大直径高吨位斜拉索索力测试与分析

介绍了频率法测量索力的基本原理,分析了斜拉索的抗弯刚度、索力测试仪的标定、斜拉索锚固回缩损失、温度影响等因素对斜拉索索力测试的影响,并依托北京市五环路石景山南站高架斜拉桥为工程背景,对大直径高吨位斜拉索索力进行了测试及分析,具有一定的工程指导意义.     

振动频率法测量斜拉桥索力的影响因素研究

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件。在施工阶段斜拉索的索力对主梁的线形控制及内力的分布起决定性作用;在成桥及运营阶段斜拉索的索力依然影响着主梁和塔柱的内力和线形。通过调整拉索索力,可以使斜拉桥结构处于理想的工作状态,因此索力的准确测量是非常重要的。以天水市藉河斜拉桥为工程背景,研究振动频率法测量索力的影响因素。通过现场实测数据对垂度、阻尼器、频率等因素作了详细的比较研究,结果表明:垂度对索长超过50 m且自重张力比23.89的拉索影响较大;若忽略斜拉索垂度的影响,频率阶数对测量的结果影响较小。     

灌浆拉索索力的试验研究

为研究索长、边界条件和附加质量等对灌浆拉索索力计算的影响规律,以灌浆吊杆和体外索等为工程背景,采用?15.2高强度钢绞线模拟拉索,开展24个裸索、24个外套PVC管拉索以及24个灌浆拉索模型的索力试验,并推导带均布附加质量的拉索索力计算公式;分析边界条件、灌浆附加质量以及拉索长度等参数对索力的影响规律,比较计算公式的误差和适用性。结果表明:试验拉索索力计算中,边界条件可以假定为铰接,需要考虑外套套管和灌浆等附加质量的影响;灌浆拉索索力计算误差大都在15.0%以内且随附加质量线密度的增加而逐渐增大。研究结果可以为灌浆拉索索力计算提供依据。     

斜拉桥结构模型试验索力测试方法研究

以某实验室独塔斜拉桥试验模型为研究对象,对斜拉桥模型试验的索力测试方法展开研究。开发了一种基于压力环传感器的索力测试系统,基于ANSYS分析平台,按照接触问题对该系统进行了仿真分析。在此基础上,在实验室模型桥上,采用测频法对该系统进行了对比验证。结果表明：该系统操作简单,性能可靠,测试精度较高,在不改变斜拉索刚度的情况下可以实现斜拉桥模型试验中斜拉索索力的实时、长期监测。     

基于ANSYS的钢-混凝土叠合梁斜拉桥施工段索力控制

为了在施工过程中对设计索力进行精确控制,进而为二期恒载作用下的索力调节提供依据,利用ANSYS建立了斜拉桥三维空间有限元模型。计算分析时考虑每条斜拉索索力之间的相互影响,基于内应变能最小的原则,采用循环迭代的温度荷载法模拟施加斜拉索预应力。以一主跨为400 m的钢-混凝土叠合梁斜拉桥设计方案为依托,分析在最大单悬臂施工工段利用该方法施加索力的可行性。结果表明,当循环迭代37次后,索力误差已经控制在5%以内,在此基础上计算桥梁的竖向以及纵向最大位移分别为0.016,0.027 m,均能满足线形限度的要求。     

四索面双塔联体分幅斜拉桥塔结构模型试验研究

为确保联塔分幅斜拉桥中塔结构的安全可靠,以宁波甬江特大桥为工程背景,进行整体桥塔3:40缩尺模型的2种斜拉索分级加载试验,以研究联塔结构的力学行为.在满足目标状态要求的前提下,以斜拉索数量最少为原则,确定试验中斜拉索的优化布置及相应的优化索力.试验测得的结构变形、控制断面应力和斜拉索的索力与计算值吻合较好.试验结果表明:斜拉索数量最少优化方法在达到预期目标的同时提高了斜拉索的利用率;在2种工况加载过程中,未出现结构开裂情况,结构的变形和受力安全、合理,结构整体受力性能良好,但联塔部位混凝土出现局部拉应力,为相对薄弱部位.     

双塔双索面斜拉桥施工索力分析与优化

赣江二桥为主跨400 m的双塔双索面钢混凝土叠合梁斜拉桥,为了实现施工过程中设计索力的精确控制,为二期恒载作用下的索力调节提供依据,基于ANSYS平台建立了斜拉桥三维空间有限元模型;考虑每条斜拉索索力之间的相互影响,基于内应变能最小的原则,采用循环迭代的温度荷载方法模拟斜拉索预应力的施加;最大单悬臂施工工况下的索力分析结果表明,当循环迭代37次后,索力误差已经控制在5%以内,在此基础上计算桥梁的竖向以及纵向位移均能满足限度的要求。这为钢混凝土叠合梁斜拉桥施工过程索力的调整提供了一种方法,对类似工程的实施具有参考价值。     

