大跨径悬索桥应用国产177O MPa主缆索股的技术研究

以西堠门大桥应用国产1770 MPa主缆索股技术为研究对象,着重就大跨径悬索桥主缆索股镀锌钢丝的锚固性能、编索工艺和主缆索股运用水平成圈的收、放索技术,以及主缆索股的破断荷载试验,放索试验等方面进行研究探讨.     

2 000 MPa 级多股成品索式锚碇锚固系统研究与应用

多股成品索式锚碇锚固系统是当前锚固大型悬索桥主缆索股的主要型式。随着悬索桥跨经的不断增大,为减少主缆重量,主缆钢丝向超高强度、更大直径方向发展,目前常用主缆钢丝强度达到了1 960 MPa,而强度超过2 000 MPa、直径超过6 mm的钢丝主缆已在工程中得到应用。随着高强度、大直径主缆索股的不断升级,需开发与之匹配的锚碇锚固系统。通过对2 000 MPa级钢绞线多股成品索式锚碇锚固系统的设计、试验与工程应用,结果表明该新型锚固系统具有降低工程建设成本、锚固可靠、耐久性好、结构紧凑等的优点,已成为当今锚碇工程设计的首选。     

五峰山长江大桥主缆静载试验顺利完成

正2018年7月11日、7月17日,为检验五峰山长江大桥主缆索股钢丝强度、锚固性能以及索股弹性模量测定的静载试验分别在重庆万桥交通科技发展有限公司、江苏法尔胜缆索有限公司顺利完成(见图1),标志着五峰山长江大桥主缆索股制造即将全面展开。     

虎门二桥1960 MPa主缆钢丝及索股关键技术

依托虎门二桥坭洲水道桥(主跨1 688m的双塔双跨悬索桥),系统开展了1 960MPa主缆钢丝及索股的技术开发。研制了适用于在线水浴、离线盐浴、离线铅浴等不同索氏体化方式的国产1 960 MPa钢丝盘条,性能指标优于国外同类产品。通过超高强度钢丝拉拔工艺、"双镀+电磁抹拭"热镀锌铝工艺、稳定化处理工艺,研发了抗拉强度达1 960MPa、扭转次数≥14次的高强度锌铝合金镀层钢丝,并形成完整的生产工艺体系。开发了1 960 MPa悬索桥主缆索股技术及具有优异锚固性能、静载性能、抗疲劳性能和抗滑移性能的锚固系统,实现了30 000余吨1 960 MPa镀锌铝合金钢丝索股在虎门二桥工程中的应用。     

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。     

兰州杨家湾吊桥静载实验中的主缆索力测试研究

桥梁静载试验是判断桥梁结构在荷载作用下是否满足其工作性能的重要手段,而主缆钢丝绳索力测试是桥梁静载试验的重要组成部分。现以兰州市杨家湾吊桥静载试验的实际案例为依托,阐述了静载试验中主缆索力测试的测设原理、测点布置方法、试验荷载设计原理。通过对实测结果与有限元计算值的对比分析,结果表明:在恒载及车辆荷载作用下,主缆钢丝绳索力小于设计容许值,可满足汽-10级的承载力要求。     

重庆长江鹅公岩大桥主缆制作方法

介绍了鹅公岩大桥主缆索股预制钢丝束编缆(PPWS)制作方法和钢丝、索股、热铸锚的一些技术要求,对影响索股长度制作精度的各种因素进行了分析和计算,提出了索股制作、架设过程中尚需解决的一些技术问题.     

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。     

桥梁缆索腐蚀失效及防护技术研究进展

从缆索钢丝失效原因(包括加工缺陷,腐蚀缺陷及机理、规律和寿命预测)和缆索的防护技术两个方面对缆索失效及防护方面的研究现状进行综述,并探讨缆索钢丝失效机理、规律及防护技术等研究的发展趋势,认为在探究材料-环境-荷载之间的相互作用及影响的基础上,深入探讨钢丝腐蚀特征及机理,荷载特征、环境与腐蚀特征的关系,钢丝综合失效机理、干空气除湿技术优化以及更高耐腐蚀性的钢丝涂层等方面是今后的研究重点。     

