福州鼓山大桥关键技术研究

鼓山大桥为主跨235 m的独塔空间索面自锚式悬索桥,加劲梁为钢-混凝土混合梁,桥面全宽42 m,综述该桥结构设计、科研与试验及施工关键技术。该桥加劲梁在桥塔处设置纵向阻尼器,主索鞍整体铸造,滑动装置采用座板而不采用格栅,散索套及散索鞍采用单向活动支座支承。进行主缆线形与吊索张拉、主缆锚固区受力、抗震性能、钢桥面铺装及全桥模型试验等专题研究,研究表明:该桥设计理论正确,两跨吊索同时张拉较合理,锚固区应力分布复杂,阻尼器作用显著,桥面铺装采用改性沥青较合适,剪力滞效应对结构影响不大。该桥采用"先梁后缆"的施工顺序,钢箱梁采用顶推法施工。     

虎门二桥坭洲水道桥索鞍制造技术

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688m的钢箱梁悬索桥,主、散索鞍均为铸焊结构,主索鞍鞍体由两半鞍体通过高强度螺栓锁合而成,单件鞍体重达125t,尺寸为5.5m×4.2m×5m;散索鞍鞍体单件重达175t,尺寸为5.2m×5.25m×6m。针对该桥索鞍重量和体积大、造型复杂的特点,鞍头铸造时采用立做立浇、鞍槽U口朝下的铸造方案,遵循铸钢件顺序凝固原则施工;鞍体采用机器人自动焊接技术施工;在焊接过程中,对鞍体进行整体预热和多次中间退火以消除焊缝应力;主索鞍鞍体采用分体制造、整体拼接工艺施工;散索鞍鞍体采用四轴铣削机加工工艺施工,鞍槽三维结构曲面采用数控机床回转台多次回转角度精加工。该桥主、散索鞍加工制造后,经检测可知,索鞍各项技术指标均满足设计和规范要求。     

悬索桥的锚碇-锚跨单元研究及应用

为在悬索桥结构分析中精确计算锚跨索股的张力,建立了包括锚碇、散索鞍及锚跨索股在内的3节点组合单元,该单元精确考虑了锚跨内各索股的空间走向,满足索股与鞍座相切及节点间索股无应力长度不变两个重要务件,并能考虑锚碇的沉降对锚跨索股索力的影响.假定成桥状态锚跨索股张力的合理分布模式后,根据散索鞍的自立平衡条件及锚跨索股与散索鞍...     

天津富民桥主索鞍与散索套的安装

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,其主索鞍、散索套是全桥的关键构件.详细介绍该桥主索鞍、散索套的结构特点及安装方法与过程.     

天津富民桥主索鞍与散索套的制作

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,简述该桥主索鞍、主跨散索套、边跨散索套的结构组成,重点介绍主索鞍、散索套的加工制作工艺以及制作过程中的重点检验项目.     

天津富民桥主缆初张力的探讨

天津富民桥主桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,主缆在主跨采用三维曲线线形,吊索在横桥方向为倾斜布置.主缆初张力对该桥空间缆索体系施工方案有根本影响.重点探讨主缆初张力对该桥主索鞍与散索套安装、主缆架设、调索与体系转换等施工环节的影响问题.     

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。     

五峰山长江大桥缆索系统施工控制技术

连镇铁路五峰山长江大桥为主跨1 092 m的公铁两用悬索桥,采用双主缆地锚式结构,其缆索系统由索鞍、主缆、索夹及吊索组成。该桥缆索系统施工过程较为复杂,为保证缆索系统施工满足验收标准的要求,对其主要参数敏感性进行分析,并开展施工精细化控制。结果表明:索鞍位置、主缆弹性模量、温度、主缆不圆度等参数均会对缆索体系的施工精度带来影响。根据施工全过程分析,在该桥缆索系统施工控制中,主索鞍共顶推11次,南、北塔累计顶推量分别为190 cm、196 cm;考虑实际钢丝直径、弹性模量和索鞍处曲线修正等,确定大桥主缆索股无应力长度为1 931.974～1 934.428 m;在主缆架设完成、紧缆后,测量实际空缆线形,按实际空缆线形对索夹位置及吊索长度进行修正。大桥缆索系统施工实测偏差结果均满足安装验收标准的要求。     

大跨度多塔斜拉桥最优体系转换顺序研究

嘉绍跨江大桥主航道桥全长2 680m,结构复杂,施工步骤多,全桥施工需要经历多个体系转换过程才能形成最终的六塔斜拉桥结构体系。不同的体系转换顺序会导致结构或构件内力的变化,也会对施工产生不同的影响。通过NLABS有限元软件对5种体系转换方案的计算,从该桥的主梁应力、塔偏、索塔应力、斜拉索应力和临时拉索应力方面进行了对比分析,得出了最优的体系转换方案。     

