大连北大桥桥面下挠病害维修方案研究

大连北大桥为主跨133m的三跨简支钢桁架重力式地锚悬索桥,1987年建成通车,2015年检测发现该桥桥面出现严重的下挠,并伴随有主索鞍、散索鞍偏位等病害。基于病害及其产生原因,提出结构减载、主缆张拉及吊索更换的方案。为研究该方案的合理性并进一步进行方案优化,采用有限元软件建立全桥模型,计算分析结构减载方式、主缆张拉量对桥面线形、结构内力、主缆重力刚度的作用效应。结果表明:优化后的方案为全桥减载5kN/m、主缆张拉100mm,结合吊索更换使桥面达到理想线形;优化后的维修方案可以有效地消除桥面的下挠病害,改善结构受力状况,提高全桥的承载力。     

斜拉-悬索管桥主缆及吊索更换施工控制分析

根据某斜拉-悬索组合体系输油管桥的病害情况、结构受力特点,采用有限元软件对结构进行三维空间有限元建模计算分析。通过对其主缆及吊索更换全过程进行现场施工监控,分析比较主缆及吊索的索力、油管高程改变量等理论值和实测值,评估主缆及吊索更换完成后桥梁结构状况。     

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。     

大跨度单主缆悬索桥体系转换过程受力分析

广西柳州市双拥大桥为主跨430m的双塔单主缆地锚式悬索桥,采用主缆架设和主梁顶推同步施工、分批张拉吊索的施工工艺。该桥具有单根主缆体系横向受力效应的特殊性,体系转换技术难度大,为了解单主缆体系在施工中各种状态下结构的力学响应,采用无应力状态法,利用ANSYS软件建立全桥有限元模型,分析体系转换过程中的吊索和主缆内力、主缆线形、桥塔偏位和主梁支反力等参数的变化规律。结果表明:吊索和主缆的安全系数均满足要求;主缆跨中矢高变化幅度达8.852m;桥塔塔顶偏位在±150mm以内,桥塔变形和受力均较为合理。二期恒载施工后,该桥成桥线形、内力状态与设计预期目标吻合较好,各项实测参数均满足设计和规范要求。     

福州鼓山大桥关键技术研究

鼓山大桥为主跨235 m的独塔空间索面自锚式悬索桥,加劲梁为钢-混凝土混合梁,桥面全宽42 m,综述该桥结构设计、科研与试验及施工关键技术。该桥加劲梁在桥塔处设置纵向阻尼器,主索鞍整体铸造,滑动装置采用座板而不采用格栅,散索套及散索鞍采用单向活动支座支承。进行主缆线形与吊索张拉、主缆锚固区受力、抗震性能、钢桥面铺装及全桥模型试验等专题研究,研究表明:该桥设计理论正确,两跨吊索同时张拉较合理,锚固区应力分布复杂,阻尼器作用显著,桥面铺装采用改性沥青较合适,剪力滞效应对结构影响不大。该桥采用"先梁后缆"的施工顺序,钢箱梁采用顶推法施工。     

悬索桥索夹安装位置及吊索下料长度计算

为确保吊索受力安全和桥面线形符合设计要求,在主缆架设后,根据索塔和主缆实际施工误差预测成桥状态塔顶标高和主缆跨中标高,并依据预测的主缆线形,确定索夹的安装位置和吊索精确的下料长度。     

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。     

某中承式拱桥维修加固设计方案研究

某中承式拱桥于1990年7月建成通车,2001年由于吊杆突然断裂导致桥面坍塌,2002年维修加固后恢复使用。2010—2014年检测发现该桥多处出现破坏,降低了桥梁的安全可靠度,需对其进行维修加固。文中以该桥历年检测结果作为加固设计的主要依据,在参考国内桥梁维修加固技术的基础上,提出将原桥面加宽并采用钢纵横梁+砼桥面板结构、更换全都吊杆的加固设计方案,计算结果表明加固后桥梁结构应力状态有所改善。     

广东汕头海湾大桥吊索更换计算分析

汕头海湾大桥吊索钢丝绳出现锈蚀、涂装局部老化、剥落等病害。拟对大桥的所有吊索进行更换。采用结构空间分析有限元软件,建立空间分析模型,模拟设置桥面钢桁架,对不中断桥面交通的工况进行计算分析,以研究施工的难点及可行性。计算分析结果表明:在实际更换过程中,主缆、主梁的内力与几何外形数据均与计算值相符,全桥结构安全、状态可控,吊索索力偏差符合要求。换索后的桥梁使用状况良好,达到了设计的预期目标。     

