大跨度地锚式斜拉桥换索施工技术

郧县汉江大桥为(86+414+86)m地锚式预应力混凝土斜拉桥,每塔两侧各布置2×25根斜拉索。检测发现:斜拉索索力和设计理论状态误差较大,PE护套损伤,钢丝锈蚀严重,斜拉索系统属于四类部件。为确保桥梁结构的长期安全,结合该桥斜拉索体系病害情况,运用等强度换算原理,设计新斜拉索[采用镀锌平行钢丝、PES(HD)低应力全防腐索体、全防水结构等多项技术],替换全桥旧斜拉索。斜拉索更换顺序为病害斜拉索优先,单塔对称、双塔反对称,由长索到短索的原则进行更换。有限元结果表明,在整个换索过程中,斜拉索、主梁和桥塔结构变形、应力和强度验算均能满足规范要求。换索施工工序为旧索放张→旧索拆除→新索安装与张拉→索力调整。通过优化施工工艺,长索单塔换完后,2个点4根索同时更换,将换索工期降低到120d,极大地缩短了施工工期。     

基于敏感性分析与交通荷载控制法的斜拉桥拉索更换顺序研究

调研并总结了目前国内外部分斜拉桥的换索顺序,并利用有限元分析方法对某双塔双索面预应力混凝土斜拉桥较为常见的换索顺序进行了模拟分析,通过分析短索到长索逐根更换、双塔同侧索面对称拆4根、双塔不同侧索面反对称拆4根3种工况的索力增量及主梁线形的敏感性,并采用交通荷载控制法进行验证,得到偏于安全的换索顺序。     

赤壁长江公路大桥钢锚梁索塔锚固结构优化设计

赤壁长江公路大桥主桥为主跨720m的结合梁斜拉桥,9～29号斜拉索采用钢锚梁索塔锚固体系。钢锚梁与钢牛腿最初设计采用张拉后固结连接,设计分析发现后期更换斜拉索时施工复杂,断索时固结连接受力较大。优化设计为在钢锚梁底板增设顺桥向限位钢板,限位钢板与钢牛腿顶板侧面磨光顶紧,即张拉后顶紧式连接;钢锚梁与钢牛腿之间采用普通螺栓栓合。通过优化,换索时可直接对称放松旧索、更换新索、再对称张拉新索,断索后斜拉索水平力通过限位钢板以压力的形式传递至塔壁。采用有限元软件建立该桥索塔锚固区索力最大节段模型进行计算,得到优化方案塔壁在换索工况下不受力、在断索工况下外侧受拉,规避了原方案塔壁内侧受拉,在塔壁外侧配置适量预应力后,可满足受力要求。     

斜拉桥快速换索施工技术

重庆涪陵长江大桥1997年5月通车,运营15年后斜拉索出现病害,为最大程度地减小对交通的影响,需对全桥斜拉索进行快速更换。新斜拉索采用标准强度1770 M Pa、直径7 mm的平行钢丝索,规格与原斜拉索相同,并采用冷铸锚成品索,锚具体系的尺寸规格也与原锚具保持一致。为加快施工进度,专门研制具备快速和大行程特点的张拉设备。根据无应力状态法,斜拉索更换顺序制定为塔内从下往上更换,塔下的N27号飘浮索最后更换,换索施工工序为：旧索放张→旧索拆除→新索架设与张拉→全桥调索。     

犍为岷江大桥换索前后检测及荷载试验的比较与分析

桥梁实桥检测与荷载试验是评定桥梁结构耐久性、受力性能以及使用性能等的直接方法。犍为岷江大桥换索工程前后的两次检测与荷载试验分别对桥跨结构性能实施鉴定,也验证了换索工程成功地实现了恢复斜拉桥的承载与使用性能。从换索前后的静载试验结果对比,表明换索前索力异常,换索前的检测验证了斜拉索存在严重的病害,两次固有频率的测试结果表明斜拉索病害会明显导致结构固有频率值降低。     

