单塔双索面斜拉桥_范文大全

单塔双索面斜拉桥

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【专家解析】单塔双索面斜拉桥

【优秀范文】单塔双索面斜拉桥

范文一:双塔双索面斜拉桥扇形斜拉索施工 投稿:顾蝾蝿

・桥梁・

双塔双索面斜拉桥扇形斜拉索施工

徐华根

(上海铁路局工程总公司第四工程公司

浙江杭州

#$"""%)

介绍跨艮山门列车编组站立交桥斜拉索的施工工艺流程,塔上、梁上拉索的安装工艺,斜拉索张拉与索力调整施工技术。

关键词

立交桥

斜拉桥

拉索

施工

!概述

杭州市文晖路跨艮山门列车编组站立交桥跨径

$"#)*!’")*$"#),为双塔双索面斜拉桥,斜拉索采用扇形布置,每塔$%对,不设"号索,全桥共$+!根。梁上基本索距为&,"),塔上基本索距为$,’),斜拉索采用!-))镀锌平行钢丝索(标准强度!"#$$&-"./0)

,两端采用冷铸锚,索外挤包黑色和彩色/1防护套各$层。每根斜拉索均设减震器,并在其下端!,+)高的范围内外包不锈钢管。"

斜拉索施工工艺

斜拉索施工中必须解决斜拉索安装、张拉和索力调整等施工技术问题,需要编制出详细的施工方案、工艺流程和实施计划,以确保工程质量。"#!

斜拉索施工工艺流程

施工准备!施工设备、人员配置!设备标定!设备运输至工地!安装准备!拉索由堆放场地水平运输至主桥塔根处!用塔吊或吊机将索盘吊至桥面!索盘支起后用卷扬机将索向主梁安装段牵引,牵引中在拉索下架设托辊!用塔吊及卷扬机将拉索锚端向塔上锚索管入口外侧提升!当拉索锚端到达塔上钢管外侧时,用塔内卷扬机将索端牵引进钢管!拉索锚端露出锚板时安装螺母,卸下牵引钢丝绳!安装张拉千斤顶,并启动千斤顶将拉索锚端退入钢管!’根索安装完毕!梁上卷扬机继续将拉索展开,

并将拉索锚端牵引至主梁安装节!安装软牵引设备及其它辅助设备!启动软牵引千斤顶直至拉索锚端露出梁上锚固板适当长度!安装补充钢绞线索并将索力调整到与其他索相等!安装锚固放松压紧装置!’根拉索安装完毕!塔上千斤顶卸载至小于$!""23,将梁上螺母旋紧!将补充

收稿日期:!""!"#$$作者简介:徐华根($%&’—),男,工程师,$%((年毕业于北方交通大学土木工程系,工学学士。

"!

万方数据

钢绞线索卸除!安装软牵引千斤顶将其它钢绞线索卸除!同索号’根索同步张拉到设计要求索力!准备下一节端拉索安装、张拉!全桥主梁合龙后!全桥索力调整!结束。"#"

斜拉索安装施工技术

拉索的安装步骤为:放索(拉索的展开)、水平牵引、起吊、塔上安装拉索锚端,并安装张拉千斤顶和梁上牵引拉索,锚端在挂篮上安装就位。

($)放索(拉索的展开)

使用放盘支架和卷扬机,将拉索在桥面展开,见图$

图!拉索展开示意图

(!)拉索的水平牵引

拉索的水平牵引使用卷扬机。为保护拉索的外护套,在拉索水平牵引过程中,每+)放置$个托辊,避免拉索与桥面摩擦而损坏。

(#)

拉索起吊拉索的起吊采取以塔吊为主、卷扬机配合的起吊方式。当拉索总重低于塔吊起重能力时,可以直接采用塔吊一次安装到位。

(’)拉索安装索力计算

由计算结果可知,大部分索必须采用$!""23张拉力的千斤顶牵引就位。因此拉索安装选用-!$+,!’牵引。

(+)

塔上拉索采用塔吊、塔外卷扬机和塔内拉索钢管引导卷扬机共同配合安装工艺。

拉索塔上端的安装在主梁挂篮安装就位前进行。同节段’根拉索的安装时间控制在!4内完成。安装工序如下:

铁道标准设计!"#$%"&’(")*"!**+’#,)-..-(/)

・桥梁・

!塔吊和塔外卷扬机共同起吊直至拉索锚端到达

待安装索位钢管的外侧;

"塔内卷扬机钢丝绳从钢管内穿出并与拉索锚具连接;

调整拉索进入钢管的#塔吊和塔外卷扬机配合,

角度,避免拉索与钢管进口相交;$塔内卷扬机牵引直至拉索锚端露出塔内锚固面并旋上螺母;

的连接,锚端和钢绞线的连接等,无论哪一处连接发生问题,整个系统就会垮掉,以至发生重大事故。所以在牵引系统设计中应特别注意处理好各构件的连接构造形式,

在施工中密切观察各连接处的可靠性。

%安装张拉千斤顶,

完成后卸下拉索螺母;&启动千斤顶,

将拉索锚端尽可能退入钢管内;’完成以上工作,

检查所有设备连接无误后拉索塔上安装完毕。

(!)梁上拉索安装

本工程主梁施工采用前置式挂篮系统。此工艺要求拉索在主梁节段混凝土未浇筑前就必须将拉索与挂篮相连接,然后使用拉索作为主梁混凝土浇筑阶段荷重的支撑结构。梁上拉索的安装在挂篮就位、梁上拉索预埋钢管安装完成后即可进行。控制进度为"#。安装工序如下:

!将拉索锚端水平牵引至挂篮附近;

"根据拉索施工索力选择不同规格的钢绞线索;#将钢绞线索与拉索锚端相连接;

$将钢绞线索穿入预埋钢管,

在挂篮横梁上锚固;%安装牵引千斤顶,

同时用倒链调整拉索在钢管入口处的角度,以避免牵引时拉索护套与管口相交而损伤;

&用千斤顶牵引拉索直至拉索锚端到达梁上锚固位置;

’卸下牵引千斤顶,

并按需要补充安装钢绞线;(调整补充安装的钢绞线索力,使之与其它索的力相等;

)用塔上已安装的张拉千斤顶将拉索索力高速到

设计要求的值。

($)斜拉索安装施工注意事项

!拉索安装施工过程中,

要确保%&护套不被损坏,拉索具有完好的外护套是保证其具有较长使用寿命的首要因素;

"拉索在起吊安装过程中,未离开桥面之前,其外包装材料尽可能不拆除;

#吊机或卷扬机与索的连接吊点采用哈夫吊点,能有效地保证索外护套不受损坏(图");$在拉索安装牵引的整个过程中,各种构件连接处较多,如钢丝绳转向滑轮与塔柱的连接,锚头与探杆铁道标准设计万方数据!"#$%"&’(")*"!**+’#,)-..-(/)图!

起吊索夹

"斜拉索张拉与索力调整

根据设计要求,本桥斜拉索两端锚具都采用冷铸

锚(’()),两端均为张拉端。根据施工现场的实际条件,选择在塔上张拉端进行张拉。

主梁混凝土浇筑完成,并到达设计要求的强度后,首先必须将拉索的锚固位置由挂篮转换到梁上,然后根据施工荷载的变化以及桥面内力调整的需要,对斜拉索进行张拉和索力。拉索体系转换及张拉在主梁混凝土达到强度后的*#内完成。

(*)拉索锚固体系转换

此项工作通过塔上张拉千斤顶和梁上钢绞线索力之间的调整实现。

施工步骤如下:

!将塔上千斤顶张拉力卸至*+++,-左右;"将梁上拉索锚固螺母旋紧;

#逐根卸下补充的钢绞线索,

使挂篮上钢绞线的数量回到$*.

*/0"1的状态;

$安装*"++,-千斤顶,

张拉后卸下夹片;%千斤顶卸载后体系转换完成。(")斜拉索张拉

为了准确地进行索力的张拉和调整,首先要对千斤顶、油泵及压力表进行配套力值标定,施工中配套使用。

根据设计要求,对拉索的张拉进行控制(张拉的控制方式一般有"种:一种是以索力控制为主、主梁位移变化为辅;另一种以主梁位移控制为主、索力为辅)。

张拉时要求同一塔柱同号索进行同步张拉,以保证结构的稳定性。

日常和环境温度对斜拉桥的塔、梁、索影响较大,张拉和索力调整要避免在温度变化较大的时段进行。

张拉时的桥面要求无动载,附加荷重应尽可能与设计计算条件一致。

"!

范文二:斜置拱塔双索面混凝土斜拉桥设计 投稿:龙睷睸

规 划设 计

于基上 文我们 知 道建 筑工 深程 坑 基支护 计 算 模 的 方型法多 种用 , 多各有  何如高提程工建设的体水总平 ,还有待于我们继 探索。  续 利弊, 以在建筑所程工深基坑计方设中案 ,要合利用理个计各模算型优点。的  才 能 达 到化 优筑建 工深 程坑基设 计方 案的目标 。   参 考 文 献:  接 来下笔 者进 行 筑建 工程 深基坑 支 设计护 数优 化参的 分析 , 要对 建 筑 工 [ 1】 徐泉洪 罗, 亮海 , 春生,李等 基遗 传 算于 法 的 基深坑 桩 锚 支护 结构的 设 计  程 深 坑基 护支 计 参设数 行进优化 , 笔 者总 结以 下几 点了, 通过要 径 及 桩 桩间 优 化  M与 T ALA B实  公路 现 工程 , 2 01 (2 3 ): 1 5 8 — 1 6 1  的距化 、 优 固 嵌深 度的 优 化及以 嵌固 位 的优 置 化三 面 方 进 行,就 于桩 及径   桩 [ 】 2徐 日 庆 , 庆贺 张 ,刘 ,鑫等 考 渗 透虑 的性水一土压 力计 方算 法 】U 岩 .土工 学 程 距来讲间 ,关 到乎护支构结稳的与定经,济所 以调要二整关系者, 桩大小径  及 报 2 , 012 ,5 ( ) :5 6 1 9-9 6 4  间 距小使大之 达到最优 。而嵌 固度深一定 要合 化 , 才 理能保证 安经 济 全两  方面素,因嵌固 位置响较为广影泛, 且直并影接到嵌固深度, 响于支对护 经的济 

性与 稳 定性有 较大影 响 。

 【 3】 王 新洪, 孙玉永 考.虑基 坑 开 挖宽 度 的杆系 有 元限 法算 及试验 研 究【 『 ] . 土岩  学力, 02 1 ( 9 2 : ) 21— 2 7  

4] 贾. 有宁填限静土止压力 系数土计方法算研究 卟土工岩程 学报, 20 1 2 , :  

