岱山官山大橋-科研項(xiàng)目建議書

岱山官山大橋二〇一二年二月第一局部、工程概述-1-第二局部、科研工程建議-2-三、施工監(jiān)控工程建議-16-四、大體積混凝土施工溫度監(jiān)控建議-25-六、鞍座滑移、溫度場、正交異性板的疲勞、橋面鋪裝及防腐蝕系列研究建議-210+580+180m雙塔單跨懸索橋，其中，牛軛島側(cè)錨碇全寬(含風(fēng)嘴)。(1)橋梁等級：四車道一級公路特大橋；(2)車輛荷載等級：公路-I級；〔3〕地震烈度：100年超越頻率4%的場地地震水平向峰值加速度為(相(4)設(shè)計時速：80Km/h;(5)橋面凈寬：雙向四車道，凈寬2×,中間帶：0.5+1.0+0.5=;右側(cè)硬路肩：2×2.5=5m,護(hù)欄：2×0.5=〔6〕設(shè)計水位：1/300頻率洪水位(85國家高程);(7)通航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：通航凈空：凈高：最高通航水位以上不小于，凈寬：單孔(8)設(shè)計根本風(fēng)速：橋位區(qū)10m高度處100年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速/s。(9)設(shè)計基準(zhǔn)期：100年。2)本橋特點(diǎn)：第二局部、科研工程建議情況的大橋、特大橋，應(yīng)通過靜載荷試驗(yàn)確定單樁承超過常用樁。2)地質(zhì)情況復(fù)雜，難以確定樁的承載力。3)有其它特殊要求的橋孔資料進(jìn)行計算得到的，但實(shí)際施工時的地質(zhì)情況與地勘報告資料會有一些出(1)通過試樁驗(yàn)證工程地質(zhì)勘察報告各土層的設(shè)計參數(shù)的合理性。(2)根據(jù)試樁結(jié)果為施工圖樁基設(shè)計〔優(yōu)化〕提供參考依據(jù)。(3)在試樁的根底上，進(jìn)一步完善鉆孔灌注樁施工工藝。自平衡試樁法(國外為0sterberg試樁法)解決了上述難題，通過利用基樁工程名稱數(shù)量及樁徑設(shè)計極限承載力〔kN〕實(shí)測極限承載能力(kN)天興洲公鐵兩用長江大橋哈爾濱松花江大橋φ甬臺溫鐵路甌江大橋φφ杭州灣大橋觀光塔平臺φ////寧德特大橋基樁承載力試驗(yàn)研究/甌南特大橋/////襄樊內(nèi)環(huán)線漢江三橋////中朝鴨綠江界河公路安徽望東長江公路大橋載力測試研究山西中南部鐵路通道汾河特大橋試樁大橋試樁/大橋試樁二、焊縫無損檢測第三方抽檢工程建議(24)《磁性基體上非磁性覆蓋層覆蓋層厚度測量一磁性法》(GB/T2、檢測總體部署法(超聲波檢測、X射線檢測、磁粉檢測)分別制定完備的檢驗(yàn)規(guī)程、評級方法、測工作，并在24小時內(nèi)向監(jiān)理工程師書面反響檢測結(jié)果。(1)對于主要受力構(gòu)件、關(guān)鍵斷裂部位和受拉構(gòu)件等部位的對接全焊透焊縫，強(qiáng)探傷能力，確保厚鋼板探傷，如X射線能力缺乏時，對于(2)全焊透角接焊縫(包括單邊坡口全焊透),應(yīng)按100%超聲(UT),25%磁粉(3)局部焊透角接焊縫，應(yīng)按100%超聲(UT),15%磁粉(MT)探傷檢查。(4)填角焊縫，應(yīng)進(jìn)行100%磁粉(MT)探傷檢查(5)抽查中發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，向其兩端加倍延伸一個片位(30cm),既加倍抽查，假設(shè)仍發(fā)現(xiàn)存在缺陷，應(yīng)對該焊縫進(jìn)行30~100%的擴(kuò)探〔6〕所有焊縫應(yīng)在焊接完成后24小時，母材公稱厚度大于40mm的焊縫必須在(7)鋼結(jié)構(gòu)試板及索結(jié)構(gòu)檢測按照合同數(shù)量、標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，及時取樣、取樣(1)材料復(fù)驗(yàn)及產(chǎn)品試板檢測1)鋼板原材料復(fù)驗(yàn)：共40組，進(jìn)行拉伸、彎曲、沖擊、五元素分析(Z向鋼《金屬材料彎曲試驗(yàn)方法》(GB/T232-1999)、《普通碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件》2)產(chǎn)品試板檢測：共3組，拉伸、彎曲、低溫沖擊、硬度、超聲和射線檢透角接焊縫，檢驗(yàn)技術(shù)等級對接焊縫B級，不熔透角接焊縫A級的超聲波檢測。焊縫的超聲波檢測必須在焊接完成24小時后，母材公稱厚度大于30mm的焊查，且略帶旋轉(zhuǎn)，掃查速度不應(yīng)大于150mm/有不小于10%的重疊。檢測橫向缺陷時，在對接焊縫兩側(cè)邊緣使探頭與焊縫中心線成10°~20°作兩個方向的斜平行掃查，且靈敏度提高6dB。采用前后，左右，轉(zhuǎn)角,環(huán)繞運(yùn)動等方式以確定缺陷的位置，方向和區(qū)分缺陷波和偽訊號。面狀缺陷，應(yīng)用A60、A45探頭前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞缺陷指示長度的測定：當(dāng)缺陷反射波只有一個高點(diǎn)且位于法測定。當(dāng)缺陷反射波又多個高點(diǎn)，且位于Ⅱ區(qū)以或以上時應(yīng)以端點(diǎn)6dB法。a.超過評定線的信號應(yīng)注意其是否裂紋等危害性缺陷特征，如有疑心時應(yīng)c.