Nonlinear Aerostatic Response of Catwalk of Suspension Bridge

为了使悬索桥施工猫道静风响应的研究更加接近真实,利用大型有限元软件ANSYS,建立了澧水河特大悬索桥施工猫道的有限元计算分析模型,对猫道进行了非线性静风响应研究.在猫道节段模型的静力三分力试验的基础上,考虑猫道结构的几何非线性和静风荷载的非线性,采用增量与内外两重迭代相结合的方法,编制了精确求解施工猫道静风失稳的计算程序,进而对澧水河特大悬索桥施工猫道进行了三维非线性静风失稳分析.研究结果表明:向上的升力作用可使猫道承重绳的张力逐渐开始松弛,导致小跨猫道扭转刚度减小;猫道发生静力扭转失稳的原因为减小的扭转刚度不足以抵抗空气力矩作用.     

官山大桥猫道设计及抗风稳定性研究

根据多个猫道设计的经验,对官山大桥猫道的设计难点进行了简明分析,结合该桥地处台风区,风速特大的事实,探讨了官山大桥猫道的整体设计,尤其是对猫道的选型、横向通道的数量、断面尺寸的确定和塔顶锚固结构均进行了较详细地介绍,最终研究了猫道的抗风稳定性,并给出了详细结论。     

一种悬索桥猫道线形精确计算及优化方法

悬索桥猫道线形计算通常采用解析法——分段悬链线法,并把所有猫道索当作一条索进行迭代求解。现以猫道传统计算方法为基础,并根据猫道实际受力特点,考虑附加荷载在猫道承重索和猫道门架承重索上的分配关系以及门架承重索的边界条件,以猫道门架高度作为几何约束条件,将两种承重索进行协调计算,另外,在此基础上,通过调整门架高度对猫道线形进行优化调整。分析结果表明:猫道索协调计算方法更符合猫道实际受力情况,在此基础上调整猫道门架高度进行线形优化,可使猫道实际线形与目标线形吻合一致。     

大跨径悬索桥无抗风缆猫道动力特性分析

采用理论建模和ANSYS有限元预应力索结构模态分析的研究方法,对大跨径悬索桥无抗风缆猫道动力特性进行了研究,理论推导了无抗风缆猫道1阶竖向、侧向和扭转振动频率公式,数值分析了桥塔、矢跨比、横向天桥、材料性能及联结索等参数对猫道振动特性的影响.结果表明:桥塔对猫道自振频率影响很小;猫道的振动频率随着矢跨比的增加而呈减小的趋势;横向天桥的位置和个数对猫道低阶频率影响很小,对高阶频率有一定影响;平行索对猫道频率几乎无影响,交叉索对猫道低频影响很小,对扭转频率有一定提高;CFRP与钢承重绳猫道的自振频率差别不大,却能大大降低对卷扬机等施工机具的要求.     

猫道施工控制计算方法

为确保猫道线形满足施工要求,需对猫道线形加以控制。基于有限元计算软件对三跨连续式猫道设计计算方法做了总结,重点阐述了猫道施工的空索阶段标高现场控制方法,考虑了现场温度、桥塔偏位及无应力长度对各跨标高的影响,能很方便地进行现场空索标高调整并保证足够精度,使猫道线形满足施工要求。     

重庆万州新田长江大桥猫道抗风稳定性分析

猫道作为大跨度空间柔性结构，是悬索桥上部结构施工重要的操作平台，结构体系对风荷载较为敏感，与传统设置抗风缆的猫道相比，现今悬索桥猫道均采用无抗风缆的多跨连续式猫道，因此抗风稳定性问题就成为猫道设计的关键。对猫道抗风稳定性研究以往均基于风洞试验，对稳定性数值分析理论研究较少，以重庆万州新田长江大桥猫道为例，对猫道进行线性和非线性屈曲分析，总结猫道结构体系布置原则，给出极限荷载限值，为类似工程提供依据。     

南京长江第四大桥悬索桥猫道设计与计算分析

南京第四大桥悬索桥施工猫道采用无抗风缆无制振索3跨连续结构,索塔上预埋件少,调整猫道线形方便.猫道承重索、门架承重索及猫道扶手索通过猫道门架组成空间整体结构共同受力.通过计算并调整,使猫道线形与主缆空缆线形平行,满足施工需要,承重索张力安全系数满足规范要求.采用节段模型风洞试验与有限元计算相结合的方法,对猫道抗风稳定性进行分析.研究表明,增加横向通道数量,可以提高猫道抗风稳定性;而制振索对猫道抗风稳定性影响较小;非静力风及絮流场不控制猫道抗风稳定性分析.     