大跨径斜拉桥换索工程实践

该文以一座7跨连续半漂浮体系混合式斜拉桥为实例,其主跨580 m,为扁平流线型钢箱梁,全桥共有斜拉索168根,斜拉索采用梁上销铰锚固,塔上单端张拉方式。在运营检查中发现斜拉索PE破损,为保证大桥的安全使用性能,必须对该索进行更换。该文对该桥换索的施工及监测等过程进行了阐述。     

塔梁固结体系斜拉桥索力温度效应分析与研究

对于大跨桥梁，尤其是缆索体系桥梁，温度作用造成的结构线形、索力和应力应变的变化显著，需要重视温度对结构自身的影响。以某塔梁固结体系斜拉桥为例，基于大桥温度和斜拉索索力监测数据，研究了温度对此类体系斜拉桥斜拉索索力的影响。通过温度变化和代表性斜拉索的索力的相关性分析，发现中跨代表性的3根索的索力均与温度变化呈负相关性。对比温度引起的实测索力变化与有限元计算结果，发现监测索力和有限元的计算结果趋势相同，表现为短索受温度的影响较大，中长索、长索受温度的影响相对较小。     

自锚式悬索与斜拉组合体系桥梁换索模型试验研究

以某独塔双索面自锚式悬索与斜拉组合体系桥梁为对象,建立换索试验模型,分析了自锚式悬索与斜拉组合体系桥梁在更换斜拉索过程中的力学行为、几何变形特征及结构的安全性.验证了换索工程的可行性.有针对性地指出了换索时应注意的问题,为实桥换索的实施提供必要的技术支持.     

独塔单索面混凝土斜拉桥换索技术研究

由于斜拉索的防护技术不尽完善,斜拉桥在运营若干年后,不可避免地会出现斜拉索腐蚀问题。为保证桥梁安全运营,国内外一些斜拉桥不得不进行换索。通过对一座独塔单索面斜拉桥的病害状况、成因分析、换索过程及换索效果进行阐述,以期为此类斜拉桥的换索提供技术支撑。     

卡尔曼滤波法在斜拉桥换索中的应用

由于斜拉索锈蚀、锚具松脱、混凝土的收缩徐变以及施工、养护等原因,许多20世纪修建的混凝土斜拉桥面临换索问题.以前的斜拉桥换索施工控制方法很难对斜拉桥索力及主梁标高进行有效的控制.笔者结合皎平渡斜拉桥换索工程,运用卡尔曼滤波法对斜拉桥换索进行施工控制,结果表明应用此法换索后的混凝土斜拉桥换索后总索力与设计合理总索力差2 926 kN,控制在3%以内,主梁标高与设计标高最大处差5 mm,满足桥梁施工控制的要求,换索后桥面线形有所优化.因此卡尔曼滤波法可用于混凝土斜拉桥换索工程的施工控制.     

斜拉桥换索工程设计探讨

拉索作为斜拉桥支承体系中最重要的构件,其耐久性直接影响桥梁的使用寿命,因此,拉索的可更换性尤为重要。笔者通过参与几座斜拉桥换索工程的工程实践,针对换索工程的特殊性,对斜拉桥换索工程设计过程的结构分析、拉索及锚具设计、施工要求、施工监控等方面进行了较为详尽地探讨和总结,认为斜拉桥换索宜遵循等强度、等索力、满足原构造的原则,同时应对锚具防腐防水进行多防线设计。相关结论可供类似工程的设计和施工作参考。     

独塔斜拉桥换索过程计算分析研究

建立独塔斜拉桥设计方案的全桥有限元模型,综合考虑主梁内力对成桥索力进行优化;计算施工阶段拉索初拉力.分析逐一卸除各拉索工况下拉索力和应力的变化及其极值;计算各换索工况下主梁和桥塔的应力变化,分析换索过程中桥梁能否正常运营.还对各换索工况下主梁竖向位移进行了分析.     