相鄰兩缺陷各向間距小于8mm時，兩缺陷指示長度之和作為單個缺陷的d.最大反射波幅位于Ⅱ區(qū)的缺陷，根據(jù)缺陷指示長度按表2-3的規(guī)定評級；f.最大反射波幅超過評定線的缺陷，檢驗(yàn)者判定為裂紋等危害性缺陷的，無i.不合格的缺陷，應(yīng)予以返修，返修區(qū)域修補(bǔ)后，返修部位及補(bǔ)焊受影響的X射線探傷是利用X射線穿透工件時，由于缺陷與工件材料對射線的衰減作檢測結(jié)果分析遵照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬熔化焊焊接接頭射線照的鐵素體鋼對接焊縫檢測技術(shù)等級B級的X射線照相。檢測裝置與膠片系統(tǒng)采用XXG2505X射線機(jī)(2臺),XXG3005射線機(jī)(2臺)天津V型工業(yè)射線膠片及配套的顯定影液，鉛箔增感屏透照方式：用K≤1.01的縱縫單壁透照法(B級)象質(zhì)計的選用與放置：用Fe10-16線型象質(zhì)計，應(yīng)放在射線源一側(cè)的工件外表且在被檢對接焊縫有效評定區(qū)一端的1/4左右處。鋼絲行適當(dāng)處理，X射線檢測必須在焊接完工24小時后，外觀檢測合格前方可進(jìn)曝光參數(shù)的選定：當(dāng)焦距為700mm時不小于20mA.min,當(dāng)焦距改變時可按平方遮擋非評定區(qū)。觀片燈的亮度應(yīng)能保證底片透過光的亮度不低于30cd/m2,盡量到達(dá)100cd/m2。2)底片質(zhì)量d.不同母材公稱厚度的對接焊縫應(yīng)滿足的象質(zhì)計數(shù)值見表2-5。a.圓形缺陷(長寬比小于等于3的缺陷)的分級。陷所評級別之和減1作為最終級別。磁粉探傷是利用被磁化的工件在其缺陷處形成漏磁場吸附磁粉顯示缺陷的嵌補(bǔ)段對接焊縫的磁粉檢測。采用主要標(biāo)準(zhǔn)《鐵路鋼橋制造規(guī)那么》磁粉檢測儀：交流磁軛探傷儀(MP-A2L,4臺),磁軛最大磁極間距上的提升力大于45N被檢測焊縫應(yīng)在焊后24小時后，鋼板厚度大于30mm的焊縫必須在焊接完成48焊縫上的每個檢驗(yàn)部位應(yīng)至少在相互垂直或近于垂直的兩個方向上分別得a.縱向磁化加橫向磁化——在垂直于焊縫走向和平行于焊縫走向的兩個方b.交叉式磁化——在與焊縫走向大致上成+45°和一45°的方種。凡長軸與短軸之比小于3的缺陷磁痕稱為圓形磁痕于3的缺陷磁痕稱為線形磁痕。磁痕的觀察和評磁痕應(yīng)當(dāng)在白光照射下進(jìn)行觀察，白光強(qiáng)度不小于10001x。用2—10倍放(5)鋼箱梁涂裝的檢測清潔度、粗糙度的檢測，油漆抽檢復(fù)驗(yàn)，漆膜厚度檢查，涂層附著力檢查：按工程量清單數(shù)量進(jìn)行取樣、抽檢，按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(GB(1)主纜錨固段鑄鋼錨錠件、主索鞍散索套、索夾鑄鋼件與附件等鑄鋼件檢測按工程量清單數(shù)量進(jìn)行取樣、抽檢，按照《一般工程用鑄造碳鋼件》(GB/T錨杯(索股錨頭)、高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲、鋅銅合金(錨頭填料):按照合同文件約定的相應(yīng)檢測數(shù)量進(jìn)行取樣、抽檢，進(jìn)行力學(xué)性能、化學(xué)分析、破斷(極限)梁纜索用熱鍍鋅鋼絲》(GB/T17101-2023)、《懸索橋預(yù)制主纜絲股技術(shù)要求》(3)吊索工程量清單數(shù)量進(jìn)行取樣、抽檢，按照《一般工程用鑄造碳鋼件》(GB/T檢測數(shù)量1五元素分析(Z向鋼板做斷面收縮率)組2的檢測拉伸、彎曲、低溫沖擊、硬度、超聲和射線檢測組43鋼箱梁的無損檢測(工廠)超聲檢測〔UT〕m磁粉檢測〔MT〕m射線檢測〔RT〕張04鋼箱梁的無損檢測〔現(xiàn)場〕超聲檢測〔UT〕m磁粉檢測〔MT〕m射線檢測〔RT〕張5鋼箱梁涂裝的檢測清潔度、粗糙度的檢測次批2點(diǎn)涂層附著力檢查點(diǎn)3檢測數(shù)量1鋼錨錠件檢測力學(xué)試驗(yàn)、化學(xué)分析、超聲檢測、磁粉檢測件12主索鞍散索套索夾力學(xué)試驗(yàn)、化學(xué)分析、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測(左右1件)套1力學(xué)試驗(yàn)、化學(xué)分析、超聲檢測、磁粉檢測、硬度檢測件8墊圈力學(xué)試驗(yàn)、化學(xué)分析、超聲檢測、磁粉檢測、硬度檢測件件鑄鋼件與附件超聲檢測、磁粉檢測、硬度檢測力學(xué)試驗(yàn)、化學(xué)分析、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測套1索夾力學(xué)試驗(yàn)、化學(xué)分析、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測套隔柵組件超聲檢測、滲透檢測組13錨杯(索股錨頭)聲檢測、磁粉檢測、個高強(qiáng)度鍍組6(錨頭填料)組1破斷(極限)載荷、延伸剖切分析縮值、錨具金分析次24吊索上、下錨具螺母、銷軸聲檢測、磁粉檢測、套高強(qiáng)鍍組1吊索靜載試驗(yàn)破斷(極限)載荷、延伸剖切分析縮值、錨具金分析次2態(tài)進(jìn)行預(yù)測與反響控制分析，對結(jié)構(gòu)線形及內(nèi)力(應(yīng)力)進(jìn)行監(jiān)測及預(yù)警，防止2.