关于自锚式悬索桥几个问题的探讨

自锚式悬索桥以其优美的外观、经济性和易于建造,在国内外受到关注。跨度发展到300多米,加劲梁由钢梁发展到钢筋混凝土梁,主缆由单主缆发展到双主缆,由双塔到单塔,结构形式向复杂化发展。文章首先介绍了自锚式悬索桥的发展史;然后,介绍了日本此花大桥、韩国永宗悬索桥、美国旧金山——奥克兰新桥以及我国大连金石滩金湾悬索桥四座典型的自锚式悬索桥的方案设计与施工中的经验,供工程设计与施工人员参考。     

几座自锚式悬索桥主缆锚固区设计

主缆锚固区是自锚式悬索桥的关键传力区域,主缆锚固区结构型式的合理选择和设计是自锚式悬索桥最为关键的技术之一。以几座自锚式悬索桥主缆锚固区设计为工程实例,对混凝土结构锚固、钢结构锚固及钢混凝土组合结构锚固3种主缆锚固区常见的锚固方式进行结构设计和计算的对比分析,得出3种锚固方式的优缺点及合理选择主缆锚固区结构型式的条件。     

蕰藻浜大桥主缆系统施工方法

自锚式悬索桥缆索系统的施工是施工控制的重要部分,空间索面自锚式悬索桥由于主缆从空缆到成桥状态,受力不同,空间线形变化幅度大,对施工要求更高.通过采取有针对性的施工措施,可以有效解决空间索面自锚式悬索桥主缆系统的施工难题.     

自锚式悬索桥缆索线形的解析法计算

以浙江江山北关大桥为工程背景,推导了自锚式悬索桥主缆线形的解析计算方法,通过该计算方法来确定主缆在恒载作用下的几何特征值和内力值,所述的原理和方法对自锚式悬索桥主缆线形的解析计算具有普遍的指导意义.     

自锚式悬索桥空间缆索分析与计算

对空间索面自锚式悬索桥主缆的受力特点进行理论分析。以天津富民海河大桥为例,验证了分析方法与计算方法的可靠性。采用空间模型,通过两个计算步骤对空间缆索悬索桥成桥状态和空缆状态主缆线形进行分析,首先是简化的索体系分析,得出主缆的初始几何形状和主缆水平张力;然后再进行精确分析,利用简化计算得出的结果进行迭代计算,直至收敛。通过缆索受力计算和分析,为今后设计、修建自锚式悬索桥提供一定的计算和分析方法。     

自锚式悬索桥主缆无应力长度的计算分析研究

该文基于悬链线计算分析理论,将自锚式悬索桥空缆状态,简化为受沿弧长均布的自重荷载与吊索处集中力作用的柔性索,对成都市清水河自锚式悬索桥主缆的无应力长度进行了计算分析。可为类似的桥梁设计和施工提供参考。     

自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固结构研究

自锚式悬索桥是一种将主缆锚固在自身加劲梁上的桥型,主缆锚固结构的经济性、可靠性是自锚式悬索桥设计的关键问题之一,总结了自锚式悬索桥主缆锚固结构的设计原则和主要构造形式,提出了一种新型的钢一混凝土组合锚固形式,通过对青岛海湾大桥主缆锚固结构进行有限元分析,比较了组合锚固方案和纯钢锚固方案的经济指标,结果表明,组合锚固方案具有施工方便、构造简单、传力可靠、造价低等优点,具有显著的综合效益.     

