Defect Inspection Technology for Steel Truss Suspension Bridges

Steel truss suspension bridges are prone to developing defects after prolonged use.These defects may include corrosion of the main cable or the steel truss.To ensure the normal and safe functioning of the suspension bridge,it is necessary to inspect for defects promptly,understand the cause of the defect,and locate it through the use of inspection technology.By promptly addressing defects,the suspension bridge’s safety can be ensured.The author has analyzed the common defects and causes of steel truss suspension bridges and proposed specific inspection technologies.This research is intended to aid in the timely discovery of steel truss suspension bridge defects.

钢桁梁断面形式对公铁两用桥上列车气动特性影响

钢桁梁断面形式的不同可能会改变桥上列车的气动力,进而影响桥上列车运行安全性和舒适性。为此,以某千米级公铁两用悬索桥为工程为背景,通过风洞试验对三种常用钢桁梁断面形式的桥上列车进行测力、测压试验。研究结果表明,当单列车位于三种钢桁梁断面形式上的上游时,列车的阻力、升力系数无明显差异,而单列车位于下游时,列车的阻力、升力系数有较大的区别;在双车状态下,由于迎风侧列车的遮挡作用,改变了不同钢桁梁断面形式下列车的流场,使得钢桁梁断面形式对背风侧列车影响较小。无论列车位于上游、下游,其三种钢桁梁断面形式下列车的阻力系数、升力系数随风攻角的变化趋势一致。当列车位于上游时,其三种钢桁梁断面形式上列车顶部和底部圆弧过渡段都出现不同程度的流动分离,使得其列车平均风压系数不同;当列车位于下游时,三种钢桁梁断面形式上列车平均风压系数变化趋势一致,说明钢桁梁断面形式对下游列车的平均风压影响较小。列车位于上、下游时,其脉动风压系数会有显著的差异,其脉动风压系数的大小受腹杆布置形式的影响要比梁高的不同更为显著。本文研究结果可为大跨钢桁梁桥的断面形式选取提供参考和依据。

张靖皋长江大桥南航道桥主墩围堰施工关键技术

张靖皋长江大桥南航道桥主跨采用2300 m整体钢箱梁悬索桥,是世界最大跨径悬索桥。南塔采用世界首创超高钢箱-钢管约束混凝土组合索塔,基础承台采用八边形结构,结合桥位水文地质及设计要求,承台外围设锁扣钢管桩围堰作为施工围护结构,后期兼作大桥永久冲刷防护和船撞消能设施。施工过程中,采用履带吊+振动锤/冲击锤配合特制导向架隔孔施打的施工工艺,有效解决了超长锁扣钢管桩的施沉及合龙精度的难题;利用对撑加工成桁架整体安装、基底开挖及护筒围堰壁清理、分仓浇筑水下封底混凝土、导管底口铺设钢板等工艺,极大地降低了现场施工难度,保证了超大基坑水下封底混凝土的浇筑质量,为今后同类型深基坑施工提供了有益的借鉴。

大跨山区铁路悬索桥钢桁梁智能吊装系统研究

研究目的:艰险山区峡谷地区一般场地狭小且施工条件较为恶劣,为解决山区峡谷地区重型钢桁梁架设装配对接难度大、主缆线形控制困难、架设施工时间长、安全隐患多等难题,本文以丽香铁路金沙江特大桥钢桁梁架设工程为依托,针对重型钢桁梁架设中的共性难题,研发了大跨山区铁路悬索桥钢桁梁智能吊装系统,该系统通过物联网和云计算相关技术,将钢桁梁架设中关键要素和工艺信息数字化,通过科学的传感采集、数据分析、反馈控制等流程环节,以期将钢桁梁架设过程转换为精准受控的自动化作业,节约项目成本,保障项目安全,提高施工效率。研究结论:(1)本文研发的钢桁梁智能吊装系统针对山区重型钢桁梁的架设提供了一套较为可行的系统解决方案,经过工程实施后验证是可行的,能够满足施工的需求,解决了山区峡谷复杂环境下悬索桥重型钢桁梁架设拼接的难题,相比于传统模式实现了使用上和操作上的便捷性,能够大幅度提高施工效率;(2)经过工程验证和实施,研发的钢桁梁智能吊装系统可以实现测控精度厘米级,反馈控制时间响应速度秒级,实现了平均4.5 h完成双节段重型钢桁梁的架设工作,整个架设过程控制双节段钢桁梁横桥向摇摆倾角在1.23°以下,顺桥向摇摆倾角在1.51°以下,缆塔偏位在5 cm以下,吊具中心转角均满足在±1.5°以内的要求;(3)采用基于物联网和云计算技术的钢桁梁智能吊装系统,可以实现数字化钢桁梁架设施工作业,形成了一整套可推广的原创技术成果,可为今后类似大吨位钢桁梁等结构施工提供宝贵经验,在山区和大吨位钢梁架设施工中具有广泛的推广前景。

