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桥梁模型制作实训总结报告

2023-02-13 来源:我们爱旅游
目录

一、科技作品制作前参考 ➢ 参考1、明石海峡大桥 ➢ 参考2、维拉扎诺桥 ➢ 参考3、润扬长江公路大桥 二、确定方案 三、悬索桥概论 四、科技作品材料准备 五、制作过程 ➢ 桥面制作 ➢ 塔架制作

➢ 缆索、吊杆、桥面连接 六、总结

一、科技作品制作前参考

参考1、明石海峡大桥

在1998年4月5日,世界上现在最长吊桥——日本名石海峡大桥 正式通车。大桥坐落在日本神户市和淡路岛之间(东经135度01分,北纬34度36分),全长3911米,主桥墩跨度1991米。两座主桥墩海拔297米,基础直径80米,水中部分高60米。两条主钢缆每条约4000米,直径1.12米,由290根细钢缆组成,重约5万吨。大桥于1988年5月动工。1998年3月完工。 明石海峡大桥首次采取1800MPa级超高强钢丝,使主缆直径缩小并简化了连接结构,首创悬索桥主缆,这也是第一座用顶推法施工跨谷悬索桥,由法国埃菲尔集团企业承建。

日本明石海峡大桥发明了本世纪世界建桥史新纪录。大桥按能够承受里氏8.5级强烈地震和抗150年一遇80m/s暴风设计。1995年1

月17日,日本坂神发生里氏7.2级大地震(震中距桥址才4公里),大桥周围神户市内5000人丧生,10万幢房屋夷为平地,但该桥经受住了大自然无情考验,只是南岸岸墩和锚锭装置发生了轻微位移,使桥长度增加了0.8m。除地震以外,还必需确保大桥在台风季节能够经受住时速超出200公里狂风攻击。为此对桥梁进行了1%模型风洞试验,在桥塔上安装了20个质量阻尼装置。 1988一1998年间,在日本大鸣门桥以北,建造了一座跨明石海峡大型悬索桥。该桥在本州和四国之间神户―鸣门线上,神户市西南。明石海峡大桥是世界上第一座主跨超出1英里(为1609m)及1海里(合1852m)桥梁。两边跨也很大,每跨达960m,是现在世界上最长边跨。钢桥塔高为297m,是世界上最高桥塔。用钢桁式加劲梁,横截面尺寸为35.5m×14.0m。其梁高比其它任何一座悬索桥全部高。

明石海峡大桥本桥桥面设有6车道,通航净空高为65m。原来曾计划在下层桥面上修建铁路,但并未采纳。因铁路荷载 要求有4条主缆,而公路交通只要2条主缆就足够了。

该桥2根主缆直径为1122mm,为世界上直径最大主缆;主缆钢丝极限强度为1800MPa,也是世界统计。主缆由预制平行钢丝束组成,这项工艺也适适用于一样规模悬索桥。牵引钢丝由直升飞机

牵引跨越明石海峡,这是世界上首次应用新工艺。1995年1月,日本神户地域发生里氏7.2级地震。造成5000多人死亡。震中在明石海峡大桥南端,距神户几公里。明石海峡大桥经历了一次严竣抗震检验,因为桥址处震级也靠近里氏8级,当初在距该桥50km远桥梁和建筑全部已经坍毁。地震发生时,该桥刚刚完成桥塔和主缆施工工作,开始架设加劲梁。日本明石海峡大桥,世界上最大跨度桥梁,包含多项世界纪录。依据初步研究,明石海峡大桥设计荷载可承受里氏8.5级地震,该桥在阪神地震中仅有微小损坏,因为地面运动。两塔基础之间距离增加了80cm,桥塔顶倾斜了10cm,使主跨增加了近80cm,从而靠近于1991m,主缆垂度所以降低了130cm。

参考2、维拉扎诺桥

维拉扎诺纽约湾海峡桥是二十世纪60年代最著名悬索桥,在美国纽约港入口处,1964年建成。该桥主跨长1298米,超出保持长久统计金门大桥,在1981年英国恒比尔桥完工之前一直居悬索桥首位。这座桥采取钢桥塔,高210米,设有4根主缆。双层桥面,共12条车道,通航净空69米。以发觉纽约湾意大利航海家乔瓦尼-维拉扎诺名字命名。1999年11月15日马绍尔群岛邮政发行《20世纪事件(1970-1979)》邮票一套15枚(版张),其一为“美国庆贺二百周年”,图为美国国旗、维拉扎诺纽约湾海峡大桥及帆船等。

