三跨无背索斜拉桥的动力特性分析

湖南路大桥主桥为一座斜塔无背索斜拉桥,跨径组合为30 m+92 m+30 m,全长152 m。建立该桥空间有限元动力分析模型,重点研究该桥的自振频率和振型特征。通过与一座同类型方案桥的对比,总结出该桥动力特性及结构体系的主要特点,为后续同类桥梁的设计和相关研究提供借鉴。     

洞庭湖主跨406m三塔铁路斜拉桥设计关键技术

蒙华铁路洞庭湖特大桥为(99+140+406+406+140+99)m三塔斜拉桥。为提高该桥的竖向刚度、改善结构受力,采用了设置中塔稳定索的措施。中塔稳定索布置于中塔塔顶与边塔桥面横梁上方的塔柱上,设置双索面,每个索面2根索并行排列。主梁采用竖向刚度较大的新型钢箱-钢桁组合结构。增大尺度的钢桁梁下弦杆与铁路正交异性钢桥面板系统形成分离边箱的边主梁结构,华伦式桁架置于其上。主梁施工分为2个主要阶段,钢箱部分先行成桥承担桥梁主要荷载(恒载),钢桁梁仅承受二期恒载与活载。应用板桁组合结构新型主梁与中塔稳定索的结构措施后,该桥取得了较好的静、动力性能。     

基于遗传算法的钢斜拉桥成桥索力优化

依托某钢箱梁斜拉桥(50+96+192+70) m,讨论其合理成桥状态的确定原则和初始成桥索力计算方法,再结合弯曲能量最小法和应力判别法,提出一种基于多目标线性规划遗传算法的索力优化方法。以能量法确定的初始成桥索力作为遗传算法初始种群,引入索力均匀系数和能量变化系数作为遗传算法目标函数。编制Matlab遗传算法规划程序,利用Midas/Civil模型得到的相关索力影响矩阵等作为程序读入数据,进行多目标线性规划下的合理成桥索力优化计算,避免了以往单一优化方法的不理想结果。     

斜拉桥悬浇梁挂篮施工变更设计与结构分析

某跨径为131 m+300 m+131 m的双塔双索面斜拉桥，结构整体为半飘浮体系，主梁采用预应力混凝土梁单箱三室箱形断面，主塔采用钻石形混凝土塔，斜拉索采用空间扇形密索体系。主桥悬浇梁原设计采用前支点挂篮施工方案，考虑斜拉索张拉次数、挂篮施工工艺和桥址台风等因素影响，变更为后支点挂篮施工，以简化施工工序，缩短施工周期。介绍了该斜拉桥的主桥施工方案变更设计和结构计算分析，期望能为类似工程提供借鉴。     

南宁英华大桥主桥设计

南宁英华大桥为45 m+410 m+45 m单主缆钢箱梁悬索桥。该桥设置单主缆,主缆采用预制平行高强钢丝索股结构。全桥共布置40对吊索,均采用预制平行钢丝束。主索鞍采用全铸造结构,塔顶设有格栅底座。该桥采用散索套散开主缆,通过结构优化,有效解决了采用传统散索套所带来的索股不稳定及难以架设的技术难题。主缆锚固采用钢拉杆锚固系统,锚固方式为无粘接后锚承压式。主塔为曲面桥塔,采用文物"羊角钮编钟"作为造型元素,下塔柱为预应力混凝土结构,上塔柱为钢结构。主梁采用扁平流线型钢箱梁,全宽37.7 m,中心高3.5 m。锚碇均为重力式锚碇,由于本桥为单主缆结构,因此两岸均只在引桥正下方设1个锚碇。     

主跨468m铁路钢箱混合梁斜拉桥设计

宁波铁路枢纽北环线甬江特大桥采用半飘浮结构体系钢箱混合梁斜拉桥,孔跨为(53+50+50+66+468+66+50+50+53)m。钢-混分界点位于主梁中跨距桥塔24.5m处,除中跨419m采用钢箱梁外,其余均采用混凝土箱梁;桥塔采用钻石形混凝土结构,塔高177.91m,上塔柱设内置式钢锚箱;斜拉索采用7mm的镀锌平行钢丝拉索,空间双索面扇形布置;基础采用超长、大直径群桩基础。混凝土梁采用支架逐孔现浇施工,钢箱梁采用节段吊装。设计针对铁路活载大、刚度要求高的特点,确定了合理成桥状态,并进行结构静力分析、抗震及抗风研究、车-桥及风-车-桥耦合振动分析,验证了结构的安全性和舒适性。     

