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桥悬索桥无抗风缆猫道规划及其施工关键技能
2018-05-21 
   

   0 导言

   自建国以来,我国在大桥方面积累了不少经历,比方,长江大桥、珠江黄埔江大桥等都是十分闻名的工程事例;猫道作为这种大跨度悬索桥上部结构施工方面的重要高空效果渠道,既是暂时承重的承当者,又是首要的作业通道,并且担任着对索股、索缆的输送与调整,还有比方吊装、防腐等效果。因而,尽管归于暂时性的结构,但在实践的施工中却从头到尾都起着至关重要的效果。因而,本文就以此作为评论目标,打开相关的详细评论。

   1 概述

   以某工程为例,它的主桥是290m+1108m+350m,为单跨悬索桥,矢跨比是1/10;要求其猫道为大跨径悬索桥暂时结构,贯穿悉数悬索桥上部结构装置施工进程;在运用方面,周期长、对自然环境适应性强、结构规划方面的抗风安稳性强、结构安全;整个结构包含施工操作渠道、资料与东西运送通道;详细如主缆架起、索夹、吊索装置、钢箱梁吊装、主缆防护等。

   2 施工猫道参数

   所规划的猫道面层距离主缆空载中心线形下方1.5m,宽度设置为4m,使用3跨接连性结构,并且跨径与桥型坚持共同性,总的猫道面长值大致为1790m,其猫道布置图如图1所示。

   从承重结构方面剖析,要求面层生疏钢丝绳、门架支承钢丝绳一起构成,前者挑选48mm(8根)、后者挑选48mm(2根),并且经过斜拉绳完结空间结构的构建;扶手也以钢丝绳为准,在此无须对承重受力状况过火重视,只需以36mm钢丝绳(2根)即可;横向天桥10道(北1道、中7道、南2道,每道距离149m);猫道的面层选用步行网、承重网、防滑木一起完结。

   其次,该桥跨过水道水运,所以,在猫道的体系设置中,要求在水平方向经过横向天桥、天桥两边穿插钢丝绳一起充任抗风缆绳,并且不再设置抗风缆绳。其间的猫道绳子参数、风速参数如下所述:

   在猫道绳子参数方面包含:①承重绳(单条8*36SW+IWR,弹性模量为120GPa,强度为1960MPa,最小破断力1560kN,单根承重索金属面积为0.001142m2);②门架支承索(单条8*36SW+IWR);③扶手绳(单条6*37SW+IWR,弹性模量为120GPa,强度为1870MPa,最小破断力773kN,单根承重索金属面积为0.000615m2);留意在这些单条绳子方面皆需与其它进行触摸。

   在风速参数方面,首要以施工地址为准,该桥处水面开阔,地表粗糙,一般的系数为0.14,根本风速6级,约为13.0m/s,与地上距离20m,依照经历数据每百年可遭受10min最大风速可至41.4m/s,施工阶段约在最高处的风速以每30年遇一次38.1m/s的均匀风速为准。

   3 抗风安稳实验

   以有限元软件作为东西,对其结构进行非线性剖析;详细是依照风洞实验,对猫道三分力系数进行精准测定,核算风荷载呼应、点评、品格振荡安稳性。

   测力体系以五重量应变天平、供桥直流稳压电源、数据收集、剖析体系一起构成;实验阶段,模型、天平相连,方向竖直,天平根部、风洞转盘相连;在改换模型实验角的前提下,对风速10m/s状况下的攻角进行测验,以-20到+20度为准,距离操控在1度。在横桥向均匀风场,气动力来自横、竖桥向,包含气动转矩;可经过对气动力的分化,如笔直分力FV、FH,力矩MT。其气动力分化示意图如图2所示。  若设H为横桥向,D为顺风向阻力、L为升力、V为竖向气动力,MT为气动转矩;就能够依据气动力系数C完结公式界说:比方,横桥向气动力就能够表明为CH=Fh/(qwAH);以此类推,而其间的qw便是流动压,是空气密度、来流速度的乘积的一半。最终就能够依据实验进行三分力系数随风攻角改变的相关的曲线图。具本如图3所示。

   第四,经过静力三分力系数曲线图,就能够认识到索结构在常风效果之下的静力安稳问题,另一方面,本次研讨中的大桥施工猫道建模后的结构强度验算实践是需求依照恒载、活载、施工阶段风荷载的合来一起完结,这样就能够核算出相关的工况。比方,在某工况状况下,承重绳均匀轴力为333.673,破断力为1560kN,其安全系数便是4.675。顺次类推即可得到门架绳的安全系数为2.089;依照绳子轴力散布状况看,大体上若能够在均匀轴力水平方面大于3,则归于抗风安稳性牢靠规模。

