自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固区受力性能研究

以青岛海湾大桥大沽河航道桥为工程背景,对自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固区受力性能进行研究。主缆力通过锚固区向分体箱的传递可分为两个独立过程,针对这两个过程分别从局部性能和整体性能两个层次进行研究。第一个层次采用模型试验和有限元分析对纯钢和组合两种锚固构造局部受力性能进行研究。纯钢锚固构造应力分布规律复杂,应力集中现象明显,实测结果和有限元分析结果吻合良好。组合锚固构造钢与混凝土有效发挥组合作用,大幅降低钢板应力,减小钢板厚度和钢材用量,使钢板受力更为均匀。组合锚固构造相比纯钢锚固构造实测应力降幅明显,但略小于计算结果,表明钢与混凝土之间发挥部分组合作用,建议采取三方面构造措施以进一步发挥钢与混凝土的组合作用。第二个层次采用有限元分析方法对主缆锚固区整体受力性能进行研究。结果表明,整个过程传力可靠顺畅,安全储备高,符合按杆系模型计算整体结构的假定。     

自锚式悬索桥主缆锚固结构研究

自锚式悬索桥以其结构造型美观和对地形和地质状况适应性强等优点,成为城市里100~400m跨径范围内极具竞争力的桥梁方案。三汊矶湘江大桥是一座主跨328m的大跨度自锚式悬索桥,主缆通过钢锚箱锚固在加劲梁两端。由于主缆直接锚固在加劲梁的两端,设置合理的锚固结构以保证主缆与加劲梁连接的强度、刚度、稳定性和主缆的轴力平顺传递,成为自锚式悬索桥设计的关键问题之一。总结钢自锚式悬索桥主缆的三种锚固型式:混凝土结构锚固、钢结构锚固和环形锚固,分析各自的优缺点和适用范围。对三汊矶湘江大桥的主缆锚固结构进行空间有限元分析和13∶.2大比例模型试验。计算和试验结果都表明,在设计索力状态下,锚固结构各构件的应力在70~130MPa之间;在1.6倍超载索力状态下,应力都在200MPa以下。验证大桥锚箱式锚固结构的安全性和可靠性,为自锚式悬索桥锚固结构的设计提供直接的指导。     

基于多尺度模型的自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固区受力性能研究

应用多尺度有限元方法研究自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固区受力性能与传力特征,针对以往研究中存在的不足,提出将整桥模型通过合理的连接方式统一到锚固区精细模型中以替代刚性边界条件假定的思想,提出主缆锚固区弹性边界的概念。以目前世界上跨度最大的自锚式悬索桥——桃花峪黄河大桥为工程背景,针对大桥主缆锚固区的受力性能,建立多尺度有限元模型。同时,根据传统的研究方法,建立缩尺有限元模型与足尺有限元模型作为对比模型。设计并完成了桃花峪黄河大桥主缆锚固结构的缩尺模型试验以作对比验证。深入的对比研究表明,试验模型、缩尺有限元模型与足尺有限元模型的结果均存在失真区,失真区范围不能被定量确定,导致研究结果不可信并带来庞大的精细有限元试算工作。应用弹性边界这一广义边界条件,提出的锚固区多尺度有限元模型可以精确地预测自锚式钢箱梁悬索桥主缆锚固区的受力性能,且不受失真区的影响,为相关研究提供了一种科学、精确、高效、实用的新思路。     

某自锚式钢结构悬索桥主缆锚固区力学性能研究

主缆锚固区是自锚式悬索桥的关键局部结构,其构造和传力机理复杂。为探讨某自锚式钢结构悬索桥主缆锚固区的力学性能,对主缆锚固区进行缩尺模型试验研究,并建立足尺有限元模型进一步对比分析主缆锚固区的受力性能。研究表明:缩尺模型试验结果与足尺有限元模拟结果吻合较好,缩尺模型试验考虑了锚固区主要的边界约束条件,试验测试结果精度较高;1.0倍主缆索力作用下,主缆锚固区整体变形不明显,板件没有发生局部屈曲;1.5倍主缆索力作用下,外侧腹板部分板件发生局部屈曲,但锚固区大部分板件仍处于弹性受力状态;主缆锚固区应力分布合理,无明显应力集中区域,主缆锚固区构造合理。     