美国纽约维拉扎诺桥,主跨1298米,1964年建成美国维拉扎诺桥,主跨1298.45米(370.33+1298.45+370.33),双层桥面,桥宽31.4米,加劲桁架高8米,塔高210米,1964年建成。

维拉扎诺海峡桥平而和立面n‘置图 通常说明 维拉扎诺海峡桥上部结构包含缆索及其锚定钢结构,塔和悬吊桥面。图1示出总平面和立面。 在两塔中心线之间主跨为4260ft,两个,边跨各为1215ft。对于20ooft宽航道,最小桥下净空为216ft,而中心处最大净空为228ft

乙桥面结构向主跨中心以4肠升坡,在主跨中心处用一300时t抛物线连接两侧直线坡。缆索在中跨下垂385ft。四根小36in缆索每根全部是邮搜般每股428根小o.lg6in平行镀锌钢丝丝股组成。每索对中心距为gft,而两索对中心线之间距为lo3ft。悬吊结构是用钢绞线悬吊,吊索间距沿每根主索为49ft6in。吊索成对部署,在主索上形成环形,并锚于桥面结构横向桥面框架上。主缆索从锚定鞍座上面经过并在I00ft范围内同时以水平和竖直方向散开。每根钢丝绳环套于一条眼杆链上,端两个蹄铁上。链下端连接在埋设于混凝土锚定墩尾块锚梁上。每条链有三排用焰割切成眼杆形状锰钒钢杆。这些链埋入棍凝土95ft。

参考3、润扬长江公路大桥

润扬长江大桥在江苏省镇江、扬州两市西侧,为中国第一大跨径组合型桥梁,其建设过程中攻克多项世界性技术难题。 该桥全长为35.66公里,桥面平均宽31.5米(行车道宽30米),全线采取双向六车道高速公路标准设计。[1] 该桥是当初中国工程规模最大、建设标准最高、投资最大、技术最复杂、技术含量最高现代化特大型桥梁工程,是中国第一座刚柔相济组合型桥梁。

在扬溧高速上润扬长江大桥连接京沪高速公路、宁沪高速公路、宁杭高速公路三条高速公路,并使这三条高速公路和312国道、同三国道主干线、上海至成全部国道主干线互连互通,成为长江三角地域又一关键路网枢纽。

润扬长江公路大桥景观工程是一个世界级大桥文化旅游景点,总投资4.8亿元,其中关键部分在镇江境内。这个得天独厚优势和镇江历史文化名城著名景观相结合,使得镇江旅游资源实现了质飞跃,给镇江旅游业带来大跨越发展机遇。润扬大桥不仅结束了扬州、镇江两座历史文化名城隔江相望、舟楫以渡历史,也为提升中国桥梁建设水平,加速从“桥梁大国”迈向“桥梁强国”做出了主动贡献。[1]

国家关键工程--润扬长江公路大桥是江苏省“四纵四横四联”公路主骨架和跨长江公

润扬长江大桥(4张)

路通道计划关键组成部分,北联黑龙江省同江至海南省三亚、北京至上海国道主干线(沂淮江高速公路),南接上海至成全部国道主干线(沪蓉高速公路)。

润扬大桥建成,对完善国家和省公路网络结构、改善镇江、扬州两市交通运输条件,加强两市经济文化联络,促进沿江地域经济发展,加紧实施以上海浦东为龙头长江三角洲经济带开发战略含有重大意义。

润扬长江大桥即镇江-扬州长江公路大桥。润扬长江大桥于10月20日开工建设,她横跨江连岛,北起扬州,南接镇江,全长35.66公里。根本采取双向6车道高速公路标准,设计时速100公里,工程总投资约53亿元,工期5年。于10月1日建成通车。润扬大桥连接京沪、宁沪、宁杭三条高速公路,并使这三条高速公路和312国道、同三国道主干线、上海至成全部国道主干线互连互通,成为长江三角地域又一关键路网枢纽。该项目关键由南汊悬索桥和北汊斜拉桥组成,南汊桥主桥是钢箱梁悬索桥,索塔高209.9m,两根主缆直径为0.868m,跨径部署为470m+1490m+470m;北汊桥是主双塔双索面钢箱梁斜拉桥,跨径部署为175.4m+406m+175.4m,倒Y型索塔高146.9m,钢绞线斜拉索,钢箱梁桥面宽。该桥主跨径1385m比江阴长江大桥长105m 。

