沪通长江大桥直径7mm 2000MPa级钢丝试验研究

沪通长江大桥主航道桥采用斜拉桥结构,斜拉索采用平行钢丝方案。为减小拉索迎风面积、减少重量,首次设计采用直径7mm 2 000 MPa平行钢丝斜拉索。对钢丝的关键技术指标进行了分析研究,提出了《沪通长江大桥用2 000MPa级平行钢丝斜拉索技术条件》,并对200t试制成品钢丝开展了性能试验,以保证斜拉索良好的力学性和耐久性,根据试制试验结果对2000 MPa钢丝抗拉强度计算公式的加工硬化率进行了拟合。试验结果表明,钢丝抗拉强度不低于2 000 MPa;扭转次数不小于12次;疲劳性能、锌铝合金镀层钢丝的镀层质量和均匀性等关键指标良好,满足规范和技术条件要求,综合合格率达到95.5%,可用于工程建设。     

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16 000 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2 000 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、2 000 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2 000 MPa级平行钢丝斜拉索的首次应用。     

义阳大桥斜拉索施工技术研究

义阳大桥主桥为(105+140)m独塔单索面斜拉桥，采用“义”字形索塔。全桥共19根斜拉索，采用1 670 MPa、?7 mm平行钢丝斜拉索，最大索长145.96 m,最大索重9.27 t。为了解决索塔造型独特、塔内空间狭小、拉索重量大、导管与锚头间隙小等施工难题，对施工工艺进行优化，合理配置安装机具设备。确定采用“先塔后梁”、塔端软牵引、梁端软硬组合牵引压锚的挂索工艺；斜拉索安装过程中，配置塔顶门吊、施工挂篮、牵引及张拉系统等设备设施，桥梁斜拉索施工最终顺利完成且缩短了施工工期，可以为同类工程施工提供一定的参考和经验。     

矮塔斜拉桥塔高优化

本文以主梁弯曲应变能最小及塔高最小为目标函数 ,建立了矮塔斜拉桥塔高优化模型 ,探讨了通过调整拉索初张力优化 (降低 )矮塔斜拉桥塔高的可行性。本文以一矮塔斜拉桥为背景 ,分析了独塔两跨矮塔斜拉桥塔高变化时调整拉索初张力的效果 ,对进一步认识矮塔斜拉桥的结构性能及同类桥梁的塔高优化设计有一定的参考意义     

平行钢丝拉索Daniel效应分析

为了研究平行钢丝拉索丹尼尔效应随钢丝数的变化规律,以85Φ5 mm钢丝拉索索力仿真计算为例,采用蒙特卡罗法分析了不同钢丝数目平行钢丝索的丹尼尔效应。应用Matlab软件生成钢丝抗拉强度随机样本,引入矩阵计算简化分析过程。通过回归分析得出拉索丹尼尔效应计算的计算式。研究结果表明,拉索钢丝抗拉强度的平均值、标准差及衰减因子随钢丝数增加而减小,其衰减规律服从多项式分布;当钢丝数在10~50之间时,拉索丹尼尔效应十分显著;当钢丝数在50~100之间时,丹尼尔效应逐渐减弱;当钢丝数大于100以后,随着拉索钢丝数的增加,钢丝的平均抗拉强度衰减缓慢,拉索丹尼尔效应趋于稳定。     

基于概率密度演化的斜拉索多级变幅时变疲劳可靠度分析

拉索是斜拉桥的主要受力构件,在车辆、风等交变荷载作用下易发生多级变幅疲劳损伤,而经典可靠度方法预测多级变幅时变疲劳可靠度难度大且计算效率低。针对这一问题,提出一种高效的多级变幅斜拉索时变疲劳可靠度预测方法。基于Miner累积损伤理论,建立同时考虑荷载和材料随机性的变幅疲劳损伤概率演化模型;构建应力幅出现频率指标,解决多级变幅疲劳损伤演化过程中偏微分方程难以确定问题,通过概率密度演化方法精确计算多级变幅时变疲劳可靠度,并采用五级变幅材料试验数据和某桥梁斜拉索的模拟数据验证所提方法的可行性。结果表明:所提方法的计算效率远高于蒙特卡洛方法;在小概率失效时,其计算精度高于蒙特卡洛方法。     

