量平行钢绞线斜拉索索力的影响研究

斜拉索基频测量是频率法测量索力的基础和关键,对平行钢绞线索,HDPE套管在端部和索之间存在一定空隙,往往使套管不能和索共同振动,给频率法测量斜拉索索力造成一定的影响。本文以文峰桥斜拉索索力测量为背景,采用有限元分析和现场试验,对拾振器安装位置对斜拉索基频测量的影响进行了研究。研究结果表明,拾振器安装位置对平行钢绞线斜拉索振动频率的测量存在较大影响。当拾振器安装位置距拉索锚固点较近时,拉索基频测量数据离散程度大;当拾振器安装在距拉索锚固点2.0m左右位置时,拉索基频测量数据趋于稳定,且测量精度满足工程设计和规范要求。

重庆地维长江大桥主塔斜拉索方案比选

结合工程实际,对斜拉桥的钢绞线及钢丝斜拉索的施工流程和工艺进行了介绍和对比。由于钢丝索具有弹模、疲劳强度较高,比较容易按照设计改变截面大小的优点,该工程最终采用了平行纲丝索做为主塔斜拉索,实践证明,钢丝索的选用较为合理,桥梁结构变形满足要求。

自锚式悬索桥缆索施工技术

浙江海盐塘桥为3跨自锚式悬索桥,主缆、吊杆采用钢绞线索,主缆梁端锚固,塔顶分批张拉。结合施工,详细阐述海盐塘桥主缆、吊杆控制张拉力的确定,穿束、张拉顺序,张拉力控制及索力检测情况。

奥地利多瑙河四桥

多瑙河四桥(Fourth Danube River Bridge,见图1)位于奥地利林茨市,是一座悬索桥,全长305m,桥面净宽22.5m。该桥没有桥塔,主缆锚固在河谷两岸的岩石峭壁中,桥面两端接穿山隧道,整个桥像浮在水面上。2条主缆各长500m,重85 t,由12股封闭式钢绞线组成,每股直径144mm。与传统的圆形主缆截面不同,该桥主缆采用矩形截面,截面尺寸为1.9m×0.4m。全桥共40根吊索,吊索同样采用封闭式钢绞线索,直径95mm,长2~24m,间距14.5m。

矮塔斜拉桥拉索施工控制研究

通过对斜拉索索力张拉控制方法的研究发现,有必要对平行钢绞线斜拉索在张拉过程中进行索力张拉控制。为了研究矮塔斜拉桥平行钢绞线索的索力施工控制精度,以中堂水道桥为依托,采用压力传感器配套压力环的等张力法对整索索力和单根钢绞线张拉力进行测定。研究结果表明,施工阶段采用等张力法对平行钢绞线索的索力进行控制,能够达到良好的控制精度,对后续的平行钢绞线索施工具有指导意义。

新型自锚式悬索桥上部索结构施工技术

浙江海盐塘桥工程为一新型的自锚式悬索桥结构。该桥主梁不设纵向预应力钢束,塔顶不设鞍座,主缆、吊杆为钢绞线索,主缆梁端锚固,塔顶张拉。结合海盐塘桥工程的施工控制分析,介绍自锚式悬索桥上部索结构主缆、吊杆的施工工艺和索力控制技术,为同类桥梁的设计和施工提供了参考意义。