悬索桥施工控制PPT文档格式.ppt
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p锚碇锚碇是锚固主缆的结构,它将主缆中的是锚固主缆的结构,它将主缆中的拉力拉力传递给地基。
传递给地基。
悬索桥类型及施工特点悬索桥类型及施工特点悬索桥的类型(自锚式悬索桥)p自锚式悬索桥在上部桥跨结构的构成(自锚式悬索桥在上部桥跨结构的构成(主缆、索塔、吊杆、加劲梁主缆、索塔、吊杆、加劲梁)方面与地锚式悬索桥相同,其根本区别在于自锚式悬索桥主缆是方面与地锚式悬索桥相同,其根本区别在于自锚式悬索桥主缆是锚锚固于两侧的加劲梁梁体中固于两侧的加劲梁梁体中。
p因此,自锚式悬索桥不需要建造因此,自锚式悬索桥不需要建造锚锭锚锭,但其加劲梁除承受竖向,但其加劲梁除承受竖向弯曲弯曲外,还要承受较大的外,还要承受较大的轴向压力轴向压力。
p自锚式悬索桥的主缆矢跨比一般取自锚式悬索桥的主缆矢跨比一般取1/51/6,而地锚式悬索桥的主缆而地锚式悬索桥的主缆矢跨比一般取矢跨比一般取1/91/11。
三汊三汊矶矶大大桥桥桥桥型型图图悬索桥类型及施工特点悬索桥类型及施工特点悬索桥的施工特点(地锚式悬索桥)p地锚式地锚式悬索桥一般采用悬索桥一般采用先缆后梁先缆后梁的施工工序。
的施工工序。
p其特征性的施工工序如下:
其特征性的施工工序如下:
锚锭、索塔施工锚锭、索塔施工主缆架设、吊杆安装主缆架设、吊杆安装加劲梁架设加劲梁架设桥面系架设、二期恒载施工桥面系架设、二期恒载施工安装索夹猫道架设索股架设悬索桥类型及施工特点悬索桥类型及施工特点悬索桥的施工特点(地锚式悬索桥)t加劲梁架设方法加劲梁架设方法跨缆吊机吊装(适用跨江河桥)跨缆吊机吊装(适用跨江河桥)如国内江阴长江大桥、武汉阳逻大桥如国内江阴长江大桥、武汉阳逻大桥缆索吊机吊装(适用山区桥梁)缆索吊机吊装(适用山区桥梁)如国内沪瑞北盘江桥、湖北四渡河大桥如国内沪瑞北盘江桥、湖北四渡河大桥桥面吊机吊装(适用各类桥梁)桥面吊机吊装(适用各类桥梁)如国内沪瑞坝凌河大桥如国内沪瑞坝凌河大桥轨索运梁(适用山区桥梁)轨索运梁(适用山区桥梁)如国内湖南矮寨大桥如国内湖南矮寨大桥悬索桥类型及施工特点悬索桥类型及施工特点悬索桥的施工特点(地锚式悬索桥)阳阳逻桥逻桥跨跨缆缆吊机起吊吊机起吊钢钢箱梁箱梁节节段段北北盘盘江江桥缆桥缆索吊机吊运索吊机吊运钢钢桁梁桁梁节节段段跨缆吊机骑跨在主缆上。
目前跨缆跨缆吊机骑跨在主缆上。
目前跨缆吊机无负载行走能力,因此要求加吊机无负载行走能力,因此要求加劲梁节段运输到桥位下方,由跨缆劲梁节段运输到桥位下方,由跨缆吊机垂直起吊。
吊机垂直起吊。
缆索吊机骑需单独设置。
跨缆吊机缆索吊机骑需单独设置。
跨缆吊机可实现负载行走和垂直提升,是山可实现负载行走和垂直提升,是山区大跨悬索桥常用加劲梁架设方式。
区大跨悬索桥常用加劲梁架设方式。
悬索桥类型及施工特点悬索桥类型及施工特点悬索桥的施工特点(地锚式悬索桥)坝坝凌河凌河桥桥桥桥面吊机面吊机起吊起吊钢钢桁梁片桁梁片桥面吊机安装在加劲梁上。
桥面吊桥面吊机安装在加劲梁上。
桥面吊机广泛用于大跨桥梁施工,在山区机广泛用于大跨桥梁施工,在山区悬索桥中,通过桥面运送桁片到吊悬索桥中,通过桥面运送桁片到吊装位置,由桥面吊机吊装就位。
装位置,由桥面吊机吊装就位。
悬索桥类型及施工特点悬索桥类型及施工特点悬索桥的施工特点(地锚式悬索桥)矮寨矮寨桥桥轨轨索滑移法索滑移法运梁足尺运梁足尺试验试验轨索运梁突破了传统山区悬索桥加劲梁施工技术,创新性利用轨索运梁突破了传统山区悬索桥加劲梁施工技术,创新性利用缆索系统形成加劲梁运送缆索通道,由运梁小车完成加劲梁的缆索系统形成加劲梁运送缆索通道,由运梁小车完成加劲梁的运送工作。