贵州凯峡河特大桥总体设计

贵州凯峡河特大桥为(180+230) m不对称半飘浮体系独塔结合梁斜拉桥,桥梁依次跨越凯峡河河谷和U形溶蚀槽谷。主梁采用双边“上”字形钢主梁与混凝土桥面板组成的结合梁,全宽30 m,桥面板采用C55高性能混凝土。桥塔采用“人”字形结构,塔高117 m。斜拉索采用环氧喷涂钢绞线成品索,按空间双索面扇形布置,单个索面布置18对,全桥共72根斜拉索。索塔锚固采用钢锚梁;索梁锚固采用锚拉板,为适应空间索面斜拉索锚固,锚拉板与钢主梁腹板采用小角度弯折焊接。桥塔采用爬模法施工,钢主梁采用桥面吊机悬拼。分别采用有限元软件MIDAS Civil和MIDAS FEA对斜拉桥进行总体和局部计算,结果表明该桥各项指标均满足规范要求。     

重庆南纪门长江大桥主桥总体设计

重庆南纪门长江大桥为轨道专用桥,该桥主桥采用(34.5+180.5+480+215.5+94.5)m的高低塔双索面斜拉桥,半飘浮体系。主梁采用PK断面钢箱叠合梁,箱梁总宽23.6m,梁高3.3m。桥塔采用门形混凝土结构,北塔总高158m、南塔总高227m,基础为哑铃形承台接群桩基础。斜拉索采用1 860MPa高强平行钢丝,索塔锚固采用环向预应力,索梁锚固采用锚拉板。辅助墩及交接墩均采用板式桥墩。主梁采用悬拼施工,跨越南滨路及南滨国际段主梁化整为零分块拼装。为使桥位周边综合噪声满足环评标准,采取轨道设置钢弹簧浮置板减振道床+噪音敏感段设置全封闭声屏障+进出站车速控制在50km/h以内的减振降噪组合措施。     

柳州白沙大桥主桥设计

柳州白沙大桥主桥为主跨2×200m的单塔双索面斜拉桥,刚构体系。主梁采用正交异性钢桥面板流线型扁平钢箱梁,梁高4m、宽38m。桥塔采用钢结构空间Q形塔,塔高108m,为反对称结构。桥塔塔底通过剪力钉和PBL剪力键与混凝土塔座及承台锚固。全桥共布置60根斜拉索,按空间双索面布置,梁上索距12m、塔上索距3m。斜拉索锚固,塔端采用钢锚箱方式,梁端采用锚拉板方式。边墩采用花瓶形框架式桥墩,桥塔墩与边墩均采用分离式矩形承台、钻孔灌注桩基础。为控制成桥线形,并保证施工期间的通航,该桥主梁采用顶推法架设。采用空间有限元程序MIDAS Civil对该桥进行结构静力计算,计算结果显现出成桥阶段主梁横弯、运营阶段主梁刚度偏小的反对称结构受力特性。     

平潭海峡公铁两用大桥主桥整节段全焊钢桁梁设计

平潭海峡公铁两用大桥元洪航道主桥采用(132+196+532+196+132)m钢桁梁斜拉桥。斜拉桥主梁为带副桁的板桁结合钢桁梁结构,双层桥面布置,上层为6车道高速公路,下层为双线铁路。3号桥塔与主梁间设纵向固定支座,4号桥塔与主梁间设纵向阻尼器。主桁采用N形桁式,桁高13.5m,桁宽15m,标准节间长度14m;副桁架上弦杆顶板中心线间距35.7m。有索区公路桥面及铁路桥面采用密横梁支撑正交异性整体钢桥面结构;无索区公路桥面采用密横梁支撑混凝土桥面结构。在铁路桥面系压重区设封闭钢箱,箱内采用素混凝土集中压重。桥墩处主桁架的竖杆上设置板式桥门架。梁端锚固采用锚拉板结构。该桥采用两节间大节段全焊制造及吊装,最大吊重1 250t,双悬臂架设。     