問題提出吊索的長度可根據(jù)情況在主纜架設(shè)過程中或架設(shè)完成后提供(預(yù)留一側(cè)錨具后(1)參數(shù)影響性分析計算(2)主纜、吊索無應(yīng)力索長及加勁梁理論制造線形計算(3)主塔施工控制計算(4)錨跨索股張拉力計算(5)索夾安裝位置確實(shí)定(6)加勁梁安裝線形的計算(7)吊索索力計算(8)施工階段主塔內(nèi)力和塔頂偏位計算(9)鞍座預(yù)偏值、頂推值計算(10)施工過程主纜線形及內(nèi)力計算(11)各施工階段加勁梁內(nèi)力和線形計算(12)局部細(xì)化計算(13)貓道架設(shè)監(jiān)控計算貓道是后續(xù)諸多工況施工的便道，貓道的線形一方面影響絲股架設(shè)的方便1〕監(jiān)控人員將根據(jù)錨碇的施工進(jìn)度和上部結(jié)構(gòu)施工的進(jìn)度安排，對擬定的施工2)計算架設(shè)貓道各跨承重索時塔頂?shù)奈灰坪椭魉Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)；3〕計算貓道架設(shè)完成后，塔頂?shù)奈灰婆c內(nèi)力4〕貓道改掛時進(jìn)行模擬監(jiān)控計算，以得出貓道改掛對橋期試驗(yàn)和測量數(shù)據(jù)的收集(索股鋼絲彈性模量、模量等數(shù)據(jù))和施工過程中的現(xiàn)場跟蹤測試，是施工控制主纜的初始狀態(tài)(空纜狀態(tài))正確與否，是懸索橋施工成敗的關(guān)鍵所在。對光纖光柵壓力傳感器法是將特制光纖光柵壓力傳感器安裝在局部索股張拉梁吊裝階段，每吊裝完成6段梁后，對吊索索力進(jìn)行測構(gòu)局部采用外表附著式鋼弦應(yīng)變計測量應(yīng)力。檢測儀器為配套的鋼弦頻率巡檢這些參數(shù)均對溫度變化相當(dāng)敏感。另一方面，在外界環(huán)境(日照、風(fēng)、雨等)的3.3.8幾何線形測量(1)塔頂偏位測試施工狀態(tài)的測試值與初始值之差即為塔頂偏位。塔頂偏位是一項(xiàng)重要的狀態(tài)指(2)主纜線形監(jiān)測股架設(shè)階段線形測量、測試索夾坐標(biāo)測量及加勁梁施工階主纜線形測量幾個方(3)加勁梁線形監(jiān)測關(guān)鍵部位的健康監(jiān)測系統(tǒng)能在施工過程中建立，為大橋監(jiān)測增加更多現(xiàn)代化手內(nèi)部熱量不易散發(fā)，會形成較高的水化熱溫升，高的可達(dá)40℃以上。在降溫過但影響到結(jié)構(gòu)的承載力和設(shè)計效果，而且對結(jié)構(gòu)的平安性和耐久性也有重要影量增長、抗拉強(qiáng)度增長)、外部環(huán)境條件(氣溫變化、風(fēng)(1)水泥水化熱的影響。由于水泥水化熱和混凝土本身的導(dǎo)熱性能較差，而形成較大的溫差，產(chǎn)生溫度應(yīng)力(拉應(yīng)力),當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度缺乏以抵抗(2)外界氣溫變化的影響?；炷羶?nèi)部溫度場是水化熱的絕熱溫升、澆筑(4)約束條件的影響?；炷两Y(jié)構(gòu)在變形過程中，必然受到一定的約束，阻礙其自由變形。這種約束分外約束和內(nèi)約束(自約束)。外約束指結(jié)構(gòu)的邊界控管理工作小組”,負(fù)責(zé)溫度控制工作過程中的總體協(xié)調(diào)工作及管理工作。大體積混凝土的施工溫度控制是一個計算(預(yù)測)—→驗(yàn)證(調(diào)整)—→修正計算(預(yù)測)的系統(tǒng)工程，同時也是一個動態(tài)的目標(biāo)控制問題。在開始施工之前，在全面了解實(shí)際工程概況(結(jié)構(gòu)設(shè)計、根底地質(zhì)條件等)、并取得相關(guān)資料工溫度控制程序(MIDAS/Civil),根據(jù)預(yù)定施工方及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢算。依據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢算結(jié)果，決定施工方案(分層、分塊澆筑),圖2.1Midas/Civil程序水化熱計算模塊界面大體積混凝土開裂在本質(zhì)上主要是混凝土所承受的拉力大于混凝土相應(yīng)齡開始進(jìn)行，其主要內(nèi)容為：(1)優(yōu)化設(shè)計配合比，合理原材料選擇；(2)優(yōu)化施(1)混凝土中心和外表溫差小于25℃;(2)外表混凝土與空氣最低溫度之差小于20℃;目標(biāo)開展，具體可分為：(1)降低最高溫升和最高溫度峰值；(2)降低外表混凝層溫差，以防止可能出現(xiàn)的層間裂縫；(5)控制根底溫(1)施工體系測量(2)溫度場測量為全面監(jiān)測混凝土澆筑(分層)、養(yǎng)護(hù)過程中承臺溫度場的變化情況，溫度(3)環(huán)境體系溫度測量(4)監(jiān)測時間和監(jiān)測頻率混凝土開始澆筑至及水化熱升溫階段，每2h測量一次；層間間歇期，水化熱降溫階段每天選取氣溫典型變化時段進(jìn)行測量，每4h測量一次，直至大體積混凝土的內(nèi)外溫差下降到20℃以內(nèi)，內(nèi)部混凝土溫度變化趨于平緩。(5)監(jiān)測的儀器和設(shè)備溫度測量采用JMT-36智能型溫度傳感器，測試靈敏度℃,測試精度℃,溫度測量范圍-40℃~125℃,該傳感器采用半導(dǎo)體材料制作，測量結(jié)果不受導(dǎo)線長度影響。