大跨度地锚式斜拉桥综合维护关键技术

郧县汉江大桥为主跨414 m的地锚式预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,每塔两侧各布置50根斜拉索,跨中设置4个无轴力中间铰。该桥于1994年建成,2014年检测发现斜拉索破损严重,4个无轴力中间铰均出现一端卡死现象,主桥被评定为四类桥梁,需进行全桥综合维护。根据病害情况,先更换损坏严重的21根斜拉索;再按单塔对称、双塔反对称2根索同时更换的原则更换20~25号斜拉索;最后按双塔反对称4根索同时更换的原则更换1~19号斜拉索。全桥200根斜拉索更换后调整索力和梁体标高,采用拖拉法校正无轴力中间铰。无轴力中间铰校正后,在其端部和跨中断缝处安装监测系统,监测其工作状态。监测结果表明,无轴力中间铰能够纵向自由滑移,工作状态良好。     

换索斜拉桥合理受力状态研究

斜拉索功能退化导致结构的线形、索力与设计目标值相差较远,为改善这种状况,首先以索力优化理论为基础,利用最小弯曲能量原理,建立了通过换索改善结构线形与内力的理论和方法。然后以云南皎平渡斜拉桥换索为工程背景,以换索前实测索力和线形为参照,以主梁应力为主要控制目标,综合考虑斜拉索受力和主梁线形来确定斜拉桥换索后合理成桥受力状态。     

密索体系地锚式斜拉桥组合式换索顺序研究

为研究地锚式斜拉桥合理的换索施工顺序,结合某换索工程实例,建立该桥有限元杆系模型并进行数值计算。结合5种换索工况,讨论不同工况下换索顺序和换索数目对索力重分布及主梁、主塔线形的影响,由此提出一种安全、有序且高效的组合式换索方案。结果表明:地锚的存在大幅提高了换索时边跨拉索的安全性,中跨长索的更换对结构影响较大,根据拉索长短采用不同的换索顺序组合可以提高换索效率。     

参数增量变化分析在斜拉桥换索施工控制中的应用

斜拉桥换索施工控制需要在整个施工过程中对索力、主梁标高、主梁和桥塔应力等参数进行控制,通过建模计算分析,将参数增量变化分析方法运用于皎平渡斜拉桥换索工程实践中。结果表明,换索后斜拉索实测和设计索力误差控制在3%以内;主梁标高变化最大值为4~5 mm,经过换索桥面线形有所优化。参数增量变化分析法可用于混凝土斜拉桥换索工程施工控制。     

独塔斜拉桥拉索安装施工工艺的应用研究

斜拉索作为斜拉桥的承重构件,斜拉桥梁体施工完成后,主塔采用竖转施工,再进行斜拉索的安装施工,这使得桥梁斜拉索挂设成为全桥的施工难点。以金汇港大桥为王程背景,分析斜拉索施工难点,针对难点的处理对策及施工技术要点,对独塔斜拉桥拉索安装施工工艺进行了应用研究。     

柔梁密索体系矮塔斜拉桥静力分析

为了解柔梁密索体系矮塔斜拉桥结构静力特性,以主跨380 m的双索面柔梁密索体系混合梁矮塔斜拉桥——潮惠高速榕江大桥为背景,利用M IDAS Civil有限元软件建立柔梁密索体系矮塔斜拉桥和常规斜拉桥2种方案桥梁模型,对主梁内力和斜拉索索力进行对比分析.结果表明:柔梁密索体系矮塔斜拉桥的力学行为与常规斜拉桥基本相似,可通...     

斜拉桥换索施工监控技术探讨

斜拉桥由于多因素的影响，致使部分斜拉桥运营一段时间后需要全部或部分更换斜拉索。结合犍为岷江大桥换索工程，探讨斜拉桥换索施工监控中的技术问题。采用平面杆件有限元分析方法进行了结构换索前的状态模拟，介绍了理论计算、索力监控测量、换索方法及施工过程监控。从该桥的监控实践来看对一点多索的斜拉桥换索主要监控索力和线形。     

西樵大桥换索工程施工监控技术研究

该文结合西樵大桥换索工程,探讨了斜拉桥换索过程中的施工监控技术,采用平面杆系有限元方法模拟了全桥换索前的受力状态和换索施工过程,确定了换索施工的控制工况并据此提出了主梁挠度、应力和索力的控制指标。介绍了施工监测系统的组成并给出了主要的实测数据,实测的数据与计算值吻合较好,换索过程中结构安全是有保证的。