大跨独塔斜拉桥的自振特性测试与分析
V ol120 N o14公 路 交 通 科 技2003年8月JOURNA L OF HIGHWAY AND TRANSPORT ATION RESEARCH AND DEVE LOPMENT 文章编号:1002Ο0268(2003)04Ο0041Ο03
大跨独塔斜拉桥的自振特性测试与分析
王振阳,叶贵如,徐 兴
(浙江大学土木工程系,浙江 杭州 310027)
摘要:宁波招宝山大桥是一座跨径较大的独塔斜拉桥,结构形式较为复杂。本文介绍了桥梁自振特性的现场测试情况,建立了基于实体退化单元的三维有限元分析模型。通过计算和测试结果的比较说明环境随机振动法的适用性和计算分析方法的准确性,同时也说明了招宝山大桥在运营状态下动力特性符合要求。
关键词:自振特性;实体退化单元;环境振动;斜拉桥;有限元
中图分类号:U448127 文献标识码:A
Modal Mea surement and Analysis of LongΟspan CableΟstayed Bridge with Single Tower
WANG ZhenΟyang,YE GuiΟru,XU Xing
(Department of Civil Engineering,Zhejiang University,Zhejiang Hangzhou 310027,China)
Abstract:Zhaobaoshan Bridge in Ningbo is a longΟspan cableΟstayed bridge with single tower and it is very complex in structural style.
In this paper,how to measure the vibration characteristics is introduced,and a3D finite element m odel based on the degenerated s olid elements is established.The applicability of the measurement methods and the accuracy of the analysis can be proved by the comparis on between the results of calculation and the results of measurement.And the results als o show the dynamic characteristics of Zhaobaoshan Bridge in service meet with the specific requirements.
K ey words:Vibration characteristics;Degenerated s olid elements;Ambient vibration;CableΟstayed bridge;Finite element method
0 引言
宁波招宝山大桥位于宁波市甬江入海口,其主桥为带有协作体系的双索面预应力混凝土独塔斜拉桥,主跨258m,其跨径布置为7415m+258m+102m+83m +4915m,总长567m,桥面宽2915m。
为了检验大桥在运营阶段能否满足设计与规范的要求,需对其进行成桥后的监控,本文涉及的自振特性测试也是其中的一部分。作为一座大跨度的新型斜拉桥,实测其自振特性可以对理论计算得到的固有频率和振型进行校核,从而完善计算力学模型,这对分析桥梁结构的抗风抗震能力是很重要的,同时也积累了这方面的工程实践资料。
1 现场测试情况
111 测试方法
动力特性测试采用环境随机振动法。桥梁结构由于环境随机荷载(如风荷载,水流等)激振将引起微小的振动响应,在选定的测点上安装低频加速度计,由CRAS数据分析系统记录振动信号,再用结构动力分析软件对信号进行处理和分析。数据采集过程流程图如图1
。
图1 数据采集过程流程图
112 测点布置
参照理论计算的振型特征,共选取9个测试截面(见图2),每个截面在上下游分别安装一个加速度计,共18个。这次测试主要针对主梁的竖向振动,所以加速度计都竖向安装。
113 测试参数
图2 桥梁立面图与测点布置图
本次试验采样频率为25H z ,采样长度为2048点,
取8次平均,相当于对10min 时间长的信号进行平均。由于采样长度为2048点,可得到800条有效谱线,频率分辨率为010122H z 。2 自振特性分析方法211 实体退化单元
实体退化单元[1]由徐兴提出,该单元从8Ο20节点三维实体等参元出发,直接引进梁、板、壳等的基本假定,形成了退化单元系列:中厚板单元、K irchhoff 板单元、膜单元、空间梁单元、索单元等。它们均是协调单元,只有线位移自由度。其突出的优点是单元列式简单划一,各类退化单元间及与实体单元连结十分方便。同时,利用该单元可以较好地描述结构的受力特征。
在计算单元刚度或质量矩阵时,引入分区域积分的概念[1,2],从而使得一个单元中的材料可有多种,因此能用较少的单元精确地描述结构的几何形状。对于层合结构、复杂的箱形、T 形结构的总体分析十分简单有效,计算精度完全能够满足工程需要。212 计算模型建立
利用基于实体退化单元系列的US AP 结构有限元
分析程序,建立招宝山大桥主桥空间有限元模型,如图3所示。其中,主梁、桥塔和桥墩分别采用实体退化的板单元或实体退化的梁单元,斜拉索采用杆单元,并考虑斜拉索垂度的非线性影响其弹性模量用Ernst 公式进行修正。单元离散情况:主梁横桥向划
分为9个单元,梁高方向1个单元,主梁纵桥向主要
按施工节段共划分124个单元。主梁共划分124×9=1116个单元,斜拉索划分102个单元,主塔(包括横梁和塔体)划分为88个单元,桥墩与支座划分为166个单元。全桥共1472个单元,11060个节点。
招宝山大桥经过局部拆除和重建,截面形式较为复杂:在有索区保留的主梁采用在梁体闭口箱内加设劲性骨架,外包混凝土小纵梁加固;在重建节段采用双箱单室断面;在过渡区和协作跨采用双箱双室的断面。为了减少单元数目,较好地描述截面的几何形状,降低计算工作量,在单元内部划分成多个积分区域,见图4、图5。图5显示了有索区保留段主梁横截面单元划分和单元内积分区域的划分情况,如③号单元内部划分为顶板、底板、腹板和2个加固小纵梁共5个积分区域
。
图3 US AP
建立的招宝山大桥分析模型
图4
斜拉桥主梁横截面单元划分
图5 有索区保留段横截面单元划分
3 测试结果与计算结果比较分析
实测所得斜拉桥的自振频率值以及对应的振型特
点见表1,计算值也列在表中。表中将振型分为主梁和
塔的4种振动形态(由于传感器在主梁上竖上安装,其它振动形态在表中未予列出),其实各阶实测振型都是
公路交通科技 2003年 第4期
由这几种振动形态组合而成的,打勾代表这种振动形态占主要地位。图6
中给出了较有代表性的几阶振型。
图6 斜拉桥振型图
斜拉桥的自振频率与振型(实测与计算比较)
表1
实测阶次计算阶次频率(H z )
振型
实测值计算值梁竖弯梁扭转塔纵弯塔扭转11014637014308√24016618017454√35110015110194√
47110498110787√√
510111474111862√611113813113055√
718116317116745√√819116*********√√
923119260118191√1028212736212103√√1129213200213687√1235217051216800
√√
从测试结果与计算结果的比较可以看出:
(1)实测与计算的第1阶频率值符合得较好,实测值稍大,从图6①可以看出第1阶自振频率主要是主梁主跨的竖向振动。
(2)从表1看出计算的第2、3阶振型没有被测到,这是因为加速度计是在主梁上竖向布置,而图6②和图6③表明,计算第2阶振型是主梁的横向弯曲振动,计算第3阶振型是主塔的横向弯曲振动,所以它们没有被测到。同时,从没有给出的振型图看,计算的第6阶也是主梁的横向振动,第8、9阶主要是桥墩的局部振动,所以也没有被测到。而计算结果的第1～10阶振型中以主梁竖向振动为主的振型频率都
被测到了,没有漏掉一个。
(3)更高阶的自振振型,各种振动形态耦合得更为复杂,但从表1中的比较来看,实测和计算频率值的符合程度是很令人满意的。4 结论
(1)宁波招宝山大桥的自振特性测试采用了环境
随机振动的测试方法,所得各阶振动模态分阶清楚,该方法非常适合于大跨度斜拉桥的自振特性测定。
(2)大桥的有限元模型分析采用基于实体退化单元系列的US AP 结构分析程序,计算和实测结果基本吻合,精度较高,说明有限元模型单元的选取和划分及约束处理较为合理,该模型较好地模拟了桥梁结构的实际情况,可以应用到更为复杂的计算分析中。
(3)从测试结果和计算结果的比较可以看出,招宝山大桥在运营状态下动力特性正常,动力刚度符合要求。
参考文献:
[1] 徐兴,凌道盛.实体退化单元系列[J ].固体力学学报,2001,
22(专辑):1-11.
