主跨218 m三塔自锚式悬索桥体系转换方案

银川滨河黄河大桥主桥采用三塔双索面组合梁自锚式悬索桥,跨径布置为(88+218+218+88)m。为安全、高效地实现体系转换,需要选择合理的吊索张拉方案。综合考虑施工过程中各控制因素,对此三塔自锚式悬索桥吊索张拉方案进行研究。经计算分析,所选体系转换方案满足施工过程中各工序的技术标准。     

独塔双跨空间索面自锚式悬索桥体系转换方案确定

针对以独塔自锚式不对称空间缆索悬索桥在体系转换施工期的受力和变形特点,以广州猎德大桥为例,系统地总结和提出该类悬索桥吊索张拉方案(含鞍座顶推)确定原则,给出了吊索张拉方案,在参数敏感性分析基础上,结合自锚式悬索桥不同施工阶段的力学特点,提出体系转换过程中及桥面铺装后吊索张拉的控制原则和施工方法,为同类桥梁吊索张拉和鞍座顶推施工提供参考。     

空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工控制

体系转换是悬索桥施工中的关键工序,决定着结构体系能否实现自锚.空间主缆自锚式悬索桥体系转换过程中主缆的横桥向位移、吊索转角和吊杆之间的相互影响较大,使得吊索张拉过程极其复杂.该文依托哈尔滨市阳明滩大桥——556 m五跨双塔空间主缆自锚式悬索桥,针对空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工过程中的结构受力和变形特点,遵循体系转换方案的原则,分析了两种张拉方案,即从短索开始张拉和从长索开始张拉.运用有限元软件Midas Civil建立全桥模型,综合考虑成桥目标、结构受力安全等原则,给出了具体的吊索张拉路径.张拉过程中根据索力和位移两个参数的敏感性,对于不同的施工阶段,采用不同的控制原则.主缆放张尝试,完成吊索张拉,依据吊索无应力长度不变的原则,进行吊索微调.阳明滩大桥体系转换结束后,吊索索力误差在7％以内,主缆线形误差在5 cm以内,主梁线形误差最大值为5.9 cm.     

小孔径吊索锚管双塔单跨平面主缆自锚式悬索桥体系转换方案优化研究

针对吊索锚管孔径小的双塔单跨平面主缆自锚式悬索桥,通过有限元仿真,搜寻并提出了先按由跨中向两侧张拉跨中少部分吊索,然后按由主塔向跨中的顺序张拉剩余吊索的最优体系转换方案,成功地解决了该类型桥梁吊索锚管内径过小的问题。在此过程中,分析了双塔自锚式悬索桥纵桥向须基本对称或两边跨主缆倾角须基本相等的原因,并结合定性分析及定量计算,论证了上述方案为该类型桥梁最优体系转换方案的必然性。该文背景工程按照该方案进行吊索张拉施工,快速地完成了体系转换,全过程中未出现吊索在其锚固导管口弯折的情况,达到了预期的理想效果。     

天河大桥空间自锚式悬索桥体系转换研究

结合吉林省松原市天河大桥北汊桥施工,介绍了空间自锚式悬索桥体系转换方法;根据该桥结构受力特点及现场硬件设施,分析了吊杆张拉控制条件,提出了吊索张拉方案;通过有限元方法对体系转换方案进行了验证。     

自锚式悬索桥先斜拉后悬索的体系转换模拟

针对大跨度自锚式悬索桥跨越通航流域时不能采用常规支架法施工主跨钢箱梁的问题,提出了"先斜拉,后悬索"无支架法的总体施工方案,即先形成临时斜拉桥,再进行斜拉桥向悬索桥的体系转换。以600 m超大跨度的鹅公岩自锚式悬索桥为分析案例,采用无应力状态控制法实现了两种独立缆索支撑体系——临时斜拉桥和自锚式悬索桥共存。通过体系转换方案比选出推荐方案,表明临时斜拉桥成桥后可充分利用斜拉索的材料强度进行补张拉工作后再进行体系转换工作,可降低主缆与主梁的高差,从而减少了吊索张拉次数和接长杆长度,体系转换方案得以优化。经ANSYS有限元模拟由斜拉桥向悬索桥的体系转换过程,其结果与设计预期目标吻合较好,给出了该方案实施下主缆、主梁、临时钢塔、主塔、吊索和斜拉索在各施工步骤下的反应,并得到以下结论:(1)"先斜拉,后悬索"的总体施工方案可解决大跨度自锚式悬索桥无法使用支架法的施工问题;(2)通过调整体系转换前的主梁线形,可大幅度降低体系转换难度;(3)对于几何非线性显著的斜拉桥向悬索桥体系转换过程中,吊索张拉方案、斜拉索力调整和拆除时机顺序等问题的确定至关重要。     