该项目关键由南汊悬索桥和北汊斜拉桥组成,南汊桥主桥是钢箱梁悬索桥,索塔高209.9m,两根主缆直径为0.868m,跨径部署为470m+1490m+470m;北汊桥是主双塔双索面钢箱梁斜拉桥,跨径部署为175.4m+406m+175.4m,倒Y型索塔高146.9m,钢绞线斜拉索,钢箱梁桥面宽。该桥主跨径1385m比江阴长江大桥长105m。大桥建设发明了多项中国第一,综合表现了现在中国公路桥梁建设最高水平。润扬长江大桥中国第一:大桥南汊悬索桥主跨1490米,为中国第一世界第三大跨径悬索桥;悬索桥主塔高215。58米,为中国第一高塔;悬索桥主缆长2600米,为中国第一长缆;大桥钢箱梁总重34000吨,为中国第一重;钢桥面铺装面积达71400平方米,为中国第一大面积钢桥面铺装;悬索桥锚碇锚体浇铸混凝土近6万立方米,为中国第一大锚碇。

三、确定方案

依据以上三种,我们设计悬索桥以下:

原理以下:

上部结构包含:主梁、主缆、吊杆、主塔四部分。传力路径为:桥面重量、车辆荷载等竖向荷载经过吊杆传至主缆承受,主缆承受拉力,而主缆锚固在梁端,将水平力传输给主梁。因为悬索桥水平力大小和主缆矢跨比相关,所以能够经过矢跨比调整来调整主梁内水平力大小,通常来讲,跨度较大时,能够合适增加其矢跨比,以减小主梁内压力,跨度较小时,能够合适减小其矢跨比,使混凝土主梁内预压力合适提升。因为主缆在塔顶锚固,为了尽可能降低主塔承受水平力,必需确保边跨主缆内水平力和中跨主缆产生水平力基础相等,这能够经过合理跨径比来调整,也能够经过改变主缆线形来调整。另外,自锚式悬索桥中恒载由主缆来承受,而活载还需要

由主梁来承受,所以主梁必需有一定抗弯刚度,主梁形式以采取含有一定抗弯刚度箱形断面较为适宜。

四、悬索桥概论

悬索桥,又名吊桥(suspension bridge)指是以经过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)缆索(或钢链)作为上部结构关键承重构件桥梁。其缆索几何形状由力平衡条件决定,通常靠近抛物线。从缆索垂下很多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小荷载所引发挠度变形。

悬索桥中最大力是悬索中张力和塔架中压力。因为塔架基础上不受侧向力,它结构能够做得相当纤细,另外悬索对塔架还有一定稳定作用。假如在计算时忽略悬索重量话,那么悬索形成一个抛物线。这么计算悬索桥过程就变得很简单了。老悬索桥悬索通常是铁链或联在一起铁棍。现代悬索通常是多股高强钢丝。

悬索桥结构方法是19世纪初被发明,很多桥梁使用这种结构方法。现代悬索桥,是由索桥演变而来。适用范围以大跨度及特大跨度公路桥为主,当今大跨度桥梁全采取此结构。是大跨径桥梁关键形式。

悬索桥是以承受拉力缆索或链索作为关键承重构件桥梁,由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥关键承重构件是悬索,它关键承受拉力,通常见抗拉强度高钢材(钢丝、钢缆等)制作。因为悬索桥能够充足利用材料强度,并含有用料省、自重轻特点,所以悬索桥在多种体系桥梁中跨越能力最大,跨径能够达成1000米以上。1998年建成日本明石海峡桥跨径为1991米,是现在

世界上跨径最大桥梁。悬索桥关键缺点是刚度小,在荷载作用下轻易产生较大挠度和振动,需注意采取对应方法。

对于其它桥梁结构悬索桥能够使用比较少物质来跨越比较长距离。悬索桥能够造得比较高,许可船在下面经过,在造桥时没有必需在桥中心建立临时桥墩,所以悬索桥能够在比较深或比较急水流上建造。