[2] 叶贵如.斜拉桥非线性有限元计算和施工过程分析[D ].浙江
大学,2000.
[3] 章关永,朱乐东.虎门大桥主桥自振特性测定[J ].同济大学
学报,1999,27(2):194-197.
大跨独塔斜拉桥的自振特性测试与分析 王振阳等
独塔单索面混凝土斜拉桥受力分析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/3b1769336.html, 独塔单索面混凝土斜拉桥受力分析 作者：刘旭勇 来源：《中国房地产业·下半月》2015年第10期 【摘要】本文通过有限元分析软件Midas Civil 2015对一座独塔单索面预应力混凝土斜拉桥进行计算，对其主要受力特点进行分析，为此类斜拉桥的设计提供参考。 【关键词】独塔单索面斜拉桥；调索 引言 斜拉桥按其桥塔的数目一般分为独塔式、双塔式和多塔式。独塔斜拉桥具有跨越性强的优点，可以跨越中小河流，使用最为广泛。 本文通过有限元分析软件Midas Civil 2015对一座独塔单索面预应力混凝土斜拉桥进行计算，对其主要受力特点进行分析，为此类斜拉桥的设计提供参考。 1 工程概况 主桥采用独塔单索面预应力混凝土斜拉桥，总长160m，桥面以上塔高53.0m，塔柱纵向中距3.3m。斜拉索在主梁上标准索距6.5m，主塔上1.8m，桥面宽25.4米。斜拉桥边墩墩顶处支座采用纵向无约束支座形式，梁塔采用固结形式联结。 主梁单箱三室斜腹板截面，箱梁顶宽25.16m，底板宽15.0m，悬臂长4.0m，箱梁对称中心线处梁高2.8m。标准箱梁顶板厚0.28m，底板厚0.25m，外腹板厚0.3m，中腹板为直腹板，厚0.40m。斜拉索为单索面体系，主梁上索距6.5m，主塔上索距1.8m，全桥斜拉索共有9 对，18根。索塔为钢管混凝土结构；索塔总高自桥面起为53m。主塔墩采用圆台形结构，顶 面半径2.75m，底面半径3.5m。转体施工用设备均布在承台上，承台下布置7根φ1.8m的钻孔灌注桩，呈梅花形布置，桩长40m。待转体完成后，将主墩与承台固结，形成塔墩梁固结形式。 2 技术标准 荷载：城—A级；地震烈度：7度；风速： 31.7m/s；桥面路幅宽度：0.6m（护栏）+3.0m （人行道）+8.0m（车行道）+2.2m（索锚区）+ 8.0m（车行道）+ 3.0m（人行道）+ 0.6m（护栏）=25.4m；桥面纵坡：±2.5%；桥面横坡：行车道±1.5%； 3 整体结构分析
地基动力特性测试激振法测试
地基动力特性测试激振法测试 4.1 一般规定 4.1.1 本章适用于强迫振动和自由振动测试天然地基和人工地基的动力特性，为机器基础的振动和隔振设计提供动力参数。 4.1.2 属于周期性振动的机器基础，应采用强迫振动测试。 4.1.3 除桩基外，天然地基和其它人工地基的测试，应提供下列动力参数： （１）地基抗压、抗剪、抗弯和抗扭刚度系数； （２）地基竖向和水平回转向第一振型以及扭转向的阻尼比； （３）地基竖向和水平回转向以及扭转向的参振质量。 4.1.4 桩基应提供下列动力参数： （１）单桩的抗压刚度； （２）桩基抗剪和抗扭刚度系数； （３）桩基竖向和水平回转向第一振型以及扭转向的阻尼比； （４）桩基竖向和水平回转向以及扭转向的参振质量。 4.1.5 基础应分别做明置和埋置两种情况的振动测试。对埋置基础，其四周的回填土应分层夯实。 4.1.6 激振法测试时，除应具备本规范第3.0.1条规定的有关资料外，尚应具备下列资料： （１）机器的型号、转速、功率等； （２）设计基础的位置和基底标高；
（３）当采用桩基时，桩的截面尺寸和桩的长度及间距。 4.1.7 测试结果应包括下列内容： （１）测试的各种幅频响应曲线； （２）地基动力参数的试验值,可根据测试成果按本规范附录A第A.0.1条的格式计算确定； （３）地基动力参数的设计值，可按本规范附录A第A.0.2条的格式计算确定。 4.2 设备和仪器 4.2.1 强迫振动测试的激振设备，应符合下列要求： （１）当采用机械式激振设备时，工作频率宜为3～60Hz； （２）当采用电磁式激振设备时，其扰力不宜小于600N。 4.2.2 自由振动测试时，竖向激振可采用铁球，其质量宜为基础质量的1/100～1/150。 4.2.3 传感器宜采用竖直和水平方向的速度型传感器，其通频带应为2～80Hz，阻尼系数应为0.65～0.70，电压灵敏度不应小于30V·s/m，最大可测位移不应小于0.5mm。 4.2.4 放大器应采用带低通滤波功能的多通道放大器，其振幅一致性偏差应小于3％，相位一致性偏差应小于0.1ms，折合输入端的噪声水平应低于2μV。电压增益应大于80dB。 4.2.5 采集与记录装置采用多通道数字采集和存储系统，其模燉转换器（A/D）位数不宜小于12位，幅度畸变小于1.0dB，电压增益不宜小于60dB。 4.2.6 数据分析装置应具有频谱分析及专用分析软件功能，其内存不应小于4.0MB，硬盘内存不应小于100MB，并应具有抗混淆滤波、加窗及分段平滑等功能。 4.2.7 仪器应具有防尘、防潮性能，其工作温度应在－10℃～50℃范围内。
某独塔单索面斜拉桥施工方案比选
某独塔单索面斜拉桥施工方案比选 摘要：余姚市中山路主桥是一座部分矮塔斜拉桥，本文对中山路主桥几种切实可行的施工方法进行分析，通过受力性能、经济性能等几种指标的比较，为以后类似的部分斜拉桥的施工方案的比选提供一定的参考。 关键词：矮塔斜拉桥施工方案比选 1 工程概况 本工程位于余姚市城区中部，南至四明东路，北至阳明东路，中山路主桥是连接江南片和江北片交通的一条主要交通通道。主桥为独塔单索面斜拉桥，跨径为76m+76m=152m。桥梁北侧主桥宽度为0.25m（栏杆）+4.0m（人、非混行道）+0.5m（防撞栏杆）+11.0m（机动车道）+3.50m（索区及绿化带）+11.0m（机动车道）+0.5m（防撞栏杆）+4.0m（人、非混行道）+0.25（栏杆）＝35.0m ；南侧主桥的人非混行道设置在辅道上，因此桥梁宽度为16.5m。 主桥汽车荷载等级为城市A级，设计行车速度40km/h，桥下净空≥4.5m，通航等级为四级，通航净空为55×7m。 图1 中山路主桥效果图 2 桥梁结构简介 主梁采用预应力混凝土箱梁，单箱五室斜腹板截面（图3）。箱梁宽度为26.3m。标准横隔板每6.0m布置一道，并与斜拉索索距对应。箱梁节段划分如下：0号块节段长12.0m，其余节段长度为3.95m～6.0m，标准节段重量为377.0t。最良江侧人行道板搁置在箱梁外挑悬臂梁上，悬臂梁设置间距同箱梁横隔板，标准厚度为45cm，高度为35cm~100cm，采用预制拼装。 主塔采用钢壁结构，内灌补偿收缩混凝土。桥塔外轮廓采用椭圆形截面，承台以上塔高62.7m，桥面以上塔高51.6m。整个塔柱的外轮廓为椭圆锥形状，在锚固区范围的36.5m内，桥塔中心被挖空，由两个部分椭圆通过钢横撑连接。塔尖为空心钢结构，外形为椭圆锥，高7m，与桥塔主结构最上面的椭圆形钢板焊接。主塔柱钢结构在工厂预制，现场拼装，内部混凝土通过泵送灌注。 斜拉索采用单索面扇形布置，利用中央分隔带作为拉索锚固区，在每个锚固点处横桥向并排布置2根斜拉索，横向间距塔上为0.6m，梁上为1.0m。全桥斜拉索共9对，主梁上标准间距6.0m，最长索约153m，最短索约47.3m。 中墩采用花瓶式门式墩，塔墩基础由12根直径为1.8m钻孔桩组成群桩基础。