运送工作。
悬索桥类型及施工特点悬索桥类型及施工特点悬索桥的施工特点(自锚式悬索桥)p自锚式自锚式悬索桥一般采用悬索桥一般采用先梁后缆先梁后缆的施工工序。
索塔、桥墩施工索塔、桥墩施工加劲梁架设加劲梁架设主缆架设、吊杆张拉主缆架设、吊杆张拉二期恒载施工二期恒载施工t加劲梁架设方法加劲梁架设方法支架法施工(适用通航要求低)支架法施工(适用通航要求低)如国内抚顺天湖大桥、浙江北关大桥如国内抚顺天湖大桥、浙江北关大桥顶推法施工(适用通航要求高)顶推法施工(适用通航要求高)如国内长沙三汊矶桥、佛山平胜大桥如国内长沙三汊矶桥、佛山平胜大桥t体系转换方法体系转换方法吊杆张拉法吊杆张拉法如国内佛山平胜大桥如国内佛山平胜大桥顶升加劲梁法顶升加劲梁法如国内长沙三汊矶桥如国内长沙三汊矶桥悬索桥类型及施工特点悬索桥类型及施工特点悬索桥的施工特点(自锚式悬索桥)北关大北关大桥桥支架法施工混凝土加支架法施工混凝土加劲劲梁梁三汊三汊矶矶大大桥顶桥顶推法施工推法施工钢钢箱梁箱梁支架法施工是自锚式悬索桥加劲梁支架法施工是自锚式悬索桥加劲梁架设施工中常用的方法,费用低,架设施工中常用的方法,费用低,便于加劲梁的线形控制;
但会对通便于加劲梁的线形控制;
但会对通航产生影响。
航产生影响。
顶推法施工是大跨度自锚式悬索桥顶推法施工是大跨度自锚式悬索桥加劲梁架设中常用的方法。
施工速加劲梁架设中常用的方法。
施工速度快,不影响通航;
但加劲梁线形度快,不影响通航;
但加劲梁线形控制难度较大。
控制难度较大。
悬索桥类型及施工特点悬索桥类型及施工特点悬索桥的施工特点(自锚式悬索桥)平平胜胜大大桥桥吊杆吊杆张张拉法体系拉法体系转换转换三汊三汊矶矶大大桥顶桥顶升加升加劲劲梁法体系梁法体系转换转换平胜大桥吊杆上部采用销接式,下端平胜大桥吊杆上部采用销接式,下端穿过梁体。
利用接长杆进行吊杆的张穿过梁体。
利用接长杆进行吊杆的张拉,使加劲梁的荷载传递到主缆,吊拉,使加劲梁的荷载传递到主缆,吊杆张拉完成后,即完成体系转换。
杆张拉完成后,即完成体系转换。
三汊矶大桥吊杆上下均采用销接式。
通过顶升钢箱梁,使吊杆能在基本通过顶升钢箱梁,使吊杆能在基本无应力状态下进行安装,当钢箱梁无应力状态下进行安装,当钢箱梁落梁后,吊杆传力,完成体系转换。
落梁后,吊杆传力,完成体系转换。
悬索桥的受力分析悬索桥的受力分析分析方法及内容p目前悬索桥精确分析通常采用目前悬索桥精确分析通常采用悬链线理论悬链线理论和非线性和非线性有限元有限元分析分析相结合的方法进行。
相结合的方法进行。
p悬索桥分析的主要内容如下:
悬索桥分析的主要内容如下:
1)精确合理地确定悬索桥精确合理地确定悬索桥恒载成桥恒载成桥状态下的构形与内力;
状态下的构形与内力;
2)精确分析悬索桥运营阶段在精确分析悬索桥运营阶段在活载活载及其它及其它附加荷载附加荷载作用下的作用下的静力响应;
静力响应;
3)合理确定悬索桥各合理确定悬索桥各施工阶段施工阶段的受力状态与的受力状态与构形构形,以期达到,以期达到恒载成桥时的设计要求;
恒载成桥时的设计要求;
p由于主缆是悬索桥由于主缆是悬索桥最重要最重要的受力构件,因此悬索桥的受力分析的受力构件,因此悬索桥的受力分析基本上也是以基本上也是以主缆主缆的分析为主。
的分析为主。
悬索桥的受力分析悬索桥的受力分析主缆分析(悬链线分析理论)悬悬索索桥桥主主缆缆索形力学模型索形力学模型简简化化图图分段分段悬链线悬链线模型模型简图简图p悬索桥主缆所受荷载为沿弧长均布的主缆自重及通过吊索传递的集中荷载(加劲梁、索夹、吊索及锚头自重和二期恒载),因此悬索桥的受力可简化为承受沿弧长均布荷载加吊索处作用有集中力的柔性索。
