自锚式悬索桥主梁施工方案的优选

引言 白锚式悬索桥是将主缆直接锚固在加劲梁上．靠主梁来承担主缆的水平分力,从而取消庞大的锚碇．同时主缆又对主梁施加了强大的免费预应力。采用自锚式结构体系,和地锚式相比可以不考虑地质条件的影响,而且免去了巨大的锚锭．降低了工程造价。采用自锚．将主缆锚固于加劲梁之上,相比同等跨径的其它桥型,更有其特有的曲线线形,外观优雅,     

自锚式悬索桥施工控制的方法

研究表明,跨度在200m左右的自锚式悬索桥在活载作用下的行为基本符合弹性理论,但在施工阶段,自锚式悬索桥与地锚式悬索桥一样,存在严重的几何非线性。由于自锚式悬索桥在设计和施工方面的研究尚处于初期,虽然在主缆的空缆线形及吊索长度等方面可以借鉴地锚式悬索桥的经验,但是自锚式悬索桥的主缆是直接锚固在加劲梁端部的锚碇上,这样的受力特点使得自锚式悬索桥的施工顺序必须是先浇注或组装加劲梁,等到加劲梁达到一定强度或组装完成后再挂设主缆,最后才能张拉吊索。由于各种因素的影响,如吊索的承载力、张拉设备的数量和能力、主梁和主塔的承载力等,全桥的吊索必须多次逐步张拉,才能达到设计值。当然,最理想的是无限次均匀张拉至设计状态,但施工中全桥吊索张拉一遍需要花费很长时间,利用大量的人力和物力,这在工期和经济方面都是不能接受的。因此,如何在实际施工条件下,用尽量少的反复张拉次数使全桥的吊索拉力达到设计状态是施工控制需要研究的一个问题。     

混凝土自锚式悬索桥的恒载平衡状态分析

为获得混凝土自锚式悬索桥的理想恒载状态,为施工阶段倒拆分析提供理论依据,针对混凝土自锚式悬索桥的结构特点,以国内某跨径布置为(65+158+65)m的混凝土自锚式悬索桥为背景,基于有限位移理论和分段悬链线法计算理论,运用有限元软件ANSYS对其在结构自重、混凝土收缩徐变效应以及预应力效应等作用下的恒载平衡状态进行分析,得到混凝土自锚式悬索桥的合理线形和受力状态。研究结果表明:该方法所得主缆在恒载作用下的成桥线形合理、吊索索力及主梁的受力合理,为混凝土自锚式悬索桥的设计、分析及施工控制提供理论依据。     

新型自锚式悬索桥线形控制技术

浙江海盐塘桥采用新型的钢筋混凝土梁自锚式悬索桥,其设计特点为：主梁不设纵向预应力钢束,塔顶不设鞍座,主缆、吊杆为钢绞线索,主缆梁端锚固,塔顶张拉。结合海盐塘桥施工,介绍了自锚式悬索桥主梁施工支架的构造、施工和桥梁施工线形控制等关键技术。     

自锚式悬索桥主梁挠度非线性随机静力分析

采用响应面法对自锚式悬索桥主梁主跨中点挠度进行非线性随机静力分析,考察自锚式悬索桥主跨中点挠度随结构材料、几何尺寸及外荷载等不确定性因素的变异而发生变化的规律.有限元分析模型中考虑了主缆几何非线性及主梁P-Δ效应等的非线性行为.自锚式悬索桥结构主缆的面积、弹性模量以及主梁的面积的变异对主梁主跨中点挠度影响最为显著,在外部车辆荷载中不同车辆轴重的变异对主跨中点影响程度不尽相同.     