大型桥梁主塔承台钢吊箱水下封底混凝土施工研究
大型桥梁主塔承台钢吊箱水下封底混凝土施工研究 摘要：看是简单的钢吊箱承台水下封底混凝土的施工方法、施工质量控制，对 承台施工起着至关重要的作用，如出现封底不严密、桩头处未封堵效果不好等情况，二次封堵效果不佳，为后续施工造成工期延误、经济损失。本文通过介绍大 型桥梁主塔承台钢吊箱水下封底的施工工艺，进一步梳理了施工方法和施工流程，为同类项目提供借鉴。 关键词：桥梁主塔承台；钢吊箱；承台施工 一、工程概况 某大桥单个主塔由两个独立36m圆形承台作为塔柱基础，承台防撞钢吊箱外径为41．2m的圆形双壁钢结构，壁体厚2．5m，高16m，单个钢吊箱与承台结 构形式如图1所示。 二、封底混凝土总体布置 水下封底混凝土施工总体采用多套导管拔塞法水下封底方法，采用集料斗首封。根据设计图纸要求，封底混凝土标号C25，厚3．0m，采用水下混凝土浇筑 方式，单次浇筑方量为3053m3。封底混凝土由混凝土配送中心2台HZS180搅拌 站生产，承台封底预计需25h。封底前搭设封底平台，按4m流动半径布置导管(试验室验算)。 封底混凝土浇筑强度达到80%后，抽出钢吊箱内的水，割除钢吊箱上端吊杆 并焊接固定在钢护筒侧面，防止钢吊箱上浮或下沉。拆除钢护筒、凿除桩头、封 底混凝土找平、安装承台钢筋、浇筑承台混凝土，养护至混凝土强度达到设计标 号后拆除内支撑及钢吊箱模板。 三、底板结构 钢吊箱纵横主骨架用Ⅰ45工字钢，间距1.2~1.7m，主骨架中间加劲梁用 ［20a槽钢焊接而成整体，底板用8mm钢板焊接固定在骨架底部，这样有利于骨架与封水混凝土形成整体，类似钢混组合结构，提高钢吊箱整体刚度，保证施工 时安全系数。在桩基位置开孔，孔径比钢护筒直径大100mm左右，底板按2块 制作。 1、侧板结构 钢吊箱侧板利用大块平模板改装，模板加劲板为L125×125×8角钢，间距 400×400，面板厚6mm，转角模板焊接成整体，中部模板每边2块，尺寸为 3300×9000mm；每块模板背面焊接Ⅰ28工字钢竖向加劲梁，间距为500mm。3.3 内支撑结构钢吊箱内支撑设置1道，距承台顶标高500mm处，沿侧模四周焊接 Ⅰ36工字钢，中间焊接十字钢管支撑架，其材料为D630×10mm的钢管。 2、单壁钢吊箱结构受力计算 根据拟定的方案，结合承台尺寸进行底模（见图2）、侧模（见图3）、内 支撑设计，采用MIDASCIVIL2010软件建立模型，计算结构内力和变形。计算工况有：浇筑封底混凝土、吊箱内抽空水后和承台混凝土浇筑时三种工况，在浇筑封 底混凝土时底模受力为最不利工况，吊箱内抽空水后侧模受力为最不利工况。在 两种工况转换时，底模吊杆转换为压杆，将底模反向支撑以抑制浮力。 图2底板模型图
【桥梁方案】预应力混凝土独塔双索面斜拉桥总体施工方案
目录 一、施工方案总体说明 (1) 1.编制依据 (1) 2.总体目标 (2) 二、总体施工方案 (5) 1.主桥工程 (5) 1.1.桩基施工方案 (5) 1.2承台施工方案 (12) 1.3斜拉桥主塔施工方案 (19) 1.4主梁施工方案 (36) 1.5斜拉索施工方案 (47) 2.引桥工程 (64) 2.1桩基施工方案 (64) 2.2系梁施工方案 (69) 2.3墩柱施工方案 (75) 2.4盖梁施工方案 (79) 2.5承台施工方案 (88) 2.6预制箱梁施工方案 (92) 2.7箱梁架设方案 (101) 2.8桥面系施工方案 (103)
xx市xx大桥总体施工方案 一、施工方案总体说明 1.编制依据 1.1亚行贷款xx市城市环境综合治理项目的有关招投标文件。 1.2现场调查、施工能力及类似工程施工工法、科技成果和经验；我单位为完成本合同段工程拟投入的管理人员、专业技术人员、机械设备等资源。 1.3建筑部颁布的《建筑工程施工现场管理规定》、及国家建设工程强制性标准、《建筑施工手册》等。 1.4国家、xx市有关部门颁布的环保、质量、合同、安全等方面的法律法规要求。 1.5国家、交通部现行的有关工程建设施工规范、验收标准、安全规则等。 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2-2008） 《城市桥梁养护技术规范》（CJJ 99-2003） 《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004） 《公路斜拉桥实施细则》（JTG/T D65-01-2007） 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 《公路工程技术标准范》（JTG/B01-2003） 建质【2009】87号等。
大桥主塔承台施工方案
目录 1.工程概况 (1) 1.1.工程概述 (1) 1.2.自然条件 (2) 2.基坑施工 (4) 2.1.基坑设计 (5) 2.2.承台施工工艺流程 (6) 2.3.施工道路 (7) 2.4.基坑放样 (7) 2.5.基坑开挖原则 (7) 2.6.基坑开挖、排水、凿除桩头 (7) 3.施工计划及机械设备、人员组织 (10) 3.1.工期安排 (10) 3.2.主要机械设备及人员 (10) 4.持续雨天施工措施 (11) 4.1.抢险组织结构 (11) 4.2.物资储备情况 (11) 4.3.雨季施工措施 (11) 5.与各方沟通、协调 (12) 6.安全施工 (13) 6.1.安全目标 (13) 6.2.安全用电 (13) 6.3.突涌的应急措施 (14) 6.4.应急预案 (14) 7.环境保护 (16) 7.1.环境管理体系 (16) 7.2.环境保护组织管理 (16) 7.3.防止土体污染 (17) 7.4.防止大气污染 (17) 7.5.防止水污染 (17) 7.6.防施工噪声污染 (17)