大跨自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换技术研究

为快速实现大跨自锚式悬索桥体系转换,以(160+406+160)m的双塔三跨自锚式悬索桥——桃花峪黄河大桥为背景,研究以吊索引出量控制为主、索力控制为辅的吊索张拉与体系转换技术。建立实桥有限元模型,计算吊索无应力长度,定义索头引伸出下锚垫板的长度值为引出量;采用引出量控制,从塔根向远离桥塔方向对称张拉吊索(每次8组),跨中几组吊索采取纵向相邻2组同时装千斤顶,在n号吊索张拉的同时,预拉(n+1)号吊索;进行主桥缩尺模型试验,对该方案进行验证及细节优化。研究结果及实际工程表明:采用该体系转换技术方案,主缆与吊索张力、临时墩反力、主梁应力计算值等均满足要求;缩尺模型实测应力、位移与有限元计算值吻合;主梁线形质量好,吊索索力精度高,快速实现了体系转换。     

一种基于精轧螺纹钢装置的吊索张拉方法的应用

吊索张拉完成体系转换是自锚式悬索桥施工中的关键工序,应用一种基于精轧螺纹钢接长装置的吊索张拉方法,通过新制连接锚头,将索锚头与精轧螺纹钢相连,并利用螺帽、垫梁、反力座等组件,有效解决了常见方法操作不便,需设专门吊架等问题,并简便、快速地完成了吊索的张拉。     

西宁文汇桥加劲梁体系转换方案优化

西宁文汇桥为主跨158m双塔混凝土自锚式悬索桥,采用"先梁后缆"法施工,加劲梁采用逐节段支架现浇法施工。该桥加劲梁体系转换原方案为三轮吊索张拉,由于原方案施工周期长、施工措施费用高,提出将原方案优化为两轮吊索张拉(优化方案)。为分析优化方案的优化效果,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析优化前、后2种体系转换方案的结构内力和变形。结果表明:与原方案相比,优化方案在第1轮吊索张拉时,吊索的竖向位移均在控制界限范围内,无需临时接长,可节省施工成本;主缆和索鞍间的抗滑移安全系数和桥塔应力均变化平稳,简化了计算分析过程;优化方案可以减少一轮吊索张拉,并在缆索架设阶段进行部分二期恒载施工,提高了施工效率。     

三塔空间缆自锚式悬索桥体系转换研究

以目前国内外最大跨度的三塔空间缆自锚式悬索桥——济南凤凰路黄河大桥为研究背景,从传统两塔自锚式悬索桥体系转换特点进行分析,明确三塔自锚式悬索桥的两类吊索张拉方案(即先边后中和边中共进),且两类方案中跨吊索张拉起始位置只能从两塔往跨中推进,不宜从跨中往两塔方向进行。在此基础上,对吊索张拉方式以及空间缆的横向连接方式进行了比选探讨与计算分析,确立了"边中共进"方案1和"先边后中"方案3两种可行的典型方案,并对两种方案下各种参数进行对比分析,最终选择"先边后中"方案3为最佳体系转换方案。     

广州猎德大桥体系转换施工方法的确定及实施

广州猎德大桥是一座边跨散索套底部无支承的空间主缆自锚式悬索桥,若按由主塔向锚跨的常规顺序张拉边跨吊索,则边跨散索套将产生较大的竖向位移,引起主缆索股在锚管口的弯折。针对此问题,根据该桥体系转换应遵循的原则,给出体系转换的方案,即主跨吊索按常规顺序张拉的同时,交替张拉边跨吊索。边跨吊索张拉顺序为:先张拉散索套附近第1根满足构造条件的吊索,然后由该吊索向散索套逐步张拉,再由该吊索向主塔逐步张拉。最后给出该类桥体系转换的实施要点。猎德大桥体系转换实施效果良好,高效高精度地达到了预期目标。     

自锚式悬索桥吊索张拉无应力状态仿真分析方法

自锚式悬索桥吊索张拉过程中结构几何非线性突出,吊索索力互相影响,体系转换十分复杂,使用常规的正装或倒装法分析难度较大。针对吊索张拉过程中吊索无应力长度仅在吊索张拉时才发生改变,不随外荷载的变化而变化这一客观规律,提出吊索张拉的无应力状态仿真分析方法。以该方法为指导,分析和模拟国内某自锚式悬索桥的吊索张拉过程。实践证明,应用无应力状态方法可准确地对吊索张拉过程进行仿真模拟,且计算结果精度高,方法简便,实施效果良好。     

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。     

南京小龙湾混凝土自锚式悬索桥吊索张拉过程研究

不同于地锚式悬索桥,自锚式悬索桥先梁后缆的施工方式,使其张拉过程具有显著的可优化性。依托小龙湾自锚式悬索桥工程实例,对自锚式悬索桥张拉过程控制原则、控制目标进行了分析,在满足桥梁结构受力安全的前提下,尽量减少接长杆数量、索鞍顶推次数、千斤顶数量和张拉批次,以较少的人力物力财力和时间来完成吊索张拉方案。建立有限元模型,模拟分析小龙湾大桥张拉全过程,根据吊索张拉安全系数、桥塔及加劲梁允许最大压应力、最小拉应力等指标,提出适用于该桥的张拉控制方案。对比分析了成桥状态与张拉过程中吊索的最大索力,发现在跨中14~16号吊索索力较成桥状态索力有所增加,但均能满足张拉过程吊索安全要求。对吊索张拉过程中桥塔及加劲梁的应力变化规律进行了总结,发现在张拉14~17号吊索时,桥塔、加劲梁等混凝土构件应力发生显著变化。     

