天津富民桥可转动索夹的性能研究

天津富民桥是我国第一座空间缆索自锚式悬索桥。其主缆线形是空间的，吊索也是空间的，其成桥线形的确定方法与平面缆索悬索桥有很大的不同。空间缆索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，因此设计了一种新型的可转动的索夹结构形式。天津富民桥可转动索夹的研究为今后空间缆索悬索桥的建设提供了有益的探索，积累了不少经验。     

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。     

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.     

悬索桥可换式主缆的研究

悬索桥作为跨度最大的桥梁在我国得到了迅猛发展,但悬索桥的上部结构缆索系统的防腐的研究还没有取得令人十分满意的结果,特别是作为悬索桥生命线的主缆防腐。目前桥梁缆索主要还是依靠换索的方式,来解决缆索的防腐以及安全性能问题。悬索桥的吊索、锚碇,斜拉索等都已有可更换缆索的技术,但悬索桥的主缆还未见有可更换的技术和实例。本文主要介绍悬索桥可换主缆及其索鞍、索夹、散索套的结构设计,并重点介绍关键部件索夹设计和其相关试验情况。说明实现主缆可换及主缆防腐的可行性     

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。     

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。     

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。     

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。     

单塔空间索面自锚式悬索桥主索鞍及散索套制作

悬索桥因其造型流畅、美观而在世界各地迅速发展。桥梁缆索结构由平面逐步发展为空间缆索结构。适用于空间缆索结构的自锚式悬索桥主索鞍、散索套的设计与制作尤为重要。本文以天津富民桥为例,对其主索鞍、散索套结构进行简要的概括,重点简述其主索鞍、散索套的加工制作工艺,为今后我国空间缆索结构的悬索桥主索鞍、散索套的制作提供有益的探索。     

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。     

筒网状空间缆索体系的平拉式人行悬索桥的探讨

本文依据超大跨径平拉式人行悬索桥的抗风稳定性要求,提出一种筒网状空间缆索体系的平拉式人行景观悬索桥的结构体系,将传统平拉式悬索桥的平行主缆,改进为分散的单叶双曲面空间缆索,提高其自振扭转频率和扭弯频率比。结合西藏某峡谷200m人行景观悬索桥,进行工程参数设计,建立Midas有限元分析模型,开展动力模态分析研究,验证筒网状平拉式人行景观悬索桥抗风稳定性的优越性。     

悬索桥基准索股的空缆状态

本文首先分析了影响悬索桥主缆线形的各种因素,然后采用精确的悬索桥缆索系统分析程序,对两座典型悬索桥的主缆线形进行了计算分析,比较了成缆空缆状态与基准索股空缆状态,得出了一些有意义的结论,供设计和施工时参考。     

自锚式悬索桥钢主梁主缆锚固结构力学性能分析与优化

自锚式悬索桥主缆直接锚固在主梁上,主缆的巨大拉力通过锚固区传递到主梁上,锚固区结构构造复杂,受力机理难以用常规的杆系模型进行分析,必须依靠板壳或实体模型进行。锚固区结构的受力受边界条件的影响较大,采用板壳和实体单元详细模拟了某自锚式悬索桥锚固区结构,讨论了合理的计算模型必须采用的主梁长度。计算了原设计方案中锚固结构的受力状况,并提出了优化方案;计算分析表明优化方案能使得锚固区结构传力顺畅并降低主要结构构件应力,可为同类桥梁参考使用。     

悬索桥索夹部位主缆钢丝之间非线性关系的分析模型

为了简化悬索桥主缆数量庞大的钢丝之间强烈的几何非线性与接触非线性关系,并研究高强螺栓紧固力在钢丝之间的传递规律。借鉴均质化思路,以主缆-索夹紧固系统表现出来的宏观力学性能为基础,利用试验结合有限元分析的方式,建立主缆在柱坐标下纵向、径向和环向三向异性的有限元实体模型,采用三向异性的均质材料代替主缆系统的平均特性,并在2组试验上分别进行探索和验证,得到三向异性等效材料的应力 应变关系。结果表明:主缆索夹接触面的摩擦力沿着索夹长度方向呈条带状分布;高强螺栓的紧固力经索夹传递后,在主缆横截面内呈现层状分布,中间小,表面大;对比试验验证了在主缆紧固研究中等效材料具有通适性。     

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。     

悬索桥空缆线形计算

系统地阐述了悬索桥空缆状态线形分析的数值分析法和非线性有限元分析法。通过对不同跨径悬索桥的分析,得出将数值分析法和非线性有限元法相结合的方法,既能快速求出悬索桥的空缆线形,又能在精度上满足工程的要求。     

考虑主缆弯曲刚度后对悬索桥的影响

通过完全无弯曲刚度的链条“主缆”模型与有一定弯曲刚度的铁丝“主缆”模型的对比试验,及针对试验情况所进行的有限元分析,初步研究了考虑悬索桥主缆弯曲刚度后的影响情况。试验结果以及数值模拟计算结果均表明,随着悬索桥跨度的增加,主缆垂跨比的减小,主缆实际存在的弯曲刚度对垂度的影响较大,如果再考虑索夹局部加强作用等的因素,则对一些悬索桥的受力和变形可能产生不利的影响,因此应该考虑主缆实际存在的弯曲刚度。