杭绍台铁路椒江特大桥主桥设计

杭绍台铁路椒江特大桥主桥采用(84+156+480+156+84)m双塔双索面4线高速铁路钢桁梁斜拉桥,纵向为半飘浮体系。钢桁梁采用2片主桁、N形桁式;桥面采用正交异性钢桥面板,与主桁下弦杆结合。桥塔采用H形钢筋混凝土结构,塔高190m,其下设置圆端形承台+钻孔灌注桩群桩基础。全桥共布置120根斜拉索,斜拉索采用标准抗拉强度为1 860MPa的锌铝合金镀层平行钢丝索。斜拉索梁端锚固采用锚拉板形式;塔端锚固在塔壁内侧的齿块上,并在塔壁内布置环向预应力束。在主通航孔两侧的塔墩设置主动防撞设施,同时在2个塔墩及杭州侧辅助墩处设置被动防船撞设施。对该桥抗风、风-车-桥系统空间耦合振动、抗震性能进行研究,结果表明各项性能均满足规范要求。该桥主桁采用大节段预制,浮运吊装,边跨顶推、中跨悬臂拼装的方案施工。     

曹妃甸通港互通立交无背索斜拉桥设计

唐曹高速公路通港互通立交为一座独塔单索面无背索斜拉桥,桥梁全长120 m,跨径组合(47+73)m,全宽34 m,主梁、塔、墩均采用全混凝土结构。针对该桥特点,其设计在结构处理方面与以往无背索斜拉桥均不同,首次采用塔梁分离,梁墩固结结构形式,并且主梁结构采用分幅式箱梁,受力简单,施工方便,避免了整体式宽桥的一些弊病。介绍该桥结构处理及受力特点,并介绍其结构计算。     

武汉西四环汉江特大桥总体设计

湖北省武汉市西四环线汉江特大桥主桥为(77+100+360+100+77)m双塔双索面半飘浮体系预应力混凝土斜拉桥,引桥为3×65m预应力混凝土现浇连续箱梁桥。主桥桥塔采用H形结构,两桥塔塔高分别为130.1m和126.1m;主梁采用双边箱PK断面,整幅宽43.6m,按全预应力构件设计;斜拉索采用热镀锌钢绞线,按双索面扇形布置,每个塔柱布置28对斜拉索,全桥共224根;索塔锚固采用改进的紧凑型钢锚梁,并在索导管出口附近设预应力钢棒进行斜拉索锚下局部防裂。分别采用MIDAS Civil和ANSYS对主桥进行总体和局部计算,结果表明结构各项指标均满足规范要求。     

曲线形独塔无背索斜拉桥施工控制关键技术

漳州市双鱼岛内环北路桥为跨径(110+25)m的曲线形独塔无背索斜拉桥,采用塔梁墩固结体系,主梁采用钢-混凝土混合梁结构。该桥采用先梁后塔、塔索同步的总体施工方案,为保证成桥后的内力和线形满足设计要求,采用无应力状态控制法对该桥进行施工控制。在该桥施工控制中,通过设置预拱度控制主梁线形;通过设置纵向预偏量和预抛高控制桥塔线形;采用割线法进行索导管倾角修正;通过张拉索力和2次放索控制桥塔内力,斜拉索一次张拉到位;采用"减小张拉索力+调整螺母位置"的方法解决斜拉索的"超长"问题;通过2次放索将张拉索力调整到成桥索力,采用迭代法计算放索之前的目标索力。内环北路桥已建成,成桥后的桥梁线形和内力均符合设计要求。     

无背索部分斜拉桥斜拉索张拉施工方案分析

为确定无背索部分斜拉桥斜拉索的合理张拉施工方案,以溱水路大桥为例,对该桥斜拉索一次张拉和分级三次张拉的施工方案进行研究.应用MIDAS Civil有限元软件建立该桥空间有限元计算模型,采用数值仿真方法研究斜拉索一次张拉和分级三次张拉对该桥结构力学行为的影响,探讨斜拉索分级张拉施工的合理性,并基于影响矩阵法进行成桥索力调整.结果表明:该桥分级三次张拉斜拉索的施工方案较为有利,且施工可行,成桥后可采用影响矩阵法进行索力调整,仅需较少次数索力调整即可达到索力设计目标,可避免反复进行斜拉索张拉调整的繁琐施工工序.     