永川长江大桥32#索塔承台施工技术方案 1.工程概况 1.1.工程概述 32#索塔承台位置原地面标高为203.3～204.2m，承台平面尺寸为42×23.25m，四角是6.25m×6.25m的倒直角，厚6m。 32#索塔承台顶标高＋205.000m，承台底标高为199.000m，基坑底标高为198.700m，基坑最大深度为5.5m，开挖方量约9559m3。基坑范围内均由粉土层和砂岩组成，基坑采用分段放坡开挖的方式。其中，粉土层按1:1.50放坡开挖，基岩层按竖直开挖。 主塔承台平面图如下： 32#索塔承台平面构造图
斜拉桥主塔施工方案
2.5.（重点工程）颍河特大桥主塔塔身施工方案、方法与技术措施 颍河特大桥共设置两座斜拉索塔，均为人字形。塔身总高度为38m，分上塔柱（20.443m）和下塔柱（17.557m），上塔柱采用圆端型矩形截面，共设置七道斜拉索，下塔柱为两道独立圆端型矩形柱，与桥墩及箱梁固结。颍河特大桥主塔为本标段施工控制重点。 桥塔布置及断面如图2.5-1所示。 颍河台湾大桥主塔总体布置 主塔塔身剖面图 图2.5-1 桥塔布置及塔身断面示意 下塔柱全高17.557m，采用C50混凝土，拟定沿塔身垂直方向分4个节段，其中1～3
每个节段5m，第4节段2.557。模板系统采用3层模板翻模施工，每层模板高2.5m，外模采用定形钢模板和弧形小模板拼装而成。模板由专业模板厂家加工制造，其强度、钢度、垂直度、同心度、表面光洁度等都应满足要求，以保证其安装、拆卸方便，脱模容易。模板加工好后，应在工厂试拼，确保无误后出厂。 下塔柱为钢筋混凝土结构，无预应力，根部5m内横桥向壁厚由100cm渐变至60cm，顺桥向壁厚由150cm渐变至90cm。 在完成承台施工后，按每节5m浇筑下塔柱。每个节段的施工程序是：安装劲性骨架→绑扎钢筋→立模→验收→浇塔柱混凝土→待强、凿毛、养生→拆模、翻模。 下塔柱施工工艺流程见图2.5.1-1所示。 在主塔施工前，精确测量定出主塔的平面位置，放出模板轮廓线，用砂浆找平模板下部的标高，以保证模板的垂直度；将塔柱处承台顶面的混凝土表面进行凿毛处理，并用清水冲洗干净，以保证墩台连接的质量。 2.5.1.2.下塔柱劲性骨架施工 为满足下塔柱高空施工过程中塔柱施工导向、钢筋定位、模板固定的需要，同时方便
振动检测
３.水泵振动监测及研究 ３.１振动测量简介 振动测量时对振动量和系统振动特性进行的测量。振动量包括振动幅值、振动频率和相位；振动特性指系统的刚度、阻尼系数、固有系数、固有频率、振型和动态响应等。 泵的振动测量，通常只测量振动幅值及振动频率，并由此给出烈度级，需要时还可进行频谱分析。对泵的振动特性常用振动位移幅值、振动峰值、振动频率和振动烈度级作出评价。 振动测量的方法：按力学原理分为相对式测量法和惯性式测量法；按振动信号转换方式分为电测法、光测法和机械测振法。对泵通常采用电测法。 振动的电测法 ３.１.１振动电测法的基本测试系统，其各部分仪器种类繁多，性能也有差别，应根据不同的测试要求合理选择配套。 ３.１.２工程常用测振仪简介 工程常用测振仪由振动传感器、测振仪和记录分析仪器组成。 a)振动传感器又称拾振器，工程商常用的有位移传感器、惯性式速度型传感 器和惯性式加速度型传感器。速度型传感器除直接测量振动速度外，在把其输出电压经过积分线路与微积分线路后，还可以测量振动位移和加速度。此外，拾振器和用于噪声测量的声级计可以配套使用，测量振动。 b)测振仪也称放大器，具有显示和输出两种功能。 c)记录分析仪器常用的记录分析仪器有光线示波器、磁带记录仪、电平记录 仪和X-Y记录仪等。 ３.１.３参数测量 参数测量包括振动基本参数测量和振动特性参数测量。前者测量的参数为振动频率、振动幅值和相位；后者测量的参数为固有频率、阻尼系数和振型等。泵主要测量基本参数。 （1）振动频率的测量有以下几种方法： a、用数字式频率计直接测读频率。这种方法简便，精确度高，稳定性也较好，还可以对简谐波型以外的振动进行测量。 b、用录波比较法测频率。它是把振动波形的时程曲线记录在记录纸上，同时记录时标信号，如果时标信号为1s（即两条时标线的时间间隔为1s），则两条时标线间的完整波个数为振动频率。波形的时程曲线常用光线示波器记录。 c、用声级计和光线示波器联合测量频率，并进行频谱分析。 （2）振动幅值的测量振动幅值指位移幅值、速度值和加速度值。通常也把位移幅值称为振幅。 a、位移幅值测量：以下三种情况都要测量位移幅值。振动幅值较低，速度和加速度值大，不便使用速度和加速度传感器时，则用位移传感器测量位移幅值；某些设备或结构物需限定其振幅不超过允许值，此时就要直接测量位移幅值；需要通过测量位移进行应力计算时，则必须测量位移幅值，如水工闸门的振动问题就是如此。 b、速度值测量：如果振动频率处于中频段，且位移较小时，可用速度传感器测
广东独塔双索面斜拉桥施工方案
. 目录 一、概述 (1) 二、总体施工工艺 (2) 三、主要施工方法 (5) 1、施工准备 (5) 2、斜拉索的制作、运输、检查验收及存放 (9) 3、斜拉索提升至桥面 (9) 4、斜拉索的塔端挂设 (10) 5、桥面放索 (11) 6、斜拉索梁端安装 (12) 7、塔端软牵引 (14) 8、塔端张拉 (17) 9、斜索力调整 (18) 10、斜拉索施工注意事项 (19) 四、主要材料、机械、设备计划（全桥） (20) 五、劳动力使用计划 (21) 六、斜拉索施工进度计划 (21) 七、斜拉索相关参数 (22) 八、质量保证措施 (26) 九、安全保证措施 (27)
独塔双索面斜拉桥施工方案 一、概述 广东省***大桥为独塔双索面斜拉桥，桥跨布置为180+101+45m，索塔采用由直塔柱和斜拉柱组成，无上横梁的异型索塔，主梁采用预应力混凝土∏形梁，双向预应力混凝土结构，并采用前支点挂篮悬臂浇筑主梁混凝土。斜拉索两端均采用张拉端锚具，张拉端设在塔上；斜拉索中心线处的梁高为2.3m，斜拉索按扇形布置，塔上竖向间距1.8m,梁上水平间距6.0M，采用平行钢丝斜拉索。 主桥标准横断面布置为：1.5m（人行道）+2.0m（非机动车道）+2.25m（斜拉索布索区）+0.5m（防撞栏杆）+23.0m（机动车道）+0.5m（防撞栏杆）+2.25m（斜拉索布索区）+2.0m（非机动车道）+1.5m（人行道），总宽35.5m。 主桥斜拉索共设4×27＝108根，斜拉索为塑包平行钢丝束，钢丝采用φ7镀锌高强钢丝，钢丝排列整齐，同心绞合，外缠包带，在缠包带外挤包高密度聚乙烯护套两层（黑色和彩色）。斜拉索两端均为带螺纹的冷铸锚。斜拉索共分为PES7-127、PES7-151、PES7-7、PES7-199、PES7-223、PES7-253六种规格，最长索A27长190.923m、重12.8682t，斜拉索钢丝总重756.1539t。平行钢丝斜拉索构造见图1。全桥斜拉索布置情况见图2。 图1平行钢丝斜拉索构造示意图
