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上世纪五十年代以来,我国大力发展交通,交通建设成就瞩目,交通网络覆盖广、质量高。但各地交通从数量和质量上存在差异,东密西疏,我国交通运输事业的发展重心及场地必将从东部、中部地区向西部地区转移,修建跨越深谷的大跨径桥梁。其中悬索桥因线形优美、受力合理、与环境相融、跨越能力强,在大跨径桥梁中占据着重要位置,加之山区地形环境、气候条件等因素对桥梁施工形成限制,对山区悬索桥加劲梁施工方法提出要求。
本文依托金安金沙江大桥为工程背景,从山区大跨径悬索桥主梁施工方案选择、具体方案的结构设计、对应的计算理论提出、相关影响参数分析四个方面,所做工作内容如下:
1、对国内外悬索桥主梁施工法进行调研,通过分析各架设法的实例情况,从工作原理、结构特性和场地要求进行定性分析,排除不适用山区和大跨径悬索桥的施工方案。然后以金安金沙江大桥为工程背景,对桥面悬拼架设、缆索吊装、轨索移梁提出架设思路拟定施工步骤,从方案中的异同点进行场地、人员、工期及高空作业时间、管理、质量控制、设备六个方面进行定量分析,通过规定时间和人数,最终选择缆索吊装方案作为优势方案。
2、确定了缆索吊装系统钢丝绳参数规格,对主索初始垂度和塔架底部连接形式做了计算,初始垂度应考虑边跨影响,建议将塔架固接到悬索桥索塔。
3、通过分析缆索吊装系统工作过程,考虑塔顶滑轮参与荷载变化时索与塔相互影响的边中跨索内力自适应调节。提出考虑非线性迭代的计算方法,以缆索吊承重绳三跨无应力索长相等、滑轮两侧张力相等作为约束条件模拟滑轮边界,迭代进行承重索在任意荷载作用下的受力分析。最后,结合实际项目进行了数据验证,也同考虑边跨影响的张力方程进行了计算结果认证,认为非线性迭代的分析计算方法是适合大跨径缆索吊装系统的,可行且精确度较高。
4、通过影响参数分析,得到垂跨比变化时,挠度值会出现类似抛物线的最小值的规律,最小值在1/10附近;确定背索倾角不影响中跨主索无应力长度和最大张力,但选择偏大的背索倾角可以提高边跨主索的传力效率,在45°时最高;提出单幅串联固定法,通过计算结果证明初始安装误差会存在但对主索最大张力几乎没有影响。通过在跨中吊重时施加风荷载,发现风荷载对主索最大张力和挠度影响幅度稳定,但对横向位移影响幅度较大。
本文依托金安金沙江大桥为工程背景,从山区大跨径悬索桥主梁施工方案选择、具体方案的结构设计、对应的计算理论提出、相关影响参数分析四个方面,所做工作内容如下:
1、对国内外悬索桥主梁施工法进行调研,通过分析各架设法的实例情况,从工作原理、结构特性和场地要求进行定性分析,排除不适用山区和大跨径悬索桥的施工方案。然后以金安金沙江大桥为工程背景,对桥面悬拼架设、缆索吊装、轨索移梁提出架设思路拟定施工步骤,从方案中的异同点进行场地、人员、工期及高空作业时间、管理、质量控制、设备六个方面进行定量分析,通过规定时间和人数,最终选择缆索吊装方案作为优势方案。
2、确定了缆索吊装系统钢丝绳参数规格,对主索初始垂度和塔架底部连接形式做了计算,初始垂度应考虑边跨影响,建议将塔架固接到悬索桥索塔。
3、通过分析缆索吊装系统工作过程,考虑塔顶滑轮参与荷载变化时索与塔相互影响的边中跨索内力自适应调节。提出考虑非线性迭代的计算方法,以缆索吊承重绳三跨无应力索长相等、滑轮两侧张力相等作为约束条件模拟滑轮边界,迭代进行承重索在任意荷载作用下的受力分析。最后,结合实际项目进行了数据验证,也同考虑边跨影响的张力方程进行了计算结果认证,认为非线性迭代的分析计算方法是适合大跨径缆索吊装系统的,可行且精确度较高。
4、通过影响参数分析,得到垂跨比变化时,挠度值会出现类似抛物线的最小值的规律,最小值在1/10附近;确定背索倾角不影响中跨主索无应力长度和最大张力,但选择偏大的背索倾角可以提高边跨主索的传力效率,在45°时最高;提出单幅串联固定法,通过计算结果证明初始安装误差会存在但对主索最大张力几乎没有影响。通过在跨中吊重时施加风荷载,发现风荷载对主索最大张力和挠度影响幅度稳定,但对横向位移影响幅度较大。