长寿长江二桥缆索吊装系统力学性能分析研究
发布时间：2021-07-16 20:59
随着我国桥梁建设的蓬勃发展,悬索桥以其线形优美、受力合理、与环境相融合等优点越来越受到青睐,而悬索桥修建过程中加劲梁的吊运安装是施工中的一个难点。对于跨越江河的悬索桥加劲梁,传统的方法会对其通航造成一定的影响,特别是在枯水期为不影响工期还需限航封航,严重影响过往船只的运输工作,对经济造成很大损失。缆索吊装系统作为一种既能垂直吊运并且能够远距离水平运输的起重装置,能够很好地克服这一点,且其具有易操作、易掌握,施工方便,无需搭设支架,对各种环境适应性强,起吊能力强等优点,因此缆索吊装系统越来越广泛地应用在悬索桥工程领域。随着桥梁施工技术的不断进步,悬索桥跨度越来越大,加劲梁节段也越来越重,因此大跨度、大吨位的缆索吊装系统的设计研究是未来发展的必然,我国在悬索桥缆索吊装系统方面起步较晚,但也进行了不断探索与研究。本文以长寿长江二桥缆索吊装系统为工程背景,针对缆索吊装系统重要组成部分进行分析研究,所作的具体分析研究工作及成果如下:1、对缆索吊装系统主索的计算理论进行了讨论,并推导了主索线形、索长和主索张力等计算公式,为后续计算分析工作提供理论依据。2、以抛物线计算理论与精确的悬链线计算理论进行...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１悬索桥建造中使用的缆索吊装系统??随着现代桥梁建设技术的不断发展，桥梁跨度也不断增大，对应使用的缆索吊装系??
?从对主桥影响角度来说，缆索起重机是几乎完全独立的一个体系，即使利用了悬索??桥的主塔作为塔架，因其在主塔顶的主索鞍是用滑轮进行主索转向，塔顶主要受竖向压??力，几乎不产生弯矩，反而会增大主塔的刚度，对主塔有利。而缆载起重机本身具有较??大自重，又是直接作用在主缆上的，对主缆与主塔都有不利影响。因为索结构的特性，??在较大荷载作用下会产生很大的变形［１１—１２］，对加劲梁段的安装也会产生一定影响。从这??点来看，缆索起重机更有优势。??／?Ｉ?Ｉ?ＩｗＭ??一—ｃ?Ｈ??图１．２悬索桥施工中使用的缆载起重机??从工作特性来考虑，缆索起重机与缆载起重机的工作侧重点不同，缆索起重机兼具??垂直运输与水平运输功能，加劲梁段在缆索起重机下任一位置，都能被运送至需要安装??的位置进行安装。而缆载起重机没有水平吊运功能，主要是进行垂直起吊工作，缆载起??重机空载状态行走至加劲梁段安装位置正上方就位固定，然后提升运至安装位置正下方??的加劲梁节段，所以缆载起重机对加劲梁运输架设条件要求极高［５Ｇ］。架设在海平面以上??或者跨越江河湖泊具有良好通航条件的悬索桥，加劲梁节段加工制作的场地可以根据需??要灵活选择，然后使用船舶等交通工具运输加劲梁段到大跨度悬索桥安装位置的正下??方，再使用缆载起重机进行垂直吊装工作。从工作灵活性来讲，缆索起重机对工作环境??的要求更低，地处山区或者通航有限制要求的悬索桥，常用缆索起重机进行吊运安装而??不能使用缆载起重机。对于悬索桥加劲梁，一般一个节段加劲梁长度和宽度都达到十几??米甚至几十米，且其重量往往会超过上百吨，尺寸和重量如此巨大的加劲梁段很难以运??送到位，或者能够运到位置却影响通航而
?第一章绪论???入營｜，｜?＿??图１．３水利工程中应用的缆索起重机??摆塔式缆机通常是将主索一端铰支在地面上，通过桅杆塔进行主索支承工作，然后??再由摆塔绞车牵引使其左右摇摆，两岸一般同步进行摆塔作业，就使得其工作覆盖范围??由直线变为矩形，但这个矩形一般都不宽￥１。平移式缆机在水利工程领域的应用最为广??泛，其塔架可以在两岸修建的平行轨道上自由移动，其工作范围也为矩形，但相对于摆??塔式缆机，其宽度较为灵活多变，根据施工需要改变轨道长度即可。轨道长度增加可以??增加矩形宽度并且扩大其工作范围。但大范围往往伴随着大成本，平移式缆机轨道越长，??其需要修建的基础的工程量就越大，其本身的构造相对也比较复杂。辐射式缆机类似于??平移式与固定式二者的结合体，一岸塔架固定，另一岸塔架可在弧形轨道上运行。辐射??式缆机工作的范围是一个扇形平面，相对于平移式缆机，辐射式缆机的基础工程量较小，??能够较为灵活的进行布置。因为水利工程中的吊运重量不大且基本恒定，且地形条件常??常比较类似，所以缆索起重机在水利工程施工领域己经基本成熟定型，也编制了相关规??范?ＧＢ／Ｔ?２８７５６－２０１２。??１．２．３缆索起重机在悬索桥施工与拱桥施工中的区别??在桥梁施工中，悬索桥与拱桥通常使用缆索吊装系统进行提升安装，缆索吊装系统??在拱桥施工中的使用时间更早，应用较为广泛，技术也更加成熟。二者在实际施工中也??有一些不同之处。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]缆索吊主索设计和简化算法研究[J]. 赵卫冬,杨昌琼,赵卫国. 公路. 2018(04)