郭家沱长江大桥P6主塔承台的施工工艺技术
郭家沱长江大桥P6主塔承台的施工工艺技术 摘要：本文重点针对郭家沱长江大桥P6主塔承台施工工艺技术展开了全面分析 和研究，对本次郭家沱长江大桥的施工概况进行了介绍，同时对P6主塔承台重 点施工要求进行了阐述，对P6主塔承台施工过程中的关键性施工工艺技术进行 了分析，有效提高郭家沱长江大桥的整体施工质量和效果，为后续的通车安全打 下良好的基础。 关键词：桥梁工程；主塔承台；施工工艺 郭家沱长江大桥是6纵线跨长江的重要基地工程，该大桥工程的核心区域为 快捷通车道，大桥项目建设将会推动该地区东部新城的经济快速向前发展，同时 也带动两侧区域的土地资源进一步开发，是重庆市政府为实现重庆特大空间规划 发展，以及城市化建设发展的重要工作手段。在本次郭家沱长江大桥建设施工区域，位于郭家沱周家村向南郭家沱长江道南岸区峡口镇，工程施工主线全长为 6.2km，其中包含了郭家沱长江大桥总长度为1.4km，北引道工程总长度为2.7km，其中包含了花红湾立交桥和北桥头立交桥南引道工程总长度为2.2km，包含峡口 立交桥。 1 工程概况 郭家沱长江大桥起点桩号为K2+689.209，大桥终点桩号为K4+093.009大桥全 长为1403.8m，郭家沱长江大桥主桥使用的是单孔悬吊双塔三跨连续钢结构，跨 径总长度为870m，两岸区域引桥采用的是预应力混凝土连续箱梁结构，北引桥 跨境为4×43m，南引桥跨径为3×43+4×43m。 2 P6主塔承台施工特点 P5、P6桥塔基础施工，采用承台下接钻孔灌注桩施工方式，承台结构为哑铃 形状，通过使用直径为25.4m的圆形截面和17m宽度的粱体结构之间直接进行衔接，承台的总施工长度为69.5m，承台下方设置34根3.0m钻孔灌注桩，钻孔灌 注桩间距范围在6~9.8m。 在本次郭家沱长江大桥P6主塔承台施工过程中，由于承台施工属于大体及混凝土施工，为了要防止混凝土浇筑施工过程中由于水化热释放温度过大，造成混 凝土表面产生严重开裂问题，在具体的浇筑施工过程中需要采取分层浇筑施工方法，每一层混凝土的浇筑高度不能超过3m，同时为了降低混凝土浇筑工作中混 凝土内外温度差大小，可以通过使用预埋冷却管的施工方法冷却管沿着高度方向 进行设置，中间层间距为0.8m，总共分为8层距离承台底部和顶部位置高度为 30cm，冷却管的平面设置间距大小为1m[1]。 3 P6主塔承台施工工艺要求 3.1 工期要求 郭家沱长江大桥P6主塔承台施工工期，直接影响到了整个大桥工程项目的施工周期，因此必须要保证主塔承台施工在规定的时间内完成，。在工程施工过程 中必须要对工程整体施工进度进行，有效把控将P6主塔承台施工进度进行合理 规划和分解，可以将其分为月进度计划、周进度计划以及日进度计划来进行划分，对每一个施工阶段的施工质量和施工进度进行有效把控，以此来保证P6主塔整 改施工按期完成。 3.2 P6主塔承台施工要求 在混凝土施工之前，工程施工单位需要根据混凝土结构、防腐蚀、耐久性等 相关设计工作要求，制定出混凝土施工制度表保障措施，要精心选择工程施工原
斜拉桥主塔专项施工方案
目录 第一章编制说明 (4) 1.1编制依据 (4) 1.2计算说明 (5) 第二章工程概况 (5) 2.1工程规模及结构特点 (5) 2.2自然条件及施工环境 (6) 2.3主要工程数量 (7) 第三章技术特点及技术等级 (8) 3.1工程技术特点 (8) 3.2工程技术等级 (8) 第四章施工方案及施工工艺 (8) 4.1主塔施工工艺流程 (8) 4.2施工平面布置 (10) 4.3索塔总体施工方法、工序 (11) 4.4主塔测量控制 (17) 4.5劲性骨架安装 (22) 4.6钢筋绑扎 (23) 4.7模板 (26) 4.8灌注砼 (28) 页脚内容
4.9下塔柱及内模翻模施工 (29) 4.10横梁支架施工 (31) 4.11斜塔柱施工 (32) 4.12索塔预应力施工 (33) 4.13斜拉索套筒和索塔预埋件安装 (36) 4.14索塔预埋件施工 (36) 4.15索塔防雷设施 (37) 4.16施工电梯安装 (38) 第五章主塔液压自爬模设计与计算 (38) 5.1 工程概况 (38) 5.2主塔模板设计 (38) 5.3液压爬模架体的安装及正常施工程序 (41) 5.4施工方法 (45) 5.5工艺原理 (46) 5.6爬模主要性能指标及主要构件强度计算 (46) 第六章横梁支架设计及施工计算 (50) 6.1横梁支架设计 (50) 6.2下横梁支架计算 (53) 6．3斜塔柱顶撑力与劲性骨架计算 (63) 6.4 中横梁支架计算 (66) 6.5 上横梁支架计算 (68) 页脚内容
第七章施工主要机械设备和材料 (71) 7.1机械设备 (71) 7.2材料计划 (72) 7.3材料供应保证及措施 (73) 7.4材料及结构质量保证措施 (73) 第八章施工组织安排 (74) 8.1管理人员组织 (74) 8.2劳动力配置 (76) 8.3三班倒抢工的措施 (76) 8.4劳动力保证措施 (78) 第九章施工进度计划 (78) 9.1施工工期计划 (78) 9.2施工工期保证措施 (81) 9．3技术保证措施 (83) 第十章工程质量保证措施 (83) 10.1质量管理组织机构 (83) 10.2保证质量的技术管理措施 (84) 10.3工程计量管理措施 (84) 10.4材料检验制度 (85) 第十一章安全生产保证措施 (85) 11.1安全生产管理组织机构 (85) 页脚内容
发动机振动特性分析与试验
