山区大跨径悬索桥加劲梁轨索滑移法架设及控制技术

发布时间：2019-07-13 09:13

【摘要】：随着经济的高速发展和桥梁建造技术的进步,山区悬索桥的跨径不断增大,为了提升山区大跨度悬索桥加劲梁的架设效率,本研究以湖南矮寨大桥为工程实例,提出了架设悬索桥加劲梁的新方法,通过理论分析、关键结构设计研究及节段足尺模型试验,论证了新方法的可行性,并最终成功将该方法应用于矮寨大桥施工中,采用新方法架设大幅度缩短了工期,提升了效率；为悬索桥加劲梁的架设和控制提供了新的方法。对悬索桥加劲梁架设方法进行了探索,在架空索道和高空悬挂运输的启示下,提出了悬索桥加劲梁架设的新方法一轨索滑移法；利用有限元方法对整体顶推方案和单节段牵引方案进行了模型分析,拟定采用单节段牵引方案；提出了吊装后加劲梁连接新方法—窗口铰接法,并以矮寨大桥为工程背景,研究了窗口铰接法在加劲梁架设阶段和桥面板安装阶段的施工控制方案。运用挠度理论分别对主缆与轨索组成的双层索系,初张拉阶段和活载阶段的内力及位移进行了解析推导,并对求解过程进行了详细的阐述；通过算例分析了轨索边界约束条件、轨索初张力和温度变化对双层索系的影响；并从理论上论证了轨索滑移系统中主缆是承重结构,而轨索是作为支承结构,充分利用主缆承重能力大的优点,利用轨索提供灵活支承,实现安全高效的加劲梁架设。对轨索滑移法中的轨索、吊鞍、运梁车及轨索锚固系统等关键结构的构造设计进行研究。提出轨索滑移系统轨索的材料选取、几何尺寸及轨索预张力等关键结构参数的选取方案；同时从吊鞍及运梁车的设计功用及设计要求出发,对吊鞍及运梁车的结构设计优化过程进行了总结,并对工程应用的结构构造设计进行介绍；对轨索的锚固系统进行了研发设计。对轨索滑移法节段足尺模型试验的总体设计及关键结构设计进行了研究,提出了详细的结构设计方案；研究分析试验模型建造及调试测试方案,通过模型试验证明了轨索滑移系统工程应用的可行性。对工程实际应用中的牵引系统的设计进行了研究,对牵引运梁过程中的速度控制因素进行了分析,并对运梁过程中的左右幅同步牵引误差控制措施进行探索；将轨索滑移系统的在实桥中的施工架设工艺进行了阐述。
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图片说明： １．２．３逦缆索吊机架设法逡逑缆索吊最初被称为无支架吊装，是我国７０年代在大江大河上安装拱桥节段独创的逡逑一种架设方法。由于在江河中无需搭设支架，后来得Ｗ广泛应用［２７］ＰＳ１。近年来，，由于地逡逑形条件的限制或者工程资金的制约，我国修建的多座钢巧加劲梁悬索桥采用了缆索吊机逡逑架设法进行加劲梁的施王架设，，如中重庆薇公岩长江大桥口９］［ｗ］、西藏角笼项大桥Ｐｉ］、逡逑重庆万州长江二桥、贵州北盘江大桥【３２］口３］和沪蓉西四渡河大桥口４］等，其中重庆潖公岩长逡逑江大桥最大吊重约３００吨。逡逑缆索吊机架设法示意如图１－２所示。缆索吊系统主要由绳索系统、起重跑车系统、逡逑错固系统和机械电气系统等组成。其中绳索系统由承重索系统、起吊索系统和牵引索系逡逑统兰部分组成；起重跑车系统由跑车、上挂架、下挂架和支索器组成。跑车是栟索吊系逡逑统的中枢系统，实现了受力转换、行走两大功能。跑马两端与牵引索相连，在牵引索的逡逑作用下，前后行走，通过滑轮与承重索联系，把起吊索受力传与承重索。上挂架通过挂逡逑架长轴与跑车连接，下挂架通过承重索在上、下挂架的滑轮组间的走线实现连接，下挂逡逑架与被吊设备相连。支索器是为了解决起重索与牵引索的下垂而设置，并与跑车连接在逡逑一起，随跑车运行而相应的合龙或打开。逡逑．．．逦承重蒙逦二逡逑
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图片说明： 操纵台集中操作。桥面吊机形式《采用单臂架全回转式起重机，起重机间转部分通过回逡逑转大轴承支承在下车底盘上，底盘的支承腿和起重机的爬行装置连接，起重机在爬行机逡逑构推动（或牵引）下可沿轨道移动。桥面吊机悬臂拼装架设法示意如图１－３所示。逡逑桥面吊机架设法是大跨径斜拉桥常用的施工方法，如我国的上海南浦大桥、杨浦大逡逑桥、南京长江二桥、南京长江Ｈ桥和苏通大桥等等。在斜拉桥施王中，桥面吊机通常由逡逑内外主巧架及平联构件组成的受力框架、行走机构、错固系统、液压提升机构及桥面板逡逑吊机构成组成。同时该架设方法也是大跨径钢巧加劲梁悬索桥常用的施工方法，如曰本逡逑的关口大桥、因岛大桥、大鸣口桥、懒户大桥和明石海峡大桥等。逡逑主班逡逑切邋Ｉ逡逑桥面吊化逦力口劲梁邋ｉ邋＾逡逑，邋１逡逑＇扣片逡逑图１－３桥面吊机悬臂拼装架设法示意图逡逑桥面吊机悬臂拼装架设法的优点是加劲梁的架设方向为从两侧索塔向主跨跨中方逡逑向对称施工，对桥位地形环境的适应性强，而且施工设备较少，施工场地紧凑，工作效逡逑率较高。这种架设方法对机械化程度要求较高，在我国大跨径钢巧加劲梁悬索桥建设中逡逑代表桥梁为巧陵河大桥ＰＷＷｌ。逡逑桥面吊机悬臂拼装架设法Ｗ己安装加劲梁作为支承，较好的利用了悬索桥主缆承载逡逑能力大的特点
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U445.46;U448.25

【参考文献】

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本文编号：2514023