锚靴处弯曲应力对缆索承载能力影响的研究

悬索桥主缆钢丝或索股绕过主索鞍、散索鞍、锚靴等固定半径的转向装置时会产生弯曲应力。AS法特有构件锚靴的索槽半径更小，所产生的弯曲应力会接近甚至超过钢丝的屈服应力。分析了钢丝在索槽内的受力变化情况，并将钢丝的本构关系简化为双折线强化模型，按照屈服破坏准则和强度准则两种方法分析了锚靴半径对缆索承载能力的影响。结果表明，按照屈服准则时，钢丝或索股绕过锚靴等转向装置后的抗拉能力没有降低；按强度准则时，当锚靴索槽底面弯曲半径与钢丝直径之比不小于70时，钢丝或索股的破断力下降不足3.5%。考虑到缆索钢丝分项系数为1.85,因此锚靴处的小弯曲半径引起的弯曲应力对缆索承载能力的影响很小。     

锚碇锚固系统锚板精确定位安装技术

大连南部滨海大道工程主桥为地锚式悬索桥结构,锚碇依靠自重和其与基础间的摩擦阻力,来承受主缆的竖向和水平拉力,从而使悬索桥整个受力体系稳定。锚碇中设置有锚固系统,负责传递的主缆索股拉力。本工程的锚碇锚固系统为国内首创采用"预埋索管+内穿刚性拉杆+前后锚板锚固"的无粘结、可换式预应力系统:即与索股连接的刚性拉杆,通过预埋在锚块中的索管,锚固于前、后锚板上,形成完整的受力体系,从而将主缆的拉力均匀传递到锚碇上。为保证拉杆方向与相应索股方向一致,需将前、后锚板精确定位安装,从而既方便索管的精准、快速安装,又传递。本文详细地介绍了前、后锚板的精确定位安装技术,对今后类似工程具有借鉴意义。     

雅康高速C15合同段泸定大渡河特大桥

正大渡河特大桥是一座主跨1100m单跨悬索桥,其雅安岸隧道锚轴线总长度为159m,位居世界第一。主缆锚固系统由钢拉杆系统与索股锚固系统组成,钢拉杆安装于锚塞体内,安装就位后浇筑锚塞体混凝土形成主缆锚固受力结构。隧道锚单洞有钢拉杆187组,两边共374组。每组钢拉杆系统平均总长39.18m,由四根不同规格的Φ87高强钢拉杆经过转运就位后,通过止转连接器进行接长安装,形成1组钢拉杆系统。     

悬索桥锚碇索管安装施工技术

大连南部滨海大道工程主桥锚体从结构受力和功能上可分为锚块、散索鞍支墩、前锚室三个主要部分组成。其中锚块主要承受锚固系统传递的主缆索股拉力。索股连接刚性拉杆并直接穿过锚块,锚固于锚块后锚碇钢板上,索管为锚固系统刚性拉杆套管。索管空间位置的准确定位关系到锚拉杆次应力的大小,也关系到主缆轴力的精确传递,为保证拉杆方向与相应索股方向一致,需将前后锚面索管中心精确定位。本文详细地介绍了索管的加工、安装及测量调整等关键技术。本工程索管为国内目前最长,其安装方法较以往也有所创新,对今后类似工程具有借鉴意义。     

南宁英华大桥主桥设计

南宁英华大桥为45 m+410 m+45 m单主缆钢箱梁悬索桥。该桥设置单主缆,主缆采用预制平行高强钢丝索股结构。全桥共布置40对吊索,均采用预制平行钢丝束。主索鞍采用全铸造结构,塔顶设有格栅底座。该桥采用散索套散开主缆,通过结构优化,有效解决了采用传统散索套所带来的索股不稳定及难以架设的技术难题。主缆锚固采用钢拉杆锚固系统,锚固方式为无粘接后锚承压式。主塔为曲面桥塔,采用文物"羊角钮编钟"作为造型元素,下塔柱为预应力混凝土结构,上塔柱为钢结构。主梁采用扁平流线型钢箱梁,全宽37.7 m,中心高3.5 m。锚碇均为重力式锚碇,由于本桥为单主缆结构,因此两岸均只在引桥正下方设1个锚碇。     

