大跨度地锚式斜拉桥换索施工技术

郧县汉江大桥为(86+414+86)m地锚式预应力混凝土斜拉桥,每塔两侧各布置2×25根斜拉索。检测发现:斜拉索索力和设计理论状态误差较大,PE护套损伤,钢丝锈蚀严重,斜拉索系统属于四类部件。为确保桥梁结构的长期安全,结合该桥斜拉索体系病害情况,运用等强度换算原理,设计新斜拉索[采用镀锌平行钢丝、PES(HD)低应力全防腐索体、全防水结构等多项技术],替换全桥旧斜拉索。斜拉索更换顺序为病害斜拉索优先,单塔对称、双塔反对称,由长索到短索的原则进行更换。有限元结果表明,在整个换索过程中,斜拉索、主梁和桥塔结构变形、应力和强度验算均能满足规范要求。换索施工工序为旧索放张→旧索拆除→新索安装与张拉→索力调整。通过优化施工工艺,长索单塔换完后,2个点4根索同时更换,将换索工期降低到120d,极大地缩短了施工工期。     

大跨径斜拉桥换索工程实践

该文以一座7跨连续半漂浮体系混合式斜拉桥为实例,其主跨580 m,为扁平流线型钢箱梁,全桥共有斜拉索168根,斜拉索采用梁上销铰锚固,塔上单端张拉方式。在运营检查中发现斜拉索PE破损,为保证大桥的安全使用性能,必须对该索进行更换。该文对该桥换索的施工及监测等过程进行了阐述。     

上海长江大桥斜拉索施工工艺

上海长江大桥主通航孔桥为双塔双索面五跨钢箱梁斜拉桥,其跨径布置为(92+258+730+258+92) m.斜拉索为空间双索面扇形布置,每个索面23对(全桥另有4对0号索),全桥共192根.介绍超长、大直径斜拉索塔端牵引、张拉施工技术.     

黄冈公铁两用长江大桥斜拉索安装技术

黄冈公铁两用长江大桥主桥为双塔双索面钢桁梁斜拉桥,跨度布置为(81+243+567+243+81)m.每桥塔两侧各设置19对斜拉索,全桥共有斜拉索152根,对该桥斜拉索安装技术进行总结.采用全回转架梁吊机将整盘斜拉索吊至桥面;采用全回转架梁吊机配合桥面上固定式放索盘进行桥面展索;斜拉索总体挂设采用先塔后梁的方案,利用塔吊和塔顶吊架完成塔端挂设;采用卷扬机及滑车组进行斜拉索梁端牵引,牵引到位后进行锚固;梁端安装完成后,3～8号斜拉索直接进行塔内刚性牵引,9～19号斜拉索先进行塔内软牵引(最大软牵引力为1 200 kN)再进行刚性牵引;按设计要求对斜拉索进行分级同步对称张拉.该桥全部4 000余吨斜拉索的安装在7个月内全部完成.     

大跨径混合梁斜拉桥全桥更换斜拉索顺序的研究

为研究混合梁斜拉桥斜拉索更换对桥梁结构内力和位移的影响,找到大跨径混合梁斜拉桥的最优换索顺序,本研究以主跨为360 m的广州鹤洞大桥换索工程为依托,以节省工期,确保换索过程结构安全为目标,开展组合式换索顺序的研究。首先建立了全桥精细化有限元模型,确定了桥梁换索前的基准状态,并验证了其正确性;然后根据已确定的由长索到短索的换索原则,以一次对称更换单塔同一索号的一对索为基础方案,进行施工过程仿真分析,在此基础上提出了一种将全桥斜拉索按照长索区、中长索区及短索区分类的优化思路;最后在各索区选取典型索为研究对象,采用增量法对比分析了不同卸索方案下结构关键参数的变化情况。在兼顾施工难度、双塔相互影响等因素影响的前提下,确定了全桥组合式换索顺序的建议方案：长索区按基础方案执行,中长索区优化为双塔反对称一次更换4根斜拉索方案,短索区优化为全桥一次更换同一索号的8根斜拉索方案。由此全桥换索循环由基础方案的72次优化为32次,确保了桥梁换索过程中的结构安全,并大大缩短了工期。     

