自锚式悬索桥主索鞍设计及有限元分析

自锚式悬索桥主索鞍的设计,由于其自身结构形式复杂,通常采用有限元建模分析的方法进行计算。以一座自锚式悬索桥主索鞍的设计为研究对象,利用MIDAS相关软件建立主索鞍三维模型,对主索鞍的受力进行分析。     

某悬索桥索夹空间受力分析

桃花峪黄河大桥主桥为双塔自锚式钢箱梁悬索桥,索夹采用上下对合的销接式结构,由上半部、下半部(含耳板)及螺杆等构成。为了解该桥主缆—索夹构造的受力特性,选取典型索夹为研究对象,采用ANSYS建立主缆与索夹空间局部有限元模型,对索夹各板件的受力状况、应力扩散规律进行分析研究,并与简化公式结果对比验证。结果表明:在不利荷载作用下,该桥索夹各钢构件应力均满足规范要求,应力在各板件间传递流畅;上半部索夹圆弧段环向拉应力与简化公式计算结果吻合较好;主缆与上半部索夹圆弧段接触面压应力约为简化公式计算值的85%,主缆与下半部索夹接触面压应力沿主缆方向分布明显不均匀,呈"V"形分布,设计时应考虑其不利影响。     

一种改进的拱桥悬浇扣挂施工方法及应用

为避免在拱桥悬浇扣挂施工中进行复杂的扣索力优化计算，提出一种通过增加水平索在施工过程中抵消扣索水平力的悬浇扣挂施工方法，并以涪陵乌江大桥复线桥工程为例，采用该方法控制其施工过程中的扣索力，并与原设计计算进行对比。结果表明：1)该方法可优化主拱的临时支撑条件，使主拱的结构行为变得相对简单；2)该方法对主拱的位移和应力控制能力较强，是一种可行的大跨径拱桥施工方法。     

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。     

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。     

钢桁梁悬索桥柔性中央扣梁端锚固方式比较研究

通过比较某在建的大跨径钢桁梁悬索桥上2种柔性中央扣斜拉索梁端锚固方式,研究了锚箱式和耳板式柔性中央扣锚固系统的构造和设置方法,并运用大型有限元分析软件ANSYS进行了空间有限元分析,分析了锚固系统的传力途径及各板件的应力分布情况,分析结果表明柔性中央扣斜拉索耳板式锚固系统应力集中点较少且应力极值较小,相比锚箱式系统更适合在索力不太大又受结构安装空间限制的钢桁梁悬索桥上使用。该结论可为今后在同类大跨径钢桁梁悬索桥上选择合适的柔性中央扣斜拉索梁端锚固系统提供有意义的参考。     

润扬大桥悬索桥中央扣梁段安装技术研究

润扬大桥南汊桥为跨径1490m的单孔双铰钢箱梁悬索桥，设计采用刚性中央扣将主缆和跨中梁段刚性连接，通过设置主缆临时索夹和临时吊杆的方法，解决了中央扣高空漂浮状态螺栓群定位连接难题。详细介绍了其安装关键技术。     

空腹式连续刚构桥施工过程受力特性分析

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m的预应力混凝土空腹式连续刚构桥,其三角区下弦采用挂篮辅以扣索施工,上弦采用支撑于下弦顶面的支架现浇施工,后续梁段采用挂篮悬臂浇筑施工。为研究该桥在施工过程中的受力特性,建立全桥有限元模型,对临时扣索张拉及拆除、预应力张拉、后续梁段施工等工况进行计算分析。结果表明,由于梁段浇筑、扣索张拉、预应力张拉的影响,上弦支架部分应力集中;三角区扣索索力变化不大,基本上随施工进度递减;中跨合龙后,支架拆除对主梁及斜腿受力影响不大,扣索拆除使主梁及斜腿应力峰值有效降低。     

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。     

大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态钢管应力优化研究

为了优化大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态主拱受力性能,提出了后拆扣索的新思路:在主拱圈合龙完成后对钢管采取继续保留扣索的措施,混凝土灌注完成达到强度后,再拆除扣索,钢管与混凝土共同承担后续荷载。采用有限元方法按以上思路对贵州大小井特大桥进行了分析研究。结果表明:如果混凝土灌注完成达到强度后再拆除扣索,与原方案相比,在成桥状态下拱肋上下弦钢管与管内混凝土的受力均得到改善,钢管应力值有所降低,管内混凝土应力值略有增加;在管内混凝土灌注前后扣索的索力值变化不大,扣索拉力值在允许范围内。因此通过该方法能够在一定程度上提高大跨度钢管混凝土拱桥拱肋截面的组合效率,改善主拱的受力性能。     

泰州长江公路大桥上部结构施工方案综述

泰州长江公路大桥是国内外首座千米级双主跨三塔悬索桥,综述该桥上部结构安装施工的技术方案.中塔主索鞍由钢塔柱节段起吊安装设备吊装,边塔主索鞍、散索鞍采用门架悬臂式起吊系统安装;猫道为四跨连续形式,主跨猫道承重索采用托架法空中间接架设;主缆索股采用双线往复式牵引系统和门架拽拉式牵引方式施工,主缆紧缆完成后,根据主缆空缆线形进行索夹坐标计算,根据计算的坐标进行索夹的放样和安装.主缆用S形钢丝缠绕,然后进行涂装防护;钢箱梁利用液压提升跨缆吊机,采用小节段吊装方案进行吊装作业.     