1 7 3 -1 3 37  

总 结  

在: 12 纪 的 今天世, 随 我 着国 社 会快 速的发 展,我 国的建 筑项 目也 是不   增加, 这断就需 要建筑 工程 技 术进 步一 化优, 为 建作筑工 程重的 研点 究对 象 ,   基深 坑支 护在 建工筑 程中深 受关 注 , 筑建 工程中 深基的 坑支护 受 的到 影响 较为 复  杂 ,而 且对于支 护 方案 选与 参 数 选择 的合择 性理也 有 着 高较要 , 基 求于上 述 背, 景 笔者在此 深基从 坑 护 支、深 基 支坑护 方案 素 因 浅、 深 谈坑基支 护 方案  何如优选 、深 基坑 支设 护计 优化 几个方 面 人手 ,主 要 建对筑 工程深 基坑 支 护

 

【 5 李】立军, 仁旺梁 .排桩双护支结 中圈梁构空效间应的值模拟数析分U] . 北 京 理

工 大 学报 ( 自学科然学版) 2 ,0

1 ( E 2I收 录)  

【6 1立李. 钢军 管混凝结土构件构耐撞能的试验性研宄 】 . Ⅱ北理工京学学大 

( 自然报 学科) 版,2 01 (2 EI  ̄ 2 录) 

7[】 李立 军 , 梁仁 旺排 距 双对排桩 结 体 构性系 影状响 的数 值 分析 田 太 原 .理   大学 学报工( 然 科自 版学). 2 0 1 2 , 4 (32 ) . 126 — 129   作者 简介 :   程亮 出生年 月 : 197 8 年3 f 最]高 学 :历 硕士 研 究 生 

优化

设计案方进行究研探讨与 ,希望 相对关作工所 帮有助, 在后的发展中,  以( 上接 Ho第 g) 频遇用值效应组相 ;合 长②效应组合期, 即常使用组合正I ,  永作久标用值效准应可与变作用准永久值效应相组合; ③准标合 组,即正   使常 用合 组,Ⅲ作 用取 标准 值 , 汽车 荷载 考虑 冲 系 数 。击

  、 5 要主 工工艺施

 本桥 主 施要工 步骤 如 下:   1() 主墩 基础和桥 施 工台 ;  

(2 ) 设搭支 ,架 分段浇主筑梁 待,混凝土到达计设要求的强度和期后 龄,

  拉梁张内纵 向 底顶 板 预 力应 钢束 ;  ( 3 采)用爬 模 分 段施 法 工塔主, 顶塔 梁横 及上 以 塔采 主支 架用法施 工 ; 

4 ) 待主塔封 且顶混凝 土到设达计要的强求度和期后龄 拆除部,分桥桥

 支 架 塔 ,安 装斜 拉 并索 规按定 进 初 张行 ;拉  ( 5 )拆除 主 梁 主及支塔架 ;   6 () 进 桥 面 系行等 属附设施 施 工 ;

 4图 :主桥计 算模型 4  . 计2 算结  

4果. 2 .主1  

粱( 7) 按计要设对求拉斜进索行二张拉次;  (

8) 成桥 验 ,试通车 。  

梁 按主全 预应 力构 设件计 , 全 截 受面压 , 缘 上最 大 力应1 3 . 8 pM a ,最 压  应力小 .06 M p a ,主 梁 下缘最 大压应 力 1 .5 8 p aM , 最小 压应力0 . 5p aM, 主 梁按 全 预

6 、

结语 “ 安

、全 济经、 适 用、美 ” 是我观桥梁建筑设计国的 则, 随着社会原的不断  展,发 科学技术进步及人们审美观的提的,高 结构物再不是单作简满为使用 

足应

构件要求配置力通普筋钢 其构件,足满规要范。求 

4. 2 .主塔2 

求的工程实体。在要满足使其功用外能 还,最大限度要满地足梁建筑桥与  美主除与上塔横连梁接位部存在 .1 8Mp a 义拉应名力( 配外置通钢筋普 ,) 其 学要 ,求使 梁建筑桥格风周 与围环协调,境 为成一亮丽道的景。  风 部位均全截余面受 ,压最 压大应1 力3. 8 M

p a。主塔 截面按心偏受构件进行压  配 霞 仙大 桥 为作 老 新 城区交通 联 主络干 道 上重 要 构 筑物,是 宁市国 形 工象  筋计, 设 其构件 足满规范要 求。  程 之一 。桥塔 采 用 斜 拱置 ,塔 型别 致新造 颖, 富 有 象征意 , 义 本 桥成 的 建 功成

 4. 2  3斜 拉索 

类为似 模规 梁设 计桥 和 施提工 供 了 范 。 例

参 考 献 文

拉 斜 索小最安 全 数 2 .系7 > . 25, 最大 应 力67 6 p a M , 最应 力大 8幅 6  M p 。a  施工 阶段 最大 拉 应力 967   p M a满。 足 规范 求 

要 4 2.. 4刚 度 

f1 1范 立础. 桥 工梁程【 M】 . 人民 交通 版 出社 , 20 0 6

 

f2 1 刘士, 王似舜. 林斜桥拉设【 计】 .M 人民交出版社通,2 0 0 6 

f 13《 公 路桥涵 计设通 规用范》 ( IT G  D6 0 — 2 0 0 4 )人民 交通 出 版 ,社 20 0 4 

活梁 载 (汽车 人群++非 动机车 作)下最大用竖向移位1 1 . 9  ̄ m ,  ̄ /L =I / 

10 0 0 < 1/ 50 0。 主 梁刚 度 满足规范 要求。 主塔塔 顶 最 活大载 ( 汽 车 + 人群+ 非 机 动 

『 4 1 公《钢路筋凝混土及预应混凝土力 涵设桥计规》 范( TIG   D 6 2 2-0 0 4 ) 人 民交 .

出通社版 , 0 0 42 

) 作车用 下 ,最大顺 桥 向移 2 .位 7 a,er 最 小顺桥 位向 移一 .18 c m, 足满要求 。   (上接 第 1 11页 )  v 表 示车辆 每 个G PS 据数 的速中度 ; 

代城现发市过展程中所 生衍出的一新种型交通的息信集采手 , 使段用交信通

  息 制控中心 的形式 , 来利 用 数 加据 分析 以 理处, 便 能 得够到 视可化 拥的 堵状  

根据 v

与 交拥通堵 速 度 比的较得到 圳 比深 拥较 的路堵段。   干主路 上 动机 车的 平均 行 程速度来 描 其述交通 拥 挤程 度为  

国公安部2 0 我0 2年布公《的 市城通管交理评指标价体系》中规定, 城市  用态 ,这对 道路本身的监管以及拥于治理堵来说 起到,了关至重要的作 。用 是但 需要引 足起够视的重 目前 出租,车G P 轨迹技术还存S在 一着的定局 限 ,还  ( 需1) 畅通: 城市 干路主机上动车的平行程均度不速 ̄3 0低 m/ hK ; 要进行更加 入深的究,研最大 度限的保障信息确性 。精   2() 轻度 挤拥:城 主市路干上机车的平均行动速程低度 :P 30 mK/ h , 但于高

 2 0

K m /h;

 ( 3

)拥 :挤 市 城主 干 路上 机动 车 的平 均 行 程 速度低 于 2 0K m h /但 高, 于

  lKO/ hm ;

 参

考献 文 【 11傅 莉 萍区 域 交通量 OD 分 布推断 法方,广 东轻 工 职 业 术 学 技 院 报学,  

2 00 4 3 0,) ; 

4 ) 严重 拥 :挤城 市 主 路干上 机动 车 的均 行 平速程 度 低 lTO K m / h  

【2 】玉吕强 , 秦,勇贾 利 民 ,董 宏 ,辉贾献博 , 孙 智 源 于基出 租 G车P S 数 聚据 分 

类析 的交通 区小 态 动分划方 法 究研, 物技 术 , 流20 1 0 , 1 2 ; 6

四  结束、语 

上综 所 ,述利用 出 租 轨车迹 采 集统 来系 进 行数 采集据的措 ,施实 上 是 

[3] 王昊 王 ,, 陈炜峻, 任徐婷 .城 出租 市 交车通分 布 预 模测型 ,公 交路通 科技 ,  

2 0 06 , 23 ( 6 ) ;  

x 31 ‘

 

范文三:既有单塔双索面斜拉桥荷载试验与承载力评估 投稿:雷拀拁

科技 息信 

建。 与筑工 O 程

I N ET& C NL IYF RTO   CEC H EO GO  O MAI NN

12 2年0

72 期

于 1 结小构承载力满能足常使正要求用 ,, 但力 校应验系 数偏 ;高  以上 荷载验试效为 0 率9 15( .~ .实车辆际生产面内力, 8截 0设计 活  2 各f挠度试 测面截应 相钢结构和 凝混土 构结测点 挠 度校 系验 数) 载作用下截面最大 内 力)均满 规足要求( 范, 范规规定荷载效率的 系数 f  均于小1 说结构明的 刚满足度设计求 要,. 位但移 校验数系高偏;   范 围为0 .85  .0) ~ 1本3相对桥残变余位相和残对应变余小 ,较) 明说桥梁处于弹工性 22 试验 结及果析 分.. 4  验试数表据明 . 构结在工各试 况验荷作载用 下 位.校移 系验 和  作数态状: 力应校系验均数小 1于表 结明构 刚度的和 度满强足 设 计载正常使荷  . 4 应力 33 面试数据测 明表 , —) 截面符合平截截面假定 :  5各工况偏载值数据数明 .表 桥)面测实 载偏值基本数于理小论  用偏要的求: 相对 残余变位和 变小于应2 %, 明 构结 处弹于性工作状  0表 载数 值 但数据 比较接. :近    态结构实 测 偏载数值 小于论理偏数载。值 6 结构实测  振型理论与值合较吻 ,好 ) 阶一测频实率 于理大论 值 , 23 动力荷载试   验- 表 桥明梁 动刚 度比论理值 .高基 满足设计本 要求  : 213 态试模 验  . .采基用于环境 激励 移动测点的模法态试验模 态试结验果见表 2 7  桥主本实测一桥阶振 对型阻尼应比 为0 0 ( 9). 8 一般跨径阻6尼   所 示 比 O0 1 6 间 .. —.4 阻 尼较 比大者 说明其 动的振减比较衰快 )正在常范  3值0 . 围 之内  :表 2 桥 面模试验结果  8 桥态梁结 的实测构 击冲数较均匀 系, )击系冲数满足评定要 求;  次 阶  计频算H )实频 H测 测试阻尼 )(z率I (z 率 1    振型  9 加载过程中未发 测试现截有裂面 缝 、 结构)失稳 现产象生 。  l  0 2 .6 8 80  .09 86  . 9 一%竖弯  综阶上所述. 斜拉 桥项测试各果结均足满验试范 、 规规 的程要 ,求能  够满足设计 荷载作下用正使常用的要 求 .承但载能富余力少较   2。3 跑2试车验  .. 固加 修 建维 议 : 试 验时让 辆一标 准 车分 以 1k /别 、0mh 3k / m 0 h2k/、0 m 和 h k 4 /0 h 1鉴m 于主 桥计设载荷 等为级汽