斜拉桥快速换索施工技术

重庆涪陵长江大桥1997年5月通车,运营15年后斜拉索出现病害,为最大程度地减小对交通的影响,需对全桥斜拉索进行快速更换。新斜拉索采用标准强度1770 M Pa、直径7 mm的平行钢丝索,规格与原斜拉索相同,并采用冷铸锚成品索,锚具体系的尺寸规格也与原锚具保持一致。为加快施工进度,专门研制具备快速和大行程特点的张拉设备。根据无应力状态法,斜拉索更换顺序制定为塔内从下往上更换,塔下的N27号飘浮索最后更换,换索施工工序为：旧索放张→旧索拆除→新索架设与张拉→全桥调索。     

美国黑尔·博格斯桥评估、修复计划及斜拉索更换设计

黑尔·博格斯桥于1983年10月5日通车。桥上一些斜拉索的PE保护套在斜拉索安装之前、安装期间及大桥通车之后均有损坏,自2002年以来为改善黑尔·博格斯桥的状况进行了斜拉索状态的评估及更换。为解决这些损伤并保证桥梁结构的完整性,对5个更换斜拉索的方案进行全寿命周期成本分析,最后采用更换全桥斜拉索方案。设计更换的斜拉索设计寿命为75年,重点对斜拉索锚固位置的几何限制,防腐、振动控制进行设计。由于该桥是一个重要的区域连接工具,且构成一个飓风疏散路线,因此在换索施工期间的交通维护也是设计重点。     

山区大跨径钢桁架斜拉桥斜拉索设计研究

普者黑南盘江大桥主桥主跨采用930 m钢桁梁斜拉桥,空间双塔双索面体系,索塔采用钻石形混凝土塔,泸西侧塔高385 m,丘北侧塔高325 m,为目前国内山区环境最大跨径、最大塔高的钢桁架斜拉桥。通过综合比选研究,考虑运输安装、安全耐久及疲劳性能,大桥斜拉索采用2 000 MPa级钢绞线斜拉索,全桥共240根斜拉索,最大索长493.3 m。斜拉索在梁端的锚固采用双拉板整体式锚箱锚固方式,塔端的锚固采用钢锚梁方式,张拉端均设置在塔端。斜拉索在塔端斜拉索套筒内设置内置式减振橡胶块,在梁端安装外置式电涡流阻尼器,并采用可有效降低斜拉索HDPE外护套管风阻系数的双螺旋线结构。     

超大跨混合梁斜拉桥极限承载能力研究

为研究超大跨混合梁斜拉桥在汽车荷载作用下的塑性区发展过程和极限状态下的破坏机理,以贵州鸭池河特大桥(主跨800m双塔双索面混合梁斜拉桥,边跨主梁采用预应力混凝土箱梁,主跨主梁采用钢桁梁)为背景,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,逐级施加汽车荷载,分析不考虑断索和考虑断索2种情况下该桥的破坏过程和承载能力。结果表明:随着荷载的增加,钢桁梁先产生受压塑性区和受拉塑性区,随后斜拉索到达屈服应力;不考虑断索情况下,斜拉索逐步屈服后钢桁梁受压塑性区和受拉塑性区不断扩大,结构最终失效,破坏表现出略好的延性;考虑断索情况下,第1根斜拉索屈服后断裂引起周围斜拉索的连续瞬时断裂导致结构破坏,破坏呈现明显的脆性;不考虑断索和考虑断索情况下,极限状态时的荷载系数λ分别为11.69和11.12。     

断索对双钢拱塔斜拉桥力学性能的影响

为了研究拉索断裂对双钢拱塔斜拉桥力学性能的影响,采用有限元软件MIDAS/Civil建立了西安市某大桥的三维仿真模型,首先将该模型的各参数与设计值及规范进行对比以验证模型的合理性,然后分析了不同位置、不同数量的拉索断裂后,主梁线形、拉索索力、主梁及索塔应力的变化规律。结果表明:正常运营条件下,斜拉索断裂对主梁线形的影响大于水平索,中间索断裂对跨主梁线形的影响大于外侧索和内侧索,拉索对两系梁之间主梁段线形的影响基本可以忽略;任意拉索的断裂会引起其附近拉索索力增加,外侧斜拉索断裂会导致与其相邻水平索的索力以及另一跨斜拉索索力明显降低,但内侧斜拉索的断裂对与其相邻的水平索和另一跨斜拉索索力的降低不太明显,水平索断裂会引起与其相邻的两根斜拉索索力下降,且下降量值基本相同;双索断裂后主梁挠度和索力变化均近似符合叠加原理,双索断裂后,主梁位移最大增加50.2%,但仍满足1/500挠跨比的要求,纵向对称断索较横向对称断索和原点对称断索危险;少量拉索断裂不会引起结构达到极限承载能力,当两根危险索同时断裂,断索后剩余拉索索力最大为836 MPa,安全系数仍然达到2.2;断索对剩余拉索承载力的影响要高于对主梁和索塔的影响。     