自锚式悬索桥施工安全风险辨识及控制措施研究

与地锚式悬索桥相比,自锚式悬索桥是直接将主缆锚固在加劲梁的两端,加劲梁受力更复杂。因为通常要按“先梁后缆”的顺序施工,自锚式悬索桥施工周期长,技术难度更大。在全面辨识桃花峪黄河大桥主桥施工安全风险因素的基础上,从主塔施工,钢箱梁运输、吊装,钢箱梁顶推,猫道架设,主缆、吊索安装,以及体系转换施工等方面提出了相应的安全技术控制措施,对其他类似工程具有一定的指导和借鉴作用。     

基于ANSYS的悬索桥空间主缆扭转问题计算方法研究

自锚式悬索桥在体系转换过程中,通过对吊杆在垂直于纵桥向的竖平面中进行张拉并锚固于加劲梁上,从而形成空间主缆自锚式悬索桥结构。因主缆和吊杆形成空间索系,很大程度上减小了此类结构在横桥向荷载作用下的内力和位移。但是,该种桥型的主缆在由空缆时的平面状态转变为成桥时的空间状态过程中会产生扭转变形。基于此,在主缆索夹安装前应正确给定其安装预偏角,从而避免索夹在成桥状态下扭转破坏。但应注意到,在ANSYS等软件中,主缆一般是用杆单元进行模拟,无法通过计算获取主缆的扭转角度。以杭州某空间主缆自锚式悬索桥为研究背景,提出在ANSYS中对梁单元的部分参数进行特殊取值来模拟主缆,计算主缆的扭转角。理论分析表明,将梁单元抗弯刚度取合理的较小值时,其受力特点便接近于索单元。最后,对某空间主缆自锚式悬索桥的缩尺相似模型进行数值模拟,得到了该模型主缆在吊杆横向张力下扭转角度的数值计算结果。从而在一定程度上解决了运用通用有限元软件计算悬索桥主缆扭转角度这一难题。     

自锚式悬索桥主缆分析与计算

自锚式悬索桥成桥时主缆线形与主缆无应力长度的精确分析计算是桥梁施工控制重要的一环,也是保证桥梁成桥后几何线性达到设计要求的必要条件。通过分别用分段悬链线法、抛物线法和有限元法计算一工程实例后,对比分析结果得出,有限元法和分段悬链线法(精确算法)的计算结果基本吻合,抛物线法的计算结果有一定的误差。这可为自锚式悬索桥的设计和研究提供参考。     

自锚式悬索桥主缆线形计算方法

以长沙市三汉矶湘江大桥为工程背景，对自锚式悬索桥的主缆线形及无应力长度的计算方法进行了研究，推导出两种基于不同假定下的主缆线形及无应力索长的计算方法：假定主缆自重沿跨径均布的抛物线法和假定主缆自重沿弧长均布的分段悬链线法。结果发现：抛物线法比较简单，但计算结果比较粗略；分段悬链线法考虑因素比较全面，计算相对复杂，但结果比较精确；对于空缆线形竖向坐标值两种方法的误差为0．739％，无应力索长计算两种方法的误差仅为0．31％。结果表明：抛物线法和分段悬链线法均可应用于自锚式悬索桥的主缆线形计算。     

混凝土自锚式悬索桥——万新大桥

抚顺市万新大桥是一座主跨160m的混凝土自锚式悬索桥,全长330m,主梁采用滑动模架法施工;每侧梁端各设置了两个滑动索鞍和一个固定索鞍,其主缆采用连续的镀锌钢丝绳绕过梁端索鞍,并使两股主缆连续为闭合环形,这种主缆形式是首次采用。目前万新大桥是世界上跨度最大的混凝土自锚式悬索桥。本文介绍了该桥的总体布置、结构设计、施工和施工监控的要点。     

确定自锚式悬索桥吊杆合理成桥张拉力的综合方法探讨

自锚式悬索桥吊杆合理张拉力的确定是自锚式悬索桥设计施工要解决的关键问题。充分利用吊杆在施工张拉过程中主缆位移具有弱相干性原理,将加劲梁视为连续梁结构,根据能量最小原理及变形协调原理,综合确定了吊杆的成桥张拉力。     

边跨主缆角度对悬索桥的影响分析

为了研究不同边跨主缆角度对悬索桥结构受力的影响,以西堠门大桥为原型,采用西南交通大学编制的桥梁非线性计算软件BNLAS,建立双塔单跨悬索桥计算模型,该模型中中跨主缆的跨度为1 650 m,加劲梁为单跨简支结构体系。通过比较不同边跨主缆跨度情况下悬索桥受力的变化,分析了主缆边跨角度的改变对悬索桥受力的影响。     

