钢-混凝土叠合梁自锚式悬索桥结构体系转换方案的比较研究

自锚式悬索桥的非线性受力行为主要集中在体系转换过程中,而且钢-混凝土叠合梁自锚式悬索桥桥面板的施工影响了结构体系转换时加劲梁的刚度,导致该类自锚式悬索桥体系转换过程中的受力非常复杂。以桂花大桥为工程背景,根据不同的吊索张拉顺序和桥面板施工顺序,制订了4种结构体系转换方案,并确定了桂花大桥的体系转换原则。通过有限元仿真计算,分析体系转换过程中吊索变形、加劲梁内力及主缆变形演变规律,给出了各方案的关键计算结果,通过比较选出最优方案。     

平胜大桥体系转换施工控制的关键技术

针对自锚式悬索桥体系转换施工期的受力和变形特点,系统地总结和提出吊索张拉方案(含鞍座顶推)确定的六原则.以此原则为基础,探讨平胜大桥(世界上第一座独塔自锚式悬索桥)吊索张拉的可能方案,给出推荐方案.针对自锚式悬索桥吊索张拉方案中各施工步实施及其控制的共性问题,讨论吊索张拉方案中各施工步的实施控制原则和实施方法,给出建议.平胜大桥按推荐方案、建议的施工步实施控制原则和实施方法进行吊索张拉和鞍座顶推施工和控制,高效、高精度地达到了预期目标.     

空间缆索自锚式悬索桥体系转换过程中受力行为的全桥模型试验研究

依据广州猎德大桥1/10比例全桥模型试验的实测数据,系统深入地研究空间缆索自锚式悬索桥体系转换过程中的非线性受力行为,揭示利用叠加原理、按照线性化计算二期恒载及活载效应的合理性,分析主缆变形、吊索索力在体系转换过程中的演变规律,阐明主缆变形、吊索索力变化规律与体系转换状态的相关性,指出吊索索力、主缆位移的弱相干性特征仅适用于加劲梁完全脱架、转换为自平衡体系后的结构状态,得出空间缆索索夹横向扭转角的量值特征与分布规律,指出此扭转角可通过预设偏角予以抵消,提出自锚式悬索桥宜按两阶段进行施工控制,探讨各阶段的施工控制目标与控制目标,为同类桥梁的设计及施工控制提供借鉴。     

大跨径自锚式悬索桥吊索索力相邻影响分析

针对大跨径自锚式悬索桥吊索索力的相邻影响问题,采用模型试验与理论分析相结合的方法,研究吊索索力“相邻影响原理”所适用的结构状态, 说明部分吊索未出现相邻吊索张拉使其索力骤减的原因,分析结构体系转换对相邻吊索及其他吊索索力的影响规律,揭示吊索张拉对相邻吊索索力的削减程 度与吊索成桥索力来源之间的相互关系。结果表明：吊索索力“相邻影响原理”仅适用于结构体系转换完成后的结构状态;自锚式悬索桥采用对称张拉或单 侧张拉两种不同方案时,张拉对相邻吊索索力的削减机理及削减程度不同;在施工中,吊索张拉对其他吊索索力的影响范围与吊索初张力、主缆重力刚度等 因素相关,吊索张拉对非相邻吊索索力的影响程度均基本相同;相邻吊索索力、其他吊索索力受结构体系转换进程的影响,会出现不同的变化规律;前期张 拉的大部分吊索的成桥索力主要来源于除相邻吊索外其他吊索张拉产生的累计增长效应;后期张拉的小部分吊索的成桥索力主要来源于因吊索张拉获得的索 力。     

自锚式悬索桥吊索张拉过程计算分析

以国内某自锚式悬索桥为工程背景,建立详细的有限元计算模型,对自锚式悬索桥吊索的施工张拉过程进行计算分析。计算结果表明:主缆几何非线性对吊索的张拉施工影响较大,分批次张拉吊索施工过程中主缆和吊索应力变化均匀,满足施工控制的需要。     

基于悬索桥割索现象的施工方案优化

悬索桥在施工过程中发生的割索现象对于缆索是不利的,但又难以完全避免。除采取相应构造措施外,还可通过优化施工方案减小缆索与索鞍在施工过程中的偏折角来保证缆索的安全。以某三塔四跨双索面自锚式悬索桥为例,借助有限元软件,通过调整吊索张拉的顺序,兼顾线形和索力,优化张拉方案。结果表明:在悬索桥施工过程中考虑割索对主缆的影响是非常有必要的,合理的吊索张拉方案可以有效改善主缆在体系转换过程中的不利状态,减少割索现象的发生。     