发动机振动特性分析与试验 作者：长安汽车工程研究院来源：AI汽车制造业 完善的项目前期工作预示着更少的项目后期风险，这也是CAE工作的重要意义之一。在整机开发的前期（概念设计和布置设计阶段），由于没有成熟样机进行NVH试验，很难通过试验的方法预测产品的NVH水平。因此，通过仿真的方法对整机NVH性能进行分析甚至优化显得十分重要。 众所周知，发动机NVH是个复杂的概念，包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声的主观评价等。客观地说，噪声与振动也相互联系，因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射，另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。除此之外，发动机附件（如风扇）也存在噪声贡献。本文仅考虑发动机结构振动问题，即在主轴承载荷、燃烧爆发压力和运动件惯性力的作用下，对发动机结构振动进行分析以及与试验的对比。发动机结构噪声的激励源主要包括燃烧爆发压力、气门冲击、活塞敲击、主轴承冲击、前端齿轮/链驱动和变速器激励等，这些结构振动又通过缸盖罩、缸盖、缸体和油底壳等传出噪声。 发动机结构振动分析方法简介 图1 发动机结构振动分析方法 如图1所示，发动机结构噪声分析方法包括以下几个步骤： 1. 动力总成FE建模及模态校核 建立完整的短发动机和变速器装配的有限元模型；对该有限元模型进行模态分析，通过分析结果判断各零件间连接是否完好；通过分析结果判断动力总成整体模态所在频率范围是否合理，零部件的局部模态频率是否合理，若存在整体或局部模态不合理的情况，需要对结构进行初步更改或优化。
2. 动力总成模态压缩 缩减有限元模型，得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息，用于多体动力学分析。 3. 运动件简化模型建立 发动机中的部分动件不用进行有限元建模，可作简化处理，形成梁-质量点模型，用于多体动力学分析。其中包括：活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。 4. 动力总成多体动力学分析 在定义了动力总成各零部件间连接并且已知各种载荷的情况下，对动力总成进行时域下的多体动力学分析，并对得到的发动机时域和频域下的动态特性进行评判，同时，其输出用于结构振动分析。 5. 动力总成结构振动分析 基于多体动力学分析结果，对整个动力总成有限元模型进行强迫振动分析，得到发动机本体、变速器以及各种外围件的表面振动特性，进行评判和结构优化。 实例分析 1. 分析对象 以一款成熟的直列四缸1.5L发动机为平台，针对其结构振动问题，对其进行结构振动CAE 分析，并与其台架试验结果相比较。发动机的部分参数如下：缸径75mm，冲程85mm，缸间距84mm，最大缸压6MPa。 2. 坐标定义 为了便于以后叙述，对动力总成进行了坐标定义（见图2）。
结构动力特性测试方法及原理
结构动力特性的测试方法及应用(讲稿) 一. 概述 每个结构都有自己的动力特性,惯称自振特性。了解结构的动力特性就是进行结构抗震设 计与结构损伤检测的重要步骤。目前,在结构地震反应分析中,广泛采用振型叠加原理的反应谱分析方法,但需要以确定结构的动力特性为前提。n 个自由度的结构体系的振动方程如下: [][][]{}{})()()()(...t p t y K t y C t y M =+??????+?????? 式中[]M 、[]C 、[]K 分别为结构的总体质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵,均为n 维矩阵;{} )(t p 为外部作用力的n 维随机过程列阵;{})(t y 为位移响应的n 维随机过程列阵;{})(t y &为速度响应的n 维随机过程列阵;{})(t y && 为加速度响应的n 维随机过程列阵。 表征结构动力特性的主要参数就是结构的自振频率f (其倒数即自振周期T )、振型Y(i)与阻尼比ξ,这些数值在结构动力计算中经常用到。 任何结构都可瞧作就是由刚度、质量、阻尼矩阵(统称结构参数)构成的动力学系统,结构一旦出现破损,结构参数也随之变化,从而导致系统频响函数与模态参数的改变,这种改变可视为结构破损发生的标志。这样,可利用结构破损前后的测试动态数据来诊断结构的破损,进而提出修复方案,现代发展起来的“结构破损诊断”技术就就是这样一种方法。其最大优点就是将导致结构振动的外界因素作为激励源,诊断过程不影响结构的正常使用,能方便地完成结构破损的在线监测与诊断。从传感器测试设备到相应的信号处理软件,振动模态测量方法已有几十年发展历史,积累了丰富的经验,振动模态测量在桥梁损伤检测领域的发展也很快。随着动态测试、信号处理、计算机辅助试验技术的提高,结构的振动信息可以在桥梁运营过程中利用环境激振来监测,并可得到比较精确的结构动态特性(如频响函数、模态参数等)。目前,许多国家在一些已建与在建桥梁上进行该方面有益的尝试。 测量结构物自振特性的方法很多,目前主要有稳态正弦激振法、传递函数法、脉动测试法与自由振动法。稳态正弦激振法就是给结构以一定的稳态正弦激励力,通过频率扫描的办法确定各共振频率下结构的振型与对应的阻尼比。 传递函数法就是用各种不同的方法对结构进行激励(如正弦激励、脉冲激励或随机激励等),测出激励力与各点的响应,利用专用的分析设备求出各响应点与激励点之间的传递函数,进而可以得出结构的各阶模态参数(包括振型、频率、阻尼比)。脉动测试法就是利用结构物(尤其就是高柔性结构)在自然环境振源(如风、行车、水流、地脉动等)的影响下,所产生的随机振动,通过传感器记录、经谱分析,求得结构物的动力特性参数。自由振动法就是:通过外力使被测结构沿某个主轴方向产生一定的初位移后突然释放,使之产生一个初速度,以激发起被测结构的自由振动。 以上几种方法各有其优点与局限性。利用共振法可以获得结构比较精确的自振频率与阻尼比,但其缺点就是,采用单点激振时只能求得低阶振型时的自振特性,而采用多点激振需较多的设备与较高的试验技术;传递函数法应用于模型试验,常常可以得到满意的结果,但对于尺度很大的实际结构要用较大的激励力才能使结构振动起来,从而获得比较满意的传递函数,这在实际测试工作中往往有一定的困难。 利用环境随机振动作为结构物激振的振源,来测定并分析结构物固有特性的方法,就是近年来随着计算机技术及FFT 理论的普及而发展起来的,现已被广泛应用于建筑物的动力分析研究中,对于斜拉桥及悬索桥等大型柔性结构的动力分析也得到了广泛的运用。斜拉桥或悬索桥的环境随机振源来自两方面:一方面指从基础部分传到结构的地面振动及由于大气变化而影响到上部结构的振动(根据动力量测结果,可发现其频谱就是相当丰富的,具有不同的脉动卓越周期,反应了不同地区地质土壤的动力特性);另一方面主要来自过桥车辆的随机振动。
独塔双索面混合梁斜拉桥斜拉索安装施工方案[优秀工程方案]
赣州市飞龙岛大桥 斜拉索安装 施 工 方 案 编制： 审核： 审批： 柳州欧维姆工程有限公司
