基于大跨度三塔悬索桥主缆系统施工技术研究

三塔悬索桥属于新型悬索桥结构,保障架设质量的关键在与主缆系统的施工技术。我国近年来修建的三座三塔悬索桥主缆系统的施工技术方面做了多种创新和改进,主索鞍底面直接在地板上滑行,将主索鞍滑动副结构简化,使索鞍顶推在施工中更加方便;制造出支座型散索鞍结构,大大提升散索鞍的摆动性能;使用左右对合的双吊耳板索甲结构,能让索甲结构的受力性能得到改善;使用主缆PPWS索股水平成盘放索架设方案,能改善PPWS索股架设散股及"呼啦圈"问题。通过对这些改进与创新进行分析与介绍,对今后的多塔连跨悬索桥的施工起到部分借鉴作用。     

悬索桥主缆PPWS法架设中质量通病及解决措施

详细介绍了悬索桥主缆PPWS法架设中常见的质量问题及处理方法。重点介绍了索股牵引过程中、入鞍与索股整形过程中、调索过程中的常见问题及施工要点,对同类桥梁建设具有重要借鉴意义。     

大跨度悬索桥主缆索股无应力长度修正方法及 影响因素分析

大跨度悬索桥最明显的特征是几何非线性,精确计算主缆的无应力长度下料长度是整个悬索桥施工控制中最关键的步骤之一。根据锚跨、散索鞍、主索鞍的一般构造特点和主缆各索股在该处的空间几何位置,分别给了主缆各索股在锚跨、散索鞍、主索鞍处的修正方法,编制相应的程序求解,并通过实例计算验证该修正方法的正确性。此外还分析了影响主缆无应力长度的因素。在考虑泊松比的情况下,通过公式推导得出面积变化率的计算公式。通过计算公式可以得出在施工过程中主缆面积变化很微小,可以忽略面积变化对主缆无应力长度的影响。分析结果可为以后大跨度悬索桥主缆无应力长度修正计算提供参考。     

悬索桥主索鞍和散索鞍的有限元分析方法

悬索桥索鞍在主缆施工安装和索鞍拉杆张拉过程中存在两个最不利的工作状态,即空缆缆力拉杆未安装状态和最大缆力拉杆已安装状态.本文通过Ansys有限元建模分析某悬索桥的主索鞍和散索鞍,提供一些索鞍的计算方法.     

自锚式悬索桥猫道架设对主塔的影响分析

沈阳市东塔跨浑河桥工程缆索系统施工时,猫道上端锚固在格构式桥塔上端的鞍罩上,猫道施工时桥塔缀件未进行焊接,需考虑猫道架设对主塔及索鞍罩的影响.采用MIDAS/FEA有限元软件对钢桥塔强度、主索鞍鞍罩强度、猫道细部连接强度及桥塔稳定性进行了分析.     

钢桁梁悬索桥成缆阶段锚跨索力调整方法

为研究钢桁梁悬索桥成缆阶段锚跨索力调整方法,对悬索桥锚跨索力控制存在问题进行了分析并提出了索力控制对策,结果表明:索股架设阶段以边跨线形控制为主,在索股架设完成后再解除散索鞍支撑架;主缆架设完成后对锚跨索力进行调整可不考虑调整过程中索力的再分配和散索鞍移动的影响;按照弹性理论将索力的偏差转化为对索股长度的调整,可快速完成索力调整并确保误差满足监控要求。     

悬索桥主缆索股锚跨张力控制研究

以某悬索桥进行工程实例分析,考虑了温度对主缆索股边跨和锚跨张力的影响.分析结果表明：在散索鞍固定时,温度对锚跨索股张力的影响远大于对边跨的影响,对锚跨索股张力的影响系数约为-5kN/℃,而对边跨索股张力的影响系数约为-1kN/℃.当索股温度差大到一定程度时,单靠摩擦力已不能防止索股在鞍槽内出现滑移,需采取其他措施防滑;介绍了该大桥锚跨索股张力实际控制手段及成果,提出了合理的施工控制建议.     

悬索桥散索鞍内索股稳定分析

以兴城首山路桥悬索桥工程为实例,对自锚式悬索桥散索鞍内的索股稳定进行计算分析,阐述散索鞍内索股稳定的重要性,提出散索鞍内索股失稳的解决办法。     

自锚式悬索桥主缆无应力长度计算

主缆无应力长度的计算,是悬索桥施工监控中的重要内容。利用Midas/civil对松原天河北汊桥建立有限元模型,考虑主索鞍和散索鞍处圆曲线影响,对主缆无应力长度进行修正。由于主缆从边跨至中跨通过鞍槽进行了竖向和横向两次转向,因此需要对竖向和横向主缆的无应力长度进行修正,为计算空间索面自锚式悬索桥主缆无应力长度提供参考。     

悬索桥索股架设全过程的非线性精确分析

为精确分析悬索桥主缆的成缆过程,基于悬索桥多跨悬链线空缆线形计算原理,分析了主缆索股架设过程中塔的受力与索股线形的变化规律.将索塔对主索鞍的作用等效成非线性弹簧,其刚度计入索塔的梁柱效应,导出了索塔的非线性抗推刚度和塔底截面弯矩的计算公式;根据悬索桥主缆索股架设方法,以空缆状态为基础,计算并分析了一座主跨1280 m的悬索桥索股架设过程中主索鞍处主缆的不平衡力、塔顶水平位移和塔底截面弯矩随索股架设的变化规律.研究表明,索股架设过程中,梁柱效应较小.     