车一 0 .级 ) 2挂 一 0车. 目 前上 桥10 而 的速度速行驶至匀中跨 中断面时跨实施 急刹紧车 . 其使产生大的较制  超载 辆较车多 0( 5T以车辆上行通繁频) 因 应此立 对桥即面通进行  交 动.并对桥力梁形成定的冲击作一 . 测定用 中截跨面 测点的向速度时  管竖 制. 超载防车辆通行。严   程 曲线.以 测桥 梁在 得刹条 车 件下动的力放 系数大。 跑 速 车为度  2 议建立即 刨洗路面原. 主桥面铺装 。桥设抗增能裂力 强的  重)做 k l 、0/m h 3 k/ 的桥梁时 冲击系数的表 3 O如m h 2 / k0、 m 所示 :h  钢 筋混土凝装铺。加 对强预制行道人梁挑行防护维进修。 表  3各跑 速车度下 桥的梁冲 击系  3 适数时提高主桥 钢纵 的梁腹 板部局定性稳, ) 如增设加劲肋 ; 时   增适强主钢梁刚度 减小。桥振动面, 如增设 纵梁等 。钢  4 适时 强对斜加拉索固端防水 防锈养护锚 )  重对下锚头点钢筒护  冲系数 击 19  . 23 12  . 42 1  18  . 0 6进行密内压浆 ,实防 止面桥水渗雨人头墩头锚丝钢 处。时同封密锚  上头端 头防护钢 板 .防雨止水接渗入直 张端拉头室箱 定期加强。锚头对  332刹 试车  验.. 墩钢丝除锈头锈  刹防车速 度 l为 k、/ 0 mh3 k 4 /k/ Omh 2 k / 、0 h和 m0 mh的动力放大系 ,  数5 增主体结强构砼( ) 主 梁 、 面板、 梁 、 塔 桥 T 、桥墩 盖和 ) 和梁钢结  算结计 如表 4 果所 示:  构表 防面 , 如涂刷护混凝土护保漆 更换,钢 防板漆等。 护强对加河运中 表 4 刹试验桥车梁的动 力 大 系放  数桥墩进 行防 护. 如贴粘钢进行板防 。 撞   刹速 【1 m  车度  0/ h km 20 /kh 3   m I4 m0/   0/k hh 6 k 鉴砼于梁主外 侧竖 向面裂仅缝有 1 条, 宽0 ) 缝 1. m,m其余裂 缝  现也出较 、小较短 或者出现 在非主要受 力构 。件建议 强加 对上 裂以缝  动放 系  1 力 6大 5 数6 .0  81 .60  1 1l 1 .30  6.1  1   进长行期观 .适察对 时进行其封闭 、 灌处 胶 (理 01 m 缝 .   封< . 5m≥

速 车

m  l]Ok h

m  0/k h

 

3  0m/ k

34 2 跳车试 验   . .可得在 车速跳为度 kl / Ohm 2 k和 0/ m时h桥梁的动的放力大系数 . 

5m r.灌 ) 缝 a1 结合,养护划规,对相 关 位 部行进修加维固处 。理 l

【 考文参 献】 

[]1 雷卿俊 钢筋.凝混 桁土拱桥架修与加 维研固究『 l东北公路 ,0J 71 2_ ,.0   1 2[交 部通 大跨径.混凝土梁 的试验方桥眦法 . 1京: 北民人交出版通社 , 2918 .  [] 3交 部. 通旧桥承 能载鉴定方力 法: 路 公试行 [ 1京 :民 交通 出社 版,98 M 北. 1人8  . ] 4[一凡.宋 路桥梁 荷载 验试与构结评定f 】 M公 .人民交通出 社版 ,. 0京北: 2 02 [ ] 志伟 。 .5师 等 缺 失 资料 桥 旧料 特性 材检的测 荷载与试验 . 铁道 m标设准 计,  2

, 0  081.

0计算

果如表结5 所示 : 表  5跳车 试桥梁验的力动大 放数系

 实测冲 击系数值 必须根 据 《大 径混跨凝土桥 梁的 验试方法 》第  [] 6菊玖. 模刘态验试在旧桥 伤识损别 的应用Ⅱ 中.中 技大科学学 ,报0 551 华 20 ,. 36 . 进条行定 .评3 要求 辆车 载荷作用下测 定结构 的动 力系应数满足关 [ ]萍. 资料 既有钢 混筋凝 土桥梁钢筋分 布状 的况查检 _ 7『钟惠 缺失 J中 外公路 。 1 

系 :6式17  — ( 一  m)≤6 120

. 0 6, 2 

表 冲 击 6数 系评定 表

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 3 {015 . 2    1.  00 3I 是 9. 0    50 .  0

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8 劲张泉, 凝. ̄ 桥材I状质况 与久耐性 测评检指定及 工南程例实 . 等f混 M】 人  H交通民 版出社 . 07 2. 0  ] [9王 华建 涵工程.验试检技术测 f1桥 M 北.京 人:民交通出版社 ,0. 62 0  作 者简介 :顾建 (武 09~ ) ,男1 7  2 汉,,族高级 程工师 , 期从事桥 长管理工梁 

3鉴 定结论  1

应各测力试 截相应面 结钢 和构混凝土结 构测 应点力校验系 数 )

作。  

责任 编辑 周:娜]

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作 简介 者 张: 莉锦 9(7 ) 女 东岭,南职 业 术学技 ,院 师 ,17 一 , 广 经讲济师 , 主 I 参考文献 】     ] 1[ 艳红邵, 邓龙. 春企共建校验实 室的合 模式与作运机行制探 讨 .【 室验究 研要 研 究 向方 为 财 政 融金。 J实 J 与索. 0 ( . 2 探7  70 ) [ 2张颖] 校,共企建实室 的探索与实验践.f 翔. J高中电力国育教, ( 1.] 024 0 ) [ 责编辑 : 王任洪泽 】  [ ]徐3 . 辉以校企 建实验共 室进促应 用人型才 养 的思 培叨.考

实验技术 管理 与,  

范文四:双塔双索面斜拉桥动力特性分析 投稿:熊咧咨

摘 要:本文以重庆涪陵石板沟长江大桥为工程背景,采用有限元分析软件MIDAS/CIVIL建立有限元模型。以单主梁模型模拟主梁,以桁架单元模拟拉索,对其自振特性进行理论分析。  关键词:斜拉桥;Midas有限元;动力特性  中图分类号:U448.27  文献标识码:B  文章编号:1008-0422(2012)06-0149-02  1 前言  斜拉桥由三部分构成,分别是拉索、桥塔和主梁,其中拉索提供拉力,桥塔承重压力,主梁主要受弯,三者有机结合组合成一座斜拉桥。  动力特性参数(自振频率、振型和阻尼等)是桥梁抗震、抗风、车桥耦合振动分析的基础,更是结构安全的标志,桥梁质量的退化会引起结构振动特性的改变,桥梁结构刚度的降低会引起桥梁自振频率的降低,桥梁局部振型的改变可能预示着结构局部损坏。因此对桥梁的动力特性分析能够起到整体上把握桥梁结构的健康状态。  斜拉桥动力特性分析包括自振特性分析、外力强迫分析。自振特性分析重点指固有频率分析和振型分析。外力强迫分析包含的内容较广,通常分为谐响应分析、相应谱分析及瞬态动力分析等。本文将以重庆涪陵石板沟长江大桥为工程背景,主要对自振特性进行分析,着重研究其固有频率和振型特点。  2 工程简介  涪陵石板沟长江大桥是重庆市涪陵区城市总体规划的一座特大跨江大桥,是连接涪陵江北片区与江东片区的关键工程。石板沟长江大桥主桥为200m+450m+200m3跨连续双塔双索面预应力混凝土斜拉桥(如图1)。主梁采用预应力混凝土双肋截面,标准梁段梁肋高2.5m,主梁两肋间设横隔梁,横梁标准间距为4m,连接梁肋和行车道板使之成为整体,桥面总宽22m。主塔为花瓶形,墩塔全高179.82m。  3 有限元模型的建立  3.1动力特性分析的有限元模拟  建立科学、合理的有限元数学模型对全桥的空间结构分析计算至关重要,分析的准确与否很大程度上取决于模型建立的好坏。因此在建模过程中,主要考虑以下几个方面的原则:  ①结构形状(包括构件的长度、宽度、厚度等)变化的要求;  ②材料特征(模量、容重、泊松比、热膨胀系数等)变化的要求;  ③连接单元特性(包括支座、阻尼限位装置等)变化的要求;  ④桥面系恒载、汽车活载作用模拟的要求;  ⑤问题求解计算精度的要求;  ⑥求解过程中不出现病态问题的要求;  ⑦既有桥梁材料等随时间及其他因素影响下的退化功能。  基于以上原则,本文采取有限元分析的思想,根据重庆涪陵石板沟长江大桥图纸,应用大型有限元程序MIDAS/CIVIL所提供的前处理模块建立了重庆涪陵石板沟长江大桥全桥空间结构分析计算模型。模型通过把MIDAS/CIVIL软件中现有的各种单元类型组合起来,形成统一的全桥分析模型。最后根据设计要求模拟设计荷载及其组合,进行全桥的整体计算与分析,从而得出较为详尽、精确的结果。分三步进行:  ①塔的模拟  索塔的模拟将采用下述方法,将每根塔用一系列三维线性梁单元来模拟,截面变化处为梁单元的自然结点,索锚固点与梁采用刚性连接,在实际模拟索塔单元时不宜划分过粗,单元划分的精细决定了堆聚质量的分布、振型的形状,更会影响到索塔的内力分布和动力特性。  ②拉索的模拟  斜拉索采用桁架单元模拟,对于索垂度引起的非线性行为,采用Ernst公式所述的等效弹性模量计算法,经计算比较发现,等效弹性模量与有效弹性模量相差极小,斜拉索的垂度对其弹性模量的影响微小,可以忽略不计。故模型中斜拉索的弹性模量采用斜拉索材料的有效弹性模量。  ③主梁的模拟  经过对比分析,本桥主梁将采用单主梁模型来模拟实现,这种模拟方法的优点是主梁的质量和刚度系统模拟是比较准确的。采用设计截面空间梁单元模拟主梁,程序自动计算梁单元的抗弯、抗扭、抗剪刚度,及计算截面的质心、剪切中心、转动惯量并赋予梁单元。  建立的该斜拉桥结构有限元模型如图2所示。  3.2斜拉桥动力特性的主要特点  斜拉桥的动力特性分析是研究斜拉桥动力行为的基础,其自振特性决定其动力反应特性,分析斜拉桥自振特性意义重大。结构的动力特性取决于结构的组成体系、刚度、质量和支撑条件等。因此对斜拉桥进行自由振动分析,掌握其动力特性,具有十分重要的科研意义和现实应用价值。  斜拉桥属于高次超静定结构,结构行为表现出极强的耦合效应,竖向、横向、纵向和扭转弯曲振形经常强烈的耦合在一起。现实中几乎不存在单一的振型,其耦合程度的大小取决于结构体系形式、支撑条件等诸多因素。但耦合振型中一般有处于主导地位的振型。  由于斜拉桥结构的大跨度性和结构的轻柔性,因此其在动力特性方面表现出独特的形式,不同于普通的工程结构,长期的研究总结和工程应用实践得出斜拉桥的动力特性有以下几点:  ①较强的相互耦合性和三维性。梁、塔、索及下部结构相互影响,振动发生时全桥振动体系包含各部分构件本身的振动,无论低阶振型亦或高阶振型,各部分构件的振动都会影响全桥的振动。  ②具有密布的频谱。大跨度斜拉桥的模态较普通的结构密集,在一个较宽的频率范围内,其中一个振型被激起,其他相邻的振型同时被激起,并且相互耦合,因此对于大跨斜拉桥只取低阶振型参与分析是远远不够的。  ③大尺度导致地震响应不同于一般结构。  ④漂浮体系使得斜拉桥成为一种长周期结构。  3.3动力特性分析的计算理论  斜拉桥是一个质量均匀分布、刚度连续的体系,具有无限多个自由度,通常在进行有限元的分析与计算时,将原有结构离散为具有有限个自由度的模型进行求解,阻尼对自振特性影响较小,通常情况下忽略其对自振频率和振型的影响。具有n个自由度的结构体系,自由振动可表示为:  (1)  式中,M、K—结构体系的质量和刚度矩阵;