   4 猫道抗风安稳性剖析

   经过上述实验获取静力三分力系数,然后对猫道所受的风荷载进行核算,尤其是在强风的效果之下,其变位是十分的大的,在这种变位的效果之下,会导致其风攻角发作相应的改变,其所受风载荷必定也会遭到必定的影响,所以所核算出的猫道抗风安稳性使用于非保存的、几许非线性。对猫道的抗风安稳性进行核算,实质上便是对索结构在定长风效果下的静力安稳问题予以评论,对本文所述大桥悬索桥猫道使用有限元法进行建模,对猫道在风载组合下打开结构强度验算,分别对①恒载+最大阵风荷载组合;②恒载+活载+施工阶段风荷载两种组合工况之下,考虑扶手绳参加受力以及不参加受力状况下的主跨单元均匀轴力及安全系数进行核算。

   经过对核算结果进行剖析发现,本文所规划的绳子轴力剖析从全体上来讲是一种抱负散布状况,均匀轴力水平能够很好的满意安全系数大于3的要求,由此也能够看出,本文所规划的猫道在横桥向风的效果之下,其抗风安稳性是安全的。

   5 猫道施工关键技能

   首要,在猫道构件加工方面,承重结构最为重要,需求经过专业化的厂家进行定制与加工,要求挑选承重索合计20根;而其他构件可实施自行加工;留意在加工进程中,因为钢丝存在弹性变形,所以,需求对其非弹性变形进行削减,以下降对索垂度的影响;详细的办法是以预张拉为主;再依照规划要求进行下料、加工;一般状况下,关于预张拉荷载的挑选,能够以破断力的1/2为准,要求时刻挑选1小时为宜,频率为2次;留意对场所、温度的挑选与操控。

   其次,锚固的体系装置;猫道索一般在两锚碇上进行固定,其间的承重索、扶手索的固定,应该以锚碇前锚室平锚块预埋件为准;门架承重索也是如此;留意在锚固体系之中,锚梁、锚箱宜挑选精轧螺纹钢;在装置之前,要做好各种构件的准备作业,然选用塔吊东西,进行吊装就痊装置;要求人与机器密切合作,比方,关于销轴的衔接,就要求人工完结。留意在吊装中的防滑处理能够彩铁线绑扎法;还有相关的垫圈、螺母装置等,都要做到墨守成规,完全齐备。

   第三,牵引体系的装置包含卷扬机、钢丝绳、拽拉器,选用串接办法。比方,在本次研讨中的大桥,为了完结南北锚的牵引架起,就经过各种钢丝绳、主缆索股一起完结牵引架起。牵引体系归于单线往复式的作业办法,因而会涉及到主索鞍吊架、散索鞍吊架以及油轮组等。然后,能够进行承重索的装置,以下降牵引力,在整个进程中,以托架合作牵引施工为主。

   第四,在完结以上过程之后,能够经过对猫道承重索进行调整来进行合理施工;比方次序的调整方面。就要在承重索架起完结后,对上下游戏外侧的2根索进行调整,首要是以丈量、监控指令为根底打开详细调整,然后进行其它承重索的符号,再进行缓缓慢的移动与初调,以使其到达适合方位。此次的调整办法中,挑选全站仪为东西,进行提早丈量,包含中点笔直度、中跨跨径、温度等;需求留意的是此次研讨中的差错规模或许答应差错以操控在50mm以内为准。

   第五,便是关于承重索线形施工的监控,如几许线型规划线型之间的符合度,自在悬挂的线型是否是悬链线型;关于猫道线形的核算,首要是在水平方位、标高方位的理论长度的核算与数据记载,并为备检做准备,其间所考虑的要素在于对承重索非弹性变形的值的操控;还有便是对承重索架起、垂度的调整的监控,以及调整次序、相关规范等的监控;最终便是关于门架、托滚、隶属设备方面的装置与监督。最终一个过程看似技能含量低,但全体上是对前面的一切猫道施工的美化、完善与装修,包含水、电、安全标志、消防等各个根底的体系化完善。

   6 结束语

   总归,在新的年代就要坚持与时俱进、因时制宜,尤其是应该以可持续开展的理念作为辅导准则,真抓实干,做好各项根底性的建造作业。经过上面的剖析能够看出,在大桥建造中,猫道规划与施工的重要功能及效果;并且,在实践的作业中往往会因各种要素的影响而呈现一些问题,所以,需求针关于这些问题进行详尽评论、深入剖析,然后做好它的规划与关键技能使用,比方,关于承重钢丝的核算弹性模量、实践弹性模量的运算与调理应该操控在合理规模内,以削减差错造成了违背;还有承重索的施工线形准确操控,以及对立风安稳性的操控等。

   参阅文献:

   [1]杨海洋,钟铁毅,夏禾等.铁路悬索桥纵向非共同鼓励地震呼应剖析[J].振荡与冲击,2014(22).

   [2]杨海洋,钟铁毅,夏禾等.中心扣对大跨度悬索桥地震呼应影响及机理研讨[J].铁道学报,2015(5).

   [3]诸葛萍,章子华,汪思聪,等.大跨悬索桥CFRP主缆-索夹界面抗滑移功能[J].西南交通大学学报,2014(2).
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