測試儀器采用的JMT-512多點(diǎn)自動溫度測試儀，該系統(tǒng)可任意配接1-8系統(tǒng)的任意通道均可配接電壓輸出型的半導(dǎo)體溫度傳感器或其它電壓型溫度傳感器，測試分辨率0.1,通過RS-232標(biāo)準(zhǔn)串行接口與計算機(jī)連接進(jìn)行全天后自(1)在全面了解施工情況后，進(jìn)行施工方案決策計算，并通過仿真計算確定總體施工方案(分層、分塊)、溫度控制指標(biāo)值和溫控措施、方案；(2)每階段施工，提供溫度實(shí)際測量結(jié)果，并提出相應(yīng)的溫控措施建議；(3)施工過程中，根據(jù)溫度監(jiān)測結(jié)果，對仿真模型進(jìn)行修正計算；歷史上強(qiáng)風(fēng)、地震造成大量的橋梁破壞。如1940年美國塔克馬橋風(fēng)毀事故 (如圖1)、兵庫縣南部地震中一座主跨485m的鋼斜拉橋邊墩上栓釘脫落、1999年9月臺灣集集地震中一座2×150m單塔斜拉橋塔柱在塔梁連接處發(fā)生嚴(yán)重開裂，并伴隨保護(hù)層混凝土的剝落。大跨度懸索橋、斜拉橋抗風(fēng)、減震措施，早期一般采用彈性索的方式，國內(nèi)采用該方法的大橋包括：武漢長江二橋、汕頭海灣大橋、武漢白沙洲長江大橋、蕪湖長江大橋等。由于新的減震裝置的出現(xiàn)，目前國內(nèi)外新修建的及已通行的大局部大跨橋梁均安裝了阻尼裝置。如西埃門大橋、重慶鵝公巖長江大橋、南京長江第四大橋、桃花峪黃河大橋、江陰長江公路大橋、魚嘴長江大橋、杭州江東大橋、湖南湘西矮寨特大橋、貴州壩陵河大橋等眾多懸索橋均設(shè)置了不同形式的塔梁阻尼器、主梁阻尼器、吊索阻尼器等，美國金門大橋的抗震加固中亦增設(shè)了阻尼器。再如柳州紅光大橋、武漢長江二橋、武漢天興洲長江大橋、寧安城際鐵路安慶長江大橋、荊岳長江公路大橋、嘉紹跨江大橋、寧波甬江特大橋、武黃城際鐵路黃岡長江大橋、鄂東長江公路大橋、日本天建寺大法國的Brotone橋、美國SunshineSkyway橋、日本Aratsu橋等眾多斜拉橋梁均安裝了或即將安裝斜拉索外置式減振器，大局部亦同時設(shè)置了塔梁〔主橋〕阻尼器，且收到了良好減振現(xiàn)代橋梁高、大、輕、柔的特點(diǎn)導(dǎo)致其在風(fēng)荷載、地震荷載、車輛荷載作用下，結(jié)構(gòu)極易產(chǎn)生較大幅度的振動并引起結(jié)構(gòu)局部疲勞破壞，同時也會產(chǎn)生影響行車舒適度與平安的變形和加速度，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致橋梁的垮塌事故。大跨度橋梁作為重要的生命線工程，其破壞所產(chǎn)生的社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等損失十分巨大。如何提高大跨橋梁的抗風(fēng)、抗震等動力學(xué)性能是橋梁建設(shè)中一個值得研究的重目前最常見抗風(fēng)、抗震的措施就是在橋塔與主梁之間設(shè)置粘滯阻尼器，主梁內(nèi)設(shè)置質(zhì)量調(diào)諧阻尼器(TMD)或調(diào)諧液體質(zhì)量阻尼器(TLMD),吊索索股之間安裝粘滯阻尼器或采用并聯(lián)索等。如圖1.1～1.4。尼器一般特點(diǎn)：(1)阻尼器對各種動力鼓勵，如：脈駛等引起的不同頻率、速度和振幅的振動均有良好的制動器筒體外露外表采取耐蝕性優(yōu)良的防腐措施，能夠滿足超過40年的使用壽命。粘滯阻尼器出廠檢驗(yàn)內(nèi)容包括：(1)外形測試：檢查阻尼器其外形尺寸和在設(shè)計阻尼力的1.5倍平安系數(shù)下，維持恒定油壓1小時，不得有任何泄漏，試位移的關(guān)系。要求阻尼器不漏油，阻力不大于設(shè)計阻尼力的10%。(5)預(yù)載荷載與滿負(fù)荷本構(gòu)關(guān)系測試：將預(yù)載力分5級進(jìn)阻尼器以最大負(fù)荷(最大速度和最大位移行程)往復(fù)運(yùn)動至少五個周期，記錄阻尼力和速度的關(guān)系，要求實(shí)測力-速度滯回環(huán)曲線與理論值誤差小于15%(供給驗(yàn)。經(jīng)過10000次以脈動風(fēng)位移±5mm,不低于2mm/s的速度，小于1Hz的頻率起退化，裝置在第2個和第9998個周期的力學(xué)滯回曲線的變化應(yīng)小于15%。供圖2.5塔梁阻尼器監(jiān)控用傳感器布置示意圖在機(jī)械措施的振動控制方法中，被動控制因其控制理論開展較早且較為成熟、性能可靠及造價遠(yuǎn)低于其它措施等有利因素，目前應(yīng)用較為廣泛。與主動控制等其它措施相比，該方法的缺點(diǎn)是減振效率相對較低。即在有效質(zhì)量相同的情況下，其對主結(jié)構(gòu)阻尼提升的幅值小于主動控制。但是，在主結(jié)構(gòu)安裝減振器空間不受限制且被動控制在適當(dāng)安裝質(zhì)量比時能滿足振動控制要求的情況下，該措施的優(yōu)越性是其它方法所不能比的。質(zhì)量調(diào)諧阻尼器(TunedMassDamper-TMD)是一種被動振動控制方法。其理論研究起源于1928年Ormondroyd和DenHartog提出的動力吸振器的思想，起初應(yīng)用于機(jī)械減振，1977年美國波士頓Hancock大廈及紐約花旗中心大樓安提出后，通過優(yōu)化MTMD的剛度、阻尼和質(zhì)量等不同參數(shù)可使其到達(dá)不同振動控制目標(biāo)，如主系統(tǒng)響應(yīng)最小目標(biāo)、考慮主結(jié)構(gòu)和減振器等綜合響應(yīng)最正確滿意度目標(biāo)等?？