超千米级公铁两用斜拉桥斜拉索安装关键技术

沪通长江大桥主航道桥主跨1 092m,斜拉索采用双塔三索面、扇形密索体系,最长索长576.2m,最大索重83.5t,超长、超重斜拉索安装难度大。斜拉索采用先塔端挂设,再梁端牵引,最后塔端张拉的总体施工方案。短、中索采用常规的先塔端挂设后脱空展索的方式施工,长索采用斜拉索桥面整体运输及展索技术,按照先桥面展索后塔端挂设的步骤施工。短索采用卷扬机牵引系统完成斜拉索梁端牵引。中、长索采用梁端卷扬机快速牵引技术,加大卷扬机牵引力,将梁端锚杯向锚固位置牵引一段距离。中索、中跨长索梁端作业空间有限,采用钢绞线软牵引系统和梁端反压牵引技术完成梁端牵引;边跨长索采用常规的钢绞线软牵引系统完成梁端牵引。斜拉索张拉时,采用防扭转装置。为加快施工进度,29号墩斜拉索采用同步智能张拉系统,同步完成2层共12根斜拉索张拉。     

通化西昌斜拉桥斜拉索施工技术

通化西昌斜拉桥为独塔单索面预应力混凝土斜拉桥,桥长300 m,其主梁标准段采用牵索挂篮施工,主塔空间极小,斜拉索施工采取软硬牵引结合的方法。介绍了该桥斜拉索的挂设方法和施工工艺,供同类工程参考。     

宝鸡清溪渭河大桥主桥设计

宝鸡清溪渭河大桥主桥为(115+258+115)m的双塔斜拉桥,采用半飘浮的约束体系,桥面全宽29m,设有双向4车道及两侧人行道。桥塔采用钻石形钢筋混凝土结构,主梁采用双边"工"形钢-混组合梁,混凝土桥面板采用预制构件,在纵梁、横梁及人行道托架顶部均设有混凝土后浇带,通过剪力钉与钢主梁连接。斜拉索采用扇形布置的空间双索面平行钢丝拉索体系,通过钢锚箱和锚拉板分别与桥塔和主梁相连。桥塔和边墩基础采用钻孔灌注桩基础。桥址位于高烈度地震区,采取了在桥塔处设置纵向活动抗震球型支座、边墩设置纵向活动横向摩擦摆减隔震支座,在桥塔下横梁与主梁间设置纵向粘滞阻尼器的减隔震措施。根据结构特点以及建设条件,主梁施工方案采用大节段支架法。     

双套拱塔斜拉桥索力张拉优化及控制

为研究双套拱塔斜拉桥施工控制技术,尤其是塔间索及斜拉索的张拉方案合理性及张拉控制方法,以小凌河大桥为背景,采用MIDAS Civil有限元软件建立该桥空间计算模型,进行施工过程的模拟计算,根据计算结果对拉索安装和张拉方案进行了优化。优化后,赋予塔间索初张拉无应力长度,二次调索时调整到成桥状态的无应力长度;斜拉索自内而外安装并张拉,索力小于250kN的斜拉索,调整其初张拉无应力长度使索力满足测量要求,其他斜拉索直接张拉到设计的无应力长度。监控结果表明,采用优化后的索力张拉方法对该类桥梁进行施工控制,整个施工过程中结构安全、受力明确,得到的成桥索力误差小。     

锦州小凌河大桥钢拱塔架设技术

锦州小凌河大桥为倾斜式双套钢箱拱塔斜拉桥,外塔高约66m,内塔高约54m,采用竖转提升技术架设钢拱塔。施工时,在钢桥面上组拼焊接内、外拱塔,并安装竖转辅助机构,分别将内、外拱塔依次竖转至桥位状态,竖转就位后焊接竖转接口,安装并张拉斜拉索,使内、外拱塔形成整体受力结构。采用SAP 2000及ANSYS软件分别进行内、外拱塔整体受力及铰的局部受力计算分析,结果表明结构强度均满足规范要求。     