一、工程概况 飞龙岛大桥位于赣州中心市区的西部,连接河套老城区和章江新城区.起点为客家大道,由南向北跨越章江南大道、章江、飞龙岛、章江北大道,连接文明大道与扬公路交叉口,止点为交叉口以北100米,工程总长1449.761米,其中主桥长230米,引桥长565米,接线道路长624.761米,桥下道路长373.35米.主要工程内容：桥梁工程、道路工程、排水工程、交通工程、照明工程.全桥共21个墩台,南岸引桥0号到7号墩,第一联(0号到2号)2x30米整幅桥,单箱双室;第二联(2号到7号)30+2x35+2x30米连续梁,为双幅桥, 单箱双室.北岸引桥10号到21号,第四联(10号到14号)4x30米连续梁,双幅桥,第五联(14号到19号)30+2x35+30米连续梁,为双幅桥,第六联(19号到21号)2x30米整幅桥. 主桥为独塔双索面混合梁斜拉桥,主桥长230米,主跨150米,采用不对称布置,即150+(45+35)=230米,其中长128.5米为钢箱梁,其余101.35米均为混凝土箱.主塔顺桥向为曲线型斜塔、横桥向为“A”型,顺桥向：索塔塔背为圆曲线.塔高承台以上为87米,桥面以上为70.823米. 斜拉索采用空间双索面,每索面共9对斜拉索,全桥共36根斜拉索.斜拉索采用ф7米米镀锌平行钢丝,外挤双层PE,内层为黑色,外层为彩色,钢丝标准强度 =1670米pa.斜拉索规格共8种,即：61ф7,73ф7,91ф7,109ф7,121ф7,127фf pk 7,151ф7,187ф7.斜拉索在主梁处最小倾角28.5°,最大倾角61.7°.斜拉索锚具采用冷铸墩头锚,梁端及塔端锚具均采用张拉端锚具.
斜拉桥施工-主塔爬模
第七节区间斜拉桥施工 一、概述 该桥是本合同段高架桥群第六联，起止里程为K23+242.673～K23+452.673，桥跨布置为108m+66m+36m的钢筋砼箱梁结构，由28对斜拉索悬挂于主塔上，跨越清河和立军路，位于R=400m的曲线上。清河河宽60m 左右，常水位在0.7m～0.8m。 主塔墩基础采用钻孔灌注桩，桩径φ2.0m，共布置15根；边墩及辅助墩均采用板式桥墩，基础采用φ1.5m钻孔桩，每墩下设4根桩基础。 主塔采用A形塔，塔高65m，为钢筋砼箱形结构，其顺桥向壁厚120cm,横桥向壁厚60cm，塔柱顺桥向顶宽4m，底宽5m，横桥向塔柱宽2.2m，下横梁与承台联为整体，横梁高6.5m，承台顶以上30m处设上横梁一道，梁高2m，上下横梁都是箱形空心结构。预心力采用φj15钢绞线和φ32筋，OVM系列锚具。 主梁为预应力钢筋砼箱梁，梁高2.6m，全长210m，纵向设62个横隔板，除主塔中心处三个横隔板间距为3m外，其余间距均为3.5m，横向为单箱双室截面；主梁顶宽11m，顶板厚25cm，底板宽5m，底板厚30cm，中腹板厚40cm，外腹板厚35cm，内腹板厚25cm，翼缘板厚为80cm。主梁采用双向预心力，纵向预心力体系为高强低松驰钢绞线R y b=1860MPa，松驰率≤2.5%；为平衡斜拉索的竖向分力，斜腹板上布置竖向预应力粗钢筋，轧丝锚体系，纵向预应力采用φj15钢绞线，OVM系列锚具，支座采用盆式橡胶支座。 斜拉索采用φ7mm镀锌平行钢丝索，外包双层PE护套，钢丝标准强度R y b=1670MPa，梁上索距7m，塔上索距2m。主要工程数量见表3-7-1。
简支梁振动系统动态特性综合测试方法分析
目录 一、设计题目 (1) 二、设计任务 (1) 三、所需器材 (1) 四、动态特性测量 (1) 1.振动系统固有频率的测量 (1) 2.测量并验证位移、速度、加速度之间的关系 (3) 3.系统强迫振动固有频率和阻尼的测量 (6) 4.系统自由衰减振动及固有频率和阻尼比的测量 (6) 5.主动隔振的测量 (9) 6.被动隔振的测量 (13) 7.复式动力吸振器吸振实验 (18) 五、心得体会 (21) 六、参考文献 (21)
一、设计题目 简支梁振动系统动态特性综合测试方法。 二、设计任务 1.振动系统固有频率的测量。 2.测量并验证位移、速度、加速度之间的关系。 3.系统强迫振动固有频率和阻尼的测量。 4.系统自由衰减振动及固有频率和阻尼比的测量。 5.主动隔振的测量。 6.被动隔振的测量。 7.复式动力吸振器吸振实验。 三、所需器材 振动实验台、激振器、加速度传感器、速度传感器、位移传感器、力传感器、扫描信号源、动态分析仪、力锤、质量块、可调速电机、空气阻尼器、复式吸振器。 四、动态特性测量 1.振动系统固有频率的测量 （1）实验装置框图：见（图1-1） （2）实验原理： 对于振动系统测定其固有频率，常用简谐力激振，引起系统共振，从而找到系统的各阶固有频率。在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过振动曲线，我们可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有
频率。 （图1-1实验装置图） （3）实验方法： ①安装仪器 把接触式激振器安装在支架上，调节激振器高度，让接触头对简支梁产生一定的预压力，使激振杆上的红线与激振器端面平齐为宜，把激振器的信号输入端用连接线接到DH1301扫频信号源的输出接口上。把加速度传感器粘贴在简支梁上，输出信号接到数采分析仪的振动测试通道。 ②开机 打开仪器电源，进入DAS2003数采分析软件，设置采样率，连续采集，输入传感器灵敏度、设置量程范围，在打开的窗口内选择接入信号的测量通道。清零后开始采集数据。 ③测量 打开DH1301扫频信号源的电源开关，调节输出电压，注意不要过载，手动调节输出信号的频率，从0开始调节，当简支梁产生振动，且振动量最大时（共振），保持该频率一段时间，记录下此时信号源显示的频率，即为简支梁振动固有频率。继续增大频率可得到高阶振动频率。
独塔单索面斜拉桥主塔稳定性分析
独塔单索面斜拉桥主塔稳定简化分析 郭卓明 李国平 袁万城 上海城建设设计院 同 济 大 学 摘要：由于悬吊桥梁采用索塔支撑，其主塔往往须承受强大的轴向压力，因此其稳定是一个比较突出的问题。尤其独塔单索面斜拉桥在空间受力和稳定性方面都相对比较薄弱，对其进行稳定性分析更显必要。本文在对其主塔受力的适当简化之后，分别对其弹性及弹塑性稳定进行了简化分析，在传统的弹塑性稳定内力分析的基础上提出了一种独塔单索面斜拉桥主塔弹塑性稳定分析的简化方法。并以两座独塔单索面斜拉桥为背景做了算例，分析结果表明本文采用的简化分析方法是可行的。 关键词：独塔单索面 斜拉桥 主塔稳定 简化分析 一、引言 国民经济的飞速发展和国家对基础设施投入的进一步加强为我国大跨桥梁的发展提供了一个良好的条件，近十几年来，斜拉桥在我国迅速发展。由于单索面斜拉桥在美学上的优势，目前采用这种形式的斜拉桥也越来越多。由于悬吊桥梁的主塔均需承受巨大的轴向压力，而且随着桥梁跨度的增大，主塔也越来越高，结构越来越柔，其稳定问题成为一个非常突出的问题。