山区千米级悬索桥猫道设计及施工技术

以万州环线新田长江大桥工程为依托,对复杂山区大跨度悬索桥猫道系统的设计及施工技术进行研究总结。根据工程特点,充分利用既有材料,巧妙结合地势,进行大跨度悬索桥猫道的设计及工艺优化,运用无人机牵引先导索过江工艺及双吊环法架设猫道承重索等,在保证猫道施工安全、质量的基础上,提高了施工工效。     

受限空间塔顶猫道承重绳转索鞍的设计

猫道是悬索桥上部结构施工最重要的临时结构之一,三跨连续式猫道相比三跨分离式猫道更具优势。对湖北省白洋长江公路大桥的猫道总体设计进行介绍,研究了猫道承重绳转索鞍与门架的布置,提出了一种转索鞍的结构型式,该结构型式与一般转索鞍的型式相比,增加了高度,并且形成一定悬臂,解决了塔顶空间太小以及避免了塔顶门架支撑立柱悬臂预埋等问题。最后利用Midas/FEA对转索鞍的静力进行计算。     

至喜长江大桥猫道设计与施工

至喜长江大桥大江桥为主跨838m的结合梁悬索桥,主缆索股采用预制平行钢丝束股法制作。主缆施工采用3跨连续式猫道,猫道在两边跨呈八字形。猫道面宽4.0m,每条设6根48mm钢丝绳。锚碇前端设置转向架,改变猫道索锚固位置,使上、下部结构可同时施工。采用有限元法对猫道进行计算,确保猫道结构满足要求。施工过程中,采用拖轮水下过渡法使先导索过江,先导索过江后,塔顶横移先导索,将门架支承索过江,并安装承重索、猫道面网、侧网等。在猫道面架设完成后,通过锚碇处的千斤顶和塔顶转向鞍座处的导链,对猫道线形进行整体调整,使猫道线形满足施工要求。     

武汉阳逻长江大桥施工猫道抗风稳定性分析

研究了武汉阳逻长江大桥施工猫道在极限风荷载下的稳定性及动力稳定性。采用悬索桥的静风稳定公式计算了猫道静风失稳临界风速,设计超松驰迭代法进行了猫道静风失稳的非线性有限元分析验算,并估算了该猫道颤振临界风速。计算分析表明,该猫道的静、动力抗风稳定性满足要求,并据此提出了三种工程抑振措施。     

驸马长江大桥猫道设计与施工技术

猫道是悬索桥上部结构施工重要的高空作业通道和施工平台,猫道的使用贯穿整个悬索桥上部结构安装工程的始终。随着时代的进步和科技的发展,猫道的材料和结构形式伴随着悬索桥的发展亦在不断改进。中交一公局承建驸马长江大桥,该桥施工难度大、技术难度高。项目部技术人员结合本工程特点,通过对猫道系统设计及施工方案进行合理地优化,极大提高了猫道施工效率,降低了安全风险,保证了施工质量。     

悬索桥施工猫道静风失稳机理分析

采用风洞试验和程序分析相结合的方法分析猫道的静风失稳机理;根据节段模型静力三分力风洞试验结果对猫道有限元模型加载,进行猫道非线性静风响应计算,分析猫道承重绳张力和位移随风速变化。计算结果表明,猫道发生静力扭转失稳的原因是空气力矩的作用使猫道面层处于正攻角,当风攻角较小时,升力系数可能为负值,即升力方向向下,风攻角逐渐增大时,升力系数转为正值,大小随风攻角的增大而增大。当风速提高同时攻角增大到一定程度时,向上的升力使部分承重绳的张力产生松弛,猫道扭转刚度减小,不能抵抗空气力矩的作用,导致猫道扭转失稳。     

