虎门二桥1960 MPa主缆钢丝及索股关键技术

依托虎门二桥坭洲水道桥(主跨1 688m的双塔双跨悬索桥),系统开展了1 960MPa主缆钢丝及索股的技术开发。研制了适用于在线水浴、离线盐浴、离线铅浴等不同索氏体化方式的国产1 960 MPa钢丝盘条,性能指标优于国外同类产品。通过超高强度钢丝拉拔工艺、"双镀+电磁抹拭"热镀锌铝工艺、稳定化处理工艺,研发了抗拉强度达1 960MPa、扭转次数≥14次的高强度锌铝合金镀层钢丝,并形成完整的生产工艺体系。开发了1 960 MPa悬索桥主缆索股技术及具有优异锚固性能、静载性能、抗疲劳性能和抗滑移性能的锚固系统,实现了30 000余吨1 960 MPa镀锌铝合金钢丝索股在虎门二桥工程中的应用。     

虎门二桥坭洲水道桥主索鞍吊装施工技术

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688m的不对称双塔钢箱梁悬索桥,全桥共4套主索鞍总成,主索鞍鞍体为铸焊结构,由2个半鞍体通过高强度螺栓锁合而成,半鞍体重达125t,安装在256.4m高的塔顶主鞍室内。主索鞍采用桥塔承台顶面转放平台移运+塔顶门架承载+连续提升液压千斤顶垂直起吊+重物移运器纵移的方式吊装。施工时,首先采用塔顶门架起吊系统吊装格栅及反力架,精确定位后浇筑格栅反力架混凝土,然后利用塔顶门架起吊系统吊装上、下承板,最后采用塔顶门架起吊系统分别吊装2个半鞍体至塔顶,利用高强度螺栓将2个半鞍体拼接成整体。在主桥上部结构安装过程中,根据主索鞍预偏监控指令,采用2个1 000t千斤顶逐步将其顶推到位,完成主索鞍的最终定位与安装。     

虎门二桥坭洲水道桥索鞍制造技术

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688m的钢箱梁悬索桥,主、散索鞍均为铸焊结构,主索鞍鞍体由两半鞍体通过高强度螺栓锁合而成,单件鞍体重达125t,尺寸为5.5m×4.2m×5m;散索鞍鞍体单件重达175t,尺寸为5.2m×5.25m×6m。针对该桥索鞍重量和体积大、造型复杂的特点,鞍头铸造时采用立做立浇、鞍槽U口朝下的铸造方案,遵循铸钢件顺序凝固原则施工;鞍体采用机器人自动焊接技术施工;在焊接过程中,对鞍体进行整体预热和多次中间退火以消除焊缝应力;主索鞍鞍体采用分体制造、整体拼接工艺施工;散索鞍鞍体采用四轴铣削机加工工艺施工,鞍槽三维结构曲面采用数控机床回转台多次回转角度精加工。该桥主、散索鞍加工制造后,经检测可知,索鞍各项技术指标均满足设计和规范要求。     

虎门二桥坭洲水道桥纵向约束体系研究

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688m的双塔双跨悬索桥。为减小该桥在汽车活载、温度作用及风荷载下的梁端位移,提出一种在塔梁连接处设置静力限位-动力阻尼装置的纵向约束体系。采用有限元软件SAP2000Nonlinear建立全桥有限元模型,分析该静力限位-动力阻尼装置的限位间隙、限位刚度对梁端位移、塔梁相对位移、限位力的影响规律,确定限位装置的合理参数取值,分析设置静力限位-动力阻尼装置前、后加劲梁应力、桥塔纵向弯矩和梁端位移。结果表明:该桥静力限位-动力阻尼装置的限位刚度取200MN/m,广东侧和东莞侧限位间隙分别取0.82m和1.05m;采用静力限位-动力阻尼体系后,静力作用和地震作用下的梁端位移大幅降低,伸缩缝规模从2 758mm降到2 106mm,减小23.6%。     

虎门二桥坭洲水道桥索塔结构设计及受力分析

广东虎门二桥坭洲水道桥为主跨1688m 双塔非对称式两跨连续钢箱梁悬索桥,为世界上最大跨径的钢箱梁悬索桥,索塔采用门式钢筋混凝土结构,塔高260m,由下塔柱、下横梁、中塔柱、中横梁、上塔柱、上横梁组成。介绍了该桥索塔的设计思路和构造特点,并采用 MIDAS CIVIL 2012专业桥梁分析软件建立全桥三维空间杆系有限元模型,对索塔结构进行计算,结果表明塔柱及横梁的应力、强度均满足规范要求。     

虎门二桥坭洲水道桥承台设计及施工关键技术

虎门二桥坭洲水道桥承台设计为半埋置式哑铃型承台,结构尺寸庞大;主塔承台处地质覆盖层较厚,采用异型钢板桩围堰施工,施工工序复杂,难度较大。介绍了承台设计和施工中的关键技术以及施工临时设施结构计算及实施特点。     

