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。     

大跨度三塔悬索桥主缆系统施工技术创新及改进

针对大跨度悬索桥主缆系统施工存在的一些技术难题,介绍近年国内3座三塔悬索桥主缆系统施工技术方面所做的创新和改进。通过使主索鞍底面在底板上直接滑移,简化主索鞍滑动副结构,方便施工过程索鞍顶推;设计制造支座型散索鞍结构,改善散索鞍摆动性能;采用左右对合的双吊耳板索夹结构,改善索夹结构受力性能;采用了主缆PPWS索股水平成盘放索架设方法,减少PPWS索股架设"呼啦圈"和散股问题。针对索鞍槽和主缆索股的抗滑移问题,探索应用了中塔主索鞍加厚鞍槽隔板和91丝规格PPWS索股增加"填充钢丝"的密实整形入鞍等方法。     

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。     

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。     

自锚式悬索桥主索鞍设计及有限元分析

自锚式悬索桥主索鞍的设计,由于其自身结构形式复杂,通常采用有限元建模分析的方法进行计算。以一座自锚式悬索桥主索鞍的设计为研究对象,利用MIDAS相关软件建立主索鞍三维模型,对主索鞍的受力进行分析。     

山区超高索塔主索鞍吊装施工关键技术

赤水河红军大桥为主跨1 200 m悬索桥,主索鞍由2个半鞍体组成,单件重40. 6 t,须安装在243. 5 m高的塔顶主索鞍室内。为解决山区超高索塔主索鞍吊装难度大、风险高的难题,主索鞍采用"塔顶门架+卷扬机+行走小车"的方式吊装。实施前,采用Midas/Civil有限元软件对索塔门架进行仿真分析,并进行荷载试验,以确保门架结构稳定安全。实际施工表明,门架结构性能满足施工要求,吊装方法和施工措施合理,主索鞍安装质量满足设计和规范要求。     

马鞍山大桥主缆索股架设成套技术改进与施工

随着悬索桥施工技术的不断发展,主缆索股架设方法渐趋成熟,但是架设过程中往往存在一些常见质量问题不能很好的解决,如鼓丝、扭转、索股受力不均、镀锌层损伤、污染等。在马鞍山长江公路大桥左汊悬索桥主缆索股架设施工中,通过将索股钢丝改为双缠包带、改进索股锚头连接方式、局部索股支撑结构改为弹性支撑、增加索股入鞍前整形工序等措施,形成一套独特的、完整的、科学合理的主缆索股架设施工方法,有效提高主缆索股架设品质,保证了索股架设安全和进度,取得较好的经济效益和社会效益。     

地锚式悬索桥主索鞍顶推控制研究及实例分析

在地锚式悬索桥主梁吊装过程中,主索鞍顶推是保障主塔结构受力安全的重要手段,普遍采用倒拆分析法或结构简化过度的正装分析法分析地锚式悬索桥主索鞍顶推过程。区别于以上方法,文中基于有限元软件MIDAS/Civil,提出一种能正装分析地锚式悬索桥主索鞍顶推的方法,结合太洪长江大桥,探究地锚式悬索桥主索鞍顶推规律。结果表明,在主梁吊装初期,塔顶纵桥向偏位变化大,主索鞍顶推频繁;主索鞍顶推的实质是通过改变各跨的长度来调整塔顶受到的主缆水平不平衡分力的方向;合理成桥时,主塔只承受主缆竖向分力,塔顶纵桥向偏位为零。     

武汉阳逻长江公路大桥北主索鞍吊装

介绍武汉阳逻长江公路大桥北主索鞍采用架桥机主梁和起重台车等组成的安装吊架进行吊装施工的情况。该吊架受力稳定、易于操作、节约时间，为主索鞍吊装施工提供了参考方案；吊架的使用同时改善了塔顶门架在悬索桥上部结构安装施工中的受力条件，有利于塔顶门架的方案比选。     