频率法及千斤顶法在钢桁架悬索桥病害检测中的应用

文中以某钢桁架悬索桥工程为例,对其病害情况进行详细分析,对比主缆、钢桁架加劲梁变形及重要构件锈蚀状况的检测数据,提出维护建议。通过数据比对,文中采用千斤顶法、频率法测量与修正吊杆索力水平,借助空间节点平衡理论获取不同主缆段索力值。结果表明,主缆与吊杆索力、主缆与主桁架的空间变形关系密切。

基于BIM技术的悬索桥钢桁梁吊装施工

悬索桥钢桁梁是承受和传递荷载的主要构件,由于其高大、自重大、节点构造复杂、杆件多、施工精度要求高、吊装受水位影响大、高空施工拼接次数多等特点,吊装过程中存在杆件位置交错、高空连接受力不佳、施工组织困难、工期紧、安全风险大等问题。鉴于此,以某悬索桥钢桁梁安装为工程背景,利用BIM技术建立悬索桥高精度三维模型,对吊装过程进行了详细施工模拟,对比分析不同施工顺序,协调起吊过程中冲突部分,制订高效可行的施工方案,达到了钢桁梁吊装无碰撞、连接易操作、施工效率提高、安全与工期有保障的目的。

钢桁梁悬索桥加劲梁节段安装连接方式研究

针对大跨度钢桁梁悬索桥施工过程中主梁的两种连接方式:逐段铰接法和刚铰结合法,以湖北省某长江公路大桥为例,采用桥梁设计与施工控制分析系统BDCMS建立平面全桥计算模型,对钢桁梁悬索桥主梁施工的两种连接方式进行模拟分析,综合比较施工过程中的加劲梁弦杆内力和加劲梁线形,得出项目采用刚铰结合法的施工方法较为合理的结论,并通过模拟计算对刚铰结合法的临时铰开口宽度进行研究,得到合理的铰固转换时机。

坝陵河大桥钢桁加劲梁施工架设方案研究

首先研究了跨缆吊机架设法、缆索吊机架设法、桥面吊机悬臂拼装架设法和顶推架设法4种悬索桥钢桁加劲梁施工架设方法,根据坝陵河大桥的建设条件,综合考虑施工安全、质量、工期、环保和经济性等因素,推荐采用桥面吊机悬臂拼装架设法。在此基础上,研究了钢桁加劲梁在悬臂拼装过程中的3种连接方式:全铰法、无铰逐次刚接法和有铰逐次刚接法,综合考虑施工安全、质量和工期要求,推荐采用有铰逐次刚接法。此外,研究了钢桁加劲梁在悬臂拼装过程中架设前端吊索的牵引方案。最后,研究了靠索塔首次节段、标准节段以及合龙段等3个关键阶段的架设方案。桥面吊机悬臂拼装方案为我国西部地区大跨钢桁加劲梁悬索桥的设计和施工提供了1种新的方法。

钢桁架悬索桥颤振稳定性能研究

钢桁架悬索桥由于抗扭刚度较小其颤振稳定性通常难以满足抗风稳定性要求。以刘家峡大桥为例通过风洞试验研究了采取中央稳定板、导流板、封闭防撞栏等气动措施组合对钢桁架悬索桥颤振稳定性的影响。结果表明:上、下稳定板同时使用效果优于单独使用;将上稳定板做成分段布置时,正攻角的颤振临界风速会急剧降低。水平导流板外置比导流板内置于钢桁架内部效果好;加宽水平导流板可以使不同攻角颤振稳定性趋于均衡。加高并封闭防撞栏杆可以起到中央稳定板的作用,能有效提高桁架悬索桥不同攻角的颤振临界风速。