一种测量斜拉桥拉索索力新方法——垂度法

考虑拉索弯曲刚度、索端安装减振装置以及几何非线性等因素的影响,采用有限元软件ANSYS分析某斜拉桥拉索索力与垂度的关系。结果表明:当斜拉索索力较大(垂度较小)时,离开其锚固位置和阻尼减振装置一定距离,从拉索中部任意选取一段适当长度拉索的索力与垂度之间存在确定的函数关系,且这种关系几乎不受斜拉索本身的弯曲刚度和两端支承条件的影响。据此提出通过测量斜拉索中部某索段的垂度确定索力的方法——垂度法。该方法依据测量出的所选索段的倾角、弦长和最大垂度,按推导的公式计算所选索段的平均索力,根据每延长米的索力差和索段的位置确定整个拉索的索力。模型试验结果表明,用垂度法测得的索力误差在2%以下。     

并置梁横向加固运营后剩余有效预应力研究

并置梁横向预应力加固所用钢绞线长度较短,索力受两端约束形式及抗弯刚度等因素影响较大。通过室内试验,对3种不同索长钢绞线在不同张拉力下的索力进行测试,研究索在张紧弦模型、考虑抗弯刚度的铰接模型和固支欧拉梁模型下索力计算值与理论值之间的差异,分析了3种模型对长度5 m的预应力钢绞线索力识别精度的影响,为并置梁横向体外预应力加固索力测试及桥梁检测与健康状态评估提供参考。     

一种新型斜拉桥索-塔锚固结构的设计研究

研究目的:某斜拉桥项目采用非对称独塔斜拉桥结构形式,索塔两侧拉索索力在施工阶段及成桥运营阶段差异较大,为有效解决这个问题,设计将交叉锚固形式与索鞍锚固形式相结合,在传统分丝技术索鞍基础上,索塔两侧单根钢绞线均穿过各自分丝管分别利用抗滑键锚固在索塔的相对一侧,每一根钢绞线均可作为一个单独的拉索系统,亦可以实现单根钢绞线换索。本文通过对该类型斜拉桥索-塔锚固结构进行研究,包括有限元计算分析及模型试验,为该类型索-塔锚固结构用于其他项目提供一些建议。研究结论:(1)与现有的索鞍锚固形式相比,该形式彻底解决了斜拉索在弧形索鞍处的滑移问题,可以满足桥梁索塔两侧拉索索力不同的使用需求;(2)可以根据索塔两侧不同的索力需求设置不同的拉索结构形式,达到降低拉索用量的目的;(3)与空心塔侧壁锚固形式相比,本索-塔锚固结构形式可以使混凝土索塔只受压不受拉,提高了结构的耐久性,而且可以简化索塔结构,达到为斜拉桥索塔"瘦身"的效果;(4)本索-塔锚固结构形式在中小跨径独塔斜拉桥中具有良好的应用前景。     

悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响

天津富民桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,其主跨主缆由塔顶中点向两侧对称张开至桥面梁端两侧的锚碇,呈空间曲面状态。运用通用有限元分析软件ANSYS,对天津富民桥进行3种不同主缆空缆初张力条件下成桥过程的模拟计算,研究空间索面悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响。研究结果表明:成桥时,主缆初张力越小,在结构自重作用下主梁底部应力、主缆张力也越小、主塔应力与锚碇应力也越小,主缆初张力的大小对成桥时吊索索力的大小及分布没有明显影响;在活荷载作用下,主缆初张力越小,悬索桥结构体系产生的主缆张力增量则越大,吊索索力增量也越大,即更多的荷载通过吊索传递到主缆,相应地主梁承担的荷载较小,主梁挠度、梁底纵桥向应力随主缆初张力的减小而变小。总之,主缆初张力越小,悬索桥结构体系的性能越佳。     

系杆拱桥吊杆张拉方案优化试验研究

以兰新二线新疆乌鲁木齐河特大桥1跨128 m系杆拱桥为背景,建立室内1/16缩尺模型,参照等跨径的3座系杆拱桥索力张拉力进行系杆拱桥吊杆索力张拉试验。设计了4种张拉方案分析系杆拱桥张拉过程中索力变化规律及拆除支架后系梁的应力分布和线形变化情况,推荐了整体受力合理的张拉方案。吊杆在张拉过程中表现出明显的应力重分布,且应力重分布规律呈非线性变化。试验中最先张拉的5#,13#吊杆索力受到的影响最大。拆除支架后系梁变形呈抛物线状,吊杆索力、系梁挠度和系梁应力均增大。     

铁路地道桥电缆悬索桥架设计与施工

在铁路地道桥施工中,电缆的保护十分重要。对电缆保护的传统方法包括改移和基坑内设桥架两种,成本高,工期长。为优化电缆的保护方法,依托于悬索桥的原理研发出一种临时铁路地道桥电缆悬索桥架。该桥架以型钢桩作为索塔及锚碇置于基坑两侧,将钢丝绳作为悬索将电缆吊起,通过紧线器作为吊杆以调节电缆所产生的挠度,在保证电缆安全的同时最大限度的减少了电缆对施工的干扰。     

