自锚式悬索桥悬浮式散索套下主缆线形控制

江心洲右汊大桥缆索系统为空间结构,主缆边跨平行锚固侧设置悬浮式散索套,主跨空间锚固侧设置散索鞍。因边跨散索套重量及锚固区设置影响,主缆空缆线形即为有散索套重量下的空缆线形。主缆架设时,通过外力转换,使主缆线形满足监控及设计要求的有散索鞍重量下空缆线形。     

独柱塔自锚式空间缆索悬索桥设计

南京江心洲大桥是一座独柱塔自锚式空间缆索悬索桥,孔跨布置为(35+77+60+248+35)m,主塔采用独柱形式,主缆及吊索在边跨采用平行布置、在主跨采用空间布置,主梁采用钢混梁,设计难度大。通过技术研究,解决了桥梁总体布置、吊杆张拉、适应空间线形的主索鞍和散索套构造、钢混结合段构造等难题,保证了工程的顺利实施。     

考虑主、散索鞍耦合效应的索鞍预偏量改进算法

基于对主缆和主、散索鞍的力学以及几何关系分析,考虑主、散索鞍的耦合效应,提出一种悬索桥索鞍预偏量的改进算法.算法根据索鞍平衡关系和变形相容条件以及主缆线形基本方程推导出一个十元非线性方程组,采用牛顿-拉斐森法求解方程组,即可同时得到主、散索鞍的预偏量.方法给出的初值选取原则和约束条件对平面缆索悬索桥的索鞍预偏量均能求解...     

自锚式悬索桥锚固区钢锚箱的制造、安装及定位技术

南京长江隧道工程右汊大桥为独塔自锚式悬索桥,主桥主缆共设两根,主缆边跨平行布置,主缆锚固浦口侧横梁中部;主跨为空间索形布置,锚固在横桥向两端。浦口、建邺侧各有一道缆索锚固横梁。锚固横梁里预埋缆索钢锚管,钢锚管在工厂整体制作,现场安装。     

武汉市鹦鹉洲长江大桥散索鞍座新型结构设计

研究目的:目前国内悬索桥散索鞍座结构形式相似,转动角度小,转动和滑动困难,导致锚跨主缆束股受力不均匀。鉴于散索鞍座对桥梁安全的重要性,研发采用新结构、新材料以及功能性更加完善的散索鞍座,是散索鞍座发展的主要方向。研究结论:本文通过对目前国内悬索桥散索鞍座的分析研究,首创了底座式散索鞍座新型结构,因为其结构构造简单,功能完善,养护维修方便,因而从根本上改善了现有鞍座笨重、锚跨主缆束股受力不均匀、安装运输不便等缺点。     

悬索桥主缆最优总体设计及斜拉桥轮廓尺寸比例研究

以悬索桥孔跨布置为基础，以主缆索力均匀、散索稳定、高效率工作等为准则，提出了悬索桥主要承重构件－主缆的总体设计思想；由斜拉桥最外侧索的工作效率出发，得出了三跨斜拉桥合理的塔高与中跨之比，并由桥塔两侧水平拉力的均衡性，推出合理的边跨与中跨之比，证明了结构合理与经济性间的统一。     

重载铁路部分斜拉桥结构参数分析

以蒙华重载铁路主跨248 m部分斜拉桥为例,采用有限元分析理论,分析在该跨度范围内部分斜拉桥应用于重载铁路的适应性及特殊性。对该桥结构体系、主梁梁高、预应力次内力、桥塔刚度、桥塔高度及索塔梁刚度匹配等结构参数进行比选研究,确定合理布置形式。结果表明:(1)该重载铁路部分斜拉桥采用塔梁固结、墩梁分离体系,主墩支座采用双1 90 000 kN超大吨位球形钢支座;(2)主梁中支点—跨中梁高采用13 m-6 m组合为优;(3)短预应力钢束时弯矩近似矩形分布于预应力钢束布置区域,次内力较小;长预应力钢束次内力弯矩近似呈三角形分布,次内力影响明显;(4)桥塔尺寸主要由索鞍等构造及桥塔本身受力控制,其刚度对结构整体受力及刚度影响均较小;(5)为提高跨中截面等控制性区域结构受力性能,桥塔采用高塔型体系,高跨比1/4.35;(6)结构整体刚度主要由主梁提供约占67%,主塔及拉索对整体刚度贡献值为33%,主塔及拉索对刚度影响因素主要为桥塔高度。     