[2]贵瓮清水河大桥千米级大吨位缆索吊构造设计[J]. 张明闪. 公路. 2018(04)
[3]重庆笋溪河大桥缆索吊装系统计算分析[J]. 杨秀刚,林早华. 城市建设理论研究(电子版). 2018(10)
[4]贵黔高速鸭池河特大桥缆索吊机荷载试验研究[J]. 于祥敏,陈德伟. 世界桥梁. 2017(06)
[5]张家界大峡谷玻璃桥加劲梁架设施工技术[J]. 郭坤,宣世艳,马亮,王刚. 世界桥梁. 2017(03)
[6]西藏通麦空间缆地锚式悬索桥主缆和钢桁梁施工技术[J]. 裴宾嘉,王忠海,雍翔,沈卢明. 中外公路. 2016(02)
[7]悬索桥加劲梁吊装过程的缆索系统计算分析[J]. 郭常瑞,卞佳. 中外公路. 2014(05)
[8]新建南广铁路西江特大桥4200kN横移式缆索吊机设计[J]. 王令侠. 铁道标准设计. 2014(03)
[9]缆索起重机主索垂度与主索及牵引索张力关系[J]. 黄扬雄,林境川,周成军. 木工机床. 2013(04)
[10]缆索吊机承载索几何非线性计算方法[J]. 韩玉,秦大燕,冯智. 公路. 2013(04)
博士论文
[1]大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D]. 唐茂林.西南交通大学 2003
硕士论文
[1]考虑材料非线性的悬索桥主缆线形控制分析[D]. 汪怡杉.重庆交通大学 2018
[2]山区悬索桥缆索吊装关键技术研究[D]. 任涵.重庆交通大学 2016
[3]千米级悬索桥缆索吊系统性能分析研究[D]. 陈璨.重庆交通大学 2016
[4]大跨径悬索桥主缆线形分析[D]. 杨坤.长安大学 2016
[5]汉阳河特大桥缆索吊装施工仿真计算分析[D]. 李飞龙.武汉理工大学 2015
[6]北碚朝阳复建桥缆索吊装系统的施工研究[D]. 任宸霄.重庆交通大学 2013
[7]缆索起重机静动态特性研究[D]. 宋振华.西南交通大学 2012
[8]悬索桥主缆施工计算的解析迭代方法[D]. 占维.武汉理工大学 2007
[9]缆索起重机的关键技术研究[D]. 李屏.西南交通大学 2006
[10]大吨位重力缆索吊装系统设计研究[D]. 周超舟.同济大学 2006
本文编号：3287753
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１悬索桥建造中使用的缆索吊装系统??随着现代桥梁建设技术的不断发展，桥梁跨度也不断增大，对应使用的缆索吊装系??
?从对主桥影响角度来说，缆索起重机是几乎完全独立的一个体系，即使利用了悬索??桥的主塔作为塔架，因其在主塔顶的主索鞍是用滑轮进行主索转向，塔顶主要受竖向压??力，几乎不产生弯矩，反而会增大主塔的刚度，对主塔有利。而缆载起重机本身具有较??大自重，又是直接作用在主缆上的，对主缆与主塔都有不利影响。因为索结构的特性，??在较大荷载作用下会产生很大的变形［１１—１２］，对加劲梁段的安装也会产生一定影响。从这??点来看，缆索起重机更有优势。??／?Ｉ?Ｉ?ＩｗＭ??一—ｃ?Ｈ??图１．２悬索桥施工中使用的缆载起重机??从工作特性来考虑，缆索起重机与缆载起重机的工作侧重点不同，缆索起重机兼具??垂直运输与水平运输功能，加劲梁段在缆索起重机下任一位置，都能被运送至需要安装??的位置进行安装。而缆载起重机没有水平吊运功能，主要是进行垂直起吊工作，缆载起??重机空载状态行走至加劲梁段安装位置正上方就位固定，然后提升运至安装位置正下方??的加劲梁节段，所以缆载起重机对加劲梁运输架设条件要求极高［５Ｇ］。架设在海平面以上??或者跨越江河湖泊具有良好通航条件的悬索桥，加劲梁节段加工制作的场地可以根据需??要灵活选择，然后使用船舶等交通工具运输加劲梁段到大跨度悬索桥安装位置的正下??方，再使用缆载起重机进行垂直吊装工作。从工作灵活性来讲，缆索起重机对工作环境??的要求更低，地处山区或者通航有限制要求的悬索桥，常用缆索起重机进行吊运安装而??不能使用缆载起重机。对于悬索桥加劲梁，一般一个节段加劲梁长度和宽度都达到十几??米甚至几十米，且其重量往往会超过上百吨，尺寸和重量如此巨大的加劲梁段很难以运??送到位，或者能够运到位置却影响通航而