空间主缆自锚式悬索桥成桥吊索索力优化计算

成桥吊索索力的计算以及主缆线形的确定是空间自锚式悬索桥设计的难点,关注加劲梁的合理受力状态,选取合适的目标函数、设计变量和状态变量,探讨吊索索力的优化计算方法。在吊索力确定以后,结合索段数值分析法和非线性有限元法可以得到自锚式悬索桥主缆的线形和无应力索长。该方法可以推广到空间自锚式悬索桥的初步设计计算中。并以江西上饶大桥为例,验证该方法的有效性。     

天津富民桥设计施工关键技术研究

为研究空间索面自锚式悬索桥的受力特性;以天津富民桥为例,对空间索面自锚式悬索桥索缆的计算方法、空间索鞍的受力特性和施工方案、吊杆与钢箱梁连接构造、锚固端受力、钢箱加劲梁屈曲模态、动力性能等关键技术进行分析研究。结果表明在设计空间索面自锚式悬索桥时,应注意主缆和鞍座安全系数的取值应比平行索面的要大;吊杆与钢箱梁的连接方式既要保证缆索索力的传递,又要满足吊杆万向转动的要求;钢箱加劲梁屈曲模态可不必过分注意;由于钢箱加劲梁内存在较大的轴向力,导致自锚式悬索桥的动力性能和地锚式悬索桥有一定的区别。这一结论对日后设计、修建空间索面自锚式悬索桥,具有现时的指导意义。     

天津富民桥主缆设计与计算

以天津富民桥为例,根据空间索面自锚式悬索桥的主缆受力特点进行计算和分析,验证和分析了计算方法的可靠性。通过该桥空间主缆的设计和计算,为今后我国空间索自锚式悬索桥的建设进行了有益的探索,也积累了不少有益的经验。     

宽箱梁自锚式悬索桥主缆锚固区受力分析

自锚式悬索桥通过主缆与加劲梁锚固结合的方式,形成闭合传力路径。主缆的水平分力通过锚固区,逐渐传递到主跨加劲梁;竖向分力则主要通过边跨自重平衡。现以太原市通达街跨汾河的四跨单塔自锚式悬索桥为背景工程,针对其锚固区梁段宽度大、锚固构造复杂等特点,建立主缆锚固区的板壳实体有限元模型,并计算分析了主缆力作用下,宽箱梁段支座间的荷载分配关系、锚固区局部受力情况、主缆力在锚固区的传递机理等,为今后同类型结构的设计提供依据。     

悬索桥主缆系统防腐涂装技术条件研究

在对国内外主缆系统防腐涂装发展状况调研的基础上,提出一套系统的悬索桥主缆系统防腐涂装技术条件,以规范主缆系统防腐涂装的设计、施工与运营维护,确保悬索桥的安全与长寿命.     

CFRP主缆自锚式悬索桥静动力性能及其地震响应研究

为了研究CFRP材料作为主缆应用于自锚式悬索桥的静动力特性,以一独塔自锚式悬索桥为例,建立三维有限元模型,分别应用CFRP材料和高强钢材作为其主缆进行对比分析,其中CFRP主缆按照与钢材等强度和等刚度的原则设计,在汽车荷载和风荷载的工况下,比较其静力特性,在横向、纵向和竖向3个方向的地震激励工况下,比较其地震响应特性。分析结果表明:将采用等刚度原则设计的CFRP材料作为自锚式悬索桥的主缆后,主梁弯矩、主缆拉力均有所减小,结构内力有了明显改善,桥梁自身的偏位也较钢主缆的自锚式悬索桥有了大幅度的减小,桥梁结构的振动频率却呈现出增加的状态,这些对于桥梁是非常有利的,而采用了CFRP主缆的自锚式悬索桥表现出更好的地震响应。因此,从静、动力特性及其地震响应而言,采用等刚度原则设计的CFRP主缆的自锚式悬索桥的性能最优。     

特大跨度自锚式悬索桥主缆系统防护体系设计

以云龙湾大桥主桥为背景，系统介绍了(30+80+205+80+30)m双塔自锚式悬索桥主缆系统防护体系设计情况。大桥共设置2根主缆，竖直平行索面^[1]。单根主缆由27股索股组成，每股索股包含91丝高强镀锌铝合金平行钢丝。通过对国内悬索桥主缆防护体系应用现状调研分析，设计采用在传统缠丝涂装防护体系基础上，增加主缆除湿系统进行主缆防护，于缆内持续循环通入干燥空气，以保证运营阶段大桥主缆耐久性。同时对主缆相应配件进行防腐设计，并为方便检修，在主缆顶面设检修道。通过防护体系、检修措施的设计，保证了主缆的长久耐用，可为悬索桥相关设计提供一定参考。     