自锚式悬索桥主缆非线性研究

对自锚式悬索桥主缆非线性进行了研究，从成桥状态、计算模型的建立、空缆状态的实现等方面进行了论述，给自锚式悬索桥空缆状态的求解提出了有效方法。     

自锚式悬索桥主缆结构计算分析

从自锚式悬索桥主缆线形计算的基本理论出发,考虑各种几何非线形的影响,对多段悬链线法、抛物线法以及Midas Civil软件算法进行了对比计算和分析,以此验证Midas Civil软件计算自锚式悬索桥主缆线形的真实可靠性。     

自锚式悬索桥主缆、吊杆施工技术

抚顺万新大桥为目前国内主跨跨度最大的钢筋混凝土自锚式悬索桥,该桥主跨160m,主缆为独特的封闭钢丝绳结构,现就该桥施工过程简述自锚式悬索桥主缆、吊杆施工技术,供同类桥梁施工参考。     

钢筋混凝土自锚式悬索桥主缆安装施工技术探讨

随着近些年我国桥梁事业的迅猛发展,城市桥梁施工技术得到了大幅度的提高。本文以辽宁省朝阳市黄河路钢筋混凝土自锚式悬索桥为研究对象,参考国内外自锚式悬索桥主缆施工技术,对黄河路钢筋混凝土自锚式悬索桥主缆的施工技术进行探讨,研究技术难点及相应施工工艺,可为同类条件桥梁施工提供借鉴。     

南京小龙湾自锚式悬索桥主缆施工关键技术

主缆索股安装及线形控制是自锚式悬索桥施工中的关键技术,结合南京小龙湾自锚式悬索桥展开研究。提出以"梁平塔直"为自锚式悬索桥的控制目标,采用倒拆与正装迭代两种算法,得到主缆的成桥线形、空缆线形、无应力长度和索鞍预偏量等;分析了主缆鼓丝的根源;通过对空缆安装线形进行精确控制,经过吊杆分轮张拉和索鞍顶推,使主缆成桥线形满足设计要求,并使主塔和主梁的受力合理,可为同类自锚式悬索桥施工提供参考。     

自锚式悬索桥主缆锚固段试验模型加载反力系统

为研究主跨600m自锚式悬索桥主梁主缆锚固段的力学性能和传力机理,需进行总荷载达1 296t空间加载的大型缩尺模型力学性能试验。通过方案设计、理论分析,提出了1套由千斤顶、纵向反力架、侧向反力架及竖向反力架组成的空间加载反力系统。加载方案将实际模型的主缆拉力改为等效加载的推力,以主缆散索锚固段作为加载点,并设计钢箱-混凝土组合加载承压垫块,采用4台千斤顶搭配纵向反力架对试验模型进行空间加载,模拟实际加载效应;为平衡试验模型因承受偏心加载而产生的水平分力,并限制模型侧向水平位移,加载反力系统设置侧向水平反力架;通过竖向反力架来平衡千斤顶空间加载产生的竖向分力,避免模型锚固横梁下部与支座脱离;采用抗剪锚杆群将加载反力有效传递至反力地板。对试验模型及加载反力系统的各部分构件、接触方式及边界条件进行非线性有限元分析。理论分析结果与试验实测结果比较表明:该加载反力系统受力明确,反力体系在2.0倍设计最大主缆力工况下处于弹性受力状态,具有足够的承载力且刚度满足要求,可安全有效地对试验模型进行加载。     

Force transfer mechanism in main cable anchorage zone of composite girder self-anchored suspension bridge

