斜拉桥快速换索施工技术

重庆涪陵长江大桥1997年5月通车,运营15年后斜拉索出现病害,为最大程度地减小对交通的影响,需对全桥斜拉索进行快速更换。新斜拉索采用标准强度1770 M Pa、直径7 mm的平行钢丝索,规格与原斜拉索相同,并采用冷铸锚成品索,锚具体系的尺寸规格也与原锚具保持一致。为加快施工进度,专门研制具备快速和大行程特点的张拉设备。根据无应力状态法,斜拉索更换顺序制定为塔内从下往上更换,塔下的N27号飘浮索最后更换,换索施工工序为：旧索放张→旧索拆除→新索架设与张拉→全桥调索。     

大跨径混合梁斜拉桥全桥更换斜拉索顺序的研究

为研究混合梁斜拉桥斜拉索更换对桥梁结构内力和位移的影响,找到大跨径混合梁斜拉桥的最优换索顺序,本研究以主跨为360 m的广州鹤洞大桥换索工程为依托,以节省工期,确保换索过程结构安全为目标,开展组合式换索顺序的研究。首先建立了全桥精细化有限元模型,确定了桥梁换索前的基准状态,并验证了其正确性;然后根据已确定的由长索到短索的换索原则,以一次对称更换单塔同一索号的一对索为基础方案,进行施工过程仿真分析,在此基础上提出了一种将全桥斜拉索按照长索区、中长索区及短索区分类的优化思路;最后在各索区选取典型索为研究对象,采用增量法对比分析了不同卸索方案下结构关键参数的变化情况。在兼顾施工难度、双塔相互影响等因素影响的前提下,确定了全桥组合式换索顺序的建议方案：长索区按基础方案执行,中长索区优化为双塔反对称一次更换4根斜拉索方案,短索区优化为全桥一次更换同一索号的8根斜拉索方案。由此全桥换索循环由基础方案的72次优化为32次,确保了桥梁换索过程中的结构安全,并大大缩短了工期。     

大跨度地锚式斜拉桥综合维护关键技术

郧县汉江大桥为主跨414 m的地锚式预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,每塔两侧各布置50根斜拉索,跨中设置4个无轴力中间铰。该桥于1994年建成,2014年检测发现斜拉索破损严重,4个无轴力中间铰均出现一端卡死现象,主桥被评定为四类桥梁,需进行全桥综合维护。根据病害情况,先更换损坏严重的21根斜拉索;再按单塔对称、双塔反对称2根索同时更换的原则更换20~25号斜拉索;最后按双塔反对称4根索同时更换的原则更换1~19号斜拉索。全桥200根斜拉索更换后调整索力和梁体标高,采用拖拉法校正无轴力中间铰。无轴力中间铰校正后,在其端部和跨中断缝处安装监测系统,监测其工作状态。监测结果表明,无轴力中间铰能够纵向自由滑移,工作状态良好。     

某悬索斜拉索组合式跨越管桥的换索设计

某(320+500+225)m悬索斜拉索组合式跨越管桥,运营多年后索结构出现防腐保护层老化、破损,钢丝锈蚀严重,索体松弛等病害。为保障管桥结构和运营安全,对全桥主缆、吊索及斜拉索进行更换设计。新索全部采用镀锌钢丝绳。采用整体置换法更换主缆,在锚固墩和塔顶设计新主缆通道,按设计空缆线形架设新主缆;采用单根置换法更换所有吊索,新主缆逐步替代旧主缆;采用单根置换法更换斜拉索,从桥塔向跨中逐根进行,北塔和南塔同步;所有缆索更换完后,进一步调整索力和线形;最后参照公路桥梁缆索的防腐技术对所有新索进行防腐处理,并拆除旧主缆。采用MIDAS Civil 2012进行换索计算,结果表明结构受力均满足规范要求。该管桥已于2015年底成功完成换索,目前运营情况良好。     