钢-混结合对列车与混合梁斜拉桥耦合振动的影响分析

为了分析结合位置对列车与混合梁斜拉桥耦合振动的影响,以甬江特大跨混合梁斜拉桥为例,根据弹性系统动力学总势能不变原理及行成矩阵的“对号入座”法则,建立车桥振动方程及分析模型。研究结果表明：随着钢一混结合位置深入主梁,列车的振动响应未出现较大变化,桥梁的上结合点的振动加速度增加较为明显,增加连接键的疲劳负担,应予以重视;同时,结合点的刚度平稳过渡,满足行车要求。     

甬舟铁路桃夭门大桥方案研究与设计

甬舟铁路桃夭门大桥跨越桃夭门水道,根据线形、技术、经济条件比选,最终确定采用经富翅岛与公路桥并行方案,主桥与公路桥对孔布置,一跨跨越通航水域。并对钢-混结合梁斜拉桥和钢桁梁斜拉桥进行多方面比选,推荐采用钢-混结合梁斜拉桥方案,通过对结构进行静力分析、车-桥及风-车-桥耦合振动分析,验证结构的安全性和舒适性。研究结果表明钢-混结合梁斜拉桥适用于高铁桥梁。该桥型将首次应用于高速铁路,将为我国铁路桥梁的设计研究提供借鉴和新思路。     

武汉市杨泗港快速通道转体斜拉桥设计

武汉市杨泗港快速通道转体斜拉桥为我国首座半漂浮体系独柱塔转体斜拉桥,孔跨布置为(40+88+252+88+40) m。主桥按双向八车道设计并考虑两侧设置人行道,转体质量约1. 75万t,转体半径124 m。主梁为整幅钢箱梁,采用中央双索面,桥塔为独柱形钢筋混凝土结构,斜拉索采用高强度平行钢丝。对主桥地理位置、桥型方案选择、结构设计构造及计算分析进行详细阐述,使用有限元软件对主桥进行整体静力计算、转体结构计算、抗震分析及稳定分析。计算结果表明:本桥各构件受力良好,结构安全可靠,桥梁具有良好的静动力性能。独柱宽幅中央索面转体钢箱梁斜拉桥具有良好的经济性和美观性,可为上跨铁路桥梁桥式方案提供借鉴并可进一步推广。     

云桂铁路南盘江特大桥扣锚索系统施工设计

南盘江特大桥是云桂铁路全线的重难点控制性工程,也是世界铁路中斜拉扣挂+分环分段组合法模注拱圈混凝土最大跨度的混凝土拱桥,主桥为单跨416m上承式钢管外包混凝土拱桥。扣锚索系统主要由扣塔、扣点、扣索、锚索及锚碇系统组,扣塔由主体5号、6号交界墩、0号段及其上部钢塔组成;扣点利用Q345B钢板在劲性骨架上弦管节点位置焊接而成;扣锚索均采用75 mm(j15.24,Rby=1 860 MPa)钢绞线束;锚碇采用岩锚和桩基承台锚碇两种形式。利用此系统进行劲性骨架单节段整体斜拉扣挂悬臂拼装、斜拉扣挂+分环分段组合法模注外包混凝土,为解决高山深谷条件下大跨度钢管外包混凝土拱桥的安全快速施工提供了参考。     

高速列车与跨线斜拉桥耦合气动效应研究

将空气流场视为黏性、可压缩的非定常流,对高速列车和跨线桥梁模型进行适当简化,以沪昆线上某（112＋80＋32）m预应力混凝土独塔斜拉桥为例,基于大型计算流体力学软件Fluent,采用滑移网格法建立高速列车和跨线斜拉桥流场计算模型。分析了列车以350km／h速度从斜交跨线斜拉桥下穿过时,桥梁底面压强分布情况。通过积分换算出列车气动效应对桥梁产生升力、阻力和扭矩时程。将该气动力时程施加至斜拉桥空间动力模型,研究运营阶段斜拉桥动力响应。研究表明,高速列车尾流对斜拉桥的气动力作用大于列车头,列车正上方梁体所受气动力最大;列车风对运营阶段斜拉桥影响极小,可忽略不计;若跨线桥为质量惯性较小的钢桥,列车气动力对其影响仍需进行相应研究。     

电力电缆缺陷的现场检测及快速定位

电力电缆故障类型的判断以及故障点的精确定位是电力电缆故障快速修复的根本途径,电容电桥法则是定位芯线开路故障最有效的方法.电缆使用过程中各阶段的故障预防措施则能避免更大的故障和损失.经过现场实际应用,电力电缆缺陷的现场检测及快速定位在节约成本方面效果颇为显著.