五峰山长江大桥主桥总体设计

连镇铁路五峰山长江大桥主桥为主跨1092 m公铁两用钢桁梁悬索桥,按4线高速铁路+8车道高速公路设计,主缆跨度为(350+1092+350)m,加劲梁跨度为(84+84+1092+84+84)m。加劲梁采用大节段整体设计,由竖向、横向支座与纵向阻尼器支承,立面为华伦桁式,横断面为带副桁的直主桁形式,材质为Q370qE钢。该桥采用双层桥面布置,上、下层桥面均为板桁结合正交异性整体桥面,顶板与U肋之间采用了双面焊全熔透焊接,铁路桥面道砟槽面板采用轧制不锈钢复合钢板。主缆垂跨比1/10,直径1.3 m,索股混编,采用钢结构锚固系统;索鞍为铸焊结合式,主索鞍纵向分3块制造。桥塔采用门式框架混凝土结构,塔顶设计为“五峰”造型,基础采用桩基础,其中南塔基础为长短桩设计。北锚碇采用大型沉井基础,南锚碇采用不等深圆形地连墙基础。研究表明:大桥结构的静、动力性能满足高速列车行车的安全性与舒适性要求。

刚性悬索加劲钢桁梁桥特殊节点模型试验

为研究刚性悬索加劲钢桁梁桥刚性悬索与桁梁上弦杆的连接处特殊节点的力学行为,结合东莞市东江大桥,采用1∶2的几何缩尺比例,对其特殊节点S25进行了模型试验研究,并进行了详细的空间有限元分析。模型试验结果表明:节点区域最大应力在材料的设计容许应力范围内,从而验证了节点设计的安全性与可靠性。试验结果对东莞市东江大桥的建设有重要的指导作用,也为工程节点设计提供了重要依据。

杨泗港长江大桥总体设计

杨泗港长江大桥全长约4.13km,主航道桥采用主跨1 700m的单跨双层钢桁梁悬索桥。大桥采用双层桥面布置,上层设6车道城市快速路,下层设4车道城市主干路和2条非机动车道,上、下层桥面两侧均设置人行道。两岸接线采用双层高架桥+地面辅道建设方式。主桥主缆跨度布置为465m+1 700m+465m,加劲梁采用华伦式钢桁梁,桥塔采用门式钢筋混凝土塔,主缆采用极限强度1 960MPa的大直径高强钢丝,桥塔基础采用圆端形沉井,锚碇基础采用圆形地下连续墙。

基于风洞试验的大跨度钢桁梁悬索桥颤振性能研究

目前研究大跨度桥梁颤振性能的主要手段是节段模型风洞试验,而如何利用试验结果对桥梁主梁断面进行优化还没有得到彻底解决。以某大跨度钢桁梁悬索桥为工程背景,给出了桥梁设计基准风速的计算方法和结果。进行1∶48比例节段模型颤振振动试验,得出了主梁在各个攻角下的颤振临界风速。在最不利工况下,试验了下中央稳定板、上中央稳定板和水平稳定板对主梁颤振性能的影响,最后根据试验结果,在考虑安全、经济和美观等因素的条件下,选择最优气动方案,满足了桥梁抗风设计的要求。最后用1∶100比例全桥气弹模型试验验证了节段模型试验结果的可靠性。同时总结了大跨钢桁梁悬索桥颤振折算风速值一般位于数值4左右的规律,为今后类似钢桁梁悬索桥的颤振性能研究提供了借鉴和参考。

四渡河大桥钢桁梁节点板局部应力分析

四渡河大桥主桥为单跨900 m双铰钢桁梁悬索桥。主桥加劲钢桁梁的节点板处构造及受力均较复杂,采用通用有限元软件对代表性的节点板处局部应力进行空间分析,为设计提供了参考。

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥钢箱梁设计特色

马鞍山长江公路大桥左汊主桥为三塔两跨悬索桥,其主梁采用钢箱梁结构。根据结构受力合理、施工方便、节省材料等原则设计了钢箱梁。横隔板采用空腹桁架式结构,既满足结构受力要求,又可减轻结构重量、便于施工;在中塔位置采用下横梁与钢箱梁不等高的固结设计,使下横梁内力及钢箱梁应力满足设计要求;塔梁固结设计增大了钢箱梁的竖向刚度,减小了中塔顶主缆的不平衡水平力;在标准节段与塔梁固结段设置变高段使塔梁固结位置应力传递匀顺;将锚拉板与钢箱梁内纵腹板连为一体并伸出钢箱梁顶板,桥面荷载直接通过纵向腹板及横隔板耳板传给吊索,避免了设置复杂的吊索锚固加劲构造及吊索锚固耳板与桥面板间直接承受拉力的焊缝。