  —体系各节点的位移矢量。  相应的特征方程可表示为:  (2)  位移是任意的,应当满足:  (3)  得到体系的振动频率矢量后,将各个振型频率代入式(2),就可得到相应的振型或固有模态。  4 有限元模型的动力特性  本文主要研究桥梁的固有频率和振型,按照质量和刚度等效的原则,将主梁简化为单主梁,可准确模拟主梁质量和刚度的要求。  对于桥面铺装建模时只考虑其质量,而不对刚度模拟。拉索采用只受拉单元模拟。在有限元模型的分析与模拟过程中①将结构的自重转化为X、Y、Z方向的质量。②将二期荷载等恒载转化为节点质量。计算中采用子空间迭代法求解特征值方程,参加计算的频率次数为100,迭代次数为20次,表1中列出前十阶自振频率及周期,并对振型主特点进行了描述。图3中给出了部分振型图  从表1中可以看出该桥第1阶模态下的振型为主梁纵漂,周期为9.535 s,这与一般的大跨度桥梁体系的结构振型是相互吻合的;第2阶模态下的振型为主梁的对称竖弯,这说明了该桥主梁的竖向刚度相对较弱,与斜拉桥实体双主梁截面的特点相符;在第3、4阶模态下斜拉桥振型中主塔出现了侧向弯曲,这说明桥塔横向刚度较弱,而在前10阶模态下桥塔并没有出现纵弯,说明桥塔的纵向刚度较强;在第6阶模态时,主梁出现一阶对称侧弯和一阶反对称侧弯,说明主梁的横向抗弯大于竖向抗弯;在第7阶模态时,主梁出现对称、反对称扭转,说明主梁的抗扭能力要大于抗弯能力;在第8、9阶模态下,主梁竖向振动,出现塔梁耦合作用;第10阶模态下,主梁出现空间扭曲。  涪陵石板沟长江大桥动力特性振型如图3所示。  5 结论  本文对石板沟长江大桥有限元分析采用的是MIDAS/CIVIL有限元分析软件,对该桥进行自振特性分析,着重研究其固有频率和振型特点,得出以下几点结论:  5.1模态分析发现,结构第1阶振型主梁发生纵向漂移,对于漂浮体系的大跨径斜拉桥而言,其振动周期一般较长,一般超过5s,本桥周期为9.535 s;  5.2桥塔横向刚度较弱,纵弯刚度相对要好;  5.3主梁的抗扭能力比主梁抗弯能力强;  5.4主梁横向抗弯能力比竖向抗弯能力强,主梁侧弯出现均晚于主梁竖弯。  参考文献:  [1]张为,赵星,刘明高,等.斜拉桥有限元建模和动力特性分析[J].铁道建筑,2006(3).  [2]张启伟,周艳.桥梁健康监测技术的适用性[J].中国公路学报,2006(6).  [3]宋雨,陈东霞.斜拉桥动力特性分析[J].厦门大学学报:自然科学版,2006(1).  [4] 孙海霞.大跨度斜拉桥几何非线性静动力分析[D].成都:西南交通大学,2007.  [5]刘士林,王似舜.斜拉桥设计[M].北京:人民交通出版社,2006.  [6]王新歧,杨晓蓉.斜拉桥动力特性分析[J]. 上海:城市道路与防洪,2008,10.

范文五:独塔双索面斜拉桥双非线性地震时程分析 投稿:郑銐銑

摘 要:本文以邯武预应力混凝土斜拉桥为研究对象,并运用Midas/civil建立动力分析三维有限元模型,对该桥进行非线性地震时程分析。考虑几何非线性、材料非线性及“桩土作用”对地震响应的影响。结果表明,与线弹性阶段相比,塑性阶段能量耗散增大,结构内力变小,位移增大。为桥梁设计提供理论基础。   关键词:斜拉桥;双非线性;地震;时程分析   DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.252   0 引言   汶川地震(M8.0),造成直接经济损失1234.6亿美元;2010年的玉树地震(发生两次地震,最高震级M7.1级),因处于地广人稀,造成直接经济损失3亿人民币,但林业经济损失达到25亿元。而且在城市发生的地震基本属于多次破坏性地震,造成了惨重的生命财产的损失。   强震作用下结构处于非线性状态是地震灾害的显著特点。因此,有效的分析工具和分析方法的应用,对了解强地震作用下桥梁的破坏机理和提高结构抗震设计水平意义重大。   1 斜拉桥非线性研究的重要性   奥登[1]说,我们的世界是一个非线性的集合体。当材料的应力―应变不成线性关系时称为材料非线性问题;当结构的应变―位移不成线性关系以及结构的小应变假设不成立时,都称为结构的几何非线性;当二者都不满足时,结构就会呈现出几何、材料双重非线性问题。   斜拉桥的结构内力,在考虑几何非线性后有很大变化。在正常使用状态下,几何非线性对斜拉桥的刚度、强度有很大影响,但是材料非线性问题不一定存在。从斜拉桥的非线性分析中,可以了解结构的可靠性和安全性,为建设期、营运期管理提供可靠的依据和保障。当斜拉桥处于正常使用极限状态时,材料发生塑性变形,应同时考虑几何、材料非线性对结构的影响。   1.1 斜拉桥双非线性研究的主要内容及现状   Demenico[2]用连续分布荷载等效拉索对主梁和主塔的作用得出结构刚度随位移增加而增大结论。1996年,Pao-Hsii Wang[3]在拉索的初始状态分析中得出垂度效应是影响斜拉桥几何非线性的最重要因素。2010年,刘沐宇等[4]在某斜拉桥的几何非线性仿真分析中,得出影响结构变形和应力状态的几何非线性因素很多,忽略其中任何一个因素都会影响计算结果。   2000年贺拴海以一系列假设[5]为前提,用能量法对斜拉桥的非线性承载力进行了分析。得出能量法计算精度较高,且计算简便速度快,便于实用的结论。2012年黄艳[6]对某大跨斜拉桥成桥状态非线性分析得出材料非线性对斜拉桥有明显影响。   斜拉桥索塔和主梁的P-△效应,大位移效应以及斜拉索的垂度效应,是影响其几何非线性的主要因素。从根本上讲斜拉桥几何非线性问题就是有限位移问题。材料非线性主要是由材料的属性以及钢筋混凝土裂缝的产生、发展所造成的。   1.2 斜拉桥非线性地震分析研究现状   1962年建成的Maracaibo Lake Bridge是最早考虑抗震要求的斜拉桥,随着该桥型在日本等多地震国家得到广泛应用后,各国学者对其抗震性能的研究也越来越多。   H.H.Nazmy[7]以335.5m和671m跨度的双塔斜拉桥为研究对象,考虑其几何非线性,用Wilson-θ法,分析了在同步和异步El-Centro波作用下的地震反应,得出对于跨径不小于600m的斜拉桥,要充分考虑结构几何非线性这一因素的影响。   由以上的研究能够看出,对斜拉桥动力特性、地震反应分析的研究不断深化。利用空间有限元软件分析斜拉桥几何非线性这一比较复杂的问题时,因近似、简化方法不同,导致计算模型和结果也不尽相同。这对于不同体系的斜拉桥来说,就有可能会出现大相径庭的结果。   2 斜拉桥动力特性分析   2.1 邯武斜拉桥(主桥)概况   邯武斜拉桥位于邯郸市邯武快速路上,是跨西环路、邯长铁路的立交桥,主桥采用塔梁固结的形式,主跨为130m×2的独塔双索面预应力混凝土斜拉桥。全桥总体布置图如图1所示。根据桥址处的地质情况,基础采用37根桩径2.0m钻孔灌注桩。   2.2 斜拉桥有限元建模   该桥中塔和主梁用三维梁单元模拟,桥面系根据斜拉索间距进行离散,用受力明确的脊梁模式模拟;用只传递轴向拉力的桁架单元模拟斜拉索。用拉杆模拟横向支承和拉力摆,用弹簧阻尼模型来模拟抗震支撑。用质量―弹簧体系进行模拟桩―土作用。根据斜拉桥的结构特征,将其离散为一系列具有适当刚度和质量的单元,如图2所示。   2.3 斜拉桥动力特性分析   工程上关心的是能引起建筑物破坏的强地震动,地震动是地震频谱、地震强度以及地震持续时间,在一段时间内的不规则组合。为了更真实的模拟地震动对结构物的作用,选择三个方面的特性都满足结构物场址要求的地震动。   根据桥址处的地质条件,本文选取拟合程度较高的Taft波,进行结构地震反应分析。其主要周期和适应的场地类型上都与桥址处场地的卓越周期和地质特征较为符合。   用比例系数法调整Taft波到该桥址处多遇地震加速度峰值0.15g和该桥址处罕遇地震加速度峰值0.22g。   在有限元计算模型的基础上,用子空间迭代法,采用可以保证在各方向上振型参与质量之和大于90%的前500阶进行自振分析。得出其动力特性:自振频率为0.565Hz,基本周期仅为1.770s,明显短于全漂浮体系的斜拉桥,这体现出该体系斜拉桥刚度较大的特点。   考虑结构双非线性后,其动力特征有所改变,振动周期变大,频率变小,但其振型并没有改变。结构非线性是使其刚度降低,柔度增大原因之一。   3 斜拉桥线性地震时程分析   我国公路桥梁抗震规范规定,烈度为9度区域的悬臂结构应考虑竖向地震力的作用。实际上,因地震动的方向具有不确定性,应同时考虑竖直方向和水平方向的地震合力。不同方向的地面运动所引起的内力应考虑下列组合,按不利者进行抗震设计:   (1)纵桥向;   (2)横桥向;   (3)Ex+0.30Ey+0.30Ez   (4)0.30Ex+Ey+0.30Ez   (5)0.30Ex+0.30Ey+Ez   由于斜拉桥在工况3、工况4、工况5下,各阶振型均被激发,使得结构各个方向的内力、位移都较大。但与工况1、工况2相比,内力、位移差别不大,且塔墩、主梁的内力分布规律相似。得出:纵桥向、横桥向地震反应耦合不紧密;在三维地震动作用下,结构的地震响应以一个方向为主,但其他两个方向的地震响应也有不同程度的变化。   4 斜拉桥双重非线性地震时程分析   非线性地震时程分析,是把地震载荷划分为一系列的载荷增量,在一系列的时间步长内逐步施加。每一个时间步长内,用该步长开始时刻结构的系统特性按线性方法计算系统在该步长内的结构响应,再根据该步长结束时刻的结构响应来调整和更新系统的特性,形成用于下一个步长计算的新切线刚度矩阵。   论文采用非线性直接积分法来模拟结构的几何非线性,用集中塑性铰的方法来模拟结构的材料非线性。   选择加速度峰值为0.15g和0.22g的Taft波,分析不同工况下斜拉桥的双非线性地震反应,如图3、图4为其典型的地震反应时程曲线所示。   该斜拉桥在罕遇地震波(加速度峰值为0.22g)作用下结构进入塑性变形状态,在不同工况下塔底出现了第一屈服现象和第二屈服现象。在工况1、工况3地震动作用下,塔底塑性铰部分进入第二屈服状态;而在工况2、工况4、工况5地震动作用下,塔底塑性铰部分进入塑性状态。   5 结论   作者根据钢筋混凝土弹塑性梁单元的屈服理论以及塑性铰力学模型,考虑结构几何非线性和材料非线性进行地震时程分析,得出该斜拉桥应重点对塔底纵向进行延性设计;结构进人塑性阶段由于能量的耗散,使斜拉桥内力比弹性阶段要小;分析结果表明非线性对该类斜拉桥影响不可忽略,其抗震分析应采用非线性时程分析法。   斜拉桥的地震反应分析是一类较复杂的问题,随着其分析理论的不断发展,问题的解决方法也在不断更新。   参考文献:   [1]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京:人民交通出版社,2001.   [2]DEMENICO BRUNO.Nonlinear analysis of cable-stayed bridges eccentrically loaded[J]. IABSE Proceedings,1983(05):129-139.   [3]PAO-HSII WANG,CHIUNG-GUEI YANG. Parametric studies on cable-stayed bridges[J]. Computers & Structures,1996(02):243-260.   [4]刘沐宇,聂俊青,汪峰.三塔结合梁斜拉桥几何非线性精细化仿真分析[J].华中科技大学学报城市科学版,2010(03):1-5.   [5]贺拴海,刘志文,宋一凡.斜拉桥的极限承载力分析[J].中国公路报,2000,13(03):53-57.   [6]黄艳,阚明辉,王自法,王延伟.大跨斜拉桥合理成桥状态非线性分析[J] .世界地震工程,2012(12):   [7]H.H.NAZMY,A.M.ABDEL-GHAFFAR. Linear earthquake response analysis of long-span cable-stayed bridge theory[J].Earthquake Engineering Structure Dynamic,1984 (03):45-62.   作者简介:李亚丽(1984-),女,河南商丘人,硕士,主要从事桥梁抗震设计与施工控制。

