大跨径悬索桥钢丝绳吊索制作技术研究

普通钢丝绳的固有结构，导致其非弹性变形很大，且难以控制。在悬索桥吊索长度精度要求非常高的情况下，如何有效地控制钢丝绳的非弹性变形变成了钢丝绳吊索制度作的关键技术。本文介绍了国内首次对网丝绳的桥用工艺特性进行全面探索及工艺试验的成果，论述了有效控制钢丝绳非弹性变形的方法，并结合广东虎门大桥钢丝绳吊索制作任务，对研制开发的钢丝绳吊索高精度制作工艺作了全面的介绍。该项研究成果在广东虎门大桥钢丝绳吊索安装     

悬索桥用特高强度镀锌吊索钢丝绳的研发

特大跨径悬索桥对钢丝绳吊索的要求越来越高,要求吊索钢丝绳在保证直径和抗疲劳能力的前提下提高其破断拉力.西堠门大桥主跨为1650 m,是世界上首座特大跨径分体式钢箱梁悬索桥,大桥选用的6O、80、88 mm镀锌吊索钢丝绳的破断拉力分别达到2400、4600、5884 kN,比标准分别提高9%、11%、12%,这在国内、国际的桥梁建筑史上都是史无前例的,也给钢丝绳制造行业带来了前所未有的挑战.文中介绍特高强度、大规格吊索钢丝绳产品的结构设计、工艺设计和吊索钢丝绳制造的关键技术难点,以及针对吊索钢丝绳疲劳性能的研究.     

弹性链形悬挂接触网弹性吊索施工工艺及控制

通过对武广客专试验段弹性链形悬挂接触网施工方法的总结,编制了一套成熟可靠的弹性吊索施工流程及施工技术要求,以保证现场施工过程中接触线、承力索及弹性吊索三者张力可控,最终保证弹性吊索的几何尺寸和吊弦长度满足技术性能要求,并对施工过程中的检查、调整及质量控制提供了操作流程及参考指标。     

广州珠江黄埔大桥悬索桥吊索设计与制造

广州珠江黄埔大桥南汊悬索桥主跨1108m,吊索采用骑跨式吊索体系。吊索用型号为8×55SWS+IWR-φ56镀锌钢丝绳,文章主要介绍了广州珠江黄埔大桥悬索桥吊索设计和制作工艺技术,该技术对其他类似项目提供了有益的参考。     

海外大型悬索桥吊索长度计算及架设精度控制

马普托大桥吊索在国内加工,通过海运到施工现场,周期较长。国内悬索桥吊索索长在主缆架设完成后,通过线形监控数据分析给出下料长度。考虑施工工期制约,通过提高主缆架设精度、索夹安装精度及优化钢箱梁安装工艺,按照理论线形对吊索长度进行下料。其中在主缆架设之前根据箱梁和索夹实际称重、桥面铺装重度试验结果、缆索系统钢丝实测弹模数据,精确计算主缆线形和吊索下料长度。为控制后续施工精度,在基准索股架设期间,分析了塔偏与温度对线形的影响,并根据现场实测温度与塔偏对线形实时调整。主缆架设完成后通过锚跨张力对主缆线形进一步微调,保证实际线形与理论线形相吻合。吊梁之前,根据实测空缆线形精确计算并放样索夹;吊梁过程中,及时进行索鞍顶推,防止索股滑动或桥塔开裂。钢箱梁合龙完成后桥面测量线形与理论线形基本吻合。     

悬索桥索夹安装位置及吊索下料长度计算

为确保吊索受力安全和桥面线形符合设计要求,在主缆架设后,根据索塔和主缆实际施工误差预测成桥状态塔顶标高和主缆跨中标高,并依据预测的主缆线形,确定索夹的安装位置和吊索精确的下料长度。     

在富集氯离子环境中钢丝绳吊索结构的腐蚀性能分析

氯离子是海洋大气中的重要成分,往往会腐蚀钢丝绳吊索。采用与西堠门大桥直径为60 mm的吊索类似结构的钢丝绳,利用室内加速试验模拟海洋大气中氯离子对钢丝绳吊索的腐蚀环境,研究了不同浓度氯离子环境下钢丝绳的腐蚀,并利用SEM(扫描电子显微镜)和XRD(X射线衍射)对腐蚀产物及形貌进行分析。结果表明:吊索结构钢丝绳在其它条件相同的情况下腐蚀速率随氯离子浓度的增加而增大,钢丝绳的腐蚀与其钢丝缠绕紧密程度密切相关,并且腐蚀产物积累分布不均匀,在钢丝缝隙处较多;吊索结构钢丝绳在条件相同的情况下腐蚀速率随时间的推移而减小;吊索结构钢丝绳与钢片腐蚀的微观物理结构有显著差异,即钢丝绳腐蚀无腐蚀裂缝而钢片腐蚀有腐蚀裂缝。     