大跨度悬索桥锚跨索股张力计算参数影响分析

为提高悬索桥锚跨索股张力控制精度,针对锚跨索股的构造特点,基于解析法推导了锚跨索股张力控制精度的一般表达式;结合大型通用有限元计算程序,建立了锚跨索股的两种不同的力学等效计算模型,分析了拉杆的边界条件、物理特性、长度比值等因素对锚跨索股张力计算结果的影响幅度及规律。研究结果表明:拉杆的边界条件对计算结果的影响较大,且拉杆边界条件的特性随索股内部张力的变化而变化,即边界条件由铰接状态向固结状态演变;拉杆弯曲刚度对锚跨索股张力计算结果的影响,主要是由连接拉杆的长度比值决定,当拉杆长度比值小于一定限值或索股应力处于某特定状态时,可将锚跨内的双连接拉杆简化为单连接拉杆进行分析,对应的计算结果仍具有较高精度。     

三维空间索面主缆架设施工技术

松原市天河大桥北汊主桥为主跨266m的双塔三跨自锚式悬索桥,主缆为三维空间索面。猫道施工采用已架设钢梁作为工作平台,在其上进行整体预制吊装预拉猫道承重索,安装U形横梁,铺设面层网,安装踏步方木、扶手索、侧网,并通过塔顶门架进行吊装施工。主缆架设采用PPWS法施工,利用牵引系统由南向北架设主缆。为了控制由于主索鞍平弯及竖弯引起的主缆鼓丝,索股入鞍采用由主索鞍中心向两侧出口的施工顺序,并控制四边形整形器的间距,保证鞍槽内的主缆平顺、不发生扭转现象,抑制主缆鼓丝的产生。主缆索股架设完成后,进行主缆的紧缆、索夹及吊索安装施工,达到设计的成桥主缆线形。     

悬索桥空中纺线法架设主缆施工技术

悬索桥主缆空中纺线法,简称AS法,是通过循环牵引系统往复拽拉高强钢丝,在猫道上现场制作平行钢丝索股的主缆施工方法。为解决悬索桥主缆AS法架设的难题,基于国内外技术调研,详细介绍了AS工法架设主缆的施工原理及施工工艺,并深入研究了施工设备和施工工艺,建立了悬索桥AS法架设的施工工法。将该工法成功用于贵黄高速阳宝山特大桥的主缆架设工程中,为国内悬索桥主缆设计、架设提供了一种新的工法选择,同时可供“一带一路”中的海外悬索桥工程及超大跨径悬索桥(主跨2 500 m以上)建设推广应用。     

基于索梁组合结构的悬索桥锚跨段索力修正算法

在悬索桥锚跨段索力测试中,传统的振弦法将锚跨段索振动看作为理想弦振动,忽略了锚跨段拉杆的抗弯刚度,带来了较大的索力测量计算结果误差。为了求解更加精确的锚跨段索力值,保证悬索桥主缆索力监控的精确性、成桥阶段主缆线型的准确性和吊索索力的均匀分布,通过分析索梁组合结构模型,建立了锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合力学模型,运用主缆振动频率的索力计算方法,运用Hamilton变分原理推导提出悬索桥锚跨段,锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合结构的索力修正算法。分析了锚跨拉杆与索连接处的边界条件问题,保持索梁连接处为铰接状态,不改变边界条件的物理属性。基于Mathematica数学计算软件上,设计求解程序并求解索梁组合结构振动矩阵方程,得出对应索梁组合结构频率的索力值的数值解。通过对比分析数据理论计算、有限元分析软件及恩施水布垭清江特大悬索桥实际工程实例测量结果,来验证考虑悬索桥锚跨段拉杆的抗弯刚度修正算法的合理性。研究结果表明:相对于传统的索力测试简化算法,运用索梁组合结构推导的锚跨段索力计算公式,可以更准确地表达索力、锚跨拉杆抗弯刚度和索力基频之间的关系,进而减小因为拉杆抗弯刚度所带来的索力计算结果的误差,得到更加符合实际主缆张拉状态的索力值。     