超大跨度公铁悬索桥结构体系参数分析

研究目的:公铁合建悬索桥是大跨度海湾桥梁的优先选择,是经济与社会发展的需要。然而,超大跨度公铁悬索桥超出了目前的设计规范,并且还没有主跨超过2 000 m的悬索桥实例,一些关键技术有待研究。本文以某海湾双塔三跨悬索桥的可行性研究为背景,分析了主要设计参数对结构体系的影响规律,为今后的理论研究和工程设计提供参考。研究结论:(1)合理的主缆边中跨比为0.22~0.33,合理的加劲梁边中跨比为0.05~0.10;(2)加大加劲梁恒载对结构体系的竖向和横向刚度均有较大的改善,但是以增加主缆量为代价;(3)增加列车长度,有利于使主缆受力均匀,不至于加劲梁局部变形过大;(4)减小主缆矢跨比,有利于提高结构的刚度,但主缆轴力与锚碇规模相应增大,需综合考虑;(5)本文分析归纳的一般性规律,对类似超大跨度桥梁具有参考价值。     

自锚式悬索桥主缆架设与调索施工

介绍苏州索山大桥 3跨自锚式悬索桥主缆的架设与线形调整 ,包括猫道架设、索鞍安装、主缆架设、主缆股索的线形调整。     

混凝土斜塔斜拉桥的结构设计与施工特点

正在修建的中山市板芙镇板芙二桥,是一座主跨102 m的混凝土有背索斜塔斜拉桥,这种新型桥梁结构的设计与施工具有一定的特殊性.在论述塔梁截面的选取、塔柱结构的形式、结构平衡与主塔倾角的关系之后,进一步分析结构的受力特点以及主边跨的施工工艺.分析表明:通过边跨填重可平衡主跨自重,且可以使结构受力最优状态与结构材料总支出最经济效果同时达到;边跨与主跨分别采用满堂支架与悬臂浇筑施工方案,这不仅使得结构在施工过程中受力合理而且也加快了施工进度.     

一种悬索桥主缆计算的新方法

基于对主缆索段的受力分析,在建立各索段统一线形方程的基础上,找到主缆最低点的位置及其斜率,利用变形相容条件建立方程,以主缆张力水平分力的变化规律求解方程,提出一种受力更明确、适应性更强、计算更简便的主缆线形计算方法,并将其总结为斜率爬升法。该方法对平面主缆悬索桥的平面缆索结构均能保证求解收敛,经过算例论证,计算精度较高。在求解主缆水平分力的基础上推导主缆坐标、有应力长度和无应力长度的求解方法。同时研究主塔不等高时,主缆斜率最小点的位置和斜率大小变化情况,并研究不等高主塔对主缆受力和主缆线形的影响,结果表明不等高主塔的主缆斜率最小点会向较矮的主塔一侧偏移,且较小的主塔高差会对主缆受力和主缆线形产生较大影响。     

跨山区河流中承式拱桥缆索吊装系统设计

横跨涪江的东升大桥主跨为258 m中承式系杆拱桥,其上部钢结构采用缆索吊装法施工。根据桥址地形地貌、工程地质、水文气象条件、桥梁线形设计,按照安全、可靠、经济,不影响引桥墩柱、盖梁施工及预制T梁架设,降低塔架高度的原则,对缆索吊装系统总体布置、塔架设置位置进行了方案比较,结合吊装构件吊装重量、安装位置、起吊方式,设计了一套双塔三跨、主索与扣索一体化不等高塔架、固定式索鞍、缆吊与扣锚索共用锚碇的缆索吊装系统,可为跨山区河流类似桥梁施工提供参考。     