虎门二桥坭洲水道桥主索鞍吊装施工技术

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688m的不对称双塔钢箱梁悬索桥,全桥共4套主索鞍总成,主索鞍鞍体为铸焊结构,由2个半鞍体通过高强度螺栓锁合而成,半鞍体重达125t,安装在256.4m高的塔顶主鞍室内。主索鞍采用"桥塔承台顶面转放平台移运+塔顶门架承载+连续提升液压千斤顶垂直起吊+重物移运器纵移"的方式吊装。施工时,首先采用塔顶门架起吊系统吊装格栅及反力架,精确定位后浇筑格栅反力架混凝土,然后利用塔顶门架起吊系统吊装上、下承板,最后采用塔顶门架起吊系统分别吊装2个半鞍体至塔顶,利用高强度螺栓将2个半鞍体拼接成整体。在主桥上部结构安装过程中,根据主索鞍预偏监控指令,采用2个1 000t千斤顶逐步将其顶推到位,完成主索鞍的最终定位与安装。     

自锚式悬索桥空间缆索分析与计算

对空间索面自锚式悬索桥主缆的受力特点进行理论分析。以天津富民海河大桥为例,验证了分析方法与计算方法的可靠性。采用空间模型,通过两个计算步骤对空间缆索悬索桥成桥状态和空缆状态主缆线形进行分析,首先是简化的索体系分析,得出主缆的初始几何形状和主缆水平张力;然后再进行精确分析,利用简化计算得出的结果进行迭代计算,直至收敛。通过缆索受力计算和分析,为今后设计、修建自锚式悬索桥提供一定的计算和分析方法。     

三塔自锚式悬索桥主缆抗滑移研究

由于国内计算鞍槽内主缆抗滑移的参数μ和K没有确切的规定,文中参照国内外现行有关规范、试验和相关文献资料进行对比分析,对于螺洲大桥,建议主缆与鞍座鞍槽间摩擦系数μ=0.2,抗滑移安全系数K=1.65。为了确定主索鞍的约束体系,采用主鞍座锁定、有限位移等多种约束体系进行对比分析,并且综合考虑结构受力、耐久性,以及经济性等因素,选择了主索鞍固结方式的约束体系,并对主索鞍进行了优化。     

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。     

株洲石峰大桥700kN双跨缆索吊机设计

株洲石峰大桥为11孔上承式钢筋混凝土箱肋拱桥,主桥孔跨布置为(3×70+3×94+5×70)m缆索吊机采用塔架纵向铰接,主索与后锚横向移动(2ר.3)m,主索在塔顶纵向滑动的结构形式.主要介绍缆索吊机总体布置、结构构造、主索与塔架计算.     

三维有限元分析在1100 m悬索桥设计中的应用

以雅康高速公路泸定大渡河大桥1100 m悬索桥的主索鞍和中央扣索夹为研究对象,采用公式计算方法和三维有限元分析方法对空间复杂几何体进行应力计算。研究表明:1)边中跨不平衡主缆力对主索鞍的影响不容忽略; 2)中央扣索夹的整体应力水平较低,但在局部区域存在应力集中; 3)公式计算方法便捷简单,适用于初拟结构尺寸时初步掌握主索鞍的总体受力情况,三维有限元分析可得到结构更详细的应力分布、应力集中的情况,具有更高精度。     

悬索桥静载试验主缆索力增量测试方法

主缆索力增量测试是悬索桥静载试验的主要测试项目之一,但目前悬索桥主缆索力的常用测试方法 (振动法)存在技术要求高、计算复杂等不足,无法较好地应用于桥梁静载试验中的主缆索力增量测试。因此提出一种新的、简便的主缆索力增量间接测试方法。假定主缆、主塔位于同一竖直平面内,通过分析悬索桥塔顶主缆节段受力平衡方程、主塔下横梁以上节段受力平衡方程,可以导出主缆索力与主塔下横梁以上任意截面内力之间的关系,并进一步可得到主缆索力增量与该截面内力增量的关系。根据截面的内力平衡方程及应力应变关系,得到主塔下横梁以上任意截面内力增量与其表面应变增量的关系。再根据塔柱和主缆的几何尺寸、材料特性等其他参数,即可计算出主缆索力的增量。将该方法应用到永康市溪心桥的静载试验中,进行了主缆索力增量的测试,得到了较好的效果。同时结合实例对影响主缆索力增量测试精度的各因素进行了分析,提出应变测试精度、塔柱的材料特性、测试截面面积及塔顶主缆切向与竖直向的夹角对测试结果均有较大的影响,实际使用时应对这些参数做出准确的测量或估计。该方法实施简单、方便,对仪器设备及测试条件要求较低,可为同类桥梁在静载试验中进行主缆索力增量测试提供参考。     

