山区大跨径钢桁架斜拉桥斜拉索设计研究

普者黑南盘江大桥主桥主跨采用930 m钢桁梁斜拉桥,空间双塔双索面体系,索塔采用钻石形混凝土塔,泸西侧塔高385 m,丘北侧塔高325 m,为目前国内山区环境最大跨径、最大塔高的钢桁架斜拉桥。通过综合比选研究,考虑运输安装、安全耐久及疲劳性能,大桥斜拉索采用2 000 MPa级钢绞线斜拉索,全桥共240根斜拉索,最大索长493.3 m。斜拉索在梁端的锚固采用双拉板整体式锚箱锚固方式,塔端的锚固采用钢锚梁方式,张拉端均设置在塔端。斜拉索在塔端斜拉索套筒内设置内置式减振橡胶块,在梁端安装外置式电涡流阻尼器,并采用可有效降低斜拉索HDPE外护套管风阻系数的双螺旋线结构。     

拉萨市纳金大桥桥塔节段足尺模型试验研究

拉萨市纳金大桥主桥为跨径(70+117+117+70)m的三塔矮塔斜拉桥。为对该桥小半径(分丝管半径为2.5m)大索力(斜拉索在索鞍段的最大径向均布荷载为2 372kN/m)鞍座所在桥塔节段的性能进行研究,采用ANSYS建立1/4桥塔节段有限元模型进行应力分析,并制作该部分桥塔足尺模型进行试验,测试结构应力、斜拉索与索鞍之间的摩阻力、锚固装置内的环氧砂浆对斜拉索的握裹力。研究结果表明:该桥桥塔采用小半径分丝管是安全可靠的,索鞍的摩阻力和抗滑力均满足使用要求。通过对有限元分析和试验的总结,提出严格控制转向鞍的加工及定位精度、保证混凝土浇注的密实性、主梁施工时保证两侧对称同步施工等建议。     

芜湖长江公路二桥的极限承载力分析

极限荷载作用下大跨度斜拉桥的非线性效应极为突出,进行该类桥梁极限承载力分析时其影响不容忽视。该文以芜湖长江公路二桥为例,结合其大跨径、四索面、分体式钢箱梁的结构特点,详细分析了其极限承载力性能,考虑了梁与索的材料非线性及几何非线性的影响,比较了不同荷载分布方式的影响,分析了不同荷载分布时结构的破坏路径。研究结果表明:考虑双重非线性计算得到的极限承载力值更符合实际情况;不同荷载分布方式对该桥极限承载力影响较大;斜拉索的材料非线性在该桥的极限承载力分析中不容忽视;结构主要是由于跨索的断裂或主梁出现塑性铰导致破坏。     

大跨径斜拉桥主梁选型及分析

首先基于积分法推导得到了斜拉桥各部件的造价和主梁应力计算公式，其次对比分析了5种不同主梁类型的斜拉桥技术及经济性，最后以传统组合梁斜拉桥为例进行参数分析。结果表明：采用UHPC材料代替传统的混凝土能极大地提高组合梁斜拉桥的极限跨径；主跨在300~750 m的斜拉桥主梁选用传统组合梁经济性最优，主跨在750~1 200 m时主梁选用钢箱梁经济性最优；斜拉桥的平方米造价指标随着桥宽的增加而相应减少；但对桥面以上塔高与跨径比的变化不敏感，经济合理的边中跨比和桥面以上塔高与跨径比分别在0.5和0.3左右。     

斜拉拱桥的构造特点及静力分析

该文比较了斜拉拱桥与斜拉桥、拱桥的异同,分析了斜拉拱桥的构造特点,并以80 m和320 m跨径的两座斜拉拱桥为例,探讨了斜拉索倾角变化对斜拉拱桥静力性能的影响,得出了主拱内力以及稳定系数在斜拉索倾角改变时的分布规律。由此可以找到一个最佳的斜拉索倾角值使主拱弯矩分布均匀、峰值最小;索与拱共同承担荷载,轴力分布合理;桥梁结构具有良好的稳定性。     