虎门二桥坭洲水道桥锚碇填芯混凝土施工

虎门二桥坭洲水道桥锚碇基础地处于(狮子洋)地质砂层夹砂岩基体,锚碇填芯大体积混凝土施工是重要的关键工序。介绍了锚碇填芯大体积混凝土施工和温控措施。     

虎门二桥坭洲水道桥重力式锚碇基础稳定性研究

以虎门二桥坭洲水道桥超大跨度悬索桥锚碇基础为对象,采用规范方法、抗剪强度折减法和等比例增大缆力分析法对锚碇基础的稳定性进行了分析,得到了不同计算方法对应的基础稳定性系数。计算结果表明,当不考虑地连墙作用时,采用强度折减法和等比例增大缆力分析法得到的破坏模式均为滑移破坏,与规范方法计算得到的抗滑移稳定性系数较为接近;当考虑地连墙复合作用后,基础的抗滑移能力得到较大提升,基础的破坏模式将由滑动破坏转变为倾覆破坏,基础的安全系数得到较大幅度提升,地连墙对基础稳定性的提升作用较为明显。     

虎门二桥工程坭洲水道桥索塔景观造型方案比选

虎门二桥工程坭洲水道桥为主跨1 688m双塔非对称式两跨连续钢箱梁悬索桥,为世界上最大跨径的钢箱梁悬索桥,索塔采用门式钢筋混凝土结构,塔高260m,由下塔柱、下横梁、中塔柱、中横梁、上塔柱、上横梁组成。详细介绍了该桥索塔中横梁位置和横梁造型的设计思路和构造特点,并就受力性能、美观性及施工难易程度等方面,对索塔横梁位置和造型方案进行了论证、分析和比较,确定最佳的横梁位置和造型。     

虎门二桥坭洲水道桥近塔区无吊索钢箱梁临时支承体系设计

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688m的不对称双塔双跨钢箱梁悬索桥。针对近塔区无吊索钢箱梁段的临时支承及线形调节需要,设计了"挑梁支架+临时吊索"的临时支承体系。挑梁支架布置于桥塔下横梁顶部,单幅主梁由2根12m长的3HM588型钢组成,主梁上布置分配梁和轨道梁。挑梁支架临时支承钢箱梁段,并可通过钢滑靴的高度和坡度以及三向千斤顶调整梁段线形。临时吊索由临时索夹、骑跨钢丝绳、螺杆扁担梁、可调节螺杆、连接件组成,既可悬吊支承钢箱梁,又可调节钢箱梁前端标高。全桥钢箱梁段吊装完成后、梁段间环焊施工前,采用临时吊索和布置于挑梁支架上的三向千斤顶调整无吊索梁段的线形及平面位置,环焊使其连接成为整体,再对已成整体的无吊索梁段精调后与合龙段进行环焊施工。     

虎门二桥坭洲水道桥、大沙水道桥吊索制作工艺评审会召开

<正>2017年8月12日,虎门二桥J3标总监办(武汉桥梁建筑工程监理有限公司)在江苏省江阴市主持召开了虎门二桥坭洲水道桥、大沙水道桥吊索制作工艺评审会。会议成立了专家组,广东省公路建设有限公司虎门二桥分公司、中交公路规划设计院有限公司、虎门二桥钢结构检测中心———江苏法尔胜材料分析测     

基于物联网的南沙大桥坭洲水道桥主缆架设技术

南沙大桥坭洲水道桥为(658+1 688+522) m双跨钢箱梁悬索桥,主缆采用预制平行钢丝索股(PPWS)法架设。结合主缆及索股特点,通过优化牵引系统布置和改进快拆悬挂装置、背索后锚头快拆式拽拉器、自锁紧式握索器等索股架设装置,提高了索股架设工效及质量。基于物联网技术,研发了包含索股牵引实时监控系统及索股调整实时监测计算系统的索股架设智能化监控系统,索股牵引实时监控系统对索股牵引过程进行多维度监测、追踪和预警;索股调整实时监测计算系统快速监测并联合索股温度场及高差传感器数据,计算索股垂度及调整量,系统化生成并发送索股调整指令。索股架设智能化监控系统初步实现了悬索桥索股架设牵引的智能化监控,有效保证了主缆架设过程中索股的安装质量及成缆质量。     

虎门二桥坭洲水道桥大型地连墙锚碇基坑支护分析与实测对比

采用PLAXIS 3D三维有限元程序分析了虎门二桥坭洲水道桥东锚碇基坑开挖过程中地连墙深层土体位移和支护结构内力,并与现场实测数据进行了对比。通过对比发现,基坑开挖过程中地连墙位移较小,数值分析得到的地连墙位移与实测结果位移趋势一致,实测结果比数值计算结果小。地连墙水平位移和内力随基坑开挖深度的增加而逐渐增大,当开挖至基坑底部时,地连墙水平位移和内力达到最大值。基坑开挖过程中地连墙混凝土和钢筋应力实测值较小,数值结果与实测结果趋势吻合,说明强度方面有较大的安全储备。     