轨索滑移法节段足尺模型试验研究

为检验轨索滑移法(一种新的悬索桥加劲梁架设方法)运梁系统的可行性、合理性与可靠性,以矮寨大桥为背景,进行节段足尺模型试验.试验模型选取单侧主缆、6个梁段的节间,模拟5对吊索和吊鞍.通过测试运梁车走行状态、轨索变形、轨索力及吊索力,并与有限元计算结果进行对比,得出以下结论:轨索运梁系统运行平稳,未出现左右摇晃和脱轨现象,运梁系统安全可靠;实测结果与理论计算结果一致表明轨索变形和关键结构受力满足设计要求;选用的轨索、吊鞍及运梁车间的相关参数合理;设计的轨索力大小和安全系数基本合理;增大初始轨索力可使运梁车的通行性得到一定改善.     

主缆中央扣对三塔斜拉-悬索协作体系桥力学性能的影响

对某跨径布置为(320+2×1 088+320)m的三塔斜拉-悬索协作体系桥梁方案,采用通用有限元软件Ansys建立三维模型并计算,以开展对三塔斜拉-悬索协作体系桥梁主缆中央扣的体系参数进行研究。对有无主缆中央扣的结构体系进行计算分析,以研究设置主缆中央扣对桥梁力学性能的影响。     

基于悬索桥修正成桥线形的索夹弯曲应力分析

为较精确地分析悬索桥成桥线形下索夹对主缆弯曲次内力的影响,基于成桥状态下的分段悬链线理论,考虑索夹的套箍作用修正成桥线形,使其更接近于实际线形.修正后的成桥线形近似为各段悬链线与短直线段交替连续的混合线形.以三汉矶大桥为例,利用有限元法计算出索夹端面处主缆的主拉应力及索夹相对转角,代入WYATT公式,计算出主缆在各个索...     

大跨度三塔悬索桥主缆系统施工技术创新及改进

针对大跨度悬索桥主缆系统施工存在的一些技术难题,介绍近年国内3座三塔悬索桥主缆系统施工技术方面所做的创新和改进。通过使主索鞍底面在底板上直接滑移,简化主索鞍滑动副结构,方便施工过程索鞍顶推;设计制造支座型散索鞍结构,改善散索鞍摆动性能;采用左右对合的双吊耳板索夹结构,改善索夹结构受力性能;采用了主缆PPWS索股水平成盘放索架设方法,减少PPWS索股架设"呼啦圈"和散股问题。针对索鞍槽和主缆索股的抗滑移问题,探索应用了中塔主索鞍加厚鞍槽隔板和91丝规格PPWS索股增加"填充钢丝"的密实整形入鞍等方法。     

悬索桥上、下对合型索夹结构分析研究

为研究悬索桥上、下对合型索夹结构的受力特性,以柳州双拥大桥为背景,推导了理想排列的主缆在宏观受力意义下的横向弹性模量的上限值,并结合经验公式确定主缆横向弹性模量的取值范围。建立该桥主缆和索夹有限元模型,分析主缆横向弹性模量在一定范围内变化时的螺杆附加力系数、索夹内压系数和脱空角。结果表明,吊索力是造成上、下索夹内压应力分布明显不均匀的直接原因,增大螺杆夹紧力能增大索夹内压应力;吊索产生的螺杆附加力对主缆横向弹性模量变化不敏感;索夹内压系数在吊索力和主缆力作用下会相应变小;螺杆附加力应该考虑螺栓和被连接件的相对刚度影响;跨中索夹应从控制脱空角入手适时调整螺杆夹紧力。     

柔性悬索桥主缆空缆线形分析及索夹安装位置确定

从成桥和空缆两种状态对柔性人行悬索桥主缆线形进行分析,采用解析方法计算主缆无应力长度,根据吊杆间缆索无应力长度确定索夹位置,并以空缆和成桥状态下索夹坐标进行验证。实际桥梁空缆和成桥状态测量结果显示索夹位置满足设计要求。     

空间索面自锚式悬索桥主索鞍计算方法

空间索面悬索桥主索鞍的承缆槽立面及平面线形应与全部恒载条件下的主缆线形相吻合,既有平曲线又有竖曲线使得整体式肋传力结构的索鞍处于复杂的三向空间受力状态,运用有限元程序对天津富民桥主索鞍进行有限元分析复核计算,提出一些索鞍计算的方法。     

矮塔斜拉桥索鞍静力分析

结合一座矮塔斜拉桥设计、整体计算情况,为研究骑跨式索鞍局部受力状况,采用三维有限元软件建立矮塔斜拉桥索鞍区有限元模型,选取整体计算中最不利荷载进行静力分析,得到了桥塔索鞍区混凝土和索导管应力分布状况,分析索鞍处混凝土应力规律,对索鞍锚固区设计方案进行综合评价,并提出改进建议。     

刚度分配法在重庆朝天门长江大桥扣索力计算与研究中的应用

重庆朝天门长江大桥为世界第1跨度公轨2用拱桥,设计中主要以应力控制为主。阐述柔索索力传统计算方法,指出在计算扣索力时用传统先估算索力的计算方法误差很大。在实际有限元设计中,采用刚度分配法计算扣索力,不仅计算方便、快捷、准确,而且兼顾了目标控制应力和控制位移。