鹅公岩轨道专用桥加劲梁施工体系转换方案比选

重庆鹅公岩轨道专用桥为主跨600m的双塔双索面自锚式悬索桥,全桥采用"先梁后缆"法施工。由于跨中钢箱加劲梁无法采用支架法施工,提出了"先斜拉,后悬索"的总体施工方案。为选择合理的体系转换方案,保证施工安全,对2种方案(方案1:临时斜拉桥成桥后直接进行体系转换;方案2:临时斜拉桥成桥后,先对斜拉索进行补张拉,再进行体系转换)进行比选,通过张拉设备、吊索张拉次数和接长杆的长度等方面综合比选,选择方案2。利用ANSYS软件进行全桥结构体系转换过程数值模拟仿真分析,结果表明,采用方案2施工,加劲梁及主缆的线形有限元分析结果与设计预期目标吻合较好。     

江东大桥双塔单跨空间主缆自锚式悬索桥的施工控制

针对空间主缆自锚式悬索桥钢箱梁顶推和体系转换施工期的受力和变形特点,以杭州市江东大桥双塔单跨空间主缆自锚式悬索桥为工程背景,应用有限元软件建立其钢箱梁顶推和体系转换的施工控制仿真计算模型,系统地总结和提出空间主缆自锚式悬索桥钢箱梁顶推和体系转换的施工控制流程和施工监测项目,介绍了钢箱梁顶推施工和体系转换的最终方案,给出了空间主缆自锚式悬索桥体系转换的施工控制原则。提出了空间主缆自锚式悬索桥销铰式吊索索夹预偏角度的确定思路,给出了销铰式吊索索夹角度的测试方法。钢箱梁顶推和体系转换完成后,线形、应力、索力和索夹角度的测试结果验证了提出的施工控制方法和施工控制流程是合理的。     

自锚式悬索桥全桥模型试验结构设计与理论分析

桃花峪黄河大桥是世界上跨度最大的自锚式悬索桥,主跨为406 m。利用全桥模型试验的有限元仿真分析研究其体系转换过程,重点介绍了该桥的试验模型在结构设计、体系转换过程及有限元仿真分析方面的一些有益结果。自锚式悬索桥在计算其加劲梁无应力长度时,需要计入加劲梁的压缩变形值;在体系转换过程中,当各构件的无应力参数唯一确定后,结构的成桥状态与吊索张拉顺序无关,因此各种体系转换过程都能实现目标状态;采用无应力长度控制法计算吊索张拉力简单易行,可适用于设计和优化吊索的张拉过程。     

自锚式悬索桥合理成桥状态及受力特性研究

结合自锚式悬索桥受力和施工特点,以鄂尔多斯市某双塔三跨自锚式悬索桥为工程背景,对自锚式悬索桥合理成桥状态的计算方法、吊索张拉顺序和动力特性展开研究,实践表明,采用基于影响矩阵的零位移法确定自锚式悬索桥合理成桥状态的方法,简单实用,计算精度高,具有较高的工程应用价值,经验算成桥运营状态结构强度和刚度均满足设计要求。采用无应力状态法进行正装分析,通过对比分析施工阶段桥梁结构的响应,优化吊索张拉顺序,明确了合理施工状态,包括缆形、吊索力、索鞍预偏量等。通过对桥梁结构进行动力分析得到一些结论可为同类桥梁提供参考。     

松原市天河大桥北汊主桥上部结构施工关键技术

松原市天河大桥北汊主桥为(40+100+266+100+40)m双塔空间索面自锚式悬索桥,桥塔采用钢筋混凝土人字形结构,主梁分为混凝土加劲梁以及钢-混组合梁(由格构式钢梁上铺混凝土桥面板组成)两部分,主缆呈空间三维线形,全桥共51对吊索。桥塔采用液压自爬模施工,通过设置主动支撑以及预偏量控制塔身倾斜度;格构式钢梁采用以直代曲制作,边跨钢梁采用吊机原位吊装,中跨钢梁采用拼装平台上整节段拼装牵引滑移施工;主缆锚固系统位于加劲梁锚墩横梁上,采用厂内预制现场整体吊装施工;主缆架设采用PPWS施工方法,猫道采用预制吊装施工;针对可转动索夹以及球铰底座的特点,改变传统的体系转换临时吊索的使用顺序,达到吊索一次张拉成型。     

自锚式悬索桥吊杆张拉过程结构响应规律

针对自锚式悬索桥施工控制过程中吊杆张拉繁琐、控制难度较高、结构响应规律复杂等问题,对依托工程空间索面自锚式悬索桥建立有限元模型,并提出合理的张拉控制方案。结果表明:吊杆张拉过程中,主缆呈现出明显的大位移非线性特点,吊杆之间相干性显著、复杂,索塔的受力安全需要合理的索鞍顶推才能保证,加劲梁逐渐脱离支架实现体系转换,临时和永久支座反力变化明显。