悬索桥比较灵活,所以它适合大风和地震区需要,比较稳定桥在这些地域必需愈加坚固和沉重。

悬索桥坚固性不强,在大风情况下交通必需临时被中止悬索桥不宜作为重型铁路桥梁悬索桥塔架对地面施加很大力,所以假如地面本身比较软话,塔架地基必需很大和相当昂贵。悬索桥悬索锈蚀后不轻易更换。

悬索桥是特大跨径桥梁关键形式之一,除苏通大桥、香港昂船洲大桥这两座斜拉桥以外,其它跨径超出1000m以上全部是悬索桥。如用自重轻、强度很大碳纤维作主缆理论上其极限跨径可超出8000m。

悬索桥历史是古老。早期热带原始人利用森林中藤、竹、树茎做成悬式桥以渡小溪,使用悬索有竖直,斜拉,或二者混合。婆罗洲、老挝、爪哇原始藤竹桥,全部是早期悬索桥雏形。不过含有文字记载悬索桥雏形,最早要属中国,直到今天,仍在影响着世界吊桥形式发展。

远在公元前三世纪,在中国四川境内就修建了“笮”(竹索桥)。秦取西蜀,四川《盐源县志》记:“周赧王三十年(公元前285年)秦置蜀守,固取笮,笮始见于书。至李冰为守(公元前256—251年),造七桥”七桥之中有一笮桥,即竹索桥。可见最少在公元前三世纪,中国已经统计了竹索桥。

早在公元前50年(即汉宣帝甘露4年)已经在四川建成长达百米铁索桥。1665年,徐霞客有篇题为《铁索桥记》游记,曾被传教士Martini翻译到西方,该书具体记载了1629年贵州境内一座跨度约为122m铁索桥。1667年,法国传教士Kircher从中国回去后,着有《中国奇迹览胜》,书中记有见于公元65年云南兰津铁索桥。该书曾译成多个文字并数次再版。据科技史学家研究,只是在上述书出版以后,索桥才传到西方。可见,中国古代悬索桥是独创发明并领先。有名四川大渡河上由9条铁链组成泸定桥,是在17建成。

在云南亦较早就出现了悬索桥,据《徐霞客游记·滇游日志》记云南龙川东江藤桥云:“龙川东江之源,滔滔南逝。系藤为桥于上以渡……”

近代中国悬索桥发展,自1938年,湖南建成一座公路悬索桥,可运行10吨汽车,随即又有一批公路悬索桥建成。新中国成立后,共建成70多座这类桥,但跨径小,宽度窄,荷载标准低,发展大大滞后。90年代后,中国悬索桥掀开了新历史篇章。主跨452m广东汕头海湾大桥被誉为中国第一座大跨度现代悬索桥,其主跨位居预应力混凝土加劲悬索桥世界第一;西陵长江大桥,主跨900m,是中国自主设计第一座全焊接钢箱加劲梁悬索桥;江苏江阴长江大桥,

主跨为1385m钢箱加劲悬索桥,列为世界第五大跨径悬索桥;完工江苏润扬长江公路大桥南汊大桥,主跨为1490m,为世界第三大跨径悬索桥;很快前完工舟山西堠门跨海大桥,主跨1650m,位居世界第二。可见,中国已进入了世界优异行列。矮寨特大悬索桥,在湖南湘西矮寨镇境内。矮寨悬索桥,距吉首市区约20公里,跨越矮寨镇周围山谷,德夯河流经谷底,桥面设计标高和地面高差达330米左右。桥型方案为钢桁加劲梁单跨悬索桥,全1073.65m,悬索桥主跨为1176m。该桥跨越矮寨大峡谷,主跨居世界第三、亚洲第一。

