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。     

基于分段悬链线和索力连续算法的缆索吊装系统准确计算

介绍根据重载跨中垂度,采用分段悬链线算法,进行缆索吊装系统重载线形计算,并在重载无应力索长已知的情况下,采用分段悬链线和索力连续算法,进行缆索吊机空载线形和施工阶段准确计算方法;同时介绍了采用影响刚度矩阵法进行分段悬链线水平力、竖直力修正和采用滑移刚度法对滑移索塔顶索端力进行修正的方法。     

缆索吊装系统索塔偏位准确计算方法研究

从单索在索端外力作用下支点位移计算的基本原理出发,介绍了设置缆风索的塔架和设置压塔索的缆索吊装系统索塔在外力作用下塔偏位的等效弹模法计算方法,推导给出了设置压塔索的缆索吊装系统铰支塔偏位计算公式。系统性论述了利用悬链线理论的索力～支点位移关系求解索弹性刚度,利用塔顶索端张力变化量与外力建立平衡迭代条件,采用循环迭代准确求解塔偏位的悬索单元法基本原理和方法。通过算例,对等效弹模法和悬索单元法计算结果进行交叉验证,证明了悬索单元法进行缆索吊装系统塔偏位计算的准确性和可靠性。     

基于GNSS位移测量系统和液压控制系统对塔架位移进行主动控制研究

缆索吊运与斜拉扣挂悬拼结合法是拱桥无支架施工的主要方法。缆索系统的吊、扣塔顶随着拱肋节段的起吊、运输、悬拼过程产生较大位移,造成塔产生大的力矩,已扣挂的拱肋节段产生位移。为了将塔顶位移控制在允许范围内,传统做法是依靠塔架和风缆强大刚度来实现的,很不经济。文中提出全新的方法,即利用GNSS高精度位移自动化监测系统和液压千斤顶控制系统,主动适时向塔顶施力,控制塔顶位移在设定范围内。设备与方法已成功应用到马滩红水河大桥拱肋的斜拉扣挂悬拼施工中,实时控制塔顶最大偏位在2cm范围以内。研究成果为进一步优化塔的结构奠定了基础。     

地锚式悬索桥结构参数计算

普遍认为悬索桥成桥几何线形为二次抛物线和分段悬链线,根据力学平衡条件以及几何变形协调条件采用分段悬链线法计算结构参数时,提出了考虑主缆自重约束方程以及在求解非线性方程组的数学方法上做了改进,计算出空缆结构参数主索鞍预偏量以及空缆索夹安装坐标。采用解析法编写程序对江阴长江大桥进行验证,应用表明本文程序在悬索桥空缆结构参数计算中稳定、准确且收敛快。     

抵母河大跨悬索桥锚碇设计分析

针对一座主跨为538m的简支钢桁梁悬索桥,介绍了该桥锚碇的设计情况,采用传统经验公式对锚碇进行了抗滑移、抗倾覆的整体稳定计算;采用大型通用有限元软件对锚碇进行了实体仿真模拟分析,并对整体稳定计算结果进行了对比。分析结果表明:抵母河特大桥主桥悬索桥两岸锚碇的整体抗滑移、抗倾覆均满足要求;成桥后主缆对锚碇的偏心拉力,对锚碇基底应力有明显改善作用。散索鞍支墩背面及锚体前锚面部分区域出现拉应力,建议加强表层配筋,改变锚碇施工顺序,进而有效改善锚碇鞍部受力。     

恩黔高速龙桥特大桥施工关键技术

龙桥特大桥主桥为跨径268m钢管混凝土桁架拱桥,采用缆索吊机吊装+扣塔悬臂扣挂的方案施工。通过采用合理节段运输拼装、双线可分离缆索吊机、桩基承台锚+预应力岩锚相结合的锚碇系统及基于空间角度设计的扣锚索连接结构等关键技术,合理解决了艰险山区拱桥的施工难题。     

独塔空间索面自锚式悬索桥主缆线形分析

采用节线法计算理论和分段悬链线理论,分别计算了一座独塔空间索面自锚式悬桥梁主缆成桥线形坐标。结果表明了两种方法的可行性,能够满足工程计算精度要求,同时通过计算过程及结果对比分析,指出两种方法的优缺点。     

桥塔约束刚度对单跨双缆悬索桥受力特性的影响

双缆悬索桥以其独特的受力特性在多塔多跨悬索桥设计中具有受力有利的优势,为了更好地了解双缆悬索桥的受力特性,在桥塔塔顶约束的基础上,分析了桥塔塔顶无约束情况下单跨双缆悬索桥的受力特性,推导出了桥塔塔顶无约束时下上吊索内力比值的理论计算公式。研究表明:在探究活载作用下单跨双缆悬索桥的受力特性时,桥塔的约束刚度不能视为无穷大,即要考虑桥塔的约束刚度。随着桥塔约束刚度的增加,下上吊索内力的比值会慢慢减小,即下缆承受的内力会慢慢减小,而上缆承受的内力会慢慢增大。通过得到推导桥塔约束刚度的计算公式,计算结果表明对于单跨双缆悬索桥来说,当其他材料和构件参数以及锚碇与桥塔顶点的高差确定时,桥塔的约束刚度随着边缆与水平线的倾角增大表现为先增大后减小的趋势。     

武汉杨泗港长江大桥成桥状态的统一悬链线计算方法

针对采用分段悬链线法计算悬索桥主缆成桥状态的缺陷,以武汉杨泗港长江大桥主桥(主跨1 700m的钢桁梁双层悬索桥)为背景,提出一种新的悬索桥主缆成桥状态计算方法。该方法基于传统分段悬链线理论对索段进行受力分析,推导出全桥索段的统一悬链线方程,以主缆斜率最小点作为计算起始点,根据主缆线形与斜率的关系和变形相容条件建立方程,利用主缆张力的水平分力与垂度的变化规律求解方程。该方法能保证对平面悬索桥的缆索结构求解收敛。根据该方法编写程序对杨泗港长江大桥主桥主跨主缆的成桥状态进行分析,并与分段悬链线法的计算结果进行对比,结果表明该方法正确可行。该方法的计算结果已成功应用于杨泗港长江大桥主桥的设计中。