刂评碚摰拈_展使TMD減振器具有更好的控制效果。TMD減振器分為三個型號，阻尼裝置分別為油阻尼器、電磁阻尼器和摩擦阻尼器，水平減振采用油調(diào)諧液體質(zhì)量阻尼器(TunedLiquidMassDamper,簡稱TLMD),以小孔油阻尼來提供系統(tǒng)阻尼，低應(yīng)力彈簧提供剛度，可以實(shí)現(xiàn)減振器阻尼和頻率參數(shù)完全別離。該減振器通過利用并結(jié)合TMD和TLD(調(diào)諧液體阻尼器)的優(yōu)點(diǎn)，提供TLMD減振器的減振性能特點(diǎn)：(1)實(shí)現(xiàn)減振器阻尼與頻率的完全別離，既方便調(diào)諧又大大提高參數(shù)穩(wěn)定性；(2)在減振器使用溫度范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)其參數(shù)的相對穩(wěn)定；〔3〕提高減振器耐久性，TLMD通過200萬次疲勞檢驗(yàn)。鐵路九江長江大橋等橋梁減振。其原理分別如圖2.1、圖2.2所示。結(jié)合官山大橋主梁同時存在的豎向和水平方向減振需求，兩個方向設(shè)獨(dú)立減振器存在質(zhì)量塊浪費(fèi)本錢增加的問題?？刹捎秒p向TMD減振器，即在前述豎向TMD根底上，結(jié)合液體質(zhì)量雙調(diào)諧減振器(TLMD),將兩者融為一體。該方案可圖2.8主梁向雙向減振器(豎向與橫向)六、鞍座滑移、溫度場、正交異性板的疲勞、橋面鋪裝及防腐蝕系列研究建議(1)獲得主纜與主索鞍的實(shí)際摩擦系數(shù)；(2)對影響主纜與主索鞍摩擦系數(shù)的因素進(jìn)行分析，提出提高摩擦系數(shù)的(1)主纜與鞍座之間的摩擦機(jī)理及實(shí)際存在的摩擦系數(shù)大?。?2)不同構(gòu)造參數(shù)、不同材料、不同外表處理等對摩擦系數(shù)的影響；(3)鞍座內(nèi)采用增加摩擦力的方法后，對主纜與鞍座之間摩擦系數(shù)產(chǎn)生的(4)探索提高主纜與鞍座之間摩擦系數(shù)和的方法和保證主纜與索鞍不滑動(1)理論研究1)通過國內(nèi)外研究資料調(diào)研分析，了解類似懸索橋主纜與索鞍結(jié)構(gòu)摩擦系2〕比照官山大橋的實(shí)際情況，建立實(shí)橋整體3)進(jìn)行主纜與主索鞍的摩擦機(jī)理分析，了解不同構(gòu)造參數(shù)、不同材料、不4)研究鞍座內(nèi)增加改善主纜摩擦力的方法。5)研究保證主纜與索鞍不滑動的措施；(2)試驗(yàn)研究1)根據(jù)實(shí)橋鞍座和主纜的設(shè)計參數(shù)，在充分考慮加載條件，滿足試驗(yàn)?zāi)康?)在保證束股與鞍座接觸應(yīng)力與實(shí)橋接近的前提下進(jìn)行模型試驗(yàn)，準(zhǔn)確判3)更換模型主纜、對模型鞍座進(jìn)行外表重新處理，在鞍座內(nèi)增加軟金屬墊片1)主索鞍摩擦系數(shù)大?。?)臨界摩擦力；3)抗滑移平安系數(shù)。河橋摩擦系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果為0.19～0.21,日本關(guān)門橋?yàn)?.15～0.21,本四橋?yàn)槲覈年栠壌髽蜷_展過三塔懸索橋中塔索股抗滑移試驗(yàn)，采用1束127絲直徑為的熱鍍鋅鋼絲，按照實(shí)際主鞍的一個鞍槽按1:1比驗(yàn)結(jié)果顯示：鞍槽金屬內(nèi)外表的牡值平均為0.328;鞍槽外表噴鋅后(鋅層厚度200pm)摩擦系數(shù)值為0.286。但前述的試驗(yàn)中多采用的一束索股進(jìn)行的試驗(yàn)，不能模擬實(shí)橋中多索股之間受力情況。在2007年江蘇省修建泰州長江大橋時曾開展過三塔懸索橋中塔主纜與鞍座間抗滑移試驗(yàn)研究.1.6.本工程需要解決的技術(shù)難點(diǎn)和可能的創(chuàng)新點(diǎn)，及技術(shù)風(fēng)險分析(包括技術(shù)何通過研究得出最正確的提高摩擦系數(shù)的方法及保證實(shí)橋主纜與索鞍不滑動的(1)國內(nèi)外研究資料調(diào)研，了解類似懸索橋主纜與索鞍結(jié)構(gòu)的抗滑移研究(2)比照官山大橋的實(shí)際情況，建立實(shí)橋整體和局部計算模型，對主纜與(3)進(jìn)行主纜與主索鞍的摩擦機(jī)理分析，了解不同構(gòu)造參數(shù)對主纜受力及(5)對模型鞍座進(jìn)行外表重新處理，在鞍座內(nèi)增加軟金屬墊片后，重新測(6)研究不同摩擦系數(shù)大小對主纜與鞍座之間的滑移受力的影響，并找到(7)撰寫研究報告，提交業(yè)主評審。州長江大橋上曾做過相關(guān)研究，本研究工程擬在其根底上進(jìn)行更全面深入的研我單位開展過類似結(jié)構(gòu)的模型試驗(yàn)工作，如2006年針對沙灣特大橋，我單位開展了斜拉索鞍座處主塔節(jié)段模型試驗(yàn)及斜拉索塔頂抗滑錨試驗(yàn)研究，2007纜在不同的狀況下受墊形式將具有明顯的差異。但無論施工階段或成橋運(yùn)營階表觀熱容量)、主纜的外表狀況(外表積、灰度、吸收比等纜與大氣的溫差、大氣的流動狀態(tài)(自然對流或強(qiáng)制對流)、輸入輸出熱量的性質(zhì)(熱輻射或熱傳導(dǎo))、太陽輻照量和天氣狀況等有關(guān)。