为探讨钢-混凝土组合梁自锚式悬索桥中主缆锚固力在主梁中的传递机制,以某大桥工程实例为原型,采用实桥测试试验和有限元法分析对自锚式钢-混组合梁悬索桥主缆锚固区的受力进行研究。结果表明：在恒载作用下,组合梁中混凝土板与钢主梁之间的剪力钉能有效抗剪,保证结构整体受力性能的要求;采用杆系全桥模型与局部精细化模型相结合,可以准确计算组合梁应力状况;主缆锚固力通过锚碇传递至组合梁主梁时,主梁发生纵向压缩与面外弯曲,主要受力构件为钢梁顶板和外腹板,钢梁通过腹板上方剪力钉将部分内力传递至上方混凝土板,在横梁作用下分布在两侧的内力向中间扩散,最终形成截面整体共同受力。     

自锚式钢箱梁悬索桥锚箱空间应力分析

三汊矶大桥首次采用横竖板结合型锚箱，构造新颖独特。采用空间有限元方法分析了锚箱的应力分布状况，并对腹板的局部稳定做了检算，对锚箱的优化提出了建议。     

自锚式悬索桥锚碇的设计与研究

结合自锚式悬索桥的锚碇部分受力较为复杂,设计要求较高的特点,依托几个工程实例,阐述了自锚式悬索桥锚碇部分的合理结构,用计算数据加以证明,并提出建议,对今后自锚式悬索桥的设计具有现实意义。     

超大跨度钢箱梁斜拉桥索梁锚固结构试验研究

以典型的超大跨度斜拉桥——苏通大桥锚箱式索梁锚固结构为研究对象,采用理论研究与模型试验相结合的研究方法,对大跨度钢箱梁斜拉桥锚箱式索梁锚固结构试验模型的设计方法、结构的传力途径、主要构件的应力分布及其传力机理等关键问题进行研究。研究表明:对于各关键构件实际力学特性及结构边界条件的准确模拟是确定锚箱式索梁锚固结构模型设计方案的关键;锚箱结构各主要受力构件的传力特征存在较大差别;各传力构件均存在不同程度的应力集中,其中腹板、锚箱底板和锚箱顶板的应力集中问题较为突出。整体而言,苏通大桥索梁锚固结构设计合理,承载能力满足设计要求。     

自锚式悬索桥主缆线形的计算

以南京市某自锚式悬索桥为背景,研究推导出了两种自锚式悬索桥主缆线形的计算方法：抛物线法和分段悬链线法,并且对两种方法的计算结果进行了比较,结果表明：分段悬链线法考虑因素较全面,较抛物线法计算复杂,但结果较精确,两种方法均可应用于自锚式悬索桥的主缆线形计算。     

三塔自锚式悬索桥缆索系统施工控制

螺洲大桥主桥为我国首座三塔自锚式悬索桥。文章结合该工程施工详细介绍了三塔自锚式悬索桥缆索系统的施工控制方法,总结出一些实践经验,为类似桥梁的施工提供参考。     

自锚式悬索桥动力特性研究

以三汊矶自锚式悬索桥工程为例,利用通用有限元分析软件ANSYS建立大桥的动力模型,计算了前16阶频率及振型,并具体分析了恒载、加劲梁刚度、桥塔刚度等结构参数,提出了自锚式悬索桥动力特性的影响规律。     

大跨径自锚式悬索桥受力分析

介绍主跨跨径为328m的自锚式悬索桥的结构形式和施工方法,并阐述其分析理论。针对主缆索的几何非线性,采用较为精确的分段悬链线法计算其空缆线形、成桥线形及无应力索长。然后,通过不同矢跨比和吊杆间距的比较以及预拱度的设置对自锚式悬索桥的受力特性进行了研究。根据恒载、移动荷载、制动力、支座沉降、风荷载和温度变化组合的7种工况,建立合理的力学模型对大桥进行仿真分析,采用有限位移法计算施工时的鞍座预偏量,主梁预拱度及营运阶段的应力、挠度和侧移。