单索面曲梁悬索人行桥主缆线形分析

提出一种非线性有限元与数值计算结合的迭代法,并拓展大型软件迈达斯悬索桥分析功能,实现单索面曲梁悬索桥空间主缆的迭代找形计算。该方法以刚性支承连续曲梁竖向支座反力控制主缆立面垂度为主,以吊索倾斜角度计算吊索横向力和轴向力控制主缆横向垂度为辅,通过迭代吊索力大小和角度实现主缆找形,最终建立单索面曲梁悬索桥成桥状态三维空间有限元模型。计算结果表明:成桥状态主缆线形顺滑,塔、主缆、吊索和主梁空间布置姿态合理,吊索内力分布均匀合理,从而验证了迭代方法的正确性,为这一复杂桥型的设计分析提供参考。     

公铁两用三索面斜拉桥结构受力分析

三索面三主桁斜拉桥主跨跨度630 m,为公铁两用斜拉桥结构。钢桁梁采用N字形桁架,桥塔为菱形加倒Y形混凝土结构,塔高为225 m。为研究该桥结构的受力,建立该桥密横梁有限元模型,进行合理成桥状态模拟计算,分析各个工况下结构的内力和变形。结果表明:斜拉索最大应力为724 MPa,主桁竖向最大挠度为112.3 cm,梁端转角为1.98×10-3rad,主桁横向最大位移为4.8 cm。该桥在应力、稳定和刚度方面均满足规范要求。     

蒙西至华中地区铁路煤运通道汉江特大桥方案设计

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道汉江特大桥主桥为主跨248 m部分预应力混凝土斜拉桥,为解决与下游高速公路连续梁桥对孔要求,在跨度布置中采用一主跨四边跨布置形式。考虑到桥位处通航净空对梁高限制、桥式跨越能力、受力性能、经济性等因素,桥式采用部分预应力混凝土斜拉桥形式,梁体采用单箱双室预应力混凝土连续结构,靠近跨中区域采用斜拉索加劲,桥塔采用H形。通过进行整体静力计算、局部受力分析,结构受力及变形等指标满足规范要求,分析结果表明,该桥结构体系满足重载铁路行车安全要求。     

千米级高速铁路悬索桥静力特性分析

为了准确掌握千米级高速铁路悬索桥在静力荷载作用下的受力特征,结合现场试验和有限元模型,以主跨1 092 m的五峰山长江大桥为工程背景,研究特大跨径钢桁梁悬索桥在静力荷载作用下的结构力学行为,揭示不同加载工况下钢桁梁及主塔应力,主缆索股力,桥梁挠度,梁端转角,主塔、支座以及梁端纵向位移,吊索索力的变化特征,综合分析悬索桥的静力特性。研究结果表明：在不同加载工况下,上下游弦杆受力均匀,上下游斜杆受力变化较大;主塔塔柱受力变化较小,实测值与理论值之比在0.70～0.94之间;主缆各索股受力均匀,上下游侧索股应力变化一致,主缆整体受力性能良好;桥梁跨中实测挠跨比为1/530,小于设计挠度比1/487,梁端实测最大转角为0.56‰rad,桥梁竖向刚度较大,满足相关要求;支座纵向位移变化均匀,但受运营初期支座纵向摩阻力及阻尼器的影响,导致荷载较大时,纵向位移变化缓慢,使得理论值大于实测值,梁端位移与支座位移变化一致,桥梁纵向位移变化均匀;主塔塔顶纵向位移、吊索索力变化均匀,实测值与理论值吻合较好。研究成果不仅可为同类型桥梁设计提供借鉴,也可为桥梁后期运维提供“指纹”信息。     

悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响

天津富民桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,其主跨主缆由塔顶中点向两侧对称张开至桥面梁端两侧的锚碇,呈空间曲面状态。运用通用有限元分析软件ANSYS,对天津富民桥进行3种不同主缆空缆初张力条件下成桥过程的模拟计算,研究空间索面悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响。研究结果表明:成桥时,主缆初张力越小,在结构自重作用下主梁底部应力、主缆张力也越小、主塔应力与锚碇应力也越小,主缆初张力的大小对成桥时吊索索力的大小及分布没有明显影响;在活荷载作用下,主缆初张力越小,悬索桥结构体系产生的主缆张力增量则越大,吊索索力增量也越大,即更多的荷载通过吊索传递到主缆,相应地主梁承担的荷载较小,主梁挠度、梁底纵桥向应力随主缆初张力的减小而变小。总之,主缆初张力越小,悬索桥结构体系的性能越佳。     

宜昌长江公路大桥主缆架设差分定位

分析了大跨径悬索桥主缆线形测量的主要误差来源及结构,介绍了差分测量方法的整体思路和原理以严格同步对向观测和跨越四边形的观测路线建立高精度跨河高程控制,以差分方法(实时改正大气垂直折光)提高单向三角高程测量的精度.该方法使主跨960 m的宜昌长江公路大桥主缆定位达到相对高差3 mm(跨中1/2点处)的水平.     

悬索桥吊索张拉及索鞍顶推降温法数值分析

研究目的:当大跨度自锚式悬索桥跨越通航流域不能采用常规支架法施工主跨钢箱梁时,首次应用"先斜拉,后悬索"的总体施工方案,该方案中最重要的过程就是斜拉桥向悬索桥的结构体系转换。针对体系转换中吊索张拉及主索鞍顶推在数值模拟中的实现,本文应用与无应力状态控制法相通的降温法进行分析。以该方法为指导,分析模拟建成后是世界上最大跨度600 m的鹅公岩自锚式悬索桥的体系转换全过程,阐述基于ANSYS的斜拉-悬索两个缆索支撑系统耦合模型中各个关键构件的单元选取及其参数确定的方法和技巧。研究结论:通过数值模拟计算得到体系转换过程中关键构件在整个过程中的变化规律,获得结论如下:(1)利用无应力索长可以将两种独立的斜拉-悬索缆索支撑系统实现耦合模型进行体系转换研究;(2)降温法是将吊索的建模长度降温至其无应力索长来模拟吊索张拉的过程,也可以模拟将主索鞍的预偏量分步降温至接近于零而实现主索鞍的顶推;(3)本文所研究降温法适用于计算大跨径自锚式悬索桥中体系转换过程中吊索张拉和主索鞍顶推分析。     

大跨度悬索桥的基准索股调整

为提高大跨度悬索桥基准索股的施工精度,基于悬链线理论提出2种调索方法。一是根据控制点的里程和标高,计算调整基准索股的总无应力长度及对应主塔偏位和施工温度的跨中点理论标高,然后将该跨索股的理论无应力长度转换成该跨调整端索鞍处的有应力长度,即索长调整量的精确解,该方法由于考虑主塔偏位、基准索股的实际跨径和温度等的影响,计算精度高。二是基于悬链线线形方程推导出的中、边跨悬链线简化调索公式。将上述2种方法及传统的抛物线调索公式法应用于珠江黄埔大桥的基准索股的调索计算中,结果表明:对于中跨,悬链线简化调索公式的计算精度高于传统的抛物线调索公式,两者相差约3%;对于边跨,两者精度相差不大;两者相对于索长调整量精确计算法的误差均不超过5%,均可应用于实桥的调索分析。应用本文提出的2种方法进行珠江黄埔大桥基准索股的施工监控,最终取得了理想线形,验证了这2种方法的正确性。