范文六:独塔单索面斜拉桥主塔稳定性分析 投稿:王舔舕

独塔单索面斜拉桥主塔稳定简化分析

郭卓明 李国平 袁万城

上海城建设设计院 同 济 大 学

摘要:由于悬吊桥梁采用索塔支撑,其主塔往往须承受强大的轴向压力,因此其稳定是一个比较突出的问题。尤其独塔单索面斜拉桥在空间受力和稳定性方面都相对比较薄弱,对其进行稳定性分析更显必要。本文在对其主塔受力的适当简化之后,分别对其弹性及弹塑性稳定进行了简化分析,在传统的弹塑性稳定内力分析的基础上提出了一种独塔单索面斜拉桥主塔弹塑性稳定分析的简化方法。并以两座独塔单索面斜拉桥为背景做了算例,分析结果表明本文采用的简化分析方法是可行的。 关键词:独塔单索面 斜拉桥 主塔稳定 简化分析

一、引言

国民经济的飞速发展和国家对基础设施投入的进一步加强为我国大跨桥梁的发展提供了一个良好的条件,近十几年来,斜拉桥在我国迅速发展。由于单索面斜拉桥在美学上的优势,目前采用这种形式的斜拉桥也越来越多。由于悬吊桥梁的主塔均需承受巨大的轴向压力,而且随着桥梁跨度的增大,主塔也越来越高,结构越来越柔,其稳定问题成为一个非常突出的问题。尤其是其侧向稳定在设计时更需特别注意。

结构的稳定是一个较为经典的问题。从1744年欧拉的弹性压杆屈曲理论,到1889年恩格赛的弹塑性稳定理论,到Prandtl, L.和Michell, J. H. 的侧倾稳定理论,再到李国豪教授、项海帆教授等对桁梁桥、拱桥稳定的研究[1]以及近来国内外许多学者对各种具体结构稳定的研究,稳定问题在理论上已经比较成熟。在斜拉桥的稳定方面,1976年Man-chang Tang提出了弹性地基梁的屈曲临界荷载估算法,葛耀君[5]用能量法分析了斜拉桥的面内稳定,此外樊勇坚、李国豪以及钱莲萍等都提出过各种实用计算方法,但都是仅限于弹性稳定的简化分析,且基本集中于主梁的稳定。对于弹塑性稳定,最近谭也平、景庆新[2]等都用有限元的方法进行了分析。稳定问题在计算方法上经历了经典的平衡微分方程方法、能量法等简化方法和有限元的数值计算方法这三个阶段,目前众多的研究尤其是对弹塑性稳定的研究大都集中在有限元分析上。然而在精确的有限元分析的同时,采用直观明了、概念清晰的力学简化分析,无论在对有限元分析结果的检验还是在初步设计时进行简单的估算都十分必要。本文在对独塔单索面斜拉桥主塔的受力特性进行适当简化之后,对独塔单索面斜拉桥主塔的弹性及弹塑性稳定问题分别进行了简化分析。

二、弹性稳定简化分析

考虑最一般的情况,主塔失稳方向和拉索平面成夹角,如图(1)所示。失稳线形假定为vzVHfz,分解到斜拉索平面内和平面外分别为:

平面内:xzvzcosVHcosfz 平面外:yzvzsinVHsinfz

主塔产生变形以后,外力功主要有拉索做功、主塔本身轴压做功和风荷载做功,其中拉索做功需考虑其在平面内的弹性支撑和平面外的非保向力作用,则由能量法可方便的导出主塔势能的总表达式:

11n2

EIv''dzk1iy2

202i1

1122

kxqzydzNzv'dz2i02i120

n

H

H

H

(1)

式中,H为主塔高度,EI为主塔侧向刚度,q(z)为沿塔高度分布的静风力,N0(z)为塔中实际轴力,K1i、K2i分别为拉索在面外和面内的等待弹性支撑的等代刚度,由图(1)分别可导出以下两式:

z

VH

k1ik2i

Pi

sinzi

EiAicosisini

2

y

yH

H

zi

图(1):主塔整体变形示意图

式中,n为拉索总数,Pi为第i根拉索拉力,EiA为斜拉索抗拉刚度,为拉索与主梁夹角。

由最小势能原理,将式(1)对求偏导便可得:

n

k1ii1



k2iVHf2(z)sincos0 i1

n

(2)

一般情况下:

k

i1

n

1i

k2i0,因此必有:sin cos = 0。表明的取值只能在坐标

i1

n

轴上,即主塔失稳必然在拉索平面内或与其垂直的平面内。对于侧向失稳,cos = 0。由此,

简化(1)式后,对H求偏导后即可得主塔侧向稳定安全系数为:



Pif2zisin1H

EIf''dzqzfdzziVH0i10

H

2

n

N0zf'dz

H

(3)

2

在拉索平面内同样可得出相应的稳定安全系数,式(3)中除风荷载一项涉及塔顶位移

以外,其余各项均为已知项。失稳意味着位移的突然发散,因此VH必然较大,且由前面计算可知桥塔侧向风力相比主塔轴力和拉索拉力非常小,故风力影响一项实际可略去不计。文献[2]的研究亦证明了这一点。

对于主塔变形曲线,理论上可以按内力-变形方程进行逐步逼近,在实际计算中可按如下假定:

z

vzVH1cosVHfz

2H

(4)

式中:H为主塔高,VH为塔顶位移。

三、弹塑性稳定简化分析

结构中压杆的稳定包括屈曲和压溃两种,分析时又有弹性和弹塑性两种。以上分析实际是一种弹性屈曲分析。更精确的分析便需进行弹塑性分析,此时应考虑结构的施工误差等

引起的初始变形、初始内力及温度,侧向风荷载等作用。

由于斜拉桥在拉索平面内失稳的可能性很小,因此主要分析其侧向稳定。在对独塔单索面斜拉桥主塔侧向变形后的受力状况进行适当简化之后(如图2-a所示,将拉索作用于主塔上的轴力累加为一个合力,再将主塔本身重力分解为沿拉索合力方向分量和与其垂直分量,忽略垂直分量。最后合并成如图2-a所示的受力状态,其中q1为侧向静风压力,Pi 为作用于主塔上的拉索合力,zo为作用位置,W为主塔自重),此时问题就简化为一个有初位移压杆的弹塑性稳定临界内力(或安全系数)的求解。

图(2

如图(2-b)所示,假定变形曲线为正弦曲线[4],根据内力变形微分方程及边界条件可解得杆中弯矩-轴向力关系如下:

M

2

zPEP

fosin

PEPzo

2

(5)

式中:PEEI/l,fo为压杆初变形最大值,zo为压杆长度。再考虑风力和自重的作用,塔中弯矩可表达为:

M

z1PEP2

fosinq1HzWyz1yz

PEPzo2

(6)

式中z1为主塔重心位置,式中fo确定时需考虑主塔施工误差,日照温差和风荷载等不

利因素的叠加,根据式(7)计算。

简化分析非常重要的一点就是要确定塑性铰出现的位置,一般独塔单索面斜拉桥主塔的截面都变化不大或直接为等截面,因此可认为弯矩最大点即是塑性铰位置。理论上只要对式(6)进行简单的求导即可求得弯矩最大位置,然而由于方程直接求导后较难求解,故可采用下面简化方法确定。如主塔变形曲线如式(4),则主塔与合力作用线之间距离沿主塔高度分布为:

zH1coszo2H

yzH1cosz 

2Hzo

(7)

由y'0即可简单的求得主塔与合力作用线距离的最大值及相应位置zymax,这便是拉索在塔上引起弯矩的最大点。由于风载和自重的作用,弯矩最大点实际上要往塔根偏移一

些,所以还需对其作适当修正,根据两者对主塔弯矩影响的不同,修正系数按下式计算:



M1

M1M2

(8)