高速铁路无砟轨道混合结合梁斜拉桥设计研究

广湛铁路东平水道主桥采用(67.5+60+60+350+60+60+67.5) m双塔双索面混合组合梁斜拉桥，半漂浮结构体系。主梁采用混合主梁；桥塔采用带弧A形桥塔，塔高分别为149,147 m;全桥共布置144根斜拉索，斜拉索采用锌铝合金涂层平行钢丝拉索。东平水道主桥受力合理，提升了钢-混凝土混合梁斜拉桥在高铁无砟轨道桥梁中的适用跨度。边跨采用混凝土梁提高结构刚度改善梁端转角；中跨采用开口钢箱梁及预制桥面板的结合梁，节省用钢量，且结构刚度较大。对该桥抗风、风-车-桥系统空间耦合振动、无砟轨道适应性、抗震性能进行研究，结果表明，各项性能均满足规范要求，能够满足高速铁路无砟轨道对结构安全性和行车舒适性的要求。提出复杂建设条件下高速铁路无砟轨道混合结合梁斜拉桥的施工工法，能有效提高施工质量、缩短建设工期。     

主跨532m混合梁斜拉桥总体设计

广佛江珠城际铁路西江特大桥主桥为(50+60+60+60+532+60+60+60+50)m的钢箱混凝土混合梁斜拉桥,结构采用半漂浮体系,主梁和桥塔之间设置阻尼器。钢混结合段位置位于主梁中跨距桥塔20 m处,即主跨492 m采用钢箱梁,其余主桥范围均采用单箱三室混凝土梁;桥塔采用花瓶形混凝土结构,塔总高187 m,上塔柱设钢锚箱锚固斜拉索;斜拉索采用1 670 MPa的平行钢丝,双索面扇形布置,最长拉索299.5 m;基础采用大直径群桩基础。混凝土梁采用悬臂对称施工,节省了大临工程的设置;钢箱梁采用节段吊装施工法;边墩及辅助墩均采用圆端形空心桥墩。本桥的设计丰富了铁路斜拉桥的形式,有利于混合梁斜拉桥在铁路桥梁中的推广及应用。     

刚性索风致振动及制振措施的研究

介绍针对大里营斜拉桥刚性斜拉索所进行的气动弹性模型风洞试验研究。结果表明，带圆弧形截面的拉索对涡激振有较好的抑制作用．也能较全面地改善对拉索的抗风性能。     

软轴在火车上的应用

传动软轴通常由中间一根芯线钢丝，外面几层钢丝交替绕制而成。每层有4～12根钢丝，相邻2层钢丝绕制方向相反。软轴成品区分左右旋向，适用电机不同旋转方向需要和保证软轴寿命。     

斜独塔斜拉桥塔倾斜度对主塔和拉索的影响研究

运用大型通用有限元软件ANSYS建立模型,对不同的斜拉桥塔倾斜度情况进行计算,得出其对主塔和拉索的影响．结果表明,塔根弯矩有随主塔倾角的增加而增大的趋势,塔顶水平位移接近线性增大,斜拉索最大应力随主塔倾角的增加而线性增大。     

车辆超载对矮塔斜拉桥可靠度影响分析

研究目的:由于我国现代化工业建设的快速发展,致使运营车辆超载现象成为常态。超载问题将会直接造成在役桥梁的损伤,削弱结构的耐久性能,致使桥梁承载潜力降低,甚至危及安全运营。本文以一实际矮塔斜拉桥为工程背景,以大型有限元分析软件MIDAS/CIVIL为分析为手段,以疲劳可靠度理论为基础,对车辆超载工况下矮塔斜拉桥的受力影响进行有限元模拟分析,研究车辆超载对斜拉索疲劳可靠度的影响。研究结论:(1)通过有限元计算不同荷载工况下拉索的应力幅值和疲劳可靠度值,可知在120 t活载作用下,其拉索的疲劳可靠度降到了0.8左右。(2)设计单位应充分认识重车以及超载车辆对桥梁结构影响的重要性,从设计阶段就考虑超载车辆对桥梁结构的影响,以提高桥梁结构的安全性以及使用寿命。     

斜拉桥主梁损伤对车激索力响应的影响研究

以斜拉桥的损伤识别为目的,提出了一种索力比指标,研究了斜拉桥在车辆荷载激励下,主梁发生损伤时斜拉索索力比指标的变化规律。以实验室独塔斜拉桥试验模型为研究对象,基于ANSYS建立其空间板壳有限元模型,以单元刚度的折减模拟主梁损伤,对主梁在不同位置损伤、不同程度损伤两类工况下,车辆荷载激励下斜拉索的索力比指标变化进行了数值仿真。结果表明:车辆荷载激励下,斜拉索的索力比指标与主梁的损伤位置和损伤程度存在一定的对应关系。为后续基于车辆荷载激励下的索力响应指标识别斜拉桥损伤方法的研究提供了重要的参考,具有一定的理论意义。     