大连星海湾跨海大桥主桥总体设计

大连星海湾跨海大桥主桥为(180+460+180)m双层地锚式悬索桥,主梁为钢桁架结构形式,采用整体节点构造,上、下2层桥面板均采用正交异性钢桥面板,桥面上铺装5.5cm厚双层环氧沥青。锚碇采用空腹三角形框架混凝土重力式锚碇,设置在水深20~30m的海床上,锚碇基础采用整体大沉箱,单个沉箱重达26 000t,在船坞内预制完成后用拖轮拖运到桥位处安装在碎石基床上,碎石基床采用升浆技术进行加固。桥塔采用钢筋混凝土框架结构,设上、下2道横梁。主缆由钢丝强度等级为1 770MPa的平行钢丝索股组成,并用长达16m的刚性拉杆锚固在锚碇上,同时采用除湿系统结合传统防腐涂装体系的结构进行防腐,以提高缆索系统的耐久性。     

大连星海湾跨海大桥施工猫道设计与施工

大连部滨海大道工程为主跨460m的三跨钢桁架悬索桥,主缆由五跨组成,由东向西依次为:东锚跨、东边跨、中跨、西边跨、西锚跨。猫道是主缆架设施工中的最主要的施工设施,担负着诸如索股牵引、索股调整、主缆紧固、索夹及吊索安装、主缆缠丝、防护涂装等重要任务。本文通过研究本工程猫道的设计与施工,阐述了海上悬索桥猫道的设计及架设方法,为公司从事以后类似工程提供依据。     

基于物联网的南沙大桥坭洲水道桥主缆架设技术

南沙大桥坭洲水道桥为(658+1688+522)m双跨钢箱梁悬索桥,主缆采用预制平行钢丝索股(PPWS)法架设.结合主缆及索股特点,通过优化牵引系统布置和改进快拆悬挂装置、背索后锚头快拆式拽拉器、自锁紧式握索器等索股架设装置,提高了索股架设工效及质量.基于物联网技术,研发了包含索股牵引实时监控系统及索股调整实时监测计算...     

张家界大峡谷玻璃桥缆索系统设计

张家界大峡谷玻璃桥为人行景观桥,该桥采用主缆跨度为430m的空间索面玻璃桥面悬索桥。该桥横桥向布置2根主缆,单根主缆由19根索股组成,每根索股由91丝直径为5.1mm的镀锌高强钢丝组成,采用平行钢丝预制束股法制作。该桥鞍座采用间接传力结构型式,鞍体为全铸结构,架梁过程中需沿顺桥向从边跨向主跨顶推鞍座以协调桥塔两侧的主缆缆力,从而保证桥塔的受力安全。该桥长吊索索体采用高强平行钢丝,短吊索索体采用钢拉杆,吊索安装时利用缆索吊运至相应的安装位置后与索夹连接。索夹分为有吊索索夹和无吊索索夹2种类型,均为销接式,采用上、下对合型结构形式,用高强螺杆连接紧固,两半索夹利用缆索吊运至相应的安装位置后与主缆连接。     

自锚式悬索桥喇叭形散索箍处主缆安装试验

韩国永宗大桥是一座主缆吊索面倾斜的自锚式悬索桥。该桥采用喇叭形散索箍,在加劲梁端的锚体处将主缆散开锚固。在架设主缆时,由于散索箍处张开角度大,散索箍处一些钢丝可能出现横向位移及翘起,必须进行锚体处的主缆安装模拟试验,以得到各根钢丝位移的情况,从而确定合适的措施解决这些问题。试验过程中找出了在散索箍端布置钢丝的方法,经过反复试验,最后成功地应用于实际工程。     