大跨度悬索桥鞍座出口处主缆的二次应力

大跨度悬索桥主缆的应力在主鞍座处最高,主缆次应力在此处也比较大。采用不同的假设条件可建立主鞍座处主缆二次应力的几种计算方法,针对某实桥,将不同计算方法所得到的计算结果与实测结果进行了比较,并对悬索桥索鞍出口处主缆在恒载和活载作用下的二次应力和安全系数进行了计算。结果表明:在主缆变形较小时,不同计算方法所得到的计算结果与实测值较吻合;在主缆变形较大时,索鞍出口处主缆的二次应力计算需将钢丝的滑移及钢丝间极限摩擦剪力随主缆轴力增大而发生改变的影响考虑进去。通过计算所得到的索鞍出口处主缆的安全系数达到2.0,并且在施工过程中采取适当的措施可以减小这一位置处的二次应力。     

基于无索鞍预偏的悬索桥施工控制计算分析

结合青龙山公园一号桥——地锚式空间索面悬索桥,介绍了该桥选用无索鞍预偏施工方法的特定背景,并论述了该种施工方法施工控制计算的特点。利用RM非线性有限元分析软件,建立有限元模型进行施工阶段仿真分析,得出控制参数,并根据计算结果,分析该施工方法的控制特点。研究丰富了无索鞍预偏施工方法的计算成果,对同类桥梁的施工控制计算有一定的参考意义。     

矮塔斜拉桥索鞍受力分析

以一座矮塔斜拉桥为研究对象,采用空间有限元方法计算了索鞍的受力情况,将索力比较真实地转化为抛物线形面压力施加在各个对应孔道上,并分析了孔道施工偏差对运营阶段塔的影响。     

悬索桥有限元计算的三节点空间鞍座单元

为了进行空间缆索悬索桥主缆与塔顶鞍座间接触非线性的计算,开发了包括塔顶鞍座及两侧主缆在内的三节点空间鞍座单元.基于空间悬链线理论及主缆与鞍座的几何关系,对单元进行状态求解,得到主缆与鞍座的切点位置及切点索力,根据静力平衡条件计算单元精确的节点力;由增量代替微分,根据切线刚度矩阵的定义计算单元刚度矩阵的元素.空间鞍座单元自动满足主缆与鞍座相切,通过修改一个参数可实现鞍座顶推的计算.计算表明:计算结果与数值解析解结果完全相同,收敛速度较快,在每次状态求解时,迭代次数在12次以内.      

悬索桥鞍槽纵向曲线设计

为更加合理地设计悬索桥的鞍槽纵向曲线，提高悬索桥施工控制的精度，基于弹性悬链线的解析解，建立了具有复合圆弧曲线的鞍槽纵向曲线设计方法．在拟定主索鞍处转点到两切点的距离或水平距离，或拟定散索鞍弧段半径后，根据索鞍的受力平衡条件及两圆弧段之间的几何关系。建立了求解主索鞍鞍槽纵向曲线的一元非线性方程及散索鞍的二元非线性方程组．对应每种鞍座的设计还建立了相应的高效作图法，指出主索鞍的设计以拟定转点到切点水平距离最简单．最后，为了证明公式的正确性，给出了1个算例．     

澧水特大桥主索鞍吊装门架及缆索吊塔架一体化设计及施工

结合澧水特大桥施工情况,介绍了大型悬索桥上部结构主索鞍吊装门架及后期大型缆索吊支撑塔架的一体化设计及施工情况,并采用Midas Civil软件进行建模复核验算.该设计确保了门架结构稳定安全,同时方便了施工,缩短了施工工期,节约了施工成本,取得了较好的经济效益.     

斜拉桥锚箱式索梁锚固区应力及传力途径分析

为给出索力在主要焊缝间分配的定量描述及主要板件的受力特点和产生应力集中的原因，用有限单元法对锚箱式索梁锚固区应力进行了计算分析．研究表明：锚垫板传递总索力的约20％，其主要作用不是承担索力，而是将索力传给2块锚箱腹板；2块锚箱腹板与箱梁腹板的焊缝传递总索力的约80％，且2条焊缝传递的索力相近，剪应力沿焊缝长度方向呈“马鞍形”分布；各主要板件在面内、面外集中力及弯矩作用下有应力集中现象．     

悬索桥施工监控计算分析

悬索桥的施工包括索塔施工、锚旋施工、猫道架设、索鞍安装、主缆架设及紧缆、索夹吊索安装、加劲梁安装、桥面系及防护工程等内容,相当复杂。对悬索桥的施工过程进行监控,对各工序下的控制参数进行跟踪监测、调整、控制,确保施工过程安全和成桥后结构受力和变形尽量与设计状态一致,成为非常重要的问题。悬索桥跨径越大,这个问题越显得重要。同时,根据设计图纸精确的计算出各部分构件在无应力状态下的尺寸,以便指导施工时下料工作也是监控工作的重要组成部分。我国在悬索桥施工监控方面的研究起步较晚,九十年代后,随着一批大跨径的悬索桥相继修建,悬索桥的施工监控工作才逐步开展。