中国现代悬索桥建造起于19世纪60年代,在西南山区建造了部分跨度在200米以内半加劲式单链和双链式悬索桥,其中较著名是1969年建成重庆朝阳大桥;1984年建成西藏达孜桥,跨度达成500米。90年代交通建设高潮使我们最终迎来了建造现代大跨度悬索桥新时期。跨度为452米广东汕头海湾大桥采取混凝土加劲梁;广东虎门大桥为跨度达888米钢箱梁悬索桥;主跨超出1200米江阴长江大桥正在设计之中。3座悬索桥同时建造将使中国桥梁科学技术快速赶上世界优异水平。 建造方法 假如塔架要建在水上话,在塔架要站立地方首先要使用沉箱来排挤软地层,来建立一个固定地基。假以下面岩石层很深无法用沉箱达成话那么要使用深钻方法达成岩石层或建立很大人造混凝土地基。这个地基一直要延伸出水面。假如塔架要建在陆地上,它地基必需很深,在地基上用混凝土、巨石和钢结构建立桥墩。有些桥桥墩是桥面一部分,在这种情况下桥墩高度最少要达成桥面高度。 在塔架顶部有一个被称为鞍光滑结构。桥完成后这个鞍可能要被固定住。锚锭被固定在岩石中,沿着未来悬索路径纤起一根或一组临时绳或线。另一股绳被悬挂在第一股绳上方,在这股绳上一个滑车能够运行。这个滑车能够从一端锚碇运行到另一端锚碇。每股悬索需要一个这么滑车,一股通常直径小于1厘米高强度钢丝一段被固定在一个锚碇中,另一端被固定在滑车上并被这么牵引到另一端锚碇,然后被固定在这个锚碇上,然后滑车回到它开始锚碇上去牵引下一股高强度钢丝或从它正所在方向开始牵引下一股高强度钢丝。

钢丝被牵引后要进行防锈处理,这么多股高强度钢丝被牵引,连接两端锚碇。通常这些钢丝横截面是六角形,它们被临时地绑在一起,全部钢丝被牵引后它们被一个高压液压机构和其它钢丝挤压到一起,这么形成悬索横截面是圆形。

在悬索上在等距离位置上要加上索夹,事先计算好长度悬挂索被架在索夹上。这些悬挂索另一端未来要固定桥面,使用专门起重机,桥面被一块接着一块地挂在悬挂索上。这个起重机能够自己挂在悬索上或挂在尤其临时索上。桥面能够从桥下船上吊起或从桥两端运到它们应该放到地方。当全部桥面被挂上后,经过调整悬索能够使桥面达成计划曲线。通常水面上桥桥面呈拱形,方便桥下船只通行。陆上悬索桥桥面通常是平。桥面完成后能够进行其它细节工作,比如排水防水系统、伸缩缝、装灯、栏杆、涂漆、铺路等等。 自锚式悬索桥

通常索桥关键承重构件主缆全部锚固在锚碇上,在少数情况下,为满足特殊设计要求,也可将主缆直接锚固在加劲梁上,从而取消了庞大锚碇,变成了自锚式悬索桥。

过去建造自锚式悬索桥加劲梁大多采取钢结构,如1990年通车日本此花大桥,韩国永宗悬索桥、美国旧金山——奥克兰海湾新桥、爱沙尼亚穆胡岛桥墩等。7月在大连建成了世界上第一座钢筋混凝土材料自锚式悬索桥——金石滩金湾桥墩,为该类桥墩型研究提供了宝贵经验。以后在吉林、河北、辽宁又有4座钢筋混凝土自锚式悬索桥正在设计和设计和建造中。

自锚式悬索桥有以下优点:①不需要修建大致积锚碇,所以尤其适适用于地质条件很差地域。

②因受地形限制小,可结合地形灵活部署,既可做成双塔三跨悬索桥,也可做成单塔双跨悬索桥。

③对于钢筋混凝土材料加劲梁,因为需要承受主缆传输压力,刚度会提升,节省了大量预应力结构及装置,同时也克服了钢在较大轴向力下轻易压屈缺点。

④采取混凝土材料可克服以往自锚式悬索桥用钢量大、建造和后期维护费用高缺点,能取得很好经济效益和社会效益。

⑤保留了传统悬索桥外形,在中小跨径桥梁中是很有竞争力方案。

⑥因为采取钢筋混凝土材料造价较低,结构合理,桥梁外形美观,所以不公局限于在地基很差、锚碇修建军困难地域采取。

自锚式悬索桥也不可避免地有其本身缺点:①因为主缆直接锚固在加劲梁上,梁承受了很大轴向力,为此需加大梁截面,对于钢结构加劲梁则造价显著增加,对于混凝土材料加劲梁则增加了主梁自重,从而使主缆钢材用量增加,所以采取了这两种材料跨径全部会受到限制。