斜拉桥的极限承载力分析

利用考虑几何及材料非线性的能量方法分析了斜拉桥的极限承载力，主梁、斜拉索、塔及外荷载的势能均被考虑进入能量方程。该法计算简单、精度高、便于实用。     

减少桥梁构件的桥梁设计实例

桥梁的初步设计是以力的优化为手段,达到减少结构构件和将构件尺寸降到最小的目标。介绍以此为设计理念的4座桥梁。瑞士格里姆瑟尔湖上单跨352m的无缝板梁斜拉桥,桥塔高75m,桥面板宽10.9m,厚1.2m,2个轻微向内倾斜的斜拉索面承担全桥重量,并提供桥面板的抗扭刚度。阿拉伯联合酋长国阿布扎比的独塔斜拉桥,跨径布置为205m+205m,塔高118m,桥塔为纺锤形,在主梁横向中间位置沿道路平曲线布置单索面扇形斜拉索。阿拉伯联合酋长国阿布扎比的170m上承式拱桥,宽42.1m,钢拱架高117m,倾斜的2个外侧斜拉索面承担由曲线梁的恒荷载所产生的扭矩,主梁悬吊在从拱中间垂直下来的斜拉索面上。美国布法罗市尼亚加拉河上的和平桥为三塔斜拉桥,跨径布置为(114+245+268+137)m,桥面宽20m,每个桥塔由2个针状塔肢组成,斜拉索布置为竖琴形,设计中通过一系列的塔肢与主梁刚性连接系统解决多塔斜拉桥纵向稳定问题。     

异形斜塔混合梁斜拉桥极限承载力分析

为了研究异形斜塔混合梁斜拉桥极限承载力,基于几何、材料非线性理论,采用大跨径组合体系桥梁极限承载力的非线性分析方法,建立了异形斜塔混合梁斜拉桥的数值分析模型。分别采用横向对称及偏心均布荷载形式,针对结构各控制截面的最不利加载工况,对异形斜塔混合梁斜拉桥的临界荷载及极限承载力进行了计算,得到该桥梁结构失稳以及材料屈曲发生区域以及极限承载能力,研究成果可供同类桥梁分析参考。     

大跨径组合梁斜拉桥经济性能研究

为推动组合梁斜拉桥向更大跨径发展,以常规两塔斜拉桥为例,开展大跨径组合梁斜拉桥经济性能研究。将斜拉桥分为斜拉索、桥塔、主梁、基础等部分,利用"平均索法"计算各部件轴力,根据轴力大小分别推导得到其材料用量的计算公式,引入材料单价系数,得到单位桥面面积造价,进而计算组合梁斜拉桥各部件的造价与跨径的关系,并与同等跨径的钢箱梁斜拉桥的经济性能进行对比分析。结果表明:与钢箱梁相比,组合梁斜拉桥充分利用混凝土材料抗压性能性价比高的特点,减小了斜拉桥体系中造价占比较大的主梁费用;组合梁斜拉桥主梁自重较大,斜拉索、桥塔、基础等造价相对较高;在一般地质(桩长约50m)、较小场地风速条件下,组合梁斜拉桥的经济跨径界限可达900m。     

矮塔斜拉桥斜拉索不平衡力影响因素分析

以龙井河大桥为研究对象,通过midas Civil建立其有限元模型,从结构体系、边中跨比及均布荷载布置等3个方面对矮塔斜拉桥拉索不平衡力的变化幅度和分布规律进行计算分析.结果表明,结构体系、边中跨比,以及均布荷载布置对拉索不平衡力均有很大影响,设计可通过调整上述参数以减小拉索不平衡力,并为斜拉索抗滑键的优化提供依据.     

天水市藉口镇藉河大桥总体设计

天水市藉口镇藉河大桥主桥采用独塔双索面斜拉桥,边跨45 m+84 m,主跨155 m,主塔采用钢筋混凝土钻石形塔,主梁采用预应力混凝土边纵梁,该桥采用塔、梁、墩固结体系,辅助墩及过渡墩处设置减隔震型抗震支座。阐述了该桥总体设计时在孔跨布置、主梁、主塔、斜拉索、基础等方面的尺寸确定。对高烈度地区独塔斜拉桥的设计提供了宝贵的工程经验。     

陆港大桥总体设计与技术创新

陆港大桥为102 m+208 m+102 m半漂浮体系斜拉桥.主梁采用正交异性板流线型扁平整幅钢箱梁.斜拉索采用平行钢绞线拉索体系.主塔采用格构柱式钢-混组合结构“门”式塔.详细介绍了该塔型以及针对该特殊塔型设计的斜拉索锚固系统,对类似斜拉桥设计具有重要参考价值.     

