三塔悬索桥主缆系施工应用技术问题分析和探讨

三塔悬索桥是一种新型的悬索桥结构,主缆系施工是保证其架设质量的关键步骤.分析三塔悬索桥主缆系结构特点,探讨三塔悬索桥主缆、吊索、索鞍和索夹的加工制造和安装过程中的应用技术问题.     

温州瓯江北口大桥施工期索夹抗滑移控制

温州瓯江北口大桥为主跨2×800 m的三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,主跨钢桁梁采用1 000 t缆载吊机大节段吊装,施工期索夹受力大、索夹螺杆紧固力损失大,索夹滑移风险高。为给施工期索夹滑移风险评估和抗滑移控制措施提供依据,在《公路悬索桥设计规范》(JTG/T D65-05—2015)索夹抗滑移系数计算公式的基础上,考虑索夹上临时荷载、主缆轴力增加引起的主缆直径变小和主缆丝股重新排列、螺杆时变效应造成的索夹螺杆紧固力损失,提出适用于大跨悬索桥施工期的索夹抗滑移系数计算方法,分析主要参数对施工期索夹抗滑移系数的影响,并评估该桥施工期索夹抗滑移风险,提出索夹抗滑移控制措施。结果表明：钢桁梁吊装过程中,索夹倾角变化大,应采用当前施工阶段索夹倾角计算施工期索夹抗滑移系数,主缆轴力增加引起主缆直径变小是造成索夹滑移的主要原因之一;该桥除主跨跨中钢桁梁节段对应索夹抗滑移系数满足规范要求外,其余索夹抗滑移系数均不满足规范要求。根据索夹滑移风险评估结果,采取紧固索夹螺杆的抗滑移控制措施,并明确了该桥索夹螺杆紧固次数和时机。该桥采取索夹抗滑移控制措施后,施工过程中索夹均未出现滑移现象。     

焊接式索夹的合理结构形式研究

铸造式索夹存在工艺复杂、报废率高、成本高的问题。参照铸造式索夹的结构形式,研究比较几种焊接式索夹螺栓座形式的优缺点,推荐箱形肋板加挡雨板的结构形式作为焊接式索夹的螺栓座;分析比较直接连接、加劲肋连接、圆弧过渡连接这3种耳板索夹连接方式的优缺点,推荐采用具有3条长焊缝并设置中间连接块与圆弧过渡连接的索夹耳板连接方案,以实现应力匀顺过渡、减小手工焊缝和增大耳板横向刚度的目标;为减轻索夹重量和选择力学性能更好的耳板,推荐采用索孔增厚式耳板。将螺栓座、索夹与耳板连接形式及耳板结构的方案组合,形成优化后的索夹合理结构形式。引入简化计算公式,分析不同壁厚索夹的应力状态,工程实际应用的结构对比表明简化公式的计算结果过于保守。设计铸造索夹同样壁厚的焊接索夹,采用整体有限元进行计算分析,结果表明,所采用的索夹结构具有合理的应力状态,可满足工程应用要求。     

天津富民桥可转动索夹的研发

空间缆索结构的悬索桥主缆线形是空间结构,吊索也是空间结构.空间缆索结构悬索桥的索夹在体系转换时需要与吊索一起在空间进行转动.阐述了一种新型的可转动索夹,其结构能较好地适应空间缆索结构悬索桥体系转换的需要.该索夹已在天津富民桥工程中得到应用.     

悬索桥索夹夹体空间应力分析研究

以长沙三汉矾湘江大桥工程为算例，利用ANSYS建立索夹的实体简化模型，分析索夹的空间效应与应力分布特点。结果证明，索夹的应力与纯理论公式存在较大差异，理论计算结果偏于安全；索夹与螺杆的接触点、索夹的夹头与夹环尺寸变化区域、螺母与螺杆之间螺纹存在较大的应力集中，设计与施工时应当充分考虑。     

螺栓力损失对焊接式索夹疲劳性能的影响

索夹在使用过程中将发生螺栓力的松弛,从而引起索夹构件上的应力幅发生变化;对于焊接式索夹,将导致焊缝处疲劳性能的变化。该文以万州新田长江大桥焊接式索夹螺栓力在运营过程中松弛情况为例,研究螺栓力松弛对其焊缝疲劳寿命的影响。首先分析焊接式索夹几何外形和构造特点,建立带螺栓的焊接式索夹数值模型;其次分析焊接式索夹在恒载和疲劳荷载下的应力分布,研究焊接式索夹的力学特性;然后对焊接式索夹施加不同螺栓力,研究在螺栓力损失下的应力幅的变化情况;最后,利用适合于该文研究模型的试验数据分析螺栓力松弛对焊接式索夹疲劳寿命的影响。研究结果表明：螺栓力损失虽然降低了焊接式索夹的焊缝应力,但却增加了焊缝的应力幅度,从而导致焊接式索夹焊缝疲劳寿命的下降,应力幅度越大,此种现象越明显。     

销接式索夹几何参数精确计算方法研究

为达到桥梁景观效果,越来越多的悬索桥采用空间缆索设计形式,其主缆和吊杆处于三维空间中,索夹在设计和施工阶段产生的误差,会使结构不能在理想成桥状态下工作,长期作用下,可引起吊杆疲劳断裂。为此,采用空间向量几何和柔性索计算方法,研究销接式索夹的几何参数计算。研究结果表明：空间向量几何和柔性索计算方法用于索夹参数计算,可降低索夹几何误差,满足桥梁工程设计要求。     

三维有限元分析在1100 m悬索桥设计中的应用

以雅康高速公路泸定大渡河大桥1100 m悬索桥的主索鞍和中央扣索夹为研究对象,采用公式计算方法和三维有限元分析方法对空间复杂几何体进行应力计算。研究表明:1)边中跨不平衡主缆力对主索鞍的影响不容忽略; 2)中央扣索夹的整体应力水平较低,但在局部区域存在应力集中; 3)公式计算方法便捷简单,适用于初拟结构尺寸时初步掌握主索鞍的总体受力情况,三维有限元分析可得到结构更详细的应力分布、应力集中的情况,具有更高精度。     

空间预应力索桥--浙江省九龙山通天桥

介绍桥梁结构的一种新型式－空间预应力索桥。它应用现代索结构技术，从结构形式和使用材料两方面对索桥进行创新，有效地解决了困扰这类桥发展的一些主要问题。介绍这种桥梁的设计背景、结构构造和结构特点。这种桥梁适合于跨越海峡、深谷、激流以及风景旅游区的轻荷载桥梁应用。设计所采用的钢板式索夹以及销接式结点等，在国内均属首次应用。     

焊接式索夹疲劳寿命分析方法及评价

针对焊接式索夹在新田长江大桥中应用的实际情况,通过数值计算分析焊接式索夹的疲劳性能并对焊接式索夹的疲劳寿命做出评价。首先建立新田长江大桥的有限元模型,分析该桥在恒载和疲劳荷载下的静力特性。然后分析焊接式索夹的几何构造并建立焊接式索夹的数值模型,利用子模型技术分析该索夹在不同荷载下的力学特性。最后,根据相关规范比较适用于新田长江大桥焊接式索夹焊缝的疲劳试验数据,通过经验公式与FE-SAFE计算出焊接式索夹焊缝的疲劳寿命。研究结果表明：数值计算和经验公式计算结果较为接近,该索夹的对数疲劳寿命约为10。新田长江大桥焊接式索夹在设计使用年限内不会发生疲劳破坏。