自锚式悬索桥合理成桥状态的实用计算方法

合理确定吊索张力及主缆线形是自锚式悬索桥设计中的关键问题。基于加劲梁的受力特性,推导了用于吊索张力优化的刚性支承连续梁法;从悬索的基本平衡微分方程出发,提出了主缆线形计算的梁比拟法;两者结合使用,通过常用的杆系结构线性分析程序即可进行吊索力优化及主缆线形计算,从而确定自锚式悬索桥的合理成桥状态。算例分析表明,实用方法的力学意义明确、操作简单且计算精度高,可在设计实践中推广。     

吉林兰旗松花江大桥主缆、索夹、吊索的设计

吉林兰旗松花江大桥的设计本着安全、经济、适用、美观的原则,尤其是其悬吊系统的设计较有特色。该桥建成后,将成为国内最大的混凝土自锚式悬索桥。主要介绍了其悬吊系统的设计,重点是主缆、索夹、吊索的构造。     

独柱塔空间缆索自锚式悬索桥缆索线形计算方法

以南京江心洲大桥为工程背景,基于Ohtsuki博士提出的空间缆索线形计算方法,对空间缆索自锚式悬索桥的主缆线形计算方法进行研究,推导空间主缆线形的迭代算法;针对自锚式悬索桥的受力特点,在缆索初始、精细平衡状态分析的基础上,增加修正平衡状态分析来考虑由于主梁和主塔压缩引起的主缆线形及内力变化;根据几何相容及力的平衡条件,确定索夹的安装位置,并给出空缆状态下主鞍座、吊索横梁的预偏量以及主鞍座的预抬量等控制参数.计算结果表明:自锚式悬索桥体系转换过程中缆索的几何非线性效应显著,体现在空缆到成桥状态主缆有较大位移,主缆与主鞍座空间切点位置也会有较大的变化.     

自锚式悬索桥“先缆后梁”施工方法的研究

为了克服一般自锚式悬索桥施工方法的缺点,在自锚式悬索桥的设计中提出"先缆后梁"的施工方法,该文介绍了三种临时锚固方案的设计思路和各自特点,结合京杭运河大桥自身实际情况最终选定了合理的方案。为自锚式悬索桥"先缆后梁"施工方法的研究和应用提供了一些经验。     

干燥空气除湿方法在悬索桥主缆防腐中的应用

主缆是悬索桥最重要的受力构件之一,它长期暴露在大气环境中,经受着各种不利环境的侵蚀.同时,由于主缆为不可更换构件,因此主缆的寿命直接影响悬索桥的使用年限.干燥空气除湿方法是通过向主缆内部输入干燥空气,使主缆内部的相对湿度保持在某一临界值之下,从而解决了主缆内部积水问题,达到主缆系统的防腐效果.文中介绍了干燥空气除湿方法在悬索桥主缆防腐中的应用,以及除湿系统安装过程中应注意的事项.     

一种自锚式悬索桥主缆线形的解析法

在传统的地锚式悬索桥主缆线形方程的基础上，引入了自锚式悬索桥主缆、加劲梁和索塔的变形协调方程，得到一种自锚式悬索桥主缆线形的解析方法：该方法可以在不进行有限元分析的情况下，仅给出自锚式悬索桥的跨度、矢跨比以及主缆、加劲梁和索塔的截面属性，通过求解主缆线形方程和变形协调方程所组成的方程组，就能够求出主缆的初始线形和成桥线形、主缆的无应力长度、索鞍偏移量。该方法简单、准确、高效，已经成功地应用在金华康济桥的施工监控中，建成后主缆的成桥线形与设计线形非常接近，最大误差只有27mm，由于该方法能方便而快速地计算出索鞍的偏移量和主缆线形，对优化自锚式悬索桥边跨与主跨的比例提供了一种高效的算法。