大直径高强钢丝主缆设计和应用

介绍桥梁缆索用高强钢丝的发展,以及目前已建和在建悬索桥高强钢丝应用情况和趋势。依托武汉杨泗港长江大桥工程,通过计算分析不同主缆钢丝直径在锈蚀工况下对结构受力的影响,研究钢丝直径与主缆长效耐久性的关系及大直径高强钢丝设计的合理性,并提出采用抗拉强度1 960 MPa、直径6.2mm高强钢丝主缆。提高主缆钢丝强度和增大成品钢丝直径主要依赖于高碳钢盘条综合性能的提高。目前,杨泗港大桥用大直径高强钢丝盘条完全实现国产化,为我国大跨度悬索桥建设提供了可靠的技术保证。     

悬索桥主缆索股架设常见问题分析及处理措施

结合西堠门大桥主缆索股架设工程实践,探讨索股架设过程中出现的呼啦圈、扭转、散丝、断带、鼓丝、索股表面磨损等问题产生的原因及解决措施。     

重庆长江鹅公岩大桥主缆制作方法

介绍了鹅公岩大桥主缆索股预制钢丝束编缆（ＰＰＷＳ）制作方法和钢丝、索股、热铸锚的一些技术要求，对影响索股长度制作精度的各种因素进行了分析和计算，提出了索股制作、架设过程中尚需解决的一些技术问题。     

虎门二桥坭洲水道桥主缆1960MPa锌铝合金镀层钢丝锚固试验研究

虎门二桥坭洲水道桥为(658+1 688)m双塔双跨悬索桥,主缆采用公称直径5mm、公称抗拉强度1 960MPa锌铝合金镀层钢丝,钢丝采用国产高强钢丝盘条(青钢、宝钢)制作。为得到该桥钢丝的灌锚工艺参数,确保钢丝锚固性能,对2种钢丝进行锚固试验,分析不同浓度的清洗助镀液、不同灌锚温度和不同锚固长度对钢丝锚固性能的影响。结果表明:合理的ZnCl2·NH4Cl清洗助镀液浓度对钢丝与锌铜合金的粘结强度的增加有一定的作用,最佳浓度为100g/L;清洗助镀液浓度为100g/L时,灌锚温度对于钢丝强度有一定的影响,灌锚温度460±10℃是比较合适的温度;青钢、宝钢国产盘条加工的钢丝最小锚固长度分别为80mm、100mm;拟选锚杯锚固段尺寸(过渡段145mm,锚固段290mm)完全能够满足锚固需要;索股的破断荷载满足设计及相关验收规范的要求。     

重庆寸滩长江大桥主缆施工技术介绍

重庆寸滩长江大桥为主缆主跨跨度880 m,矢跨比1/8.8的双塔悬索桥,主缆采用预制平行钢丝索股。介绍该桥主缆施工技术,重点阐述该桥主缆施工过程中采取的猫道体系转换、小循环牵引系统、主缆索股牵引过程控制、基准索股线形控制等措施,上述措施使主缆施工得以顺利完成,且施工质量满足规范及设计要求。     

贵黔高速鸭池河特大桥缆索吊机荷载试验研究

贵黔高速鸭池河特大桥为(72+72+76+800+76+72+72)m的钢桁-混凝土梁混合梁斜拉桥,采用主跨800m、设计承重能力350t的缆索吊机进行中跨钢桁梁的悬臂拼装施工。该缆索吊机未设置临时索塔,将索鞍直接安装在桥塔横梁外伸的悬臂梁上。为了验证缆索吊机的使用性能,及吊机加载对桥梁变形的影响,在投入使用前对缆索吊机进行了静、动载试验。静载试验荷载分4级在起吊点逐级加载;动载试验荷载分3级,起重跑车承载着试验荷载从起吊点起吊,以一定速度逐步向跨中方向移动,当荷载移动到1/4跨和1/2跨位置时,静置45min。荷载试验测量了主缆轴力和位移、桥塔和锚碇位移、索鞍下方悬臂梁的应力和变形等。荷载试验结果表明:缆索吊机结构安全,机具设备运行良好,满足设计和施工要求;缆索吊机加载时对桥塔偏位影响较大,边跨增加背索以平衡缆索吊机对该桥变形的影响;荷载试验的现场实测值与理论计算值吻合较好,证明采用的通过测量应变推算主缆轴力的方法可行。     