p图a所示的索的力学模型无法直接求解,可以选取吊点间的索段(分段悬链线)为研究对象,建立悬链线平衡方程,即可求解该索段成桥状态下的有应力索长si、线形ci和索力H和V。
悬索桥的受力分析悬索桥的受力分析主缆分析(悬链线分析理论)p根据分段悬链线理论,可以推导得到式
(1)
(1)p根据式
(1),可得到每段分段悬链线的吊点高差ci,式
(2)
(2)p根据曲线积分,可以得到分段悬链线的有应力索长s,式(3)(3)p根据张力下索的伸长量,可得到分段悬链线的无应力索长s0,式(4)(4)悬索桥的受力分析悬索桥的受力分析主缆分析(悬链线分析理论)主缆线形的迭代求解(成桥线形计算)p由于分段悬链线计算公式为隐式表达,因此求解需要通过迭代完成。
p下面给出成桥线形迭代的一种处理方法:
1)根据确定的设计IP/TP点将桥跨分为中跨、边跨等若干计算段,分别进行迭代。
悬悬索索桥桥主主缆设计缆设计控制控制IP点点p如右图,进行分段悬链线理论分析时,需要根据设计IP点,将主缆分为左边跨、左中跨、右中跨、右边跨等各计算段。
p迭代收敛条件中线形控制:
利用cif,其中f是计算段IP点间的竖向高差。
悬索桥的受力分析悬索桥的受力分析主缆分析(悬链线分析理论)2)首先进行中跨计算段的迭代。
假定迭代初始值H=ql2/8f,V=ql(1+8f3/3l2)+Pi。
3)将迭代初始值H、V带入式
(1)和式
(2),可以计算得到1、1及c14)对1i个分段悬链线进行迭代,可以依次计算得到i、i及ci;
同时利用式(3)和式(4),可依次计算得到各分段si。
5)令VVsiq+PiHch(2nn),H=H+H;
重复迭代步骤(3)、步骤(4),直到前后两次VV的绝对差值V小于容许小值,同时ccif,则认为中跨计算段的初次迭代完成,得到H中、V中。
其中,H(c-(li3/S2H)V)/(li2ci/S2H)6)假定边跨迭代初始值H=H中,重复步骤
(2)(5),对边跨计算段进行迭代,完成迭代,得到边跨H边。
悬索桥的受力分析悬索桥的受力分析主缆分析(悬链线分析理论)7)令HH中H边,以HH对中跨、边跨进行迭代计算,直到前后两次H的绝对差值小于容许小值。
则认为全部计算段的迭代完成。
8)求解主缆成桥线形节点数据:
S=si,S0=s0i,xi=xi-1+li,yi=yi-1+ci。
主缆线形的迭代求解(空缆线形):
p根据无应力长度不变的原理,可以利用悬链线方程进行空缆线形的迭代计算。
(5)(6)悬索桥的受力分析悬索桥的受力分析主缆分析(悬链线分析理论)p下面给出空缆线形迭代的一种处理方法:
(此处q为空缆重力集度)1)令c=f,H=ql2/8f,代入式(5)中,计算得到和值。
2)将和值代入式(4)中,计算得到S0,S0=S0S0。
3)令H=S0/(2sh(ql/2H)/qch(ql/2H)/H),得到新的H=H+H,代入式(6),可计算得到新的c;
4)重复进行步骤1)3)的迭代,直到S0,则认为计算段初次迭代完成,计算边界水平力H及矢高c。
5)计算L=(H中H边),表示索塔在单位力作用下的变形量,令中、边跨的长度ll-L,重新进行中、边跨的迭代分析,直到L。
6)此时,就可以计算得到索鞍预偏量L和空缆预抬量cf。
悬索桥的受力分析悬索桥的受力分析主缆分析(非线性有限元分析)p悬索桥结构的受力分析属于悬索桥结构的受力分析属于大位移小应变大位移小应变的几何非线性问题,的几何非线性问题,宜采用
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- 悬索桥 施工 控制