由于這些因素中的許多梁溫度場又為復(fù)雜的空間隨機(jī)過程，進(jìn)行溫度場及溫度效應(yīng)研究需要涉及傳熱特別是很多研究都缺乏采用傳熱學(xué)理論和太陽輻射理論對橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的熱物中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院在進(jìn)行重慶市魚嘴長江大橋科研工程2)在國內(nèi)首次進(jìn)行了主纜模型熱物性參數(shù)測試，試驗(yàn)結(jié)果填補(bǔ)了國內(nèi)試驗(yàn)3)通過同步測量太陽輻照度的方法，在國內(nèi)外首次進(jìn)行了環(huán)境作用下的主4〕以太陽輻射作為主要熱邊界條件，建立了主纜溫5)進(jìn)行了魚嘴長江大橋各階段(季節(jié))溫度場測試研究，得到了山區(qū)復(fù)雜1)大橋主纜施工過程中的溫度場測量和分析2)主纜熱物性參數(shù)測試3)主纜索段溫度場模型試驗(yàn)研究分布規(guī)律；測試完整主纜斷面(包括防護(hù)層)溫度場分布，研究成橋狀態(tài)下主纜溫度場(包括防護(hù)層)分布規(guī)律，為溫度場理論計算和效應(yīng)分析提供試驗(yàn)支持。4)大跨度懸索橋溫度場計算理論研究5)大跨度懸索橋主纜溫度效應(yīng)研究研究懸索橋在施工過程中和成橋運(yùn)營狀態(tài)下由于溫度變化對主纜線形、內(nèi)1)主纜溫度場模型試驗(yàn)測試技術(shù)2)復(fù)雜環(huán)境下主纜溫度場的理論計算方法3)大跨徑懸索橋主纜溫度場的自動采集與測量技術(shù)4)溫度影響下的大跨度橋梁施工控制技術(shù)運(yùn)用開發(fā)的溫度測試系統(tǒng)對大橋各階段(季節(jié))溫度場進(jìn)行測試，詳細(xì)研究5)復(fù)雜環(huán)境下大跨度懸索橋主纜溫度效應(yīng)理論分析技術(shù)1)研究測量系統(tǒng)中的難題，建立溫度自動同步采集系統(tǒng)，并運(yùn)用于現(xiàn)場主2)在大橋橋梁施工階段，對大橋各階段〔季節(jié)〕溫度場測試，詳細(xì)研究主4)同步測量太陽輻照度以及環(huán)境作用下的主纜模型溫度場試驗(yàn)研究，以試驗(yàn)研究為根底，建立以太陽輻射作為主要熱邊界條件的主纜溫度場仿真計算模5)系統(tǒng)地研究大跨度懸索橋主纜的溫度場效應(yīng)及影響，包括主纜變形、內(nèi)正交異性鋼橋面板的自重約為鋼筋混凝土橋面板或預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板自重的1/2～1/3,所以受自重影響很大的大跨度橋梁，正交異性板鋼箱梁是鋼桁梁結(jié)構(gòu)的正交異性橋面板是縱橫向互相垂直的加勁肋(縱肋和橫肋)連1)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中不包括正交異性板的設(shè)計規(guī)定。正交異性板承受三種體系的我國公路和鐵路橋梁疲勞標(biāo)準(zhǔn)的檢算都建立在典型構(gòu)造細(xì)節(jié)單向受力疲勞試驗(yàn)3)正交異性板是由縱橫加勁肋與蓋板組成，縱向與橫向剛度不同，造成正1)正交異性板構(gòu)造設(shè)計參數(shù)研究；2)鋼橋面正交異性板疲勞性能研究；(1)對國外特別是BS5400標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文進(jìn)行深入細(xì)致的研究。(2)建立官山大橋整體有限元模型，及建立選取受力最大或具有代表性的(3)建立典型構(gòu)造參數(shù)的正交異性板有限元計算模型，通過模擬局部輪壓(4)進(jìn)行正交異性板力學(xué)性能、焊接工藝、材料經(jīng)濟(jì)性和使用效能等綜合(5)制作幾種典型參數(shù)組合下的正交異性板及橋面鋪裝模型進(jìn)行針對性的(6)為官山大橋主橋正交異性板設(shè)計提供優(yōu)化建議。1)根據(jù)工程工程可行性報告或選擇典型的類似橋梁進(jìn)行車輛荷載調(diào)查，調(diào)2)根據(jù)調(diào)查、實(shí)測和統(tǒng)計分析結(jié)果建立車重概率模型；采用泊松過程建立3)根據(jù)車重概率模型和車隊(duì)模型，采用蒙特卡羅理論模擬隨機(jī)車隊(duì)荷載作5)采用雨流計數(shù)法計算正交異性板關(guān)鍵構(gòu)造細(xì)節(jié)的應(yīng)力幅及拉應(yīng)力和拉壓6)根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和研究成果，進(jìn)行不同應(yīng)力層次的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造細(xì)節(jié)抗7)采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，進(jìn)行正交異性板雙向應(yīng)力下疲勞破壞理論研究。