南京仙新路过江通道主桥抗风性能风洞试验研究

仙新路过江通道主桥为跨径布置(580+1760+580)m的悬索桥,桥塔高267 m,加劲梁采用整体式闭口钢箱梁。为研究该桥运营阶段抗风性能,通过1∶50缩尺比加劲梁节段模型风洞试验分析大桥的驰振性能及提高大桥颤振性能的气动措施;通过1∶140缩尺比全桥气弹模型风洞试验,验证大桥的颤振、静风稳定性,并研究桥梁的抖振响应。结果表明:该桥在常遇风攻角范围内(-3°~+3°)不具备发生驰振的必要条件,加劲梁断面具有良好的驰振稳定性;加劲梁原始断面的颤振稳定性不满足规范要求,在中央防撞护栏间增设0.67 m高中央稳定板后,颤振临界风速高于颤振检验风速并具有一定的富余量;采用优化措施后,大桥具备良好的静风与颤振稳定性,加劲梁、桥塔在设计风速下各测点抖振响应值较小且均未发生不稳定振动或发散性振动。

基于节段模型风洞试验的边主梁断面钢-混结合梁悬索桥后颤振特性研究

为研究边主梁断面钢-混结合梁悬索桥后颤振特性,以某三塔四跨边主梁断面钢-混结合梁悬索桥为背景,对1∶60钢-混结合梁缩尺节段模型开展风洞试验,分析其颤振稳定性及后颤振响应特征,并研究结构阻尼、气动措施及阻尼-气动组合措施对钢-混结合梁后颤振响应特征的影响。结果表明:节段模型在负风攻角下颤振稳定性较好,但在正风攻角下易发生后颤振,颤振临界风速较低,极限环振动稳态振幅随风速增大而增大,且增长较快;后颤振响应具有明显的弯扭耦合特征,且竖向振动参与程度随风速增大而增大,耦合振动频率随风速增大而减小,在正风攻角下相位差为10°~40°,在0°风攻角下相位差可以忽略;增加结构阻尼或安装气动措施均能有效提升钢-混结合梁颤振起振和临界风速,其中气动措施的提升效果更显著,且两者控制效果可以叠加。

自锚式悬索桥曲变截面钢塔定位安装施工技术

自锚式悬索桥具有造型简洁、美观、跨径选择灵活的特点,适宜于两岸地基承载力较差的软土桥位,也可用于城市建设中。乌兰木伦河1号桥为自锚式悬索桥,主塔为钢-混凝土混合桥塔,桥面以上部分采用曲变截面钢塔,结构形式复杂,安装精度要求高,施工难度大。从钢结构塔身加工、定位安装等方面介绍了安装施工技术及流程,提出质量控制措施,提高了钢塔安装精度及施工质量。

耐候钢-混凝土组合结构加劲梁悬索桥的技术创新

怀来县官厅水库特大桥是北京冬奥会的配套工程,全国首座采用免涂装耐候钢的组合结构加劲梁悬索桥,720 m主跨为我国北方地区最大跨度桥梁。采用钢-混组合结构作为悬索桥的加劲梁,可从根本上解决钢桥面板开裂、桥面铺装病害等问题,同时大幅降低运营维护费用;免涂装耐候钢,具有经济、环保的特点,但国内缺少大规模成功应用的工程范例,也没有免涂装耐候钢桥设计及施工标准。结合大桥建设的条件和要求,对大跨度悬索桥钢-混组合结构加劲梁、高性能耐候钢轧制及焊接、耐候钢桥梁锈层稳定化及制造架设等三大难题开展了技术研究。研究结果表明:钢-混组合梁采用密横梁结构,设置2道次纵梁作为下稳定板,外侧设置风嘴,颤振临界风速达到51.5 m/s,钢-混组合结构加劲梁与抗风措施对千米级悬索桥具有较好的疲劳受力性能和经济适用性;耐候桥梁钢采用“微合金化、热机械轧制”生产工艺,研制的配套焊材与焊接方法具有“耐候性、高韧性”特点,焊缝耐候指数大于6.2,实现了钢结构桥梁低碳建造、绿色环保;采用免涂装耐候钢,与“普通钢材+涂装”相比,全寿命周期成本降低约55%;耐候桥梁钢采用加速锈层稳定化工艺,以及钢-混组合结构加劲梁架设方法,满足了大跨度悬索桥建设与运营的要求。

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。

小宽高比钢桁架悬索桥颤振稳定气动措施的试验研究

以某主跨730m、宽高比小于4的钢桁架加劲梁悬索桥为研究对象,通过风洞试验考察了上中央稳定板、下中央稳定板、下横梁稳定板、导流板、双中央稳定板、双下稳定板等气动措施对主梁颤振临界风速的影响。结果表明:选取一定的尺寸(或角度),上中央稳定板能大幅提高0°和3°迎角下的颤振临界风速;下中央稳定板能大幅提高0°和-3°迎角下的颤振临界风速;下横梁稳定板对颤振临界风速的影响较小;主梁两侧栏杆上的稳定板能在一定程度上提高颤振临界风速;在桥面上下同时安装中央稳定板对于各个迎角均能大幅提高颤振临界风速;在下横梁上布置双稳定板,能在一定程度上提高0°和-3°迎角下的颤振临界风速,但同时降低3°迎角下的颤振临界风速。