福州鼓山大桥施工监控

鼓山大桥为主跨235 m的独塔空间索自锚式悬索桥,加劲梁为钢-混凝土混合梁。综述该桥先梁后缆施工顺序、吊索张拉与体系转换步骤的监控。该桥钢箱梁采用顶推法施工,主缆架设调股顺序为先主跨后边跨再锚跨,普通股采用相对垂度法调股。给出详细的吊索张拉与体系转换步骤,即主跨与边跨吊索交替张拉,主跨吊索由桥塔向锚跨依次张拉,最后7对吊索先部分张拉,等桥面铺装之后再安装到位,边跨19~8号吊索由桥塔向锚跨依次张拉,1~7号吊索由锚跨向桥塔依次张拉。施工的最后阶段实现了多工序同步作业。施工监控保证了该桥建成后的内力与线形均满足设计要求。     

英国福斯公路大桥的维护和维修工程

介绍近年来英国福斯公路大桥进行的一系列结构加固、改进及主要构件更换维修工程;持续进行的主要维护,如桥梁涂装及桥面铺装.详细阐述检查主缆时发现的腐蚀情况,由此采用的主缆除湿系统,制止、减缓主缆恶化的措施.说明更换或加大主缆的可行性,以及调查锚碇结构整体性的初步研究成果等.     

某连续箱梁病害分析及维修加固

某桥为三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥,运营多年,经检测,主体结构及桥面铺装等出现相应病害,桥梁总体结构处于较差状态,综合评定为三类桥,须采取有效措施进行维修加固处理。针对具体病害,采用有限元程序Midas与Ansys对结构进行分析,探讨病害产生的主要原因,并给出了相应的维修措施。针对箱梁顶板底面、底板底面及腹板裂缝,通过对顶板及底板底面粘贴碳纤维布、腹板内外侧粘贴钢板及增设体外预应力主动加固等措施,对结构受力进行补强,提高桥梁结构的安全性与耐久性;针对桥面铺装裂缝,通过更换水泥混凝土桥面铺装层并增设防水层,以提高桥梁的适用性与耐久性。桥梁维修加固后,经通车前的荷载试验评定,验证了加固措施的效果,桥梁的使用性能得到恢复。     

大跨径自锚式悬索桥合理成桥状态的确定方法

通过对有限位移理论和解析迭代法的分析,对基本参数进行分析研究,提出了确定自锚式悬索桥合理成桥状态的思路和方法。以主缆为切入点,在确定主缆线形及吊索、加劲梁内力的情况下,最终得到主缆和吊杆的无应力长度及施工结构状态。基于上述理论,以某主跨328 m的自锚式悬索桥为例,进行了详细的分析,给出了主缆无应力长度、鞍座预偏量、成桥阶段加劲梁、吊杆的内力,确定了该桥的合理成桥状态。     

空间缆索自锚式悬索桥成桥状态的确定方法

结合悬链线理论和几何非线性有限元方法,对空间缆索自锚式悬索桥成桥状态的确定方法进行了研究。提出了空间主缆和吊索的线形及内力的迭代计算方法,在此基础上建立成桥状态的几何非线性有限元模型,进行非线性迭代计算并不断修改单元无应力原长及刚度矩阵,直至节点位移满足精度要求,即确定了全桥结构的成桥状态。利用该方法能得到满足设计要求的自锚式悬索桥成桥状态,并得到了主缆、吊索、加劲梁的线形、杆件内力等重要信息。算例验证表明了该计算方法是可行的,能够满足工程计算精度要求,可用于空间缆索自锚式悬索桥成桥状态的确定。     

单塔空间索自锚式悬索天桥设计与施工控制

桐柏停车区天桥采用(18+38+66+18)m四跨单塔自锚式悬索桥方案。桥塔为钢筋混凝土拱形,加劲梁采用钢筋混凝土肋板式结构,主缆采用预制平行丝股,吊索采用空间布置,鞍座采用铸焊结构。采用MIDAS Civil程序建立有限元模型,进行成桥结构分析,结果表明该桥结构刚度满足规范要求。该桥采用先梁后缆法施工,采用倒拆法进行施工计算,在施工过程模拟计算后得到吊索下料长度。吊索分5次张拉到位完成结构体系转换,以吊索无应力长度为控制指标,控制吊索张拉力和加劲梁变形。监控结果表明,该桥成桥线形较好,主缆和吊索受力均匀。     