地锚式悬索桥主索鞍顶推控制研究及实例分析

在地锚式悬索桥主梁吊装过程中,主索鞍顶推是保障主塔结构受力安全的重要手段,普遍采用倒拆分析法或结构简化过度的正装分析法分析地锚式悬索桥主索鞍顶推过程。区别于以上方法,文中基于有限元软件MIDAS/Civil,提出一种能正装分析地锚式悬索桥主索鞍顶推的方法,结合太洪长江大桥,探究地锚式悬索桥主索鞍顶推规律。结果表明,在主梁吊装初期,塔顶纵桥向偏位变化大,主索鞍顶推频繁;主索鞍顶推的实质是通过改变各跨的长度来调整塔顶受到的主缆水平不平衡分力的方向;合理成桥时,主塔只承受主缆竖向分力,塔顶纵桥向偏位为零。     

滑动索鞍的试验研究

东明黄河大桥的斜拉体系改造工程是介于矮塔斜拉桥和悬索桥之间的一种新型桥体，采用新型钢丝斜拉体系，并在桥塔上设置滑动索鞍，通过索鞍的自适应滑动，使桥塔两侧的索力平衡。滑动索鞍是新型钢丝斜拉体系的关键技术，有必要进行滑动索鞍的模型试验研究。依托东明黄河大桥工程项目，介绍了滑动索鞍性能试验的模型设计以及试验实施方法，并通过智能张拉系统完成了循环耐久试验。试验结果表明，索鞍具有自适应滑动的功能和良好的滑动性能及耐久性，能满足新型钢丝斜拉体系的需求。     

单排索单索面部分斜拉桥受力分析

通过对国内首次采用环氧全涂平行钢绞线斜拉索的同安银湖部分斜拉桥多工况三维可视化模拟分析、鞍座局部三维有限元分析以及成桥状态三维有限元分析,掌握了该桥结构的受力特点及其环氧全涂平行钢绞线斜拉索的工作性能。所得结论对同类工程具有参考价值。     

薄开孔板连接件抗拔性能试验及理论研究

在试验研究基础上,对组合结构索塔中开孔板连接件的抗拔性能进行理论分析。组合索塔中连接件设计主要考虑抗拔性能。为避免剪坏纵向承重钢筋,需要采用薄板。设计了一批34个单孔薄开孔板连接件抗拔试验,通过反力架上方的穿心千斤顶顶升丝杠实现对连接件的拉拔作用,同时千斤顶的反作用也可以将反力架固定在混凝土基体之上。考察了板厚、开孔位置、钢筋在钢板孔中的相对位置、开孔直径、钢筋直径等参数对其抗拔性能的影响;通过对钢筋应变的检测,记录钢筋在薄开孔板连接件受力过程中的应力分布情况。总结薄开孔板连接件拔出过程和破坏形态规律,发现其表现为钢板破坏为主,钢筋在孔中位置对其承载力、刚度、延性等均有一定影响;得到了钢筋在连接件受力过程中的应力分布,发现钢筋在距中心7 cm的位置应力不超过50 MPa,推知并排放置的连接件之间互相影响很小。连接件初始及弹性加载阶段荷载-位移曲线特征研究表明,该连接件具有足够的初始刚度,为其工程应用提供了理论指导。最后,总结薄开孔板连接件受力机理,建立预测其抗拔承载力的计算公式,适用于开孔板连接件钢板部分的抗拔承载力,计算结果与试验符合良好。     

悬索桥新型复合索鞍设计

虎跳峡金沙江大桥为主跨766 m的独塔地锚式悬索桥。由于取消了香格里拉岸的桥塔,中跨主缆仅通过索鞍支承、转向及散索后锚于锚碇,该索鞍不仅需具备主索鞍的支承功能,还需具备散索和纵向活动功能,其功能及受力要求均较高。结合该桥建设条件,提出一种主要由鞍体、辊子组、承板、格栅等构成的新型复合索鞍,其中,鞍体承担支索、转索和散索的作用;辊子组连接于鞍体与支墩之间,当中跨主缆缆力发生变化时,辊子发生滚动;承板布置在辊子组的顶面和底面,与辊子组接触;格栅预埋在支墩顶面,将索鞍传递的竖向荷载均匀分布到混凝土中。经有限元和试验验证,新型复合索鞍鞍体最大等效应力为151.8 MPa,辊子与承板之间的最大接触应力为578 MPa,受力满足设计要求。     

斜拉桥索塔锚固区结构设计及计算

斜拉桥索塔锚固区承受拉索的巨大集中力,构造复杂,锚固区各构件处于复杂的应力状态,是特大桥设计中的重点和难点之一。以某长江公路大桥为例,对索塔锚固区结构设计及选型进行对比分析,得出内置式钢锚箱和外露式钢锚箱均适用于混凝土斜拉桥索塔,两者结构形式类似,只是与混凝土塔壁相对位置不同而造成的受力分摊上比例不同的结论。钢一混凝土组合索塔在一定程度上利用了钢和混凝土各自的材料特性,提高了索塔的整体安全性能。根据有限元计算模型及结果,进一步分析了钢锚箱的力学特性,并通过增加横向预应力对锚固区的结构进行了优化,为特大桥设计及施工提供参考。     