贵黄高速阳宝山大桥超宽钢桁梁设计

贵黄高速阳宝山大桥主桥为单跨650 m钢桁梁悬索桥,桥面全宽36.6 m。通过对比分析山区建设条件下悬索桥不同梁型的优、缺点,加劲梁采用板桁结合钢桁梁,主桁中心桁高5.5 m,中心桁宽36 m,全桥共分为57个吊装节段;钢桁梁纵断面线形采用景观效果好、便于杆件制造的对称凸形圆曲线;根据剪力分布规律,主横桁腹杆采用对称W形布置;钢桥面板对接焊缝及下方纵梁均设置在轮迹横向分布频率最低的位置;销接式吊索锚板选择传力明确、便于焊接的外置式连接形式;结合该桥风洞试验研究结果,全桥布置3道永久下稳定板,跨中130 m范围布置临时上中央稳定板,以解决施工和成桥阶段加劲梁的颤振稳定性问题。

干热河谷区大跨度钢桁梁悬索桥颤振性能研究

针对某跨越干热河谷区深大峡谷的千米级钢桁梁悬索桥,通过节段模型风洞试验对其颤振性能进行了研究,确保了结构的颤振稳定性。首先,采用ANSYS软件对桥梁结构的动力特性进行了计算分析。然后,设计了相应的试验模型,并分析了竖弯阻尼比和扭转阻尼比对桥梁颤振性能的影响。最后,提出了一种气动优化措施使桥梁的颤振稳定性满足要求。研究结果表明:该钢桁梁悬索桥的颤振形态以扭转振动为主,因此,扭转阻尼比的改变对其颤振性能的影响将明显大于竖弯阻尼比;大风攻角来流下桥梁的颤振临界风速将会降低,如果封闭桥面系的中央开槽并在其下侧设置竖向中央稳定板,可以使该悬索桥的颤振临界风速满足颤振检验风速的要求。

珠江黄埔大桥悬索桥钢箱梁焊接技术研究

为了探索大跨度悬索桥钢箱梁的焊接技术,采用试验和理论研究的方法对珠江黄埔大桥南汊桥钢箱梁制造的焊接材料选择、预热温度确定、焊接工艺制定、焊接变形控制、焊缝检验进行了分析研究,并对重点部位的焊缝提出了相应的工艺措施。实践证明所采用的焊接技术措施在该桥的制造中是切实可行的,确保了该桥的生产制造。将合理的焊接技术成功应用于珠江黄埔大桥南汊桥的制造,可供同类桥梁钢结构焊接制造借鉴。

自锚悬索桥钢箱梁膺架吊装施工技术

江心洲右汊大桥设计为独塔自锚式悬索桥,其主桥采用钢箱梁,通过对钢箱梁膺架吊装施工技术的运用实践,分析了膺架结构的工艺特点及吊装施工安全质量控制要求,对整体施工的组织安排进行了阐述。

大跨度钢桁梁悬索桥颤振稳定措施试验研究

为了研究不同颤振稳定措施对大跨度钢桁梁悬索桥颤振性能的影响,以赤水河大桥(大跨度钢桁梁悬索桥)为研究背景,通过节段模型风洞试验,分别研究了封闭中央开槽、设置上下中央稳定板三种稳定措施在单独设置以及联合使用时对主梁颤振临界风速的影响,并考察了颤振临界风速增长率随封槽板及稳定板封隔率和高度参数的变化规律,最后通过1:100全桥气弹模型试验验证了节段模型试验结果的可靠性。结果表明:封闭中央开槽能够在一定程度上改善钢桁梁的颤振稳定性能;单独设置上中央稳定板时,主梁颤振临界风速随着上稳定板高度的增加成非线性变化,并存在一个敏感区间;上稳定板的封隔率对其制振效果影响十分显著;多种稳定措施联合使用的制振效果明显优于单一稳定措施;单独设置和联合使用其他稳定措施时,上中央稳定板的制振效果比下中央稳定板好;封槽板以及上稳定板的封隔率均对颤振临界风速具有一定的影响。