单塔空间索自锚式悬索天桥设计与施工控制

桐柏停车区天桥采用(18+38+66+18)m四跨单塔自锚式悬索桥方案。桥塔为钢筋混凝土拱形,加劲梁采用钢筋混凝土肋板式结构,主缆采用预制平行丝股,吊索采用空间布置,鞍座采用铸焊结构。采用MIDAS Civil程序建立有限元模型,进行成桥结构分析,结果表明该桥结构刚度满足规范要求。该桥采用先梁后缆法施工,采用倒拆法进行施工计算,在施工过程模拟计算后得到吊索下料长度。吊索分5次张拉到位完成结构体系转换,以吊索无应力长度为控制指标,控制吊索张拉力和加劲梁变形。监控结果表明,该桥成桥线形较好,主缆和吊索受力均匀。     

江阴长江大桥吊索组件动静载试验研究

江阴大桥吊索特别设计了螺纹连接的叉型锚具，其吊索采用半平行钢丝索股和钢丝绳两种材料，介绍了本桥吊索组件试验的试验方法，试验标准及试验结果，所得结论不仅对确定和改进制造工艺到了良好的作用，而且对悬索桥吊索制定相应技术标准有一定的参考价值。     

自锚式悬索桥吊索目标索力影响参数分析

为了解各结构参数偏差对自锚式悬索桥吊索目标索力的影响,以吉林市雾凇大桥(预应力混凝土自锚式悬索桥)为例,采用有限元数值分析方法,分析在控制索力和控制索长2种方法下,桥塔和主梁抗弯刚度、体系温度、主缆和吊索抗拉刚度、主梁自重、中跨和边跨主缆长度参数偏差对吊索目标索力的影响,并进行实际工程分析。结果表明:主梁自重和边跨主缆长度对吊索目标索力的影响显著,而除主缆抗拉刚度和中跨主缆长度对吊索目标索力有一定的影响外,其余各结构参数偏差对吊索目标索力均影响甚微;在相同参数偏差影响下,各吊索索力在2种控制方法下的总体偏差量基本相同;控制索长法获得的吊索目标索力值相对均匀,对脱架后的主梁受力有利,而控制索力法能够进行结构参数识别,对制定吊索的后续调整方案有利。     

大跨自锚式悬索桥吊索张拉与体系转换技术研究

为快速实现大跨自锚式悬索桥体系转换,以(160+406+160)m的双塔三跨自锚式悬索桥——桃花峪黄河大桥为背景,研究以吊索引出量控制为主、索力控制为辅的吊索张拉与体系转换技术。建立实桥有限元模型,计算吊索无应力长度,定义索头引伸出下锚垫板的长度值为引出量;采用引出量控制,从塔根向远离桥塔方向对称张拉吊索(每次8组),跨中几组吊索采取纵向相邻2组同时装千斤顶,在n号吊索张拉的同时,预拉(n+1)号吊索;进行主桥缩尺模型试验,对该方案进行验证及细节优化。研究结果及实际工程表明:采用该体系转换技术方案,主缆与吊索张力、临时墩反力、主梁应力计算值等均满足要求;缩尺模型实测应力、位移与有限元计算值吻合;主梁线形质量好,吊索索力精度高,快速实现了体系转换。     

西堠门大桥钢丝绳吊索锚头密封防腐蚀技术研究

介绍了西堠门大桥吊索钢丝绳锚头用不干性密封膏灌注密封和用聚硫密封剂封堵及整体密封的新工艺.经模拟试验和现场验证试验表明,该方案符合施工和设计要求,能达到西堠门大桥吊索锚头密封防腐的效果.     

大跨度悬索桥长吊索宽频调谐阻尼减振技术研究

为实现大跨度悬索桥长吊索宽频(0～30 Hz)阻尼减振,以广西龙门大桥为背景,对该桥50 m以上长吊索宽频减振技术进行研究。考虑该桥长吊索原刚性减振架方案无法有效控制多根吊索同相位振动,且不能为吊索提供结构阻尼,根据理论分析和参数优化,提出采用3个小阻尼比(阻尼比为2%)、小质量比(质量比为0.10%)调谐质量阻尼器(TMD)和6个大阻尼比(阻尼比为10%)、大质量比(质量比为0.50%)TMD协同作用实现吊索0～30 Hz全模态阻尼减振目标,选用质量和刚度分布具有各向同性、控制频率和自身阻尼比便于调节的摆锤式调谐质量阻尼器(PTMD)进行减振设计,并进行有限元模拟和模型试验以验证可行性。结果表明：多个PTMD协同控制可实现吊索的宽频阻尼减振,其各向同性特征可实现吊索多向振动控制;建议龙门大桥采用在加强原有刚性减振架的基础上,将多个PTMD按振型参与最大原则离散布置在刚性减振架上,集成刚性减振架刚性连接和PTMD调谐减振功能,实现该桥长吊索宽频阻尼减振。     