金沙江白鹤滩水电站葫芦口大桥主桥设计

葫芦口大桥主桥为(158+656+145)m的单跨双铰钢桁梁悬索桥。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71对吊索,吊索采用预制平行钢丝束,与索夹采用销轴连接方式。主索鞍为全铸式结构,鞍底设置滑动副。散索鞍为底座式结构,下设滚轴支座。主缆锚固系统采用型钢锚固系统。加劲梁采用钢桁梁,桁高4.5m,宽17m,采用钢混组合桥面系。两岸锚碇均采用重力式锚、现浇扩大基础,其中巧家侧锚碇采用明挖嵌岩基础。桥塔为钢筋混凝土门式框架结构,塔柱竖直布置,基础采用直径2.5m的钻孔灌注桩。采用有限元软件BNLAS及MIDAS对该桥进行计算分析,结果表明该桥的静力、动力特性均满足规范要求。     

奥地利多瑙河四桥

正多瑙河四桥(Fourth Danube River Bridge,见图1)位于奥地利林茨市,是一座悬索桥,全长305m,桥面净宽22.5m。该桥没有桥塔,主缆锚固在河谷两岸的岩石峭壁中,桥面两端接穿山隧道,整个桥像浮在水面上。2条主缆各长500m,重85t,由12股封闭式钢绞线组成,每股直径144mm。与传统的圆形主缆截面不同,该桥主缆采用矩形截面,截面尺寸为1.9m×0.4m。全桥共40根吊索,吊索同样采用封闭式钢绞线索,直径95mm,长2～24m,间距14.5m。     

斜拉索辅助人行悬索桥总体设计

宁德市人行悬索桥计算跨径为311.5 m,采用斜拉索辅助桥面主缆受力结构体系。斜拉索主塔纵桥向间距191 m,横桥向采用外圆内方造型。桥面系通过纵向主缆与纵、横梁联合受力,纵、横梁固定在主缆上。人行道板采用防腐木板。桥梁施工顺序为锚碇及主塔基础及塔身、主缆、纵横梁、风缆、桥面防腐木及栏杆,然后斜拉索施工。考虑施工过程,采用桥梁专用有限元软件Midas/Civil 2019,构建了全桥计算分析模型。计算结果表明:桥梁结构整体刚度大,各构件受力合理,应力与活载下变形均满足相关规范规程要求。     

斜拉索辅助人行悬索桥总体设计

宁德市人行悬索桥计算跨径为311.5 m,采用斜拉索辅助桥面主缆受力结构体系。斜拉索主塔纵桥向间距191 m,横桥向采用外圆内方造型。桥面系通过纵向主缆与纵、横梁联合受力,纵、横梁固定在主缆上。人行道板采用防腐木板。桥梁施工顺序为锚碇及主塔基础及塔身、主缆、纵横梁、风缆、桥面防腐木及栏杆,然后斜拉索施工。考虑施工过程,采用桥梁专用有限元软件Midas/Civil 2019,构建了全桥计算分析模型。计算结果表明:桥梁结构整体刚度大,各构件受力合理,应力与活载下变形均满足相关规范规程要求。     

润扬大桥悬索桥长吊索更换技术研究

为了对悬索桥服役期间损坏的长吊索进行快速更换,依托润扬大桥南汊悬索桥1对长吊索火灾后紧急更换的工程案例,结合既有吊索锚固构造,设计一种悬索桥长吊索更换装置,开发传统吊索更换须在吊索无应力状态下拆除转换为吊索在有限应力而销轴无应力状态下拆除的吊索更换技术。详细介绍施工过程及施工关键步骤,并采用ANSYS建立全桥有限元模型,对吊索更换过程中的7个关键施工步骤进行仿真模拟,分析更换过程中待更换吊索索力、相邻吊索索力、主缆竖向位移、加劲梁竖向位移等指标的变化趋势。同时,对不中断交通情况下的施工全过程进行监控,实测施工过程中分级张拉临时吊索,安装新吊索、拆除临时索等工况的相应吊索索力以及临时吊索索夹与永久吊索索夹的相对滑移。研究结果表明：实测值与模拟值变化趋势基本吻合,验证了施工方案的合理性;该桥长吊索的成功更换,验证了所开发的吊索更换装置的可靠性,不仅完成了在不中断交通情况下的吊索更换,而且还实现了对悬索桥既有状态干扰最小的目标。