根據(jù)實(shí)橋正交異性板的特點(diǎn)設(shè)計典型構(gòu)造的雙向受力疲勞試驗(yàn)?zāi)?yīng)力幅，對典型構(gòu)造細(xì)節(jié)疲勞試件進(jìn)行200萬次雙向受8)根據(jù)構(gòu)造細(xì)節(jié)的評估結(jié)果和疲勞試驗(yàn)結(jié)果，對正交異性板的構(gòu)造細(xì)節(jié)的9)根據(jù)現(xiàn)有的雙向應(yīng)力疲勞理論，對正交異性板疲勞破壞機(jī)理進(jìn)行理論探化及鋼橋面局部變形等因素影響下，其受力和變形遠(yuǎn)較公路路面或機(jī)場道面復(fù)我國很多的正交異性鋼橋面板上的鋪裝層在通車運(yùn)行一到兩年后，出現(xiàn)橫一。2)我國交通荷載的重載比例較高，加上嚴(yán)重的超載問題，我國的車輛的軸3)大橋地處橋位地區(qū)，平均氣溫高，高溫延續(xù)時間長，且封閉式鋼箱梁，(1)大橋橋面鋪裝的使用條件比照分析：將大橋的設(shè)計特點(diǎn)、交通流量、(2)根據(jù)大橋設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境氣候條件、交通流量、對橋面鋪裝性能的具(3)溫度是影響橋面鋪裝耐久性最主要因素之一，進(jìn)行橋面鋪裝溫度場及(b)根據(jù)傳熱學(xué)理論仿真計算理論，建立不同材料性質(zhì)和構(gòu)造的典型橋面(c)進(jìn)行不同材料性質(zhì)和構(gòu)造的典型橋面鋪裝溫度作用和荷載作用下的粘塑性和流變性效應(yīng)分析，進(jìn)行高溫穩(wěn)定性(車轍)和低溫抗裂性研究。(4)橋面鋪裝力學(xué)性能分析(a)根據(jù)大橋可行性研究報告、設(shè)計交通預(yù)測量，并參考同類橋梁和公路(b)根據(jù)交通流量和標(biāo)準(zhǔn)軸載，確定累計當(dāng)量軸次(c)研究鋪裝層在不同鋪裝層構(gòu)造(d)研究鋪裝層不同構(gòu)造參數(shù)對鋪裝層局部振動的影響，以及考慮路面不(5)鋼橋面鋪裝原材料優(yōu)選研究(a)針對不同的橋面鋼板防銹涂漆，分別測試其性能，研究適合于橋面鋪(c)鋪裝層性能研究：主要研究橋面鋪裝相關(guān)的一些特殊性能，包括耐油(6)橋面鋪裝試驗(yàn)研究(7)根據(jù)以上的調(diào)查、研究、計算、分析和試驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)化大橋鋼橋面鋪(8)對優(yōu)化后的大橋鋼橋面鋪裝層設(shè)計方案，結(jié)合國內(nèi)外正交異性板鋼橋J.Matteo等最早根據(jù)紐約Williamsburg懸索橋主纜的試驗(yàn)結(jié)果提出了估算國外對鋼結(jié)構(gòu)的累積損傷和失效斷裂的研究開展較早，1945年提出了線形累積疲勞損傷準(zhǔn)那么,70年代隨著斷裂力學(xué)的不斷開展，疲勞理論Crooker等關(guān)于疲勞裂紋擴(kuò)展破壞機(jī)理的研究極大的帶動了關(guān)于研究進(jìn)程。在鋼結(jié)構(gòu)損傷方面，70年代中后期，各 利用可靠度分析和計算一次二階矩理論并結(jié)合實(shí)驗(yàn)對現(xiàn)行橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中的設(shè)③基于可靠度理論和損傷-斷裂力學(xué)方法的纜索結(jié)構(gòu)平安性評估和壽命預(yù)2)研究方法(1)國內(nèi)外資料收集，包括國內(nèi)外橋梁的纜索結(jié)構(gòu)斷絲檢測資料，腐蝕、(2)纜索結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度退化模型建立：循等效的疲勞損傷原理的根底上，采用蒙特卡羅〔Monte-carlo(3)分別運(yùn)用理論計算與實(shí)際工程試驗(yàn)相結(jié)合的方法，根據(jù)上述成果評估1)考慮應(yīng)力腐蝕、疲勞因素的纜索結(jié)構(gòu)損傷度指標(biāo)；2)建立纜索結(jié)構(gòu)強(qiáng)度退化模型；3)把可靠度方法引入損傷斷裂力學(xué)模型進(jìn)行纜索結(jié)構(gòu)平安性評估和壽命預(yù) 受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中。(3)采用熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層，砂噴鋁(鋅)的勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量也易受操作者的情緒變化影響?！?〕涂層法：涂層法防腐蝕性一般不如長效防腐蝕方法。它一次本錢低，維護(hù)本錢較高。(5)國外興旺國家和地區(qū)鋼橋的防腐開展過程是：20世紀(jì)40年代為油漆防腐；50～70年代為重防腐涂料、熱浸鋅、火焰噴涂、電弧噴涂防腐并存；80年代以我國鋼橋防腐保護(hù)到目前為止，仍主要采用油漆防腐。建國50年來，鋼橋防腐保護(hù)技術(shù)的變化也主要集中在對油漆種類進(jìn)行調(diào)整。90年代開始應(yīng)用國外目前，國內(nèi)外也出現(xiàn)了利用鋅(鋁)基涂鍍涂料、達(dá)克羅涂料在鋼橋上成功高強(qiáng)螺栓(普通螺栓)的外表防腐保護(hù)，提供了一種可靠、經(jīng)濟(jì)、方便的方法。3.通過試驗(yàn)分析，研究鋅(鋁)基涂鍍涂料、達(dá)克羅涂料的耐腐蝕性能，如耐水性、耐鹽水性、附著力等。研究鋅加和國產(chǎn)鋅(鋁)基冷鍍涂料、達(dá)克羅涂料取代或局部取代熱噴鋅(鋁)的可行性和經(jīng)濟(jì)性，試驗(yàn)組合國產(chǎn)鋅(鋁)基冷研究成果的防腐年限須大于20年。