地锚式万向铰独斜塔斜拉桥温度效应分析

地锚式万向铰独斜塔斜拉桥结构体系新颖,为分析温度荷载作用下该类桥梁成桥状态的结构响应,以三亚海棠湾河心岛景观桥(主跨99.8 m钢斜塔双边工字钢梁独塔斜拉桥)为工程背景,建立桥梁结构有限元模型,分析体系温差、日照温差、索梁(塔)温差对桥塔偏位、主梁线形以及索力的影响。结果表明:体系温差下桥塔以纵向弯曲和纵向偏转为主,体系降温将引起全桥主梁下挠,体系升温效应相反,最大背索索力变化为成桥索力的6.1%;日照温差下桥塔以横向弯曲为主,纵向偏位较小,对主梁线形、斜拉索索力影响较小;索梁(塔)负温差下有索区主梁发生向上位移、背索索力增大,正温差下相反,对桥塔偏位基本不影响。     

泉州晋江大桥动力性能分析

以一座墩塔梁固结体系的独塔预应力混凝土斜拉宽桥——福建泉州晋江大桥为对象,根据实桥环境脉动试验和空间杆系有限元模型进行了主梁-主塔基本动力性能分析;采用振动法进行了斜拉索的固有频率和索力测试,并进行了拉索安全性能评价;根据实桥车辆强迫振动试验和考虑了路面平整度的桥梁与车辆相互作用的计算模型,分析了在移动车辆荷载作用下桥梁的动力特性,包括振动加速度计算和舒适性评价。研究结果表明,采用墩塔梁固结体系的晋江大桥面内振动频率较高,主跨或边跨均出现相互独立或影响较小的振动模态;斜拉索索力分布均匀,安全系数符合规范规定;在移动车辆荷载作用下,主梁竖向振动加速度较小,在设计行车速度下可保持较好的行车舒适性。     

甬江铁路特大桥施工控制

甬江铁路特大桥为主跨468 m半飘浮体系双塔双索面混合梁铁路斜拉桥.混凝土梁采用满堂支架现浇,钢箱梁采用悬臂拼装,桥塔塔柱采用全自动液压爬模施工.为保证施工过程安全、快捷,成桥后线形和内力满足设计及高速列车运行的要求,采用基于无应力状态理论的全过程几何控制法进行施工控制,正装迭代计算采用TDV软件进行.结果表明:基于无...     

基于群索索力域的斜拉桥结构性能状况评估

针对目前依据单根斜拉索索力值变化评估斜拉桥运营健康状态的不足,提出一种基于群索索力域映射斜拉桥性能状况的方法。该方法基于蒙特卡罗法模拟获得斜拉桥群索索力域,在实测索力与群索索力域间做相异度最小寻值,根据桥梁结构不同的极限状态定义评估阈值。以国内某已建24年的大跨径预应力混凝土斜拉桥为工程实例,基于近6年(2013~2018年)实测索力数据,依照提出的新评估方法与传统评估方法对主梁结构性能状态进行评估。结果表明:传统评估方法仅得出2013年单根索力变化幅值超限的结论;新评估方法得出2013年、2018年主梁跨中截面存在消压风险,需要持续跟踪关注。该方法可定量、直观地分析评估群索索力变化对桥梁结构受力状况的影响,为桥梁的科学管养决策提供依据。     

四线铁路斜拉桥索塔锚固区环向预应力设计研究

椒江特大桥主桥为主跨480m的四线铁路连续钢桁梁斜拉桥,采用H形混凝土塔,索塔锚固采用环向预应力锚固。为确定索塔锚固区环向预应力的合理布置方式,采用MIDAS FEA建立桥塔实体模型,对U形束、井字形直束2种布束方式进行比选,在此基础上,分析施工、运营及断索工况下锚固区的受力性能,并进行预应力合理张拉顺序研究。结果表明:环向预应力采用U形束布置是经济、合理的;锚固区混凝土在预应力切向基本处于受压状态,在预应力法线方向出现1 MPa以内的拉应力,斜拉索张拉会增加侧壁内侧、外索孔处水平拉应力,运营期寒潮效应使塔壁外侧产生较大拉应力,断索时前、后壁齿块横桥向拉应力增加;上塔柱应设置外表面钢筋网片并加强竖向、环向配筋;环向预应力施工时,宜同时张拉内、外侧预应力。