异形钢独塔斜拉桥设计

洞口县平溪江大桥为主跨100 m的异形钢独塔斜拉桥,跨越洞口县平溪江。该桥为双索面,塔梁墩固结体系;主梁为两侧单箱单室P-K预应力混凝土混凝土箱形梁,桥梁全宽34.6 m。拉索为平行钢丝斜拉索,冷铸锚。主塔为异形钢箱结构,拉索通过钢锚箱锚固于主塔上。主跨跨越平溪江,采用悬臂浇筑法施工;锚跨位于岸上,采用现浇支架施工。     

S32高速公路上海段跨大蒸港矮塔斜拉桥设计

S32申嘉湖高速公路上海段跨越大蒸港处主桥为矮塔斜拉桥,主跨165 m。该桥设计为塔梁固结、墩梁分离的结构型式。斜拉索为单索面,主梁为预应力混凝土单箱五室,主塔为钢-混组合结构,桥梁全宽34 m。拉索为平行钢丝斜拉索、冷铸锚,主塔锚固区采用钢锚箱的锚固方式。主桥位于曲线半径R=3 000 m的平曲线范围内,对主塔的设计提出了新的挑战     

无锡市清宁大桥矮塔斜拉桥设计

无锡市清宁大桥主桥为主跨113m的矮塔斜拉桥,跨越京杭大运河,该桥为单索面、主梁为预应力混凝土单箱三室箱形梁,桥梁全宽30m。拉索为平行钢丝斜拉索、冷铸锚,主塔为钢筋混凝土结构,主塔锚固区采用钢锚箱的锚固方式。     

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。     

宽桥面卵形独塔斜拉桥的设计与施工

该文介绍了一座宽桥面卵形独塔斜拉桥的设计与施工。该桥是苏扬公路2号桥,位于鄂尔多斯市铁西三期开发片区内。桥梁总长180 m,宽度50 m,为一座异形独斜塔组合梁特殊斜拉桥,跨径组合为边跨60 m,主跨120 m,塔、墩、梁固结体系,主跨和边跨各设10对双索面空间扇形斜拉索。钢主塔轴线于主塔轴线与半主梁高度相交位置向边跨倾斜15°,为曲线组合成的门拱形的结构,主塔顶位置布置一直径8 m的圆形镂空部位。主塔空间结构强烈,造型美观独特,结构受力比较复杂,是全桥结构设计的重中之重。     

钢塔斜拉桥复合式锚固结构研究和分析

复合式锚固结构用于钢塔斜拉桥可以简化塔内构造布置,有效传递斜拉索索力。复合式锚固系统主要由钢锚箱和环向加劲组成,斜拉索水平分力由钢锚箱承担,不平衡水平力由环向加劲承担,竖向分力由加强加劲肋与桥塔承担。通过对复合式锚固结构的有限元分析,总结了该锚固结构的受力性能和特点,为同类型斜拉桥塔上锚固结构的设计提供参考。     

部分斜拉桥斜拉索塔上锚固技术

该文在分析目前国内现有部分斜拉桥斜拉索塔上锚固技术的基础上,提出了一种新型部分斜拉桥斜拉索塔上锚固技术。文章较详细地阐述了该锚固技术的研究和设计,介绍了锚固工艺试验的检测结果及该技术在桥梁上的应用效果。     

武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥荷载验收试验研究

武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为(98+196+504+196+98)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥,上层6车道公路、下层4线铁路,是目前世界上主跨跨度、设计荷载最大的公铁两用钢桁梁斜拉桥。大桥的荷载验收工作突破常规,采用科研的思路和方法。主要内容有静力试验、动载试验和前期关键技术研究成果的实桥验证,首次从系统动力学的角度出发对车辆、桥梁和轨道的动力特性及动力响应进行了全面、系统的评估。根据相关标准、规范系统总结出一套完善的新型结构公铁两用桥梁荷载验收的标准和方法。第一期试验结果表明:大桥在设计荷载作用下具有足够的强度和刚度,满足设计要求;在试验速度80 km/h下,列车运行的平稳性、安全性和主桥结构的动力性能满足相关规范和设计要求。