式中M1,M2分别为拉索引起最大弯矩和风载重力引起最大弯矩:

M1

zPEP

fosin

PEPzo

1

q1H2Wyz1 2

M2

P为屈服时轴力,应按弹塑性安全系数乘实际轴力计算,这便出现一个迭代过程,使估算变得复杂。实际计算时可按一般安全系数2.5乘塔中轴力计算,引起误差极小,估算时不必进行迭代。则弹塑性破坏点位置可确定如下:

zmmaxzymax

(9)

在截面形式和配筋情况确定之后,其在压弯受力下的弯矩-轴力破坏面便可确定。而且由图(3)所示,其变化曲线可用一抛物线加以拟合。以济南环城高速公路北段斜拉桥为例,在主塔配筋率为0.02下,拟合后曲线为:

M506000.584105N74670

2

(10)

式中:N=P+W。然后将式(9)结果代入式(6)得到的方程与式(10)联立后求得的解即是该断面进入塑性状态的内力值,如假设拉索拉力逐级增加:Pv便可求得主塔的弹塑性稳定安全系数v。

四、算例

济南绕城高速公路北段斜拉桥、钱江三桥以及黄山太平湖大桥等桥主跨均为预应力混凝土独塔单索面斜拉桥,其中后两桥均已建成。下面以弹塑性分析为主分别对这几座桥梁的主塔稳定问题用上述简化方法进行了分析,并与有限元分析结果作了相关比较(见表-1),可以发现结果吻合较好。

1、济南绕城高速公路北段斜拉桥

济南绕城高速公路北段主桥采取墩、梁、塔固结形式。主跨2×67.5m,桥面宽26m。主梁为单箱四室预应力混凝土箱梁,梁高1.6m。桥塔在纵桥向为到Y型,塔高42m,主塔断面接近实心矩形断面。桥梁设计荷载为汽-超20和挂-120。墩、塔、梁材料均为50号混凝土。

对弹性稳定问题,经过简单的微机积分计算,得恒载下和活载恒载最不利组合下主塔的侧向稳定安全系数分别为7.65和7.04。计算时主塔刚度由《桥规》按0.85折减。

弹塑性分析时,由相应规范,施工误差取主塔偏位 max < 10cm,日照温差5C。风荷载按规范计算,且各因素按最不利同向组合。截面弯矩-轴力破坏面拟合方程如10式。将各系数代入方程,解得主塔弹塑性稳定安全系数为2.6。

2、钱江三桥

钱江三桥是一座斜拉连续协作体系桥梁,主跨为两座跨径2×168m。桥面宽29.5m,主梁采用单箱五室预应力混凝土箱梁,梁高3.205m。主塔高98m,采用空心矩形断面。设计活载和混凝土标号同上,施工误差及日照温差选取亦同上。侧向风荷载由“钱江三桥抗风分析报告”为:

P,代入后

i

q11092.14.14.56.119875.kN/m

截面弯矩-轴力破坏面拟合曲线方程为:

M2729002.95106N275000

2

然后将各已知系数代入方程,求解后的主塔弹塑性稳定安全系数为2.4。与有限元分析结果相比,两者相差在10%左右,可满足设计要求。

3、黄山太平湖大桥

该独塔单索面桥主跨跨径2×190m。桥面宽18.2m,主梁采用单箱三室预应力混凝土箱梁,梁高3.5m。主塔高86.6m,采用空心矩形半圆组合断面。设计活载和混凝土标号同上,施工误差及日照温差选取亦同上,风荷载亦按规范计算。拟合截面的弯矩-轴力破坏面曲线,再解上述联立方程后即可得其弹塑性稳定安全系数为2.2,与有限元分析结果相差亦小于10%(见表-1)。

注:*主塔断面面积为弯矩最大处面积。

五、结论

本文在对单索面斜拉桥主塔受力特性作适当简化的基础上,分别对主塔的弹性及弹塑性稳定问题作了简化分析。通过上述分析,再比较几座桥梁主塔的稳定安全系数有限元分析结果后,发现结果吻合较好,证明本文提出的弹塑性稳定简化分析方法概念简单清楚,切实可行,并可得出以下结论:

1、单索面斜拉桥的弹性失稳一般可分为面内失稳和与拉索平面垂直方向的失稳,只有当拉索在面内的弹性约束和面外的非保向力引起的约束作用相等时才有可能出现其它方向的失稳;

2、在弹性稳定分析时,横向风力的影响较小,估算时可略去不计;

3、无论在弹性还是在弹塑性稳定中,独塔单索面斜拉桥拉索的非保向力的作用非常显著,在弹塑性稳定中,这种作用致使主塔屈服时塑性铰位置不出现在塔根而向上偏移,偏移量与几种荷载的组合比例有关。

范文七:独塔双索面斜拉桥动力特性分析 投稿:薛耉耊

公路交通科技应用技术版

独塔双索面斜拉桥动力特性分析

峰,张

大连

1

哲,赵维贺,叶

12

1

(1.大连理工大学桥梁工程研究所,辽宁摘

116023;2.北京市市政工程设计研究总院,北京100082)

要:斜拉桥的动力特性分析是研究斜拉桥动力行为的基础,其自振特性决定其动力反应的特性,单塔斜拉桥

作为一种新型的斜拉桥结构形式,其动力特性不同于传统的双塔斜拉桥。文章应用大型有限元程序Midas/Civil对营口民生路大桥进行动力分析,得到了非对称弯单塔斜拉桥的一些动力特性,为同类型桥梁的动力特性分析提供参考。采用标准反应谱作为输入的谱曲线,在频遇地震、多遇地震、罕遇地震情况下,考虑了纵向、横向、竖向输入下该桥的地震响应,分析了其抗震性能。计算结果表明,本桥的杭震能力是有保证。关键词:独塔斜拉桥;双索面;有限元模型;动力特性;谱分析中图分类号:U448.27

文献标识码:B

1工程概况

营口民生路大桥主桥为单弯塔双索面预应力混凝土斜拉桥,塔梁墩固结,主跨76m,背跨60.5m,桥长136.5m,桥面宽35m,双向六车道,主跨主梁截面为双Π形梁),主梁中心高1.90m,实心边主梁大悬臂截面(

顶板宽35.0m,悬臂长3.25m,实心梁宽3.0m,0#节段实心梁宽4.0m,实心梁间顶板厚0.28m;背跨部分梁段由于配重的需要而增设底板形成箱形截面。

斜拉索采用双索面扇形布置,采用Φ7镀锌平行钢丝索,主跨梁上索距6.0m,背跨梁上索距3.8m,全桥共18对索,每对斜拉索与主梁相交处均设0.3厚的预应力混凝土横梁。

主塔采用C50混凝土,主塔为预应力混凝土结构的曲线塔,桥面以上垂直高度为51.8m,主塔采用变截面实心矩形,塔上索距2.2~2.6m。民生路大桥总体布置如图1所示。

2有限元模型的建立

该桥模型采用空间有限元程序建立,计算模型的模拟着重于结构的刚度、质量和边界条件,而且应当尽可能地与实际结构相符。结构的刚度的模拟主要是指杆件的轴向刚度、弯曲刚度、剪切刚度、扭转刚度等;结构质量的模拟主要是杆件的平动质量和转动惯量的模拟;边界条件的模拟主要包括支座的形式、基础的形式等。

桥面系的模拟采用目前最常使用的脊梁模式,它把桥面系的刚度和质量都集中在中间节点上,节点和斜拉索之间通过刚臂连接。建模时,主梁、主塔、墩、桩均采用三维梁单元;拉索采用索单元,并且可以考虑拉索的初拉力,不考虑单元抗拉刚度;承台采用板单元。全桥共835个节点,800个单元。

3动力特性比较

结构自振周期是结构本身固有的,它们取决于结构的组成体系、刚度、质量的分布以及支承条件等。结构自振频率和振型的计算最终可归结为广义特征值问题,即:([K]-ω2[M]){φ}={0}。式中[K]和[M]分别是结构的刚度矩阵和质量矩阵。

求解特征值问题的方法很多,常用的有逆迭代法、行列式搜索法、广义雅可比法、子空间(Subspace)迭代法、Lanczos法、PowerDynamic法、缩减法等。其中子空间迭代法是求解大型系统部分低阶特征对的有效方法,对于初始迭代向量的选取要求不高,能充分利用刚

图1营口民生路大桥总体布置图

度矩阵和质量矩阵的稀疏带状性质;另外,子空间法适

作者简介:苗峰(1981-),男,辽宁大连人,博士在读,研究方向为桥梁工程。

2009年07期(总第55期)165

桥隧工程

用于提取大模型的少数模态(40阶以下),所以本文采用此法。

对于斜拉桥结构,其一阶纵漂频率、一阶竖弯频率、一阶侧弯频率和一阶扭转频率对结构的抗风、抗震性能具有重要的意义。民生路大桥前10阶的自振频率和振型特征如表1。

表1营口民生路大桥自振频率和振型特征

设防,场地土偏于保守地按Ⅳ类场地土考虑,反应谱采用Ⅳ类场地土的标准反应谱作为谱曲线进行分析,Ⅳ类场地土标准反应谱的谱曲线见图2;取前30阶振型进行组合,就某一方向的反应值而言,采用的是SRSS的振型组合方法。计算得到各主要部位地震反应位移峰值见表2。

表2结构主要部位的地震反应内力峰值

通过分析可以得到:(1)全桥一阶频率为0.6936Hz,即周期为1.4417s(T<6s),属于短周期范畴,第一阶振型表现为主梁主跨一阶竖弯,自振特性与传统的柔性体系的斜拉桥有明显的不同;(2)由于主梁本身的扭转刚度较大,加之拉索提供抗扭能力,使整个结构的抗扭刚度提高,因此扭转振型出现较晚,并且次数也比较少,并不存在纯扭转的情况;(3)从振型可以看出,结构的自振特性存在明显的相互耦合性,塔、梁、墩、索的振动互相影响;结构的不对称引起计算结果表现出明显的不完全对称。

从表2中可以看出,在不同的地震条件下,纵向输入和竖向输入时对主梁竖向位移的影响较为显著,在纵向输入时塔顶的纵向位移反应较显著,所以对于主梁的竖向位移反应和主塔的纵向位移反应要重视,而横向输入下,主梁的竖向位移反应可以忽略。本桥分析时取入下地震输入组合,表3给出了按规范进行组合的地震反应的内力结果。

表3结构主要部位的内力组合

4地震反应分析

根据反应谱理论分析民生路大桥的地震响应,反应谱方法的特点是可以利用较少的计算量获得结构的最大反应值,分别计算了频遇地震(小震)、多遇地震(中震)、罕遇地震(大震)情况下结构的地震响应。

图2Ⅳ类场地土标准反应谱

桥址处基本烈度为7度,计算时提高1度,按8度

(下转第183页)

1662009年07期(总第55期)