?第一章绪论???入營｜，｜?＿??图１．３水利工程中应用的缆索起重机??摆塔式缆机通常是将主索一端铰支在地面上，通过桅杆塔进行主索支承工作，然后??再由摆塔绞车牵引使其左右摇摆，两岸一般同步进行摆塔作业，就使得其工作覆盖范围??由直线变为矩形，但这个矩形一般都不宽￥１。平移式缆机在水利工程领域的应用最为广??泛，其塔架可以在两岸修建的平行轨道上自由移动，其工作范围也为矩形，但相对于摆??塔式缆机，其宽度较为灵活多变，根据施工需要改变轨道长度即可。轨道长度增加可以??增加矩形宽度并且扩大其工作范围。但大范围往往伴随着大成本，平移式缆机轨道越长，??其需要修建的基础的工程量就越大，其本身的构造相对也比较复杂。辐射式缆机类似于??平移式与固定式二者的结合体，一岸塔架固定，另一岸塔架可在弧形轨道上运行。辐射??式缆机工作的范围是一个扇形平面，相对于平移式缆机，辐射式缆机的基础工程量较小，??能够较为灵活的进行布置。因为水利工程中的吊运重量不大且基本恒定，且地形条件常??常比较类似，所以缆索起重机在水利工程施工领域己经基本成熟定型，也编制了相关规??范?ＧＢ／Ｔ?２８７５６－２０１２。??１．２．３缆索起重机在悬索桥施工与拱桥施工中的区别??在桥梁施工中，悬索桥与拱桥通常使用缆索吊装系统进行提升安装，缆索吊装系统??在拱桥施工中的使用时间更早，应用较为广泛，技术也更加成熟。二者在实际施工中也??有一些不同之处。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]缆索吊主索设计和简化算法研究[J]. 赵卫冬,杨昌琼,赵卫国. 公路. 2018(04)
[2]贵瓮清水河大桥千米级大吨位缆索吊构造设计[J]. 张明闪. 公路. 2018(04)
[3]重庆笋溪河大桥缆索吊装系统计算分析[J]. 杨秀刚,林早华. 城市建设理论研究(电子版). 2018(10)
[4]贵黔高速鸭池河特大桥缆索吊机荷载试验研究[J]. 于祥敏,陈德伟. 世界桥梁. 2017(06)
[5]张家界大峡谷玻璃桥加劲梁架设施工技术[J]. 郭坤,宣世艳,马亮,王刚. 世界桥梁. 2017(03)
[6]西藏通麦空间缆地锚式悬索桥主缆和钢桁梁施工技术[J]. 裴宾嘉,王忠海,雍翔,沈卢明. 中外公路. 2016(02)
[7]悬索桥加劲梁吊装过程的缆索系统计算分析[J]. 郭常瑞,卞佳. 中外公路. 2014(05)
[8]新建南广铁路西江特大桥4200kN横移式缆索吊机设计[J]. 王令侠. 铁道标准设计. 2014(03)
[9]缆索起重机主索垂度与主索及牵引索张力关系[J]. 黄扬雄,林境川,周成军. 木工机床. 2013(04)
[10]缆索吊机承载索几何非线性计算方法[J]. 韩玉,秦大燕,冯智. 公路. 2013(04)
博士论文
[1]大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D]. 唐茂林.西南交通大学 2003
硕士论文
[1]考虑材料非线性的悬索桥主缆线形控制分析[D]. 汪怡杉.重庆交通大学 2018
[2]山区悬索桥缆索吊装关键技术研究[D]. 任涵.重庆交通大学 2016
[3]千米级悬索桥缆索吊系统性能分析研究[D]. 陈璨.重庆交通大学 2016
[4]大跨径悬索桥主缆线形分析[D]. 杨坤.长安大学 2016
[5]汉阳河特大桥缆索吊装施工仿真计算分析[D]. 李飞龙.武汉理工大学 2015
[6]北碚朝阳复建桥缆索吊装系统的施工研究[D]. 任宸霄.重庆交通大学 2013
[7]缆索起重机静动态特性研究[D]. 宋振华.西南交通大学 2012
[8]悬索桥主缆施工计算的解析迭代方法[D]. 占维.武汉理工大学 2007
[9]缆索起重机的关键技术研究[D]. 李屏.西南交通大学 2006
[10]大吨位重力缆索吊装系统设计研究[D]. 周超舟.同济大学 2006
本文编号：3287753
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