五峰山长江大桥上部结构施工控制技术

五峰山长江大桥主桥为主跨1092 m的钢桁梁公铁两用悬索桥,加劲梁采用板桁结合钢桁梁,主缆采用预制平行高强钢丝索股结构,直径1.3 m。边跨加劲梁采用支架顶推法施工,中跨加劲梁采用缆载吊机由跨中向两侧对称架设,并在中跨侧靠近桥塔位置处合龙;主缆采用平行钢丝索股法架设。主缆制造时,采用无应力长度法计算各索股的无应力下料长度,并在主缆锚固区每处预留长度为±26 cm的垫板空间;主缆架设时,采用4根索股作为基准索股进行架设线形控制,并将主缆长度误差控制在-18~30 cm,均在误差控制范围内;加劲梁施工时,通过分析各因素对加劲梁线形的影响规律,提出控制二期恒载的措施;加劲梁合龙时,采取中跨钢梁不动、起顶边跨钢梁的合龙控制措施;在加劲梁合龙后加载二期恒载。加劲梁合龙后标高误差为-5^+63 mm,线形控制较好。     

三汊矶自锚式悬索桥锚箱试验研究

自锚式悬索桥不同于常规的地锚式悬索桥,它是把主缆直接锚固在加劲梁的两端,加劲梁不仅要承受较大的弯矩,而且还要承受相当大的轴力。如何在合理的构造布置下将主缆的水平分力平顺地传递到加劲梁上,同时保证主缆与加劲梁连接的强度、刚度和稳定性,这是自锚式悬索桥最为关键的技术之一。长沙市三汊矶湘江大桥是一座双塔自锚式悬索桥,主缆通过钢锚箱锚固,并且主要由腹板将主缆轴力传递给整个加劲梁。该文介绍了大桥钢锚箱1∶3.2大比例模型试验,并且对作为主要传力构件的腹板和锚固体做了详细对比分析,验证了大桥锚箱的安全性和可靠性,为三汊矶大桥锚固结构的设计提供直接指导。     

悬索桥锚索拉杆更换设计研究

为了提升营运桥梁安全防护能力，以跨径636 m的某单跨钢桁梁悬索桥为例，对悬索桥主缆锚固系统锚索拉杆更换进行设计研究。主要探讨悬索桥锚固系统索股连接件中拉杆更换设计时的施工及监测要求、防腐措施、材料性能要求等，对于营运桥梁的预防性养护工程和提升营运桥梁的安全防护能力具有较大的参考价值，指导借鉴作用显著。     

虎门二桥坭洲水道桥主缆1960MPa锌铝合金镀层钢丝锚固试验研究

虎门二桥坭洲水道桥为(658+1 688)m双塔双跨悬索桥,主缆采用公称直径5mm、公称抗拉强度1 960MPa锌铝合金镀层钢丝,钢丝采用国产高强钢丝盘条(青钢、宝钢)制作。为得到该桥钢丝的灌锚工艺参数,确保钢丝锚固性能,对2种钢丝进行锚固试验,分析不同浓度的清洗助镀液、不同灌锚温度和不同锚固长度对钢丝锚固性能的影响。结果表明:合理的ZnCl2·NH4Cl清洗助镀液浓度对钢丝与锌铜合金的粘结强度的增加有一定的作用,最佳浓度为100g/L;清洗助镀液浓度为100g/L时,灌锚温度对于钢丝强度有一定的影响,灌锚温度460±10℃是比较合适的温度;青钢、宝钢国产盘条加工的钢丝最小锚固长度分别为80mm、100mm;拟选锚杯锚固段尺寸(过渡段145mm,锚固段290mm)完全能够满足锚固需要;索股的破断荷载满足设计及相关验收规范的要求。     

重庆寸滩长江大桥主桥设计

重庆寸滩长江大桥主桥为250m+880m+250m的单跨简支钢箱梁悬索桥。该桥设2根主缆,主缆采用预制平行高强钢丝索股结构。全桥共布置57对吊索,吊索采用预制平行钢丝束,与索夹采用销接式连接方式。主索鞍为全铸式结构,鞍底设置座板作为滑动副。散索鞍为底座式结构,底部设置柱面钢支座。主缆锚固系统采用型钢锚固系统。加劲梁采用流线型扁平式封闭钢箱梁,梁高3.5m,宽42m。南、北锚碇均为重力式锚碇,现浇扩大基础,锚体在平面均呈U形。桥塔为钢筋混凝土门式框架结构,两塔柱竖直布置,基础为分离式承台桩基础。     

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。