自锚式悬索桥钢箱梁膺架吊装施工技术

通过对自锚式悬索桥钢箱梁膺架吊装施工技术的运用实践,分析了膺架结构的工艺特点及相应吊装施工在安全质量控制上的技术要求,同时对该桥整体施工的组织安排进行了阐述。

边箱钢-混叠合梁颤振性能及气动措施研究

为了研究边箱钢-混叠合梁悬索桥的颤振性能,以某大跨度悬索桥为背景,通过一系列节段模型风洞试验,研究了边箱钢-混叠合梁悬索桥的颤振形态及特性,并详细分析了上、下中央稳定板、水平导流板、裙板、锐化风嘴等气动措施对其颤振性能的影响。结果表明:边箱钢-混叠合梁颤振呈现以扭转为主、单一频率振动的弯扭耦合振动特征,即出现软颤振现象,且振动频率与系统扭转频率相近;通过气动优化研究发现,对于边箱钢-混叠合梁,中央稳定板对于提高其颤振临界风速的作用有限,而水平导流板与裙板组合气动措施的作用效果明显,可显著提高其颤振临界风速。此外,锐化风嘴亦可改善边箱钢-混叠合梁颤振性能。

坝陵河大桥钢桁加劲梁合龙关键技术

为保证坝陵河大桥钢桁加劲梁架设的顺利进行,针对合龙过程中可能出现的竖向、横向、扭转偏差及跨中合龙段合龙口长度偏小,上、下弦合龙口长度偏差不同等难点,对合龙口特征、参数敏感性、各种偏差调整措施及合龙方案进行了研究。研究结果表明,采用在两桥塔处对梁端进行牵引措施可较好解决合龙口纵向长度不配匹的难点,保证钢桁梁合龙杆件安装顺利实施;采用合龙段前端吊索暂不安装并辅以临时吊索的措施,可有效解决上、下弦合龙口偏差问题,同时也可作为钢桁梁横向、扭转偏差的调整措施。

银川滨河黄河大桥主桥设计

银川滨河黄河大桥主桥采用三塔双索面结合梁自锚式悬索桥,跨径布置为(88+218+218+88)m。加劲梁为钢-混凝土结合梁,钢梁采用双主纵梁梁格体系,桥面板采用钢筋混凝土结构,钢梁与桥面板之间利用剪力钉连接。桥塔采用钢筋混凝土结构,中、边桥塔横桥向均为H形,顺桥向均为单柱形。桥塔下设分离式矩形承台,钻孔灌注桩基础。全桥设置2根主缆,主缆采用锌铝合金镀层钢丝,并使用缠包带防腐。吊索采用竖直形式,每个吊点设2根吊索。结构设置双向阻尼装置,其中横向为金属弹塑性阻尼器。桥梁造型设计紧密结合地域景观特色。该桥采用黄河主槽内桥梁全顶推施工核心技术,钢梁采用步履式顶推就位,然后铺设预制混凝土桥面板并浇筑湿接缝,最后进行结构体系转换。

某公路钢桁梁悬索桥拆除施工关键技术

某公路大桥为主跨240m的钢桁梁悬索桥,该桥运营多年后出现了钢桁梁杆件变形、锈蚀等病害,需要进行拆除。为确保拆除施工安全可控,拟定4种不同的拆除施工方案,采用有限元软件对不同拆除方案进行仿真计算,确定采用从跨中向桥塔方向拆除桥面系和钢桁梁,桥面板分为5块从最外侧向内拆除。拆除施工控制过程中,采取索鞍位置校正和跨中加载等施工控制措施,以确保该桥顺利拆除。拆除监测结果表明,拆除施工过程变形和应力的实测值与计算值吻合,桥梁变形和应力均在容许范围内,拆除施工安全可控。

钢-混叠合窄梁驰振稳定性及抑振措施研究

为提高钢-混叠合窄梁的抗风性能,以山区大跨窄梁悬索桥——紫坪铺特大桥为背景,采用节段模型风洞试验对其加劲梁气动稳定性及其抑振措施进行研究。风洞试验观察到加劲梁原始断面在负攻角下会发生驰振发散,基于此,采用节段模型动力试验对比了调整检修道位置、调整防撞护栏透风率、设置下稳定板、设置水平导流板等气动措施的驰振抑振效果,并进一步通过节段模型静力试验进行检验。结果表明:检修道置于梁底的驰振抑振效果略好于置于桥面边缘;不同程度封闭防撞护栏或采用下稳定板反而会使结构的气动性能劣化;采用增设水平导流板及下移检修道的组合气动优化措施可大幅提高驰振临界风速,明显改善气动性能。

张家界澧水特大桥钢桁梁制作工艺

钢桁梁制作流程为:钢板预处理、数控切割下料、板片边缘机加工、板单元制作、杆件制作(含划线、钻孔)、平面及立体试拼装、涂装、栓合发运、桥位吊装连接。板单元、杆件、试拼装全部在工厂内制作完成,运输至桥位后,单个杆件或片体依次吊装组成钢桁梁节段。

自锚悬索桥钢箱梁膺架施工技术

江心洲右汊大桥设计为独塔自锚式悬索桥,其主桥采用钢箱梁,通过对钢箱梁膺架吊装施工技术的运用实践,分析了膺架结构的工艺特点及相应施工安全质量控制上的技术要求,对整体施工的组织安排进行了阐述。