泰州长江公路大桥上部结构施工方案综述

泰州长江公路大桥是国内外首座千米级双主跨三塔悬索桥,综述该桥上部结构安装施工的技术方案.中塔主索鞍由钢塔柱节段起吊安装设备吊装,边塔主索鞍、散索鞍采用门架悬臂式起吊系统安装;猫道为四跨连续形式,主跨猫道承重索采用托架法空中间接架设;主缆索股采用双线往复式牵引系统和门架拽拉式牵引方式施工,主缆紧缆完成后,根据主缆空缆线形进行索夹坐标计算,根据计算的坐标进行索夹的放样和安装.主缆用S形钢丝缠绕,然后进行涂装防护;钢箱梁利用液压提升跨缆吊机,采用小节段吊装方案进行吊装作业.     

郑万铁路梅溪河特大桥缆索吊装系统荷载试验研究

梅溪河特大桥是郑万铁路全线重点控制工程,为了验证梅溪河特大桥缆索吊装系统的安全性能,该文基于分段悬链线理论、滑移刚度法对缆索系统进行了验算;同时采用有限元软件对缆塔进行了验算;在缆索吊装系统投入使用前进行了荷载试验,试验中结合在线监测与离线监测方法,测量了承重索垂度和索力、塔顶偏位和缆塔应力、锚碇位移等。试验数据与理论计算值对比分析的结果表明:结合分段悬链线理论及滑移刚度法的缆索系统计算方法准确度高,计算结果可靠;锚碇偏置的特殊缆索吊装系统单线吊重时塔顶会有较大横向偏位,缆塔验算时需要考虑锚碇偏置的影响;该桥缆索吊装系统各部件强度、刚度与稳定性符合设计与规范要求。     

合江长江一桥缆索吊机设计

泸渝高速公路合江长江一桥为主跨530 m的钢管混凝土拱桥,是目前世界上最大跨径的钢管混凝土拱桥,采用缆索吊装施工.介绍了缆索吊机设计,改进了横移式索鞍,可以提高吊机应用效率和施工安全,节省主索,具有良好的经济性,解决了大吨位、大体量拱肋起吊的难题.     

悬索桥主缆与鞍座抗滑移安全系数的确定方法

为准确评估主缆与鞍座间的抗滑移安全性,确保多塔悬索桥结构受力安全,对主缆与鞍座间的摩擦抗力特性进行了研究。通过分析索股间微元体的应力-应变关系,建立侧向压力和索股拉力间的微分方程,推导了主缆索股和鞍座侧壁接触面间的侧向压力表达式,并据此建立了主缆与鞍座间的摩擦抗力方程,提出了悬索桥主缆与鞍座之间的抗滑移安全系数确定方法。通过模型试验结果对摩擦抗力方程进行了验证,并对主缆与鞍座抗滑移安全系数的确定方法以及鞍座设计参数对于抗滑移安全系数的影响进行了探讨。结果表明:所提出的摩擦抗力方程能够准确确定鞍槽内设置和不设置竖向摩擦板2种典型情况下主缆与鞍座间的实际摩擦抗力;现有的抗滑移安全系数定义方法物理含义模糊,计算值偏于保守,无法计入鞍座参数优化对提高抗滑移安全性的影响,可能对多塔悬索桥的结构设计造成困扰;所提出的抗滑移安全系数表达式,物理意义明确,便于工程应用,可以作为确定抗滑移安全系数的依据;主缆与鞍槽接触面间的摩擦因数和鞍座结构设计参数是主缆与鞍座间摩擦抗力的重要影响因素,改善鞍座设计参数和设置竖向摩擦板是提高主缆与鞍座抗滑移安全性的有效途径。