美国黑尔·博格斯桥评估、修复计划及斜拉索更换设计

黑尔·博格斯桥于1983年10月5日通车。桥上一些斜拉索的PE保护套在斜拉索安装之前、安装期间及大桥通车之后均有损坏,自2002年以来为改善黑尔·博格斯桥的状况进行了斜拉索状态的评估及更换。为解决这些损伤并保证桥梁结构的完整性,对5个更换斜拉索的方案进行全寿命周期成本分析,最后采用更换全桥斜拉索方案。设计更换的斜拉索设计寿命为75年,重点对斜拉索锚固位置的几何限制,防腐、振动控制进行设计。由于该桥是一个重要的区域连接工具,且构成一个飓风疏散路线,因此在换索施工期间的交通维护也是设计重点。     

斜拉桥斜拉索防腐保护问题分析与建议

斜拉桥斜拉索的腐蚀破坏将直接影响桥梁结构的安全与使用寿命,国内、外已出现大量由于斜拉索破坏而进行换索的典型案例.目前斜拉桥斜拉索的常用防护形式为高密度聚乙烯(HDPE)护套,该类护套易发生开裂和老化而导致斜拉索锈蚀.为了研究斜拉索的防腐保护问题,对HDPE护套防护破坏的因素:索体交变应力、HDPE原材料特性、自然环境、施工作业方式和斜拉索的不均匀截面形状等进行分析,在此基础上提出采用长纤维增强护套结构以及在斜拉索护套与斜拉索之间设置粘弹性隔离层的防护建议.     

浅析斜拉索施工及修复

挂索是斜拉桥施工工艺中极为关键的环节之一,如果施工不慎,就会损伤斜拉索、增长施工工期。本文以灌河大桥为工程背景,简要介绍斜拉索施工全过程以及斜拉索修补,本桥通过计算斜拉索无应力索长和挂索牵引力,提出了短索和长索分别采用"反牵引(先安装斜拉索的塔柱张拉端,后安装斜拉索的桥面固定端,然后张拉塔柱端斜拉索)"与软、硬牵引相结合的技术进行挂索,并巧妙利用了桥面展索和脱空展索相结合的工艺,在斜拉索桥面展索使用塔吊、卷扬相结合的方法,梁端安装采用桥面吊机、卷扬机相结合的方法,提高了斜拉索的安装效率和质量,加大了施工的可操作性和安全性,节约施工成本。     

不中断交通条件下斜拉索更换施工关键技术

以银盆岭湘江大桥斜拉索更换项目为工程背景,对不中断交通条件下斜拉索更换桥梁结构进行分析;其次介绍了斜拉索更换的主要设备,最后介绍了斜拉索更换施工关键技术及其重难点,可为其他类似工程提供参考。     

黄冈公铁两用长江大桥斜拉索安装技术

黄冈公铁两用长江大桥主桥为双塔双索面钢桁梁斜拉桥,跨度布置为(81+243+567+243+81)m.每桥塔两侧各设置19对斜拉索,全桥共有斜拉索152根,对该桥斜拉索安装技术进行总结.采用全回转架梁吊机将整盘斜拉索吊至桥面;采用全回转架梁吊机配合桥面上固定式放索盘进行桥面展索;斜拉索总体挂设采用先塔后梁的方案,利用塔吊和塔顶吊架完成塔端挂设;采用卷扬机及滑车组进行斜拉索梁端牵引,牵引到位后进行锚固;梁端安装完成后,3～8号斜拉索直接进行塔内刚性牵引,9～19号斜拉索先进行塔内软牵引(最大软牵引力为1 200 kN)再进行刚性牵引;按设计要求对斜拉索进行分级同步对称张拉.该桥全部4 000余吨斜拉索的安装在7个月内全部完成.     