公路交通科技

钢架焊接牢固。钢筋网采用Φ8mm钢筋制作,网格间距25cm×25cm。钢架、系统锚杆、网片安装完成后,覆喷混凝土至设计厚度。

(2)左侧壁开挖:侧壁开挖台阶法,围岩一侧光面爆破、中导一侧松动爆破,非电毫秒雷管起爆系统爆破,爆破后及时初喷混凝土4cm封闭。中导一侧I16型钢钢架,型钢弯曲机弯制,围岩一侧用钢筋格栅,纵向间距75cm,纵向采用Φ22mm钢筋联结,联结筋环向间距100cm。钢筋与钢架焊接牢固。围岩一侧系统锚杆为Φ22mm组合注浆锚,长度3.5m,纵向间距75cm,环向间距100cm,中导洞一侧采用Φ22mm药卷锚杆,长度2.5m,环向间距100cm,纵向间距75cm,梅花型布置,锚杆尾端与钢架焊接牢固。钢筋网采用Φ8mm钢筋制作,网格间距主洞侧用20cm×20cm,中导洞侧25cm×25cm。钢架、系统锚杆、网片安装完成后,覆喷混凝土至设计厚度。

(3)左主洞施工:主洞开挖台阶法,先开挖上半断面,初喷混凝土、支立钢架、安装系统锚杆、挂网、喷混支立仰拱钢架、挂网、喷混凝土。凝土。再开挖下半断面,3.5Ⅲ级围岩段施工

(1)中导洞开挖:中导洞全断面光面爆破,非电毫秒雷管起爆系统爆破。爆破后及时喷混凝土至设计厚度。局部围岩失稳采用Φ22mm药卷锚杆,长度2.0m,环向间距100cm,纵向间距100cm,梅花型布置,挂Φ8mm钢筋网片,锚喷支护。

(2)左主洞开挖:主洞开挖台阶法,围岩一侧光面爆破、中导一侧松动爆破,非电毫秒雷管起爆系统爆破。爆破后及时初喷混凝土4cm封闭,钢筋格栅纵向间距100cm,纵向采用Φ22mm钢筋联结,联结筋环向间

等。

参考文献:

[1][2][3]

中国铁二院.塘坳隧道施工图设计.2005.

应用技术版

距100cm,钢筋与钢架焊接牢固。

系统锚杆为Φ22mm组合注浆锚,长度3.0m,纵、环向间距100cm,梅花型布置,锚杆尾端与钢架焊接牢固。主洞钢筋网采用Φ8mm钢筋制作,网格间距25cm×25cm。钢架、系统锚杆、网片安装完成后,覆喷混凝土至设计厚度。

4右洞开挖

右洞开挖是在左主洞初期支护仰拱完成后进行,并且根据左洞现场监控量测数据决定,收敛和拱顶下沉控制在5mm以内,如果发生突变,立刻停止右洞开挖。右洞开挖支护方法同左洞,开挖第一步需滞后左洞仰拱初期支护30m。

5结语

塘坳双连拱隧道的成功实例可以为其他类似工程的设计与施工提供有益的参考和借鉴,并在隧道的设计施工中解决了中洞天梁位置V型结构处形成人为积水区的永久隐患。

其次,建造联拱隧道工序繁琐,有必要研究如何在确保安全稳定的同时减少工序和缩短工期的施工方案等

李云涛.双联拱隧道施工.西部探矿工程,2005(3):98-100.夏永旭,王文正,胡庆安.围岩应力释放率对双联拱隧道施工影响研究.现代隧道技术,2005(6):1-4.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!(上接第166页)

组合Ⅰ:Ex+0.67Ez(纵向+0.67竖向)(横向+0.67竖向)组合Ⅱ:Ey+0.67Ez

经验算,营口民生路大桥在地震作用下的反应值均小于结构静力计算的控制值。所以地震荷载不控制该桥的设计。

(3)通过谱分析,考虑地震的纵向、横向、竖向输入,分析了本桥在频遇地震、多遇地震、罕遇地震下的抗震性能,验证了地震荷载不作为控制设计的因素。

参考文献:

[1][2][3][4][5][6][7]

严国敏.现代斜拉桥.成都:西南交通大学出版社,1996林元培.斜拉桥.北京:人民交通出版社,1995范立础.桥梁抗震.上海:同济大学出版社,1996.

李晓莉.抚顺永安桥的动力性能分析.公路交通科技,2005,22(9):79-81.

颜娟,张哲,黄才良.广东金马大桥动力分析.公路交通科技,2003,1:134-137.

Fleming.J.F,Egeseli.E.A.Dynamicbehaviorofacablestayedbridge[J].Earthquake&StructuralDynamics,1982,8:1-16.公路工程抗震设计规范.JTJ004-89,

5结论

(1)全桥一阶频率为0.6936Hz,即周期为1.4417s(T<6s),属于短周期范畴,自振特性与传统的柔性体系的斜拉桥有明显的不同。

(2)由于主梁抗扭刚度较大,拉索提供了一定的抗扭刚度,主梁的扭转振型出现的较晚,保证了主梁的横向刚度。

2009年07期(总第55期)183

范文八:双塔斜拉桥换索技术 投稿:陆菠菡

双塔斜拉桥换索技术

【摘要】在现代桥梁建设的过程中,双塔斜拉桥是现代桥梁建筑的典型设计。受到桥梁建设地区的水文和地形因素的影响,双塔斜拉桥的建筑风格和设计的理念上有着很大的区别。在建国发展的几十年的过程之中,斜拉桥的建设事业得到了快速的发展,其建设模式和建设技术走向了成熟期。但是对于钢筋混凝土结构建筑材料的斜拉桥,从建设和使用的情况上看,大部分的桥梁的情况还是比较良好的在已定的设计寿命周期的范围内没有出现较大的问题。但是少数的斜拉桥由于建筑理念的匮乏,施工质量的不合格和材料实用性能的不断退化,在超载运输和自然灾害条件的作用下,在相对的较短的寿命周期内出现了严重的质量问题。发生各种结构性功能的设计损伤,其中斜拉锁的问题较为突出,并且严重威胁到了桥梁的安全。桥梁是国家交通运输的命脉,若不能及时的更换已出现问题的桥梁斜拉锁,会导致重大安全事故的发生。鉴于此,本文从双塔斜拉桥的建筑结构和使用现状的角度进行综合分析,以斜拉锁为研究目标,针对桥梁的斜拉索的更换技术进行介绍,并且针对安全防护,合理施工,质量检测作出一定的论述,推动大桥换索技术的发展。

【关键词】双塔斜拉桥;桥梁换索技术;建议与意见

1.双塔斜拉桥钢索的的受力作用分析

在桥梁的钢索拉力结构的受力过程中,需要根据钢索的规格、混凝土、及受力搭配的力学模型进行相应的优化分析和优化设计,在桥梁的钢索机构的构建的过程中,依据钢索的规格来对双塔桥梁进行整体的构造搭建,在钢索结点处要突出的使用过量的加固钢索和混凝土进行设计,整体的架构设计要依据钢索的拉力级数的划分和所承受的力度的大小进行相应的规划设计,在桥梁构件的架构的链接过程中,以具体的钢索节点为架构导向,如何进行相应的索架定型需要根据桥梁的整体构造来进行设计和施工,且钢索框架的基础结构节点是桥梁框架横竖混凝土梁的交汇节点,钢索节点的构造和现实存在是联系整体桥梁结构的力学枢纽,通过相应的力学数据统计表明,桥梁的钢索架构的断裂首先发生在钢索架构的柱体支撑和横向走向的支撑之间,这个位置发生断裂会严重影响整体桥梁的安全性,且钢索的断裂首先发生在架构节点的核心区,核心区的受到力度的影响,拉力的钢索发生剪切断裂,在钢索和桥梁的设计要规范使用要求的结构构件应避免发生剪切断裂和取向弯曲,同时要做好钢索的日常的防护工作,避免腐蚀断裂现象的发生。

2.双塔斜拉桥的结构设计

双塔斜拉桥又称之为力学搭建的张桥,是将桥梁的结构主梁用大量的钢索进行斜向的拉

直的一种架构的桥梁。主要的桥面受到的摆动拉力和承受力都在连接钢索的桥面的拉力塔上,受拉力影响作用的拉力塔和桥面架构和承受拉力的斜拉索共同组成了桥梁的力学结构系。桥梁可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。双塔斜拉桥是一种结构力学的自成锚固的架构体系,双塔斜拉桥所承受的拉力和压力的重量并非是桥面所承受的重力,是桥梁架构的自身的重量,其中索塔旁边是对称形成的拉力索形成的结构体系,拉力索受到桥面自重所产生的结构拉力的作用下,互相拉直,以索塔为基本的拉力承受体。通过受力分析,桥梁结构重量在地球自身吸引力的作用下,形成了垂直向下的重力,索塔由于高度的限制,形成了固定的拉力承受体,两端使用钢索链接,桥面架构所承受的重力通过斜拉索作用在拉力塔上,钢索受到相互作用力的影响,斜向的自动拉直,形成了双塔拉力桥。主梁承受的重力成为对索塔的竖直向下的两个力,这样,力又传给索塔下面的桥墩了。之所以用到数量众多的拉力索主要是分散桥面所承受的压力和重力,防止因为一条拉力索造成钢索的断裂,同时也对桥面的受力产生保护的作用。但是在自然的情况下,钢索受到腐蚀、作用力的影响;其材料性能会产生退化,如果不及时的更换,会造成严重的事故。我国现行的钢索的规格要求比较严格,在桥梁锚固的建造过程中和设计的根据具体的实际标准来进行计算,要充分考虑和利用钢索的抗拉强度,钢索的受力拉长要按照公式计算,从公式的计算结果来衡量锚固的强度,考虑普通钢索和相应规格钢索的受力拉伸的长度的比例,在锚固的定格计算的过程中,要考虑相应的结构阻尼系数和所受拉力的摩擦系数。

3.斜拉钢索材料性能退化的主要因素

钢索材料性能退化主要的因素是受到自然因素和人为因素的双重的影响;钢索暴露在空气的自然状态之下,会受到各种自然灾害和现象的影响,也会受到温度、湿度、压力压强的影响,会在空气中产生严重的氧化现象,导致钢索的拉力强度的下降。同时在自然影响的状态下,人员没有对桥梁的拉力钢索进行及时的防护处理,会大大缩短钢索的使用寿命。在钢索设计和桥梁的建造之初,钢索的质量规格的不合格和桥梁设计方案的不合理,都会导致钢索材料性能的逐步退化,同时在钢索施工的步骤中没有对钢索进行及时的数据监测和力学测试也会影响到桥梁钢索的耐久性。钢索施工的不合理,一方面出现问题势必影响另一方面的进度实施。钢索锚固的重要性在桥梁建设中不言而喻的, 但是在阶段的结构构件过程中,有些的设计人员和施工的人员对此重要性的认识严重的不足,不按照原来设计的图纸进行建造,导致钢索施工进度的延误,不按照相应的规范进行施工,在区点的结构施工的过程中没有进行规范性的施工,留下了质量隐患,塔柱左侧钢索根数少于右侧塔柱钢索根数时,钢索