尤其是其侧向稳定在设计时更需特别注意。 结构的稳定是一个较为经典的问题。从1744年欧拉的弹性压杆屈曲理论，到1889年恩格赛的弹塑性稳定理论，到Prandtl, L.和Michell, J. H. 的侧倾稳定理论，再到李国豪教授、项海帆教授等对桁梁桥、拱桥稳定的研究[1]以及近来国内外许多学者对各种具体结构稳定的研究，稳定问题在理论上已经比较成熟。在斜拉桥的稳定方面，1976年Man-chang Tang 提出了弹性地基梁的屈曲临界荷载估算法，葛耀君[5]用能量法分析了斜拉桥的面内稳定，此外樊勇坚、李国豪以及钱莲萍等都提出过各种实用计算方法，但都是仅限于弹性稳定的简化分析，且基本集中于主梁的稳定。对于弹塑性稳定，最近谭也平、景庆新[2]等都用有限元的方法进行了分析。稳定问题在计算方法上经历了经典的平衡微分方程方法、能量法等简化方法和有限元的数值计算方法这三个阶段，目前众多的研究尤其是对弹塑性稳定的研究大都集中在有限元分析上。然而在精确的有限元分析的同时，采用直观明了、概念清晰的力学简化分析，无论在对有限元分析结果的检验还是在初步设计时进行简单的估算都十分必要。本文在对独塔单索面斜拉桥主塔的受力特性进行适当简化之后，对独塔单索面斜拉桥主塔的弹性及弹塑性稳定问题分别进行了简化分析。 二、弹性稳定简化分析 考虑最一般的情况，主塔失稳方向和拉索平面成夹角β，如图（1）所示。失稳线形假定为()()v z V f z H ?=，分解到斜拉索平面内和平面外分别为： 平面内：()()()x z v z V f z H =?=?cos cos ββ 平面外：()()()y z v z V f z H =?=?sin sin ββ 主塔产生变形以后，外力功主要有拉索做功、主塔本身轴压做功和风荷载做功，其中拉索做功需考虑其在平面内的弹性支撑和平面外的非保向力作用，则由能量法可方便的导出主塔势能的总表达式：
泸州泰安长江大桥主塔承台施工技术
收稿日期)5)作者简介刘菊() ),女,山东莱芜人,工程师。 泸州泰安长江大桥主塔承台施工技术 刘 菊1 ,孔祥利1 ,王国炜2 ,高立勇 3 (1.山东高速建设材料有限公司,山东济南250014;2.山东省公路设计咨询有限公司, 山东济南 250102;3.德州市公路局,山东德州 253006) 摘要:简要介绍泸州泰安长江大桥主塔承台施工技术,重点阐述介绍了施工方案的实施,并剖析了施工控制的重点和难点。关键词:主塔;承台;施工技术中图分类号:U443.1 文献标识码:B R esearch on the ma i n to wer p ile cap construction technol ogy of Luzhou Ta i an Changjiang R iver Bri dge LIU J u 1 ,KO NG X i ang-li 1 ,W A NG Guo -w ei 2 , G A O Li -yong 3 (1.Shan d o n g H i -s pee d Co n st ru ctio n M ateri a l Co .,Lt d .,Shando ng J in an 250014C hina;2.Shando ng P rov inceH i gh way Desi gn an d Cons u lt an ts Co .,Lt d.,Shando ng J i nan 250102Ch i na;3.D e zho u C it y H i gh way Bu reau ,Shando ng Dez h o u 253006Ch i na ) Ab stract :Th is article brief ly i n troduces the m ai n to wer p ile ca p con str u ction tec hnology of Lu z hou Taian Changjiang R i ver Bridge , it expounds t h e constr u ction p lan m i p le men tati on ,and analyses the k e y and d iffic u lt po i n ts of t he constr uction con tro.l K ey word s :mai n to wer ;p il e ca p ;constr uctio n technol ogy 1工程概况 1.1基础构造 泸州泰安长江大桥主墩26# 墩处于主河道岸边,主墩基础采用桩基承台,设置4排桩(每排5根)共20根直径52.5m 的钻孔桩。承台尺寸为22150m @31130m @7100m (顺桥向@横桥向@承台高),共4929175m 3 ,属于大体积混凝土施工,重点从各个环节降低水化热,控制裂缝的出现。 1.2工程水文地质 基础地层上部为砂土与卵石质土,砂土厚度薄,结构松散。桥位处原地层被淘沙开挖后为的砂卵石自然堆积回填,沉积时间短,透水性极强,下部为饱和弱风化软质基岩。索塔基础靠近航道,基坑开挖深度大,加之砂石采集厂在该处深层开挖挠动,破坏了原状地层结构,回填层自稳性差,透水性强,基坑开挖难度大。1.3工期情况 主墩围堰顶标高为225.0m,承台施工周期内,水位与承台顶仅差1m 左右。根据全桥总体计划及长江汛期情况,计划承台于2004年4月初完工,以期为后续工程的洪期施工作好充分的准备。 2承台施工方案实施 2.1基础防护及开挖 2.1.1红土粘心墙明挖试验方法 由于承台处河床枯水期暴露,具有明挖施工的条件。开挖前先在基坑外围开槽换填红土,考虑在水中开挖,边坡跨坍严重,可能无法挖到设计标高,故开挖分三步:先将顶面1m 范围进行大开挖,然后向下开挖1.5m 后设阶梯后继续向下开挖,开槽上口宽度达10m 左右,深度为3.5m,开挖坡度为1z 1。 基础明挖过程中涌水量大,快挖到设计标高时基底出现管涌,试验证明基坑边坡需采取加固及隔水措施。2.1.2桩基帷幕围堰 经基坑涌水量和边坡稳定性分析,采用两排 560c m 的咬合钻孔素砼桩基围幕,起到稳定边坡及隔水双重作用。 在承台靠江侧距承台边15m,上、下游侧距承台边18m 、22m,三面设置两排580c m 的钻孔咬合桩,桩长8.0m ,桩底较承台底低2.0m 。桩间距1.0m ;两排桩间距23c m ,使桩之间紧密相贴。3坡脚反压墙 因为基坑地质为回填卵石砂土,尽管采取了多层阻水措施,但仍然会有少量的局部渗水通过河侧堤坝 ) ):2010027:19742.1.22