越南平桥船撞损伤及修复

平桥是一座17跨连续结合梁斜拉桥,位于越南第三大城市海防市,2005年建成。2010年7月17日,该桥被3艘货船撞击,其中一艘船的船尾楼撞上该桥主梁,使主梁下翼缘和腹板产生长约22.5m的面外变形,2根斜拉索受损。通过计算分析确定更换顺桥向长22.5m、高1.05m的主梁区域,更换2根受损斜拉索。采用三角形截面桁架结构作为加固辅助构件,代替损伤主梁承担截面内力,再切断受损主梁,更换新梁。将邻近受损斜拉索的上侧斜拉索作为导索,安装临时吊索拆除受损斜拉索,再用卷扬机、移动滑车安装新斜拉索。修复过程中对主梁应力进行监控,确保施工安全。     

运营期桥梁斜拉索的技术状况检测

某桥为主跨232m独塔双索面预应力混凝土斜拉桥,至今运营了约19年,斜拉索采用7mm镀锌高强钢丝,抗拉强度标准值1 600 MPa。为了掌握运营期斜拉索的耐久性技术状况,评定其是否处于安全状态,对该桥的斜拉索相关组成构件进行了较为全面详细的检测,运用机器人无损检测技术对拉索内部钢丝锈蚀率和断丝情况进行了量化检测,分析病害产生原因和严重程度,结合斜拉索索力和结构线形进行了综合拉索受力安全分析。检测结果表明:该桥有占总数78.8%的斜拉索存在不同程度的PE护套破损病害;PE护套出现开裂或断裂的斜拉索钢丝均出现了锈蚀,其中斜拉索钢丝截面的最大锈蚀率在1.08%~4.93%之间,但尚未发现断丝情况。根据当前技术状况,对斜拉索索力安全系数进行检算,其结果满足规范要求。     

一种斜拉索耐久性的评定方法

为准确地评定斜拉索的耐久性,指导斜拉索养护,提出一种针对平行钢丝斜拉索耐久性的评定方法。该方法建立在已有的均匀腐蚀厚度和局部点蚀深度概率研究的基础上,利用有限元分析结果拟合得到钢丝承载力与腐蚀程度的对应公式,并通过概率理论推导得出了服役若干年后钢丝承载力和斜拉索承载力的概率模型。某在建斜拉桥斜拉索设计寿命30年,采用该方法评估了其20年、30年和40年的耐久性,通过具体算例演示验证了该评定方法的可行性和应用价值。该评定方法可以预估和评价在不同服役年龄时斜拉索的强度,为斜拉索养护措施的选择和换索时机的确定提供参考。     

大跨径斜拉桥换索工程实践

该文以一座7跨连续半漂浮体系混合式斜拉桥为实例,其主跨580 m,为扁平流线型钢箱梁,全桥共有斜拉索168根,斜拉索采用梁上销铰锚固,塔上单端张拉方式。在运营检查中发现斜拉索PE破损,为保证大桥的安全使用性能,必须对该索进行更换。该文对该桥换索的施工及监测等过程进行了阐述。     

CFRP斜拉索力学特性

基于斜拉索分析的悬链线理论,以主跨1 088 m的苏通大桥的斜拉索为研究对象,对比分析高强钢丝斜拉索和CFRP斜拉索的力学特性。研究表明,由于自重的降低,尤其对长索,CFRP斜拉索的垂度和由垂度引起的刚度损失、支承效率损失大大降低。CFRP斜拉索在超大跨度斜拉索中优势明显。     

钢绞线斜拉索成索施工工艺优化

斜拉桥常规斜拉索有两种形式,即平行钢绞线斜拉索和高强度平行钢丝斜拉索,其中钢绞线斜拉索需要现场下料、挂索、张拉成索,工序较多、工艺复杂。因此,需要现场对成索工艺进行必要优化、减少工序,更好节约工期,减少安全风险。     

青岛墨水河大桥主桥设计

墨水河大桥主桥为2×90m单塔中央双索面斜拉桥.该桥采用塔梁墩固接体系.主梁采用分体式箱形截面钢主梁,桥面采用STC层铺装体系.桥塔采用矩形截面"人"字形钢结构塔,桥面以上塔高48.6 m.主墩为混凝土圆台式墩,承台为矩形截面,下设12根φ2.0 m钻孔灌注桩.全桥共设置36根斜拉索,按中央双索面扇形布置,梁上索距9m;塔上索距2.2 ～ 2.628 m,斜拉索采用φ7mm环氧喷涂钢丝拉索.采用MIDAS Civil有限元程序进行结构静力验算,结果表明该桥结构强度、刚度、稳定性均满足规范要求.     