虎门二桥工程坭州水道桥船舶撞击力标准及桥梁防撞方案研究

虎门二桥工程坭洲水道桥采用大跨径的设计方案,对减小船舶撞击风险极为有利,但鉴于该航道航行条件复杂,应采取必要的防撞措施,保护桥梁的安全。为了确保虎门二桥工程建成后桥梁的安全运营和撞击船舶保护,对大桥遭受船舶撞击的风险、撞击作用荷载,以及桥梁防撞方案开展了研究,为桥梁基础设计提供依据。     

悬索桥锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹抗滑试验研究

为了解悬索桥锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹的抗滑性能,以37-915.2悬索桥主缆为模型,进行索夹抗滑试验。用千斤顶顶推力模拟实桥索夹的下滑力,通过实测索夹发生滑移时的相关参数,计算得到锌-铝合金镀层钢丝主缆索夹的抗滑摩阻系数及索夹内、外空隙率。试验结果表明:锌-铝合金镀层钢丝的抗滑摩阻系数为0.305,此时索夹内、外空隙率分别为17.4%和19.6%;试验得到的抗滑摩阻系数相对设计规范取值储备量较大,建议后期桥梁设计中按0.20取值,在同等设计条件下,索夹设计长度可缩短30%,既可减轻索夹重量又可降低施工难度。     

鸭绿江大桥锌铝合金镀层钢丝技术研究及质量控制

锌-铝合金镀层钢丝是在目前镀锌钢丝的基础上发展起来的一种耐久性更好的新型桥梁用缆索材料,使用该材料可提高斜拉桥斜拉索的寿命。中朝鸭绿江界河公路大桥为我国目前为止最大跨径的界河桥梁,也是目前国内首座全桥斜拉索使用锌铝合金镀层钢丝的大型桥梁。主要介绍锌铝合金镀层钢丝的防腐机理和技术特点、本桥斜拉索锌铝合金镀层钢丝的技术要求、工艺流程及其技术难点、批量化生产及质量控制情况,供以后同类工程借鉴和参考。     

悬索桥主缆镀锌钢丝腐蚀过程及抗力变化试验研究

为了确定悬索桥主缆镀锌钢丝的剩余抗力和腐蚀外观之间的对应关系,采用中性盐雾试验对16组(共320根)镀锌钢丝试件进行420d的加速腐蚀,观察钢丝的外观腐蚀过程,研究其腐蚀指标随腐蚀程度的变化过程,对腐蚀后的钢丝进行拉伸试验,测试其剩余抗力,并以此为依据对钢丝的腐蚀程度进行分级。结果表明:钢丝的外观腐蚀过程分为镀锌层腐蚀和基体腐蚀2个阶段;钢丝的质量、直径和破断力等指标在镀锌层腐蚀阶段降低较慢,钢丝发生延性断裂,进入基体腐蚀阶段后降低较快,钢丝发生脆性断裂;根据钢丝的腐蚀外观和腐蚀指标、抗力指标的损失,将钢丝的腐蚀分为8个等级,实桥检测时可通过腐蚀外观判断钢丝的剩余抗力。     

自锚式悬索桥主缆锚固区受力分析及试验研究

自锚式悬索桥最明显的受力特点是加劲梁承受主缆水平分力,巨大的水平分力通过锚固区构造转换逐渐传递到加劲梁全截面。主缆锚固区构造通常有混凝土结构、钢结构和环形索三种锚固方式,目前钢结构锚固方式应用越来越广泛。以夹河大桥组合梁自锚式悬索桥主缆钢结构锚固区为研究对象,通过建立有限元模型,分析锚固区受力特点与传力特性,并制作1∶4缩尺局部模型,进行1.0倍和1.5倍设计荷载静载试验。研究结果表明,大桥主缆钢结构锚固区板件试验模型结果与有限元计算结果相吻合,验证了结构设计的合理性和安全性。     

清水河自锚式悬索桥主缆锚固部位应力状态试验研究

对成都市二环路清水河自锚式悬索桥主缆锚固部位应力状态进行了模型试验研究,通过试验分析主缆锚固区的受力情况,了解锚固区的应力状况及受力机理,总结出实际的受力规律,确保了设计的可靠,并为今后同类桥梁的设计提供技术依据。     

伶仃洋大桥锌-铝-稀土合金镀层钢丝腐蚀-疲劳耦合试验研究

深中通道伶仃洋大桥主缆采用?6 mm 2 060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝,为了解腐蚀-疲劳耦合作用对该类型钢丝疲劳寿命的影响,对其进行试验研究。在钢丝试样常规疲劳试验的基础上,结合伶仃洋大桥主缆的承载特征和海洋环境下的服役特点,对腐蚀疲劳试验的方法进行比选,最终采用了干湿交替腐蚀-疲劳循环耦合试验的新方法,研究不同应力变幅下主缆钢丝的腐蚀疲劳寿命、腐蚀状态及断口形态。结果表明：由于腐蚀和疲劳循环耦合作用,?6 mm 2 060 MPa锌-10%铝-稀土合金镀层钢丝抗疲劳性能有所降低,其疲劳应力变幅越大,疲劳循环次数降低幅度越大。当应力变幅为360 MPa时,在相当于4倍以上常规热镀锌钢丝盐雾腐蚀试验时间的腐蚀下,钢丝表面锈蚀超过30%,其应力循环次数为197万次,接近200万次。