混凝土自锚式悬索桥吊索张拉关键技术研究

混凝土自锚式悬索桥具有主梁轴力大、自重大、刚度大、梁体允许拉应力小等特点,控制张拉过程中吊杆的张拉力是实现此类桥梁合理成桥状态的重要措施。文章以某双塔混凝土自锚式悬索桥为背景,研究了如何使用空间有限元软件合理模拟混凝土自锚式悬索桥的成桥状态及施工过程。结合混凝土自锚式悬索桥特点,在体系转换阶段提出了"一张一补"法吊索张拉方案,与传统方案对比,该方案在保证施工精度提高施工效率的同时,能够有效降低吊索施工过程中的张拉力。     

空间缆索结构自锚式悬索桥上部悬吊系统的防腐施工

本文通过对天津富民桥主缆、索夹、吊索等结构的防腐施工的描述,论述了空间缆索结构的自锚式悬索桥上部悬吊系统的防腐施工。     

吊索张拉平台在宁波庆丰大桥体系转换中的应用

自锚式悬索桥,需要通过对吊索索力的张拉,将已施工就位的主梁全部重量传递到主缆上,并将主缆线形调整达到设计成桥线形,吊索的张拉调整过程是繁琐并且是反复循环的,施工过程笨重繁多的工装设备需要往返搬运,只有通过设计张拉平台来实现吊索的张拉调整,从而实现体系转换,因此,吊索张拉平台的设计是一个重要的、不可忽略的环节。针对宁波庆丰大桥主梁已在施工栈桥上安装就位的现状,介绍了吊索张拉平台的设计与施工方法,在施工中取得了投入低、操作方便、安全可靠的良好效果。     

超大跨自锚式悬索桥施工过程中力学性能的试验研究

为了研究超大跨自锚式悬索桥施工过程中的力学行为,以跨径160m+406m+160m的双塔双索面超大跨自锚式悬索桥——武西高速公路桃花峪黄河大桥为依托,按照1/30的几何缩尺比和1∶1的力学缩尺比进行试验模型设计及全桥模型试验研究。试验结果揭示出三跨自锚式悬索桥施工过程中"主缆平衡点偏移效应",且理论论证了"主缆平衡点偏移效应"的适用条件,分析出边、中跨主缆不同的非线性效应和变形规律及吊索索力随施工过程的变化规律,指出基于无应力状态控制法、确保吊索张拉安全的吊索二次张拉法和边、中跨主缆位移弱相干性不同的适用条件,得出交界墩及塔梁结合处支反力随施工过程的变化规律及加劲梁配重大小和时机的控制因素,对同类工程具有借鉴意义。     

空间主缆悬索桥主缆线形控制方案研究

空间主缆悬索桥施工过程中主缆横桥向线形和成桥线形相差过大,导致吊索下锚点无法插入锚杯。首先总结空间主缆悬索桥上部结构施工重难点,给出空间主缆悬索桥主缆线形控制方案研究思路和吊索安装时的偏角计算方法,以主跨1 060m空间主缆悬索桥—新建川藏铁路大渡河桥为例,对空间主缆索主缆线形进行计算分析,得到不同对拉装置布置方案对主缆线形、和对拉装置内力的变化规律。计算表明,在跨中布置3道对拉装置,可满足吊索安装需求。     

自锚式悬索桥拉–吊体系转换中索力力学特性

鹅公岩轨道专用桥为主跨600 m的自锚式悬索桥,该桥采用"先斜拉,后悬索"的方式实现主梁的安装及体系转换。为了更好地把控超大跨自锚式悬索桥以"拉–吊"方式顺利完成体系转换,以鹅公岩轨道专用桥为依托,采用MIDAS Civil仿真模拟了此桥"拉–吊"体系转换过程,对此过程中吊索和斜拉索索力变化规律及吊索力变化的特性进行了研究。结果表明:吊索索力受相邻吊索张拉而减小,非相邻吊索张拉及斜拉索的拆除使其索力累积增加;斜拉索索力在吊索张拉作用下减小,受斜拉索卸除影响索力增大;主索鞍顶推使边跨吊索力增大,中跨吊索力减小,而边中跨斜拉索索力受之影响相反;在体系转换过程中,吊索力的几何非线性行为呈现出"先由弱到强,再从强变弱"的总体变化趋势,在主索鞍顶推及成桥恒载作用下吊索力变化表现为线性特征。     

空间主缆扭转特性与扭转效应试验研究

空间主缆自锚式悬索桥由空缆状态转换为成桥状态的过程中,两鞍座间主缆将产生一定的扭转。以杭州江东大桥为研究背景,在综合考虑经济性、模型材料、制作工艺以及实验室条件等的基础上,确定了试验模型的几何缩尺比为1∶15。设计了吊索张拉锚固系统、缆索位形测量装置;提出了主缆截面方位线的概念,并基于新型缆索位形测试装置的测量值,建立了主缆截面扭转角计算方法。进行了吊索索夹不同预偏角、不同吊杆张拉力的模型试验,研究了主缆截面的扭转特性与扭转效应的规律。试验研究表明:吊索索夹横向预偏角度对该索夹处主缆截面扭转角起决定性影响,对相邻吊索索夹主缆截面扭转角的影响几乎可以忽略,相邻吊索索夹之间的扭转角几乎成线形变化;吊索力较小时,主缆扭转角接近终值,主缆抗扭刚度较低;索鞍附近主缆扭转规律较复杂,有待进一步研究。     

