缆索吊装系统设计中主索滑移和塔偏位影响研究

为研究缆索吊装系统设计中主索滑移和塔偏位的影响,基于悬链线单元理论、主索滑移理论和梁单元CR列式非线性分析理论,建立了主索+塔架双子系统非线性耦合静力分析框架,针对某钢管混凝土特大桥缆索吊装系统的主索设计和试吊过程,分别开展独立分析和耦合分析,得到了主索滑移和塔偏位对主索和塔架影响的量化结果。结果表明:主索设计时应精确地考虑滑移的影响;塔偏位对缆索吊装系统的影响较小,试吊计算时可仅建立塔架分析模型,将主索对塔架的作用以索鞍处集中力的形式计算;主索滑移对缆索吊装系统的影响显著,能明显减少塔顶偏移和塔顶应力,实际施工计算时应重视主索滑移的影响。     

郑万铁路梅溪河特大桥缆索吊装系统荷载试验研究

梅溪河特大桥是郑万铁路全线重点控制工程,为了验证梅溪河特大桥缆索吊装系统的安全性能,该文基于分段悬链线理论、滑移刚度法对缆索系统进行了验算;同时采用有限元软件对缆塔进行了验算;在缆索吊装系统投入使用前进行了荷载试验,试验中结合在线监测与离线监测方法,测量了承重索垂度和索力、塔顶偏位和缆塔应力、锚碇位移等。试验数据与理论计算值对比分析的结果表明:结合分段悬链线理论及滑移刚度法的缆索系统计算方法准确度高,计算结果可靠;锚碇偏置的特殊缆索吊装系统单线吊重时塔顶会有较大横向偏位,缆塔验算时需要考虑锚碇偏置的影响;该桥缆索吊装系统各部件强度、刚度与稳定性符合设计与规范要求。     

大跨度缆索吊装拱桥拱肋安装线形计算

缆索吊装法是大跨度拱桥最主要的施工方法。在拱肋吊装过程中节段接头由于采用螺栓临时连接而导致的非完全固结、主缆临时施工荷载引起的塔架偏位以及锚索和扣索由温度变化引起的自由伸缩都会对拱肋安装线形产生较大影响。该文采用考虑刚度损失的双单元模型计算方法,可在考虑拱肋节段接头非完全固结情况下较精确计算出拱肋安装线形的修正值;利用缆索和塔架的几何关系,推导出塔架偏位和锚索、扣索由温度变化引起的自由伸缩对安装线形的修正计算公式,计算出塔架偏位和锚索、扣索温度变化对拱肋安装线形的修正值;最后根据提出的考虑各项影响因素的大跨度缆索吊装拱桥拱肋安装线形计算公式计算得到拱肋安装线形。以云南澜沧江特大桥为实例进行验证,成拱线形误差满足规范要求。     

缆索吊机承载索几何非线性计算方法

缆索吊机的承载索是一根连续索结构,利用索—轮单元法来解决索力连续的问题.索—轮单元分正、倒两种,正索轮单元模拟索鞍,倒索—轮模拟荷重跑车.介绍了索—轮单元滑移平衡方程的建立与求解方法,提出了利用2节点悬链线单元索端力柔性迭代计算结果来选取单元平衡方程求解的迭代初值的方法.编制计算程序进行了工程实例的分析,验证了计算方法的正确性与必要性.     

澜沧江大桥叠合梁起吊吊具设计与施工应用

澜沧江大桥主桥设计采用钢混叠合梁斜拉桥结构形式,叠合梁单元采用缆索吊机系统进行吊装施工。受桥位场地地形条件制约,钢主梁单元拼装场和混凝土桥面板单元预制场仅能设置在桥位单侧,考虑到叠合梁单元的桥位异步吊装施工和单侧起吊施工组织要求,在缆索吊机下增设起吊吊具。以澜沧江大桥叠合梁吊装施工为依托,从起吊吊具设计分析和结构计算入手,通过实际施工应用的验证,形成一套可指导类似叠合梁异步吊装施工的吊具系统施工技术,为后续叠合梁斜拉桥施工提供借鉴。     

下承式钢管砼系杆拱桥缆索吊装系统分析

钢管砼拱桥的施工方法以缆索吊装法为主。文中以四川省南充市下中坝嘉陵江大桥主桥为背景,通过建立非线性有限元模型对钢管砼系杆拱桥缆索吊装系统进行分析,计算了缆索吊装系统扣锚索索力,分析了扣塔变形与受力及锚箱段应力。     

东苕溪大桥斜拉一悬索组合体系施工关键技术研究

东苕溪大桥为斜拉-悬索组合体系桥,由于受通航限制,必须采用先架设主缆,再吊装加劲梁的施工方案.通过设置临时缆间横撑,解决空缆状态平面缆索过渡到成桥状态空间缆索问题;通过先安装塔侧5个节段葙梁,解决跨中主缆下挠对通航的影响;通过设置塔粱临时连接构造,解决施工阶段主缆水平力的平衡问题.     