大跨度斜拉桥柔性拉索施工技术

大跨度斜拉桥柔性拉索的施工技术是斜拉桥施工难点,准确的下料长度(即无应力索长)和合理的安装方法是保证斜拉桥结构受力符合设计的两个关键工序。本文推导了柔性拉索下料长度的一种新算法,阐述了吊点法安装柔性拉索的工艺,工程实践证明了新的计算方法和安装技术的优越性。     

波纹钢腹板矮塔斜拉桥结构静动力分析

通过建立有限元模型对波纹钢腹板矮塔斜拉桥以及钢筋混凝土梁矮塔斜拉桥进行了静动力性能分析,对比了两者在移动荷载作用下主梁内力、主梁挠度、主塔内力、拉索内力以及结构自振特性的区别。研究结果表明:矮塔斜拉桥结构整体受力性能接近于连续梁;将钢筋混凝土梁替换成波纹钢腹板后,矮塔斜拉桥主梁刚度降低,主梁承担的荷载效应减少,此部分荷载效应通过拉索传递到主塔结构上,因此整体结构受力特点由主梁依赖型向主梁拉索协同型转变。     

高速铁路斜拉桥上无缝线路纵向力研究

采用带刚臂的梁单元模拟桥梁,用非线性弹簧模拟线路纵向阻力,并采用相关文献试验结果进行验证。以该模型为基础,建立塔-索-轨-梁-墩-桩的斜拉桥整体空间有限元模型。以沪昆高速铁路某(32+80+112)m槽型截面单塔斜拉桥为例,对斜拉桥上无缝线路纵向力传递规律进行分析;计算纵向力对斜拉索和塔墩影响;探讨桥梁截面形式、线路纵向阻力模型、斜拉桥约束方式、主梁和拉索温度变化、风压以及钢轨伸缩调节器设置位置等设计参数对纵向力影响;提出相关取值建议。     

基于桥梁健康监测系统的斜拉索损伤识别

斜拉索是斜拉桥的重要受力构件。斜拉索的锈蚀、断丝等损伤必然导致索力、主梁线形及结构内力状态的改变,威胁结构的安全。在介绍目前国内外先进的索力及挠度监测方法之后,以一座独塔斜拉桥为例,采用拉索损伤敏感性分析方法,探讨基于主梁挠度及索力监测的斜拉索损伤识别方法的具体应用及其适用性。     

桥梁索体钢丝外加电流阴极保护机理试验研究

拉吊索在侵蚀环境作用下易受氯离子、氧气、水等物质的腐蚀作用，严重影响了缆索系统的耐久性。本文通过开展镀锌平行钢丝外加电流阴极保护（Impressed Current Cathodic Protection,ICCP）试验，研究外加电流对桥梁索体钢丝的阴极保护效果，根据钢丝在侵蚀过程中的微观损伤演化以及腐蚀速率、抗拉强度、延伸率、瞬断电位、开路电位、极化曲线、疲劳性能等力学性能指标的变化规律，从而确定ICCP电压的施加范围。结果表明：随着保护电压的负向偏移，ICCP的保护效果更佳，当保护电压位于-1.3 V时对延缓钢丝腐蚀的效果最好，腐蚀速率最低，抗拉强度、延伸率和疲劳寿命的损失率最低，且延性得到显著提升。     

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥总体设计

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥为主跨588 m的非对称矮塔斜拉桥,大桥具有跨度大、荷载大、主塔矮等技术特点。研究采用强箱弱桁组合结构主梁、2 000 MPa高强度平行钢丝斜拉索、Q500qE高强钢材等新技术和新材料,解决塔矮、索平结构体系受力不合理的技术难题。研究并成功应用大型设置沉井基础,解决深水裸岩基施工困难的问题,开拓新型深水基础。从大桥的建设条件、总体布置、桥型方案、力学特征、技术创新等方面详细论述大桥的总体设计,为多功能合建桥梁设计提供借鉴。     

φ5mm碳素钢丝的疲劳性能

根据预应力混凝土碳紊钢丝的承载特点，测定了固定最小循环应力下应力范围对疲劳寿命的关系曲线。对疲劳强度的统计特性进行了分析，并验证了Miner法则。作者通过三种不同强度级别碳紊钢丝疲劳性能的比较，得出一些重要结论，这对选用以承受疲劳载荷为主的预应力混凝土的钢丝强度级别具有指导意义。此外，还通过扫描电镜对钢丝断口进行了分析，并对钢丝的裂纹萌生、扩展、断裂韧度及疲劳机理进行了探讨。