三塔两跨悬索桥猫道拆除施工技术

南京长江第四大桥主桥为主跨1 418m的双塔三跨悬索桥,全桥设置2幅猫道作为主缆施工平台,在主缆主要施工作业完成后需拆除猫道。猫道按照猫道面层、变位钢架、猫道索顺序拆除。猫道面层先采用卷扬机拆除门架处型钢横梁,然后由塔顶向中跨跨中和锚碇方向,边、中跨同步拆除底网和侧网。面层拆除后,用塔吊或汽车吊拆除塔顶两侧和锚碇前方的变位钢架。猫道索拆除按照猫道承载索、扶手索、门架承重索的顺序进行,内侧猫道索下放至主缆内侧钢桥面上拆除,外侧猫道索下放至吊索外桥面检修道上拆除。拆除的猫道索采用收绳架分段收绳、上盘后运输至后场存放。     

悬索桥猫道绳水面浮托往复牵引架设技术

怀来官厅水库特大桥为主跨720 m的双塔单跨悬索桥,猫道长1230 m。大桥猫道钢丝绳架设受高空作业环境限制、水面无大型动力船牵引、水底构造物多等不利因素影响,经方案比选,采用水面浮托往复牵引法进行猫道钢丝绳的架设。在水面设置浮体,连接浮体与猫道钢丝绳,使钢丝绳浮托在水面,串联两岸卷扬机与钢丝绳,形成往复索引系统,牵引猫道钢丝绳过水架设。线路左侧猫道的钢丝绳由北往南架设,线路右侧猫道的钢丝绳由南往北架设,1次架设1根猫道钢丝绳。     

武汉杨泗港长江大桥猫道设计

武汉杨泗港长江大桥为主跨1 700 m的单跨双层钢桁梁悬索桥,猫道采用三跨连续式无抗风缆猫道结构体系,猫道中跨跨度1 700 m.猫道主要结构包括猫道承重索、门架支承索、扶手索、猫道面层、猫道门架系统、横向天桥、猫道索转向系统以及锚固调节系统等.猫道面宽4.0m;猫道承重索由10根φ56 mm钢丝绳组成,通过精轧螺纹钢...     

悬索桥施工中猫道架设安全风险事态及成因分析

猫道为大跨径悬索桥施工必备的临时结构,为主缆架设、索夹和吊索安装、钢箱梁吊装、主缆防护等提供施工操作平台、材料及工具运输通道,从始至终贯穿整个悬索桥上部构造安装施工使用。猫道作业贯穿整个桥梁的上部施工过程,猫道上的作业全部为高空作业,施工人员承受着天气状况、风速、雨水（雨雪）、台风等自然环境影响,猫道的架设与拆除难度大、危险程度高。因此对猫道架设的施工技术风险进行了评估和讨论,并提出了相应的防范措施。阐述了事故树的定性分析和定量分析,通过对猫道门架安装高处坠落事故树进行分析,其分析结果可用于指导预防此类事故的发生,还可用于进行该事故树的定量分析,进行定量控制,从而达到最佳安全状态。     

宜昌至喜长江大桥三跨连续猫道设计与施工

宜昌至喜长江大桥在猫道设计中充分考虑了猫道边跨八字形线形的特点,猫道索计算按照悬链线公式和有限元软件计算2种方式进行相互校核,确保了计算的准确性。在施工中,在锚碇前方设置猫道转向架,确保锚碇与猫道同步施工。而导索过江直接采用φ36牵引索过江,江中心对接,节省了工期。     

南溪长江大桥猫道设计关键技术

结合宜泸(宜宾—泸州)高速公路南溪长江大桥,在分析猫道设计要求的基础上,从塔顶跨越方案确定、猫道总体布置、猫道承重索和扶手索选择、锚固与调节系统设计等方面介绍了猫道方案设计,并通过节段风洞试验与计算分析,验证了猫道结构的抗风稳定性。     

重庆万州新田长江大桥猫道线形分析

猫道作为悬索桥上部结构重要的施工平台,其线形直接影响到索股牵引、挤紧、缠丝等作业工序,因此猫道设计的重点是线形分析,它是猫道静力分析和稳定性分析的前提和基础,是猫道结构设计的关键.针对大跨度柔性索结构特性,即大变形和几何非线性,对新田长江大桥猫道线形进行了计算分析,有别于传统索单元,采用分段悬链线法进行线形分析,从索单元的基本受力特点出发,推导出分段悬链线的计算方法,采用增量迭代法,以力学平衡条件和变形相容条件确定各分段悬链线的索力和曲线形状,整体计算采用西南交通大学开发的BNLAS桥梁非线性分析系统进行线形分析,解决了大跨柔性索单元几何非线性问题,线形分析具有很高的效率和精度.