杭州钱塘江四桥无支架缆索吊装系统设计与施工

杭州钱塘江四桥采用无支架缆索吊装方案进行上构安装,缆索吊装索跨组合为250 692.25 650.75 250 m,连续4索跨结构,总设计吊装质量为130 t.分别介绍了该缆索吊的缆索系统、主塔架系统、扣挂系统和锚固系统的设计、计算及施工方法.     

吊扣合一高塔架与塔顶位移主动控制技术应用

以马滩红水河特大桥138m高缆索吊装系统塔架为工程背景,介绍了一种塔底固结、吊扣合一式塔架,以及一种基于GNSS的塔顶纵向位移主动控制技术,通过理论分析和现场实际检测,验证了采用塔底固结以及吊塔与扣塔相结合的高塔架在大跨度缆索吊装系统中的可行性,供类似工程建设借鉴。     

斜拉索无应力长度求解及成品索长合理确定

斜拉索的无应力长度和成品索长是斜拉桥设计和施工中2个关键的参数.根据索端竖向分力与索无应力长度的关系,采用Levenberg-Marquardt迭代算法,给出求解索端预张力已知时拉索无应力长度的方法,算例表明,该算法迭代次数少、简单、可靠、计算稳定且收敛快.同时结合斜拉桥施工过程计算,综合考虑梁体立模预抬高、索塔变位和斜拉索索力调整过程,提出斜拉索成品索长的确定方法,通过与某桥现场情形相比,表明利用该方法计算实桥斜拉索的成品索长更趋合理,并可方便施工.     

海外大型悬索桥吊索长度计算及架设精度控制

马普托大桥吊索在国内加工,通过海运到施工现场,周期较长。国内悬索桥吊索索长在主缆架设完成后,通过线形监控数据分析给出下料长度。考虑施工工期制约,通过提高主缆架设精度、索夹安装精度及优化钢箱梁安装工艺,按照理论线形对吊索长度进行下料。其中在主缆架设之前根据箱梁和索夹实际称重、桥面铺装重度试验结果、缆索系统钢丝实测弹模数据,精确计算主缆线形和吊索下料长度。为控制后续施工精度,在基准索股架设期间,分析了塔偏与温度对线形的影响,并根据现场实测温度与塔偏对线形实时调整。主缆架设完成后通过锚跨张力对主缆线形进一步微调,保证实际线形与理论线形相吻合。吊梁之前,根据实测空缆线形精确计算并放样索夹;吊梁过程中,及时进行索鞍顶推,防止索股滑动或桥塔开裂。钢箱梁合龙完成后桥面测量线形与理论线形基本吻合。     

大跨度悬索桥缆索吊装系统承重索性能分析

缆索吊装系统因其对环境适应能力强、吊重大的独特优势,在大跨度悬索桥施工中应用越来越普遍。文中结合重庆某大桥缆索吊装系统,对比分析不同计算方法、设计垂跨比和初始安装误差对缆索吊装系统承重索性能的影响,揭示其受力规律。结果表明,在实际工程中采用抛物线法对承重索进行计算可满足精度要求;不同设计垂跨比对承重索索端张力与跨中挠度有较大影响;承重索初始安装误差对其受力与跑车运行平稳性的影响较小。     

宁波明州大桥400t缆索吊装系统架设技术

宁波明州大桥主桥为(100+450+100)m中承式双肢钢箱系杆提篮拱桥,该桥中跨拱肋及加劲梁采用缆索吊方案施工。缆索吊装系统设计承载力达4 000kN,采用缆扣合一结构,主要由塔架及稳定系统、主索系统、起重牵引系统、索鞍、卷扬机系统、锚固系统、电气控制系统等组成。其中,缆塔和扣塔采用2台250t.m塔吊安装;缆风采用往复牵引系统安装,并通过安装分析,实现一次张拉到位;采用主索反置技术,主索采用类似缆风的往复牵引系统牵引过江,应用快速张拉调整装置张拉调节;主索张拉后进行牵引索安装、起重索安装、扁担梁安装、跑车连接、主索及缆风调整等,最后通过调试、试吊完成缆索吊装系统架设。     