AS法悬索桥锚靴及拉杆锚固可靠性研究

AS法（空中纺线法）施工的悬索桥,主缆各索股钢丝套接锚固在两岸的锚靴上,锚靴通过拉杆将索股力传递给锚固系统。锚靴与主缆钢丝相互作用后锚靴的承载能力、钢丝小曲率弯折后的应力状态、拉杆安装精度对锚固可靠性的影响均需要定性定量的研究以及试验验证。该文以AS法架设主缆悬索桥——阳宝山特大桥为背景,对锚靴及索股进行了6 150 kN设计荷载下拉杆无偏转状态、拉杆相对于锚固垫板在水平向、竖直向和45°向偏转0.5°共4种工况下的试验研究。结果表明：锚靴承载能力满足设计要求,钢丝小曲率弯折后无异常变形和破坏;锚靴及拉杆构造连接可靠,装配性好,构造采用球面垫圈结构可以保证拉杆具备约1°偏心调节能力,为保证锚靴及拉杆构造设计使用要求,建议拉杆与索股轴向安装控制精度保证在0.5°以内。     

张家界大峡谷玻璃桥缆索系统设计

张家界大峡谷玻璃桥为人行景观桥,该桥采用主缆跨度为430m的空间索面玻璃桥面悬索桥。该桥横桥向布置2根主缆,单根主缆由19根索股组成,每根索股由91丝直径为5.1mm的镀锌高强钢丝组成,采用平行钢丝预制束股法制作。该桥鞍座采用间接传力结构型式,鞍体为全铸结构,架梁过程中需沿顺桥向从边跨向主跨顶推鞍座以协调桥塔两侧的主缆缆力,从而保证桥塔的受力安全。该桥长吊索索体采用高强平行钢丝,短吊索索体采用钢拉杆,吊索安装时利用缆索吊运至相应的安装位置后与索夹连接。索夹分为有吊索索夹和无吊索索夹2种类型,均为销接式,采用上、下对合型结构形式,用高强螺杆连接紧固,两半索夹利用缆索吊运至相应的安装位置后与主缆连接。     

悬索桥锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹抗滑试验研究

为了解悬索桥锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹的抗滑性能,以37-915.2悬索桥主缆为模型,进行索夹抗滑试验。用千斤顶顶推力模拟实桥索夹的下滑力,通过实测索夹发生滑移时的相关参数,计算得到锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹的抗滑摩阻系数及索夹内、外空隙率。试验结果表明:锌-铝合金镀层钢丝的抗滑摩阻系数为0.305,此时索夹内、外空隙率分别为17.4%和19.6%;试验得到的抗滑摩阻系数相对设计规范取值储备量较大,建议后期桥梁设计中按0.20取值,在同等设计条件下,索夹设计长度可缩短30%,既可减轻索夹重量又可降低施工难度。     

腐蚀桥梁缆索的氢脆和腐蚀疲劳研究

既有悬索桥和斜拉桥的缆索容易遭受腐蚀,影响桥梁安全.通过对不同腐蚀程度的桥梁缆索钢丝试验研究其力学性能和剩余强度.静力试验结果表明:实际腐蚀钢丝的抗拉强度与腐蚀程度关系不大,但当镀锌层消失钢丝开始腐蚀时,其伸长率急剧降低.由于中度腐蚀钢丝的氢累积含量在未受拉和受拉情况下都不大于0.2 ppm,所以当氢含量远小于脆断临界浓度0.7 ppm时,对钢丝张拉没有影响,表明氢脆可能不会发生.疲劳试验结果表明:当仅有镀锌层发生腐蚀时,疲劳强度变化不大;当腐蚀进入镀锌层下的钢材时,疲劳强度会显著降低;潮湿环境下钢丝的疲劳强度与干燥环境下相比会进一步降低.既有悬索桥的断裂钢丝断面分析表明:其断裂面和腐蚀疲劳断面相同,不是氢脆断裂.     

空间索面自锚式吊桥索股下料长度求解方法

采用基于通用有限元软件Ansys的二次开发语言APDL编程实现悬索桥主缆索股无应力索长的自动化求解,程序中根据中心索股空间坐标建立局部坐标系,在此坐标系内建立其他索股相对于中心索股的排列,建立主缆各索股各关键点之间的真实空间模型.考虑索鞍处的圆曲线修正,提取单元长度得到各索股的真实索长.算例表明恒载集度、控制点坐标误差、温度是主要影响因素,其他因素影响较小,同一索股内钢丝长度差值最大为6.75cm.结果表明该方法计算精确、使用方便,应用于空间索面自锚式悬索桥等复杂结构的主缆无应力长度的求解工作时能有效减少工作量.