梁的真實(shí)工作狀況，為改良橋梁結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法積累科學(xué)依據(jù)?！?)檢驗(yàn)橋梁建造質(zhì)量，確定工程的可靠性，為竣工驗(yàn)收提供技術(shù)依據(jù)。2)檢驗(yàn)橋梁整體的靜力和動力性能是否到達(dá)設(shè)計要求(1)直接了解橋跨結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)，判斷實(shí)際承載能力，評價其在設(shè)(2)驗(yàn)證設(shè)計理論、計算方法和設(shè)計中的各種假定的正確性與合理性，為(1)了解橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動特性，確定其動力性能。小，確定結(jié)構(gòu)的動力增量、橋梁的動力穩(wěn)定性和平安性，評定橋梁系統(tǒng)(梁體、支座和橋墩)的運(yùn)營性能。(9)官山大橋設(shè)計文件3試驗(yàn)內(nèi)容3.1橋梁實(shí)際狀況檢查(1)資料(設(shè)計圖紙及資料等)收集(3)吊索索力測試(4)主纜錨跨張力測試(5)各關(guān)鍵部位外觀檢查3.2主橋靜載試驗(yàn)(1)主纜索股錨跨張力和吊索力測試(2)應(yīng)力測試對于平面應(yīng)力狀態(tài)下的45°應(yīng)變花測點(diǎn)，先按照以上方法分別計算出三個方向的彈性應(yīng)變ε#,然后按照以下公式算出最大主應(yīng)力、最大剪應(yīng)力和最大主向的彈性應(yīng)變ε#,然后按照以下公式算出主應(yīng)力。靜載應(yīng)力測試采用日本KYOWA的UCAM-70A全自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(包括一個主機(jī)和3個接線箱)、KYOWA的UCAM-1A數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和KYOWA的UCAM-60A全自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〔包括一個主機(jī)和3個接線箱〕及東華3815數(shù)應(yīng)變測試采用在橋梁結(jié)構(gòu)上粘貼電阻應(yīng)變片和施工控制中已埋設(shè)且狀態(tài)良(3)主纜控制點(diǎn)豎向撓度(5)主塔塔頂縱向水平偏位(6)加勁梁南北兩端縱向位移(支座位移)(7)加勁梁正交異性板撓曲變形(8)散索鞍的轉(zhuǎn)角(9)溫度測試采用我院開發(fā)的一套用于懸索橋溫度場測試的自動化溫度測試系統(tǒng)進(jìn)行測(10)風(fēng)速測試(11)阻尼器及伸縮縫測試3.3主橋動載試驗(yàn)(1)脈動試驗(yàn)布置高靈敏度的傳感器,長時間記錄橋梁結(jié)構(gòu)在環(huán)境鼓勵下，如風(fēng)、水流、地(2)強(qiáng)迫振動試驗(yàn)b、會車試驗(yàn)采用兩輛試驗(yàn)車分別在上下游車道相對而行，速度為20km/h、30km/h、利用一輛試驗(yàn)載重汽車以20km/h速度分別勻速行駛至主跨跨中、1/4跨處行進(jìn)跳車：利用一輛試驗(yàn)車以20km/h速度分別行使至主跨跨中、1/4跨處越過高10cm的三角形木后停車，測量梁體各測點(diǎn)振幅和梁體在豎橋向沖擊荷載3.4引橋靜載試驗(yàn)(1)應(yīng)力測試和1個接線箱)進(jìn)行快速采集。3.5引橋動載試驗(yàn)(1)脈動試驗(yàn)(2)強(qiáng)迫振動試驗(yàn)序號規(guī)格型號功能1臺22日本索加B20臺23橋梁靜態(tài)測試系統(tǒng)多點(diǎn)自套1套1114個45865表4.2動載試驗(yàn)測試儀器序號儀器設(shè)備名稱規(guī)格型號功能1891-IV型個22891-IV型個3941型個24941型個5日本KYOWA動態(tài)應(yīng)變儀動應(yīng)力測試臺26INV303/306智能動態(tài)信號分析系統(tǒng)套4驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)見圖12.1。圖5.1荷載試驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)圖6.1結(jié)構(gòu)平安保障車輛在橋橫向不超過2列，順橋向間距不小于15m。在試驗(yàn)區(qū)時，車輛按指揮人6.2試驗(yàn)車輛及人員平安6.3試驗(yàn)設(shè)備的平安(1)不亂丟廢棄材料，廢棄材料集中后帶出試驗(yàn)區(qū)；(2)不亂丟生活垃圾，生活垃圾集中后帶出試驗(yàn)區(qū)；(3)加載車輛應(yīng)保證車況良好，車況不良及漏油者不得上橋。(4)試驗(yàn)期間封閉試驗(yàn)區(qū)域交通。具代表性的有：美國的Tokoma懸索橋、英國的Yuys-ygwasbridge(拱橋)、韓事故見圖1.1所示。在80年代便已開始大型橋梁結(jié)構(gòu)平安監(jiān)測方面的研究，并在某些重要橋梁上安Flintshire獨(dú)塔斜拉橋、美國主跨44我國內(nèi)地自90年代中期開始，在上海徐浦大橋， 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