钢管拱桥缆索吊装施工中主索结构状态高精度计算

为分析缆索吊装系统的主索结构状态在吊装过程中的变化规律,该文以马滩红水河特大桥为工程背景,通过理论推导得到缆索吊装过程中主索垂度、索力的高精度计算方法,并运用数值仿真方法分析出跑车移动对主索索力的影响。研究结果表明:该文提出的主索垂度计算方法精度较高,可运用于实际工程;主索索力随着跑车向跨中移动而逐渐增大,跑车位于跨中时塔架端主索索力最大。     

索单元结构计算的内力全量迭代法

索结构传统的几何非线性的求解方法依赖于非常复杂而庞大的切线刚度矩阵,针对这种情况,根据几何非线性计算的基本原理,建立一种在理论上能收敛于精确解的几何非线性求解方法——内力全量迭代法,使计算结果的精度不依赖于切线刚度矩阵;根据计算方法的特点,探讨了在几何非线性计算中索单元的内力计算公式和迭代计算方法;为了保证迭代计算快速...     

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.     

缆索协作体系桥梁静力特性研究

缆索协作体系是一种融合了悬索桥和斜拉桥优点的新型缆索承重桥梁结构,为研究此类桥梁结构的主要静力特性,指导设计,以某主跨1 700m双层缆索协作体系桥梁方案(主跨跨中1218m为悬吊部分,其余为斜拉部分)为背景,采用桥梁非线性分析程序BNLAS对桥梁主要结构进行计算分析。结果表明:缆索协作体系与常规悬索桥相比具有较大的竖向刚度,采用钢混接头断开方案,可释放钢混接头处的较大内力,过渡段悬索部分加劲梁会产生纵向相对位移和梁端转角,可考虑设置纵向拉杆作为限位装置;通过在边跨设置辅助墩、采用混凝土主梁及塔梁固结等措施增加结构刚度,可适当改善长拉索及端吊索的疲劳问题;缆索协作体系与相同跨度的悬索桥相比,主缆截面有所减少;悬索-斜拉组合体系交汇处吊索可采用刚性吊杆。     

山区大跨度非对称拱桥拱肋架设技术

张吉怀铁路酉水大桥为主跨292 m上承式非对称钢管混凝土提篮式拱桥,地处陡峭山区,拱肋采用缆索吊机+扣挂法悬臂施工。根据实际地形,缆索吊机及扣挂系统采用“单缆塔、无扣塔”结构形式：缆索系统主跨865 m,仅设单侧缆塔;扣挂系统不设扣塔,拱肋节段通过扣索直接锚固于两岸山体上,减少了工程量。拱肋节段吊装时,每个拱肋节段设置4个吊耳,前吊耳采用法兰式结构,通过螺栓与拱肋法兰接头连接,可重复倒用;后吊耳采用常规形式吊耳,与拱肋之间采用焊接连接。拱肋合龙采用利用分配梁加横向限位挡块作为合龙锁定装置的新型快速合龙方式,无需精调装置,即可实现合龙口拱肋节段瞬时调节到位,完成精准合龙。     

钢管混凝土拱桥缆索吊装施工安全风险源辨识及控制措施

为更有针对性的评估缆索吊装施工安全风险,应用事故树法对缆索吊装施工典型风险事件进行事故致因分析,考虑从索塔、缆索吊装系统、环境特点、施工工艺特点,构建缆索吊装施工事故可能性风险评估指标体系,计算缆索吊装施工事故可能性,综合考虑事故后果,确定总体风险等级。     

山区超大跨径拱桥缆索吊装系统设计研究

山区拱桥常采用无支架缆索吊装斜拉扣挂法进行安装，缆索吊装系统的合理布置对整个工程的造价、工期及风险控制均有着重要的作用。结合苏坝特大桥独特的施工环境，拱肋安装采用吊、扣分离体系，受力明确；同时，充分利用现场地形地势条件并本着永临结合的思路，对吊、扣塔基础及锚固系统进行了巧妙设计，极大的节省了工期、降低了成本；此外，研发了无辅助措施自行式承索器系统，实现了承索器无动力行走，解决了绳索下垂、缠绕等问题。通过本文的系列研究，以期为山区大跨径拱桥缆索吊装系统设计与施工提供借鉴、参考。