悬索桥板桁结合加劲梁的加工控制

悬索桥钢主梁的加工控制是现场施工质量最主要的依托。清水河大桥为目前贵州最长的悬索桥,也是目前世界上山区单跨钢桁梁长度最长的悬索桥,同时主梁结构形式也创新性地采用了板桁结合的形式。以清水河大桥钢桁梁在工厂的加工与制作为依据,从工厂制作方案和实际出发,对钢桁梁制作工艺流程、工艺装备及制作关键技术进行详细论述,可为其他类似的悬索桥工程提供参考与借鉴。     

刘家峡大桥吊索长度计算及索力优化

刘家峡大桥横跨黄河刘家峡水库,为主跨536 m的单跨双铰钢桁加劲梁式悬索桥,建成后将成为西北地区单跨跨度最大的悬索桥,同时也是国内同规模桥梁中宽跨比最窄的悬索桥,宽跨比为1∶34.4。本文以刘家峡悬索桥为背景,在施工监控中获取实测主缆线形,对原始设计吊索的下料长度进行了精确的调整,并引用基于归一化原理的影响矩阵法对其吊索索力进行了优化分析,最终该桥吊索索力达到最佳受力状态。还论述了温度对吊索索力的影响,得出当温度线性变化时,各吊索索力变化不一致,但总体变化都很小。     

拉吊索常见病害与处理措施

本文通过研究拉吊索桥梁存在的常见病害,从拉吊索设计、构造缺陷、成桥受力、制作、运输、安装、PE防护材料及运营管养等方面分析了病害产生的原因,并提出相应的改进处理措施,从而延缓拉吊索桥梁病害的发生及提高其安全性。     

跨海大桥钢结构养护涂装体系设计及应用

以舟山跨海大桥钢结构防腐为依托，在分析腐蚀环境因素和养护现状后，从延长涂装的保护年限以及LCC(生命周期成本)的最小化出发，对钢箱梁、钢制螺栓、钢丝绳吊索、潮汐区钢结构及密闭或半密闭空间钢结构的养护涂装体系方案设计、施工技术进行研究，提出钢箱梁内外表面养护涂装体系、钢制螺栓胶封复合涂层、钢丝绳吊索三胶两布、潮汐区钢结构湿固化涂层，通过试验段试验和现场试验，在舟山跨海大桥中得到成功应用，提高了跨海大桥钢结构的耐久性和耐候性。     

悬索桥吊索高阶涡激振动及摆锤式MTMD减振技术研究

为了解大跨度悬索桥吊索出现的大幅高频振动现象,并进行减振,以国内某主跨1688 m的悬索桥为背景(最长吊索长184.6 m),基于理论方法和施工期吊索大幅高频振动实测结果,分析吊索的振动类型及参数(频率、阻尼比);提出一种摆锤式多重调谐质量阻尼器(MTMD,其由一定形状的锤头提供质量参数,由钢绞线提供刚度及阻尼参数),采用有限元和室内试验的方法,分析其振动特性,并进行实桥验证。结果表明:该桥吊索振动频率范围为5~25 Hz,阻尼比低,单个吊点的多根吊索易发生同相位的高阶涡激振动;摆锤式MTMD单个锤头具有2个控制主频,自身阻尼比约10%,具有位移放大作用,对高频振动的响应灵敏,在很宽的频率范围内具有很好的减振性能;摆锤式MTMD可有效增加吊索自身阻尼比,控制吊索高阶涡激振动,实测减振效果达到90%以上,具有很好的实用性。     

自锚式悬索桥吊索张拉无应力状态仿真分析方法

自锚式悬索桥吊索张拉过程中结构几何非线性突出,吊索索力互相影响,体系转换十分复杂,使用常规的正装或倒装法分析难度较大。针对吊索张拉过程中吊索无应力长度仅在吊索张拉时才发生改变,不随外荷载的变化而变化这一客观规律,提出吊索张拉的无应力状态仿真分析方法。以该方法为指导,分析和模拟国内某自锚式悬索桥的吊索张拉过程。实践证明,应用无应力状态方法可准确地对吊索张拉过程进行仿真模拟,且计算结果精度高,方法简便,实施效果良好。     

钢管桁架拱肋的加工与质量控制

结合钢结构桁架桥梁的施工经验,阐述了钢管桁架拱肋的加工制作过程和质量控制要点,强调制作过程中必须加强对拱肋质量的有效控制,采用正确的焊接工艺和科学的质量管理方法,以提高钢管桁架拱肋的施工质量。