低塔混合梁斜拉桥合理成桥状态分析与参数优化

榕江大桥为(60+70)m+380 m+(70+60)m的双塔混合梁斜拉桥,桥面以上塔高与主跨的比为0.13,接近矮塔斜拉桥,利用有限元计算程序对其进行了合理成桥状态优化和静力计算,结果表明:榕江大桥的受力特性与常规斜拉桥基本相同;并对斜拉索强度、主梁索距、辅助墩位置和桥塔壁厚进行了参数分析,提出了若干设计建议。     

基于物联网的南沙大桥坭洲水道桥主缆架设技术

南沙大桥坭洲水道桥为(658+1688+522)m双跨钢箱梁悬索桥,主缆采用预制平行钢丝索股(PPWS)法架设.结合主缆及索股特点,通过优化牵引系统布置和改进快拆悬挂装置、背索后锚头快拆式拽拉器、自锁紧式握索器等索股架设装置,提高了索股架设工效及质量.基于物联网技术,研发了包含索股牵引实时监控系统及索股调整实时监测计算...     

新建安九铁路长江大桥主航道桥设计

新建安庆至九江铁路长江大桥主航道桥采用(2×50+224+672+174+3×50)m双塔钢箱混合梁交叉索斜拉桥,半飘浮体系。该桥主梁主跨及辅助跨采用钢箱梁,总长1 056m;边跨及次边跨采用预应力混凝土箱梁,总长264m;钢-混结合段均设在辅助跨内。桥塔采用H形混凝土结构,塔高252m,上塔柱设内嵌式钢锚箱。全桥共设152对斜拉索,斜拉索采用7mm的镀锌铝合金平行钢丝,按平行双索面扇形布置,主跨跨中72m范围内斜拉索交叉设置。桥塔基础采用45根3.0m的钻孔灌注桩;边墩及辅助墩采用n形空心截面框架墩,3.0m和2.5m钻孔灌注桩基础。预应力混凝土箱梁采用支架逐孔现浇施工;钢箱梁九江侧174m辅助跨采用顶推施工,其余部分采用节段吊装施工。结构静、动力分析结果表明该桥受力、变形及运营安全、舒适性均满足规范要求。     

坦桑尼亚基甘博尼大桥设计

坦桑尼亚基甘博尼大桥主桥为双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为(40+60+200+60+40)m,主梁采用预应力混凝土单箱三室闭合截面,桥塔为单柱式空心八边形截面,塔高55m,桥塔墩为矩形空心薄壁墩,塔梁固结、塔墩分离。该桥斜拉索采用80~160股平行钢绞线,设计最大拉力13 910kN;主梁斜拉索锚固处设置施加预应力的横向肋板;索塔锚固区采用双J形环向预应力;边墩及辅助墩支座采用独特的大吨位拉压支座;边墩及辅助墩承台采用空心框架结构。采用桥梁结构设计系统SCDS2011进行结构计算分析,结果表明结构受力性能均满足规范要求。     

越南富美斜拉桥的设计审查

越南富美桥为一座(162.5+380+162.5)m的混凝土斜拉桥,主梁为现浇钢筋混凝土π形梁,梁高较小(2.001～2.305m),索距较大(10m),横梁和梁上拉索锚头预制,边主梁和桥面板现浇,主梁与锚墩固结。采用1套挂篮进行主梁施工,建造工期约30个月。介绍该桥设计及审查所采用的规范、斜拉桥的结构布置及审查过程中的计算分析和验算细节,包括:有限元模型及整体分析,非线性施工过程分析,地震反应分析,船撞分析,拉索破坏、疲劳及换索分析,空气动力分析,活载效应以及环境因素。