钢绞线斜拉索与平行钢丝斜拉索阻尼减振研究

钢绞线斜拉索和平行钢丝斜拉索构造不同,引起风致振动特性和减振需求也不同。为给斜拉索振动控制设计提供依据,对比国内外规范中关于斜拉索阻尼减振指标的规定,分析不同参数对钢绞线斜拉索和平行钢丝斜拉索减振指标的影响,以2座典型桥梁为背景,对比分析钢绞线斜拉索和平行钢丝斜拉索的阻尼减振措施。结果表明：《斜拉索外置式黏滞阻尼器》(JT/T 1038—2016)和欧洲规范CIP-2002、FIB-2005采用特定阻尼对数衰减率δ控制斜拉索风雨振,而美国规范PTI-2018采用质量阻尼参数S_c≥10控制斜拉索风雨振,质量阻尼参数考虑因素全面、科学,推荐使用;为了保证斜拉索的减振安全,建议阻尼减振同时满足国内外多个现行规范,平行钢丝斜拉索采用δ≥3%作为阻尼减振指标,钢绞线斜拉索的阻尼减振指标建议按照PTI-2018根据索的参数和气动措施情况进行选择;博斯普鲁斯海峡三桥钢绞线斜拉索阻尼器尺寸偏大,安装阻尼器后斜拉索的面内阻尼对数衰减率为4%和6%,可满足低阶大幅振动控制要求;沪苏通长江公铁大桥平行钢丝斜拉索振动模态丰富,采用2种阻尼器协同减振,实现多模态振动控制,控制中、低阶大幅振...     

青岛墨水河大桥主桥设计

墨水河大桥主桥为2×90m单塔中央双索面斜拉桥.该桥采用塔梁墩固接体系.主梁采用分体式箱形截面钢主梁,桥面采用STC层铺装体系.桥塔采用矩形截面"人"字形钢结构塔,桥面以上塔高48.6 m.主墩为混凝土圆台式墩,承台为矩形截面,下设12根φ2.0 m钻孔灌注桩.全桥共设置36根斜拉索,按中央双索面扇形布置,梁上索距9m;塔上索距2.2 ～ 2.628 m,斜拉索采用φ7mm环氧喷涂钢丝拉索.采用MIDAS Civil有限元程序进行结构静力验算,结果表明该桥结构强度、刚度、稳定性均满足规范要求.     

斜拉索腐蚀损伤下斜拉桥体系可靠度研究

拉索腐蚀疲劳累积损伤是威胁斜拉桥运营安全的关键因素,导致斜拉桥运营期的换索次数多且换索成本高。为了准确评定斜拉索腐蚀疲劳损伤对斜拉桥结构安全的影响,从结构体系可靠性角度探索拉索腐蚀疲劳损伤的概率传递模型。分析了斜拉索腐蚀疲劳损伤对结构体系可靠度的影响规律,从而为换索决策提供依据。研究结果表明,疲劳和疲劳腐蚀效应共同作用下的拉索在20 a服役期内的强度系数分别为0.928和0.751,斜拉索抗力退化将导致斜拉桥主要失效路径变化,主梁索间距为30 m的斜拉桥在服役期的13 a,主要失效模式从由主梁弯曲失效转移至斜拉索强度失效,导致后期的结构体系可靠指标快速下降。     

斜拉桥旧索试验检测及残余寿命评估

以某斜拉桥拆除的病害斜拉索作为研究对象,系统开展了斜拉索外观检测和材料的力学性能试验;根据斜拉索试验结果,分析了斜拉索病害原因并评估了斜拉索的残余寿命,为斜拉索后期养护提供维护建议。