平潭海峡公铁两用大桥总体设计

平潭海峡公铁两用大桥是国内第一座公铁合建跨海大桥,兼顾高压电缆及自来水管搭载功能。大桥采用双线铁路+6车道高速公路标准建设,从长乐离岸下海至平潭上岛,依次跨越4条航道,全长约16.3 km,是目前世界上最长的公铁合建桥梁。3座主要航道桥均设计为钢桁混合梁斜拉桥,主跨依次为532,364,336 m,主墩基础采用?4.0 m和?4.5 m大直径嵌岩钻孔桩,钢桁梁首次采用两节间整段架设技术。深水高墩区桥梁设计为跨径80 m和88 m简支钢桁双层结合梁,采用整孔钢梁全焊、整孔浮运及吊装施工。浅水及陆地高墩区引桥采用跨径49.2 m混凝土箱梁,陆地低墩区引桥采用跨径40.7 m混凝土箱梁,全桥采用长栈桥加施工平台的施工方案,公路、铁路桥面均设置风屏障。

虎跳峡金沙江大桥方案研究

研究目的:虎跳峡金沙江大桥为丽香铁路的重点控制性工程。大桥桥址位于环境敏感区、高烈度地震区及断裂发育带,需要综合线路走线、环保、地形、地质情况及金沙江中游水电开发规划的影响,选择虎跳峡金沙江大桥的合理桥位及桥式方案。研究结论:(1)虎跳峡金沙江大桥的8号桥位416 m上承式钢桁拱桥是最优的工程方案,27号桥位(98+660+98)m钢桁梁悬索桥可以为规划中的水电开发预留条件,整体上经济、社会效应更好;(2)上承式钢桁拱桥承载能力高、刚度大、造型优美,适用于高山峡谷地形,但其拱肋位于结构下方,影响桥下蓄水及通航;(3)钢桁梁悬索桥抗震性能好,结构刚度能满足铁路列车的行车要求;(4)研究成果对于高山峡谷区大跨度铁路桥梁的桥位桥式比选有较好的借鉴意义。

山区峡谷大跨度钢桁梁悬索桥抗风性能研究

为了研究山区峡谷地形条件下某特大桥的风致振动特性和抗风性能,并据此采取气动措施确保大桥在施工和服役全周期的安全,针对桥址处山区峡谷地形特点,采用缩尺地形模型风洞试验对大桥风环境进行了全面探测并确定了设计风参数;采用弹簧悬挂节段模型风洞试验对主梁断面在大攻角范围内的颤振性能和涡振性能进行了评估,进而据此增设气动措施并对气动措施的抗风效果进行了全面检验;根据梯度风速等效原则建立了试验所测风速和桥址附近气象站基准风速的关系,并提出了此类情况下根据不同的风攻角区间合理确定颤振临界风速的方法。结果表明:由于山区峡谷地形的影响,该特大桥桥址处风攻角很大、而且风速和风攻角沿桥跨方向分布很不均匀;大桥主梁断面在较大负攻角下颤振临界风速较低,相对颤振检验风速富余度很小;大桥颤振性能控制设计,通过在主梁钢桁架桥面板设置气动稳定板可以提高主梁在负攻角下的颤振性能。经过多种气动稳定措施综合比选,该特大桥最终选用"主梁桥面板下方设置3道纵向永久稳定板+桥面上中央分隔带处设置1道施工期临时稳定板"的方式以提高主梁建设及运营期的颤振性能。

公路悬索桥预防性养护技术

对桥梁实施预防性养护技术,可以有效地延长桥梁的使用周期寿命,降低养护成本,促进节约型桥梁建设的快速发展。以湖北沪蓉西高速公路四渡河特大桥为例,介绍了公路悬索桥预防性养护的方法、措施以及常见病害的处治办法。做好桥梁巡查是预防性养护的重要措施之一,对于悬索桥,锚碇、主缆索、吊索、索鞍、加劲梁、桥塔等是日常巡查的重点;采用先进的仪器设备建立桥梁结构的安全与健康监测系统,也是预防性养护的重要措施;养护作业是预防性养护的重要手段,应针对悬索桥锚室、主缆索、吊索、钢桁加劲梁、桥塔等分别进行养护作业,如发现常见病害应采取相应的处治办法。

板-桁组合式钢桁梁悬索桥颤振稳定性选型研究

板-桁组合式钢桁梁与传统的板-桁分离式钢桁梁的气动性能存在较大差异。以某大跨度板-桁组合式钢桁梁悬索桥为工程背景,通过节段模型风洞试验,详细研究了该桥的气动性能。针对关乎结构抗风安全的颤振问题,比较了下中央稳定板、上中央稳定板和水平稳定板对主梁颤振性能的影响。在综合考虑结构安全、经济和美观等因素的基础上,提出了最优的主梁气动方案。研究成果可为类似大跨度钢桁梁桥的抗风设计提供借鉴和参考。