截断点位置的确定。塔柱纵向钢索根数少于层柱横竖钢索根数是经常碰到的情况 , 但此时纵向钢索应该在什么位置截断,很多施工图纸都没有说明, 施工单位的对待钢索承受的拉力也很随意,在质量抽查时,经常会发现钢索锚固拉力强度不足或钢筋索有轻微的腐蚀性断裂等。

4.钢索换取技术的概述

4.1钢索更换技术的本质

在桥梁钢索更换工作开展中最大的特点就是相对于一般技术环节维护,其动态维修要点要重要的多的多,其技术维修范围也要大很多,在部件维修环节上的向度和频度上都要远大于一般的技术维护。所以在此方面的维护与更换技术人员与工程师要深切的交流心得与经验,提高更换的效率。因此,如何有效的的进行钢索更换,使其发挥最大效能,技术人员的合作必不可少。在某种程度上的技术交流就是力求在满足构件不同的维修需要的基础上,进行全面基本的钢索更换,延长使用寿命,拓展技术流动周期。在更换的环节要对部件进行全面的技术论证,拓展以部件为主体的补充模式,在部件结构化、不同机能组成的系统内部,进行全方位的细节优化,把握重点环节进行维护。

4.2钢索更换的特性分析

在进行桥梁钢索更换的基本理念是更换过程中的多向型人、物互动关系,是以最基本的的构建单位为最基本的元素组成,进行相应的规划分析和技术维护。与相对固化的更换形式有着本质的区别,不仅仅是简单地把钢索更换部位分成若干单位进行辩证,而是基于特定部位的功能的不同进行细致优化的分析。从而显现出与传统模式截然不同的特征。整体性的技术维护因为他们之间有着密切的关系。钢索更换技术还具备以下的形式特点:

(1)改变了传统的局部模式。在更换过程中的每一位技术人员对故障进行向性排除,从而达到由点到面的技术局面。不仅扩大了技术维护的面,同时也提高了效率。

(2)钢索更换的部分是互相依赖、相互制约和发展的关系。

(3)局部中的主要更换规划起着主导作用,要做好局部的重点技术辩证推动整体更换工作的开展。

4.3技术优化的处理方式

(1)对受腐蚀的钢索部件进行整体观测与规划并进行整体检修,查找出受损严重的部位,进行相应的技术分析。

(2)对受损部位进行定位分析,做好相应的技术处理规划。

(3)根据受损部位的具体受损特征,选取合适的材料进行定性更换。

(4)在更换过程中找准受损的关键点,进行重点焊接修补。

(5)对更换部位进行相应的原件补充,然后对更换完的部件进行技术回收。

(6)对更换完的钢索部件进行相应的技术材料总结。

4.4具体钢索维护制度的建立 要把具体的钢索维护步骤化并保证每天的工作要完成,每天都要对当天的情况进行检查,发现问题及时纠正,及时处理瑕疵等等。钢索技术管理是整个项目工作的运行核心。工程要做好,需要有效运用技术与手段来对整体进行精确指导、促进整体的有效运作。只有深谙维护的作用才能明白它的深刻内涵,它的精髓就在于:整体钢索的维护需要把握好检查方面的一系列问题、处理好工作与缺陷之间的关系,确保整体体系的运营,为整体的高效能提高奠定基础。内部检查凡有分工协作和前后工序关系的部门与环节,其配合与协作需要精密;与整体进度的发展环境的适宜性配合需要紧密配合,与其他相关联的机构关系也需要密切。在技术管理工作中要完善钢索的检查、保养、规程的建立。制定钢索维修的主要技术指标手册,提高维修的质量,保持钢索性能的稳定,使钢索的能够正常使用。具体工作开展需要从以下几方面做起:

(1)在钢索检修的过程中建立人员管理责任制、定期对钢索进行检查。由生主管负责,组织制订和执行设备维修管理规范条例,组织审查维修部门的工作开展并建立相应的监督机制。

(2)建立技术人员资格准入制度。钢索作为构造桥梁的主要工具,具有科技含量高,结构复杂,维护繁琐等特点。必须明确设备维修人员的技术水平并进行相应的业绩考核,只有考核合格的技术人员方可从事其维修工作。维修人员还应该具有相应的水平认证,不具备合格资质的维修人员禁止进入车间对设备进行维修。

(3)制订桥梁钢索的维修管理细则要求对维修工作进行规范。在技术维修环节中要建立相应的细则对工作进行规范,因为没有相应的规章制度很难对设备的维护进行管理与安排,也难以保证维修工作的开展是否有效,对于复杂性的维护,其管理制度应该更加细化,其要求更为严格并包括维修管理、人员任用,组织规划,等对细节步骤。

(4)在建立健全维修人员的继续教育机制。在现代工程技术发展中科学技术发展日新月异,新技术、新方法、新模式不断应用于桥梁检查和建造中。维修技术人员应不断加强自身学习,提高自己的专业维修技术水平。

(5)要建立桥梁维修养护中心。因为钢索由于长期使用导致老化、脱落和磨损。还有可能因为配件质量较差,在使用中会经常发生故障而影响正常工作,应根据具体情况,设立

设备维修中心,配备一定数量的工程师和技术维修人员,装备一定数量的测试仪器和机械设备以及必要的修理工具,储备各种维修材料,应对突发状况。在检修的工作状况下,建立日常维修保养制度。要做好日常维护保养工作,及时排查安全隐患,解决技术难题,及时更换零部件,减少日常人为磨损等,并且还需要对人员进行专业性的划分,专人对设备进行针对性的看护和管理,防止意外事故的发生。

5.结语

双塔斜拉桥的钢索换取技术不仅是一项工程,更是一场挑战。它需要众多的施工人员密切的进行配合,多角度进行协调,针对存在的问题进行技术论证和多角度的技术分析,并且要加强日常保养工作建立相关的养护制度,大范围的进行故障排查和钢索设备的检查,杜绝安全隐患,合理进行技术处理,保证大桥的结构稳定性和安全性。

【参考文献】

[1]刘多特. 斜拉桥换索技术研究[D].重庆交通大学,2010.

[2]蒋伟平. 斜拉桥换索理论及其技术问题的研究[D].西南交通大学,2003.

[3]陈云峰. 双塔双索面混凝土斜拉桥换索技术研究[D].重庆交通大学,2012.

[4]唐继舜,代璞. 斜拉桥换索施工监控技术探讨[J]. 桥梁建设,2005,01:65-68.

范文九:世界跨径最大双塔双索面双层公路斜拉桥 投稿:尹皪皫

世界跨径最大双塔双索面双层公路斜拉桥 闵浦大桥合龙在即 来自——中国钢结构建设网 世界上跨径最大的双塔双索面双层公路斜拉桥———闵浦大桥,只差最后一块钢结构,便能实现合龙。7月17日,上海建工集团的造桥专家透露,闵浦大桥钢结构的合龙过程预计历时5天,气温将是制约合龙的主要因素之一。

位于奉浦大桥与徐浦大桥之间的闵浦大桥,是跨越黄浦江的第八座大桥。这座双层公路大桥的钢结构将采用全焊连接方式进行最后的合龙,在世界同类型桥梁建设史上尚属首次。7月17日,远远望去,大桥的钢结构桁梁已仅剩一个缺口,最后的合龙,有待上层长超过23米、下层长超过26米、宽43.6米、高11.5米、重约700吨的合龙段的就位和焊接。

上海建工基础公司总经理秦宝华介绍说,由于一天24小时的温度不断变化,钢结构桁梁也会随温度伸缩。因此,最后一段钢结构桁梁的就位是否“天衣无缝”,受制于气温的影响。

7月19日10时左右,合龙段就将开始吊装。据介绍,一天中能实施合龙段就位的温度只出现2次,一次是由高温降到合龙的温度,一次是由低温上升到合龙的温度,而降温合龙比升温合龙更有利,这

就决定了闵浦大桥主桥钢结构的合龙肯定是在半夜里,而不是在白天。整个合龙段预计耗用焊条约1.8吨,到7月23日才能真正完成全部焊接。

闵浦大桥上层为设计时速120公里的A15高速公路的一部分,下层为设计时速60公里的普通公路,明年年底建成后,从浦东机场经A15高速公路可一直延伸到浙江嘉兴、湖州地区。

范文十:某独塔单索面斜拉桥施工方案比选 投稿:蔡阡阢

某独塔单索面斜拉桥施工方案比选

摘要:余姚市中山路主桥是一座部分矮塔斜拉桥,本文对中山路主桥几种切实可行的施工方法进行分析,通过受力性能、经济性能等几种指标的比较,为以后类似的部分斜拉桥的施工方案的比选提供一定的参考。

关键词:矮塔斜拉桥施工方案比选

1 工程概况

本工程位于余姚市城区中部,南至四明东路,北至阳明东路,中山路主桥是连接江南片和江北片交通的一条主要交通通道。主桥为独塔单索面斜拉桥,跨径为76m+76m=152m。桥梁北侧主桥宽度为0.25m(栏杆)+4.0m(人、非混行道)+0.5m(防撞栏杆)+11.0m(机动车道)+3.50m(索区及绿化带)+11.0m(机动车道)+0.5m(防撞栏杆)+4.0m(人、非混行道)+0.25(栏杆)=35.0m ;南侧主桥的人非混行道设置在辅道上,因此桥梁宽度为16.5m。

主桥汽车荷载等级为城市A级,设计行车速度40km/h,桥下净空≥4.5m,通航等级为四级,通航净空为55×7m。

图1 中山路主桥效果图

2 桥梁结构简介

主梁采用预应力混凝土箱梁,单箱五室斜腹板截面(图3)。箱梁宽度为26.3m。标准横隔板每6.0m布置一道,并与斜拉索索距对应。箱梁节段划分如下: 0号块节段长12.0m,其余节段长度为3.95m~6.0m,标准节段重量为377.0t。最良江侧人行道板搁置在箱梁外挑悬臂梁上,悬臂梁设置间距同箱梁横隔板,标准厚度为45cm,高度为35cm~100cm,采用预制拼装。

主塔采用钢壁结构,内灌补偿收缩混凝土。桥塔外轮廓采用椭圆形截面,承台以上塔高62.7m,桥面以上塔高51.6m。整个塔柱的外轮廓为椭圆锥形状,在锚固区范围的36.5m内,桥塔中心被挖空,由两个部分椭圆通过钢横撑连接。塔尖为空心钢结构,外形为椭圆锥,高7m,与桥塔主结构最上面的椭圆形钢板焊接。主塔柱钢结构在工厂预制,现场拼装,内部混凝土通过泵送灌注。

斜拉索采用单索面扇形布置,利用中央分隔带作为拉索锚固区,在每个锚固点处横桥向并排布置2根斜拉索,横向间距塔上为0.6m,梁上为1.0m。全桥斜拉索共9对,主梁上标准间距6.0m,最长索约153m,最短索约47.3m。

中墩采用花瓶式门式墩,塔墩基础由12根直径为1.8m钻孔桩组成群桩基础。

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