湟水河自锚式悬索桥缆索系统施工技术

自锚式悬索桥缆索系统的施工完成了结构的体系转换,也将影响结构的成桥及运营状态。以湟水河自锚式悬索桥为背景,介绍了缆索系统施工的主要工序及关键技术;结合施工控制方法,提出了精确索鞍、索夹位置安装,吊索无接长杆张拉施工,索鞍一次顶推到位等施工方案。施工结果表明,采用精细缆索系统施工技术提高了结构的施工效率和精度。     

单塔空间缆索结构自锚式悬索桥缆索系统安装

天津富民桥是我国第一座单塔空间缆索结构的自锚式悬索桥,在施工中应用了空间缆索结构的自锚式悬索桥相关的一些新的施工技术。本文主要介绍了猫道的架设及调整、主缆的架设、索夹与吊索的安装等上部悬吊结构关键施工技术,为今后空间缆索结构自锚式悬索桥的施工提供参考。     

斜拉-悬索体系转换中缆索共存状态结构力学研究

针对超大跨度自锚式悬索桥跨越通航流域时不能采用常规支架法施工主跨钢箱梁的问题,提出“先斜拉,后悬索”的总体施工方案,即利用钢塔和斜拉索辅助安装钢箱加劲梁,形成斜拉桥,然后再安装主缆、张拉吊索,进行斜拉桥-悬索桥的体系转换。完整的体系转换数值分析模型需要考虑斜拉桥和自锚式悬索桥两种独立缆索支撑体系共存,采用无应力状态控制法将两种模型全部缆索单元以无应力长度为基础重新建模迭代计算,获得耦合状态分析模型。推荐方案计算结果表明斜拉桥成桥后可充分利用斜拉索的材料强度进行补张拉工作后再进行体系转换工作,可使主梁线形大幅度提高,降低吊索张拉的接长杆长度和张拉次数,优化体系转换过程。通过数值模拟计算,分析得出两种缆索支撑体系共存状态下,体系转换过程中吊索和斜拉索的变化规律,研究了张拉吊索对相邻吊索、非相邻吊索索力的影响,以及成桥后吊索索力的来源比例。     

主索鞍固结的双塔三跨自锚式悬索桥施工控制关键技术研究

以某主索鞍与索塔采用固结连接的双塔三跨自锚式混凝土悬索桥为工程背景,对施工过程仿真模拟计算及体系转换施工控制等关键技术进行研究。结果表明:通过正装模型和倒装模型反复迭代计算确立的基准正装模型,可为自锚式悬索桥施工控制提供准确指导,并获得主梁的浇筑线形和主缆、吊杆无应力长度;基于有限元计算确定的从远离塔柱侧吊杆往近塔柱侧吊杆张拉的施工顺序可以避免吊杆的二次张拉,为该桥较优的体系转换方案。通过在主塔两侧吊杆对称张拉的方法有效地控制了塔柱内力,安全顺利地实现主梁从支架受力向缆索体系受力的体系转换。本文相关方法可为类似工程的施工控制提供借鉴。     

黄河桃花峪自锚式悬索桥体系转换方案的比较研究

结合世界最大跨度自锚式悬索桥黄河桃花峪大桥的工程实例,针对平面主缆双塔三跨自锚式悬索桥缆索体系各阶段的几何和力学特点,明确该桥型吊索张拉有"先边后中"、"边中共进"2类和每类6种的吊杆张拉思路,分析空缆状态及各种方案转换过程缆索系统的几何与力学特点、"多轮循环法"与"逐步推进法"的施工特点,指明体系转换方案择优的方向。在此基础上,确定并比较"先边后中"的方案2、"边中共进"的方案1和"边中共进"的方案2,明确"先边后中"的方案2和"边中共进"的方案1是黄河桃花峪大桥较优的体系转换方案,且各有特点和优势。继而给出其中之一的体系转换优选典型方案——"先边后中"的方案2的关键计算结果,证明该方案的可行性、安全性、经济性和可控性。体系转换的结构效应实测值与理论值吻合良好,表明了体系转换方案确定与论证的正确性,以及体系转换方案实施的高质量。     

空间缆索结构悬索桥索夹的研发

目前国内正在建造多座空间缆索结构的自锚式悬索桥。其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。本文阐述了一种新型的可转动的索夹,其结构能较好地适应空间缆索结构悬索桥对体系转换的需要。     

浅谈自锚式悬索桥缆索施工技术

以某悬索桥为例介绍了自锚式悬索桥的缆索体系施工技术,对包括索鞍施工、主缆架设、主缆调整、紧缆、索夹安装、吊索安装及吊索进行了阐述,在类似结构桥梁施工中具有一定的借鉴作用.