边跨主缆角度对悬索桥的影响分析

为了研究不同边跨主缆角度对悬索桥结构受力的影响,以西堠门大桥为原型,采用西南交通大学编制的桥梁非线性计算软件BNLAS,建立双塔单跨悬索桥计算模型,该模型中中跨主缆的跨度为1 650 m,加劲梁为单跨简支结构体系。通过比较不同边跨主缆跨度情况下悬索桥受力的变化,分析了主缆边跨角度的改变对悬索桥受力的影响。     

悬索桥重力刚度法及主缆水平拉力计算

对于大跨度悬索桥,加劲梁的抗弯刚度远远小于具备强大拉力储备的主缆的重力刚度,加劲梁的抗弯刚度的大小对全桥结构行为的影响只是处于次要地位。忽略加劲梁的抗弯刚度而将悬索桥当成一个单纯的索结构来分析它的内力和变形的方法就是重力刚度法。通过与悬索同跨简支梁的剪力和弯矩来明确重力刚度的概念,并揭示该剪力和主缆水平拉力、该弯矩和主缆挠度之间的关系。分别采用重力刚度法和通用软件ANSYS来计算悬索桥的内力和变形,其结果接近,说明采用重力刚度法计算的结果也是具有参考价值的。     

悬索桥索夹的设计及验算

悬索桥主要结构由主缆、桥塔、吊索、加劲梁等组成。索夹位于每根吊索和主缆的连接节点上,是主缆和吊索的连接件。结合工程实例,对索夹布置、索夹构造的确定、索夹安全系数验算及索夹强度验算进行了详细介绍。     

关于悬索桥的重力刚度

随着悬索桥跨度的增大,加劲梁的竖向抗弯刚度提供给整个桥跨结构的刚度仅占次要地位,而悬索自身的重力刚度却占有重要的作用．为加深对重力刚度的进一步认识,笔者对特大跨度的悬索桥的重力刚度进行简要的理论推导,在忽略加劲梁存在的情况下,可近似地计算悬索桥的变形和内力．     

一种计算自锚式悬索桥吊杆成桥张拉力的方法研究

确定自锚式悬索桥吊杆合理张拉力是自锚式悬索桥设计施工要解决的关键问题。基于吊杆在施工张拉过程中主缆位移具有弱相干性原理,将加劲梁视为连续梁结构,根据能量最小原理及变形协调原理,可确定吊杆的成桥张拉力。     

北京市昌平区南环大桥施工过程仿真分析

北京市昌平区南环大桥为跨径达175m的大跨径钢箱梁自锚式悬索桥,通过对其施工过程进行仿真分析,提出从成桥状态识别主缆无应力长度,进而确定主缆空缆线形及主索鞍塔顶预偏值的方法,以及合理确定吊杆张拉方案的原则,可供桥梁工程技术人员参考。     

超大跨径CFRP主缆悬索桥动力特性参数分析

为了研究超大跨径碳纤维（CFRP）主缆悬索桥的动力性能,以某海峡为工程背景,设计了主跨3 500 m的CFRP主缆悬索桥.基于ANSYS软件平台,分析了该CFRP主缆悬索桥的动力特性,探讨了矢跨比、主缆安全系数、加劲梁约束体系和桥塔刚度等主要结构参数对其动力特性的影响.研究结果表明:矢跨比越大,扭弯频率比越大;主缆安全系数对动力特性影响不大;随跨径增大,加劲梁约束体系对动力特性的影响减小;增大桥塔顺桥向弯曲刚度可以提高对称竖弯基频,增大桥塔抗扭刚度可提高扭转基频.      

"先缆后梁"施工建造自锚式悬索桥的研究

针对100~400 m中小跨度的自锚式悬索桥,提出了一种先架缆后挂梁的设计施工方案.计算了施工过程中墩顶必须承受的最大水平拉力,分析了桥墩尺寸、临时固结和稳定性等关键问题.结果表明,在中小跨度范围内,墩顶最大水平力可以由墩来承受,从而能够克服目前自锚式悬索桥“先梁后缆”施工的弊端.