自锚式悬索桥钢塔塔吊附墙设计与局部受力分析

济南凤凰路黄河大桥为70m+168m+428m+428m+168m+70m的三塔自锚式空间缆悬索桥,主塔结构设计为A形塔,包括2个边塔和1个中塔。中塔高126m,塔柱结构形式分为结合段与钢结构段,结合段采用钢混组合结构,受拉区拉应力由钢束承担。中塔采用2 800t·m塔吊吊装施工,塔吊基础预埋至中塔承台;边塔安装250t·m塔吊用以辅助吊装作业,边塔塔吊基础牛腿与钢塔焊接;塔吊与主塔均设置2道附墙。采用MIDAS FEA软件建立钢塔板单元有限元模型,对附墙杆件及钢塔局部受力进行分析。结果表明,各部位受力均满足规范要求。     

斜拉桥钢拱塔在不同荷载作用下受力分析

以钢拱塔斜拉桥为例,采用有限元软件,对成桥阶段恒载、汽车荷载以及横向风荷载作用下的钢拱塔的弯矩及剪力进行了分析,得到以下结论:恒载作用下,顺桥方向上钢拱塔最大弯矩发生在离桥面大约1/3钢拱塔高度处,横桥方向上钢拱塔最大弯矩发生在钢拱塔底部,最大剪应力发生在离桥面大约2/3钢拱塔高度处;汽车荷载下,顺桥方向上钢拱塔弯矩最大弯矩发生在钢拱塔底部处,最大剪应力发生在离桥面大约1/5钢拱塔高度处;横向风荷载下,顺桥向上钢拱塔最大弯矩发生在钢拱塔底部处,最大剪应力发生在钢拱塔底部处,最大值为637kN·m,且钢拱塔顶部的剪力方向与钢拱塔底部相反,最大值为243kN·m。     

不同截面形式的波纹钢综合管廊结构受力性能分析

本文依托平遥古城基础设施提升改造项目中综合管廊建设工程,针对波纹钢综合管廊结构,利用有限元软件构建不同截面形式的三维土层-结构数值模型,探究不同截面形式对波纹钢管廊结构受力特点及变形规律的影响。揭示了不同断面形式的波纹钢管廊结构最不利受力位置,最后分析了超载作用对波纹钢管廊结构受力性能的影响。研究结果表明：矩形断面波纹钢综合管廊结构受力性能良好。圆形断面和马鞍形断面结构腰部位置横向变形和内力最大,而矩形断面结构四个角处节点的变形和受力最大。不同断面形式的管廊结构底部均向内收缩变形,且管廊结构竖向变形量比横向变形量大,因此在实际工程中应关注波纹钢管廊结构变形量,尤其是结构竖向变形。     

不同截面形式的波纹钢综合管廊结构受力性能分析

本文依托平遥古城基础设施提升改造项目中综合管廊建设工程,针对波纹钢综合管廊结构,利用有限元软件构建不同截面形式的三维土层-结构数值模型,探究不同截面形式对波纹钢管廊结构受力特点及变形规律的影响。揭示了不同断面形式的波纹钢管廊结构最不利受力位置,最后分析了超载作用对波纹钢管廊结构受力性能的影响。研究结果表明：矩形断面波纹钢综合管廊结构受力性能良好。圆形断面和马鞍形断面结构腰部位置横向变形和内力最大,而矩形断面结构四个角处节点的变形和受力最大。不同断面形式的管廊结构底部均向内收缩变形,且管廊结构竖向变形量比横向变形量大,因此在实际工程中应关注波纹钢管廊结构变形量,尤其是结构竖向变形。     

斜向索力作用下桁架式扣塔的钢锚箱受力性能

相对于一般的钢锚箱而言,拱桥扣塔的钢锚箱与斜拉桥和悬索桥的钢锚箱的受力不同,斜拉桥的钢锚箱四周有钢或混凝土构件连接支承,而扣塔的钢锚箱只有扣塔桁架构件与之相连,连接构件相对较少,其受力性能直接关系到拱桥施工安全。合江长江大桥的扣塔钢锚箱具有构造复杂,扣索索力大,且与扣塔的主弦杆焊接在一起受力等特点。合江长江一桥扣塔的钢锚箱有限元分析结果表明,在拱肋吊装过程中的最不利扣索力工况下,钢锚箱的锚下应力相对较大,但应力衰减较快,随着远离应力集中区,应力迅速降至较低水平。钢锚箱性能满足使用要求,构造合理、传力途径明确、结构受力安全,可为分析和设计同类构造形式提供参考。