②施工步骤受到了限制,必需在加劲梁、桥塔做好以后再吊装主缆、安装吊索,所以需要搭建大量临时支架以安装加劲梁。所以自锚式悬索桥若跨径增大,其额外施工费用就会增多。

③锚固区局部受力复杂。

④相对地锚式悬索桥而言,因为主缆非线性影响,使得吊杆张拉时施工控制愈加复杂。 历史回顾

19世纪后半叶,奥地利工程师约瑟夫·朗金和美国工程师查理斯。本德分别独立地构思出自锚式悬索桥造型。本德在1867年申请了专利,朗金则在1870年在波兰建造了一座小型铁路自锚式悬索桥。

到20世纪,自锚式悬索桥已经在德国兴起。19,德国设计师在科隆莱茵河上建造了第一座大型自锚式悬索桥——科隆-迪兹桥,当初关键是因为地质条件限制而使工程师们选择了这种桥型,该桥主跨185m,用木脚手架支撑钢梁直到主缆就位。以后,美国宾夕尼亚州匹兹堡跨越阿勒格尼河3座桥和在日本东京修建清洲桥全部受科隆-迪兹桥影响。即使科隆-迪兹桥1945年被毁,但原桥台上钢箱梁仍保留至今。匹兹堡3座悬索桥比科隆-迪兹桥跨径要小,但施工技

术比科隆-迪兹桥有了很大进步。科隆-迪兹桥建成后25年内在德国莱茵河上又修建了4座悬索桥,其中最著名是1929年建成科隆-米尔海姆桥,该桥主跨315m,即使该桥在1945年被毁,但它至仍然保持着自锚式悬索桥跨径统计。在20世纪30年代,工程师们认为自锚式悬索桥加劲梁轴力将使该种桥梁受力性能靠近于弹性理论,所以这段时间美国德国修建了很多座自锚式悬索桥。 受力分析

自锚式悬索桥上部结构包含:主梁、主缆、吊杆、主塔四部分。传力路径为:桥面重量、车辆荷载等竖向荷载经过吊杆传至主缆承受,主缆承受拉力,而

主缆锚固在梁端,将水平力传输给主梁。因为悬索桥水平力大小和主缆矢跨比相关,所以能够经过矢跨比调整来调整主梁内水平力大小,通常来讲,跨度较大时,能够合适增加其矢跨比,以减小主梁内压力,跨度较小时,能够合适减小其矢跨比,使混凝土主梁内预压力合适提升。因为主缆在塔顶锚固,为了尽可能降低主塔承受水平力,必需确保边跨主缆内水平力和中跨主缆产生水平力基础相等,这能够经过合理跨径比来调整,也能够经过改变主缆线形来调整。

另外,自锚式悬索桥中恒载由主缆来承受,而活载还需要由主梁来承受,所以主梁必需有一定抗弯刚度,主梁形式以采取含有一定抗弯刚度箱形断面较为适宜。

2、结构特点

采取自锚式结构体系,和地锚式相比能够不考虑地质条件影响,而且因为免去了巨大锚锭,降低了工程造价。采取自锚,将主缆锚固于加劲梁之上,相比相同跨径其它桥型,更有其特有曲线线形,外观优雅,而且现代桥梁除了满足本身结构要求外,也越来越重视景观设计,其发展前途很大。

自锚式悬索桥采取混凝土加劲梁,即使增加了体系自重,但也增加了体系刚度,在一定跨度许可范围内,使桥梁安全性指标、适用性指标、经济性指标、美观性指标得到了完美统一。对结构受力而言,因为采取了自锚体系,将索锚固于主梁上,利用主梁来抵御水平轴力,对于混凝土这种抗压性能好材料来说无疑是相当于提供了。无偿。预应力。所以采取是一般钢筋混凝土结构,节省了大量预应力器具,而且又因为混凝土材料相对于钢材料经济性,工程造价大大降低。不过因为混凝土抗拉、弯性能较差,所以对其进行受力分析时应综合考虑这个特点。

因为自锚式悬索桥主缆拉力是传输给桥梁本身,而不是锚锭体,主缆拉力水平分力在桥梁上部结构中产生压力,假如两端不受约束话,其垂直分力将使桥梁两端产生上拔力。比如金石滩悬索桥桥采取了两种措施来抵御这种上拔力:一是在锚块处设置拉压支座;二是在主桥和引桥交接处设置牛腿,从而将引桥重量压在主梁上。

因为主梁采取混凝土材料,设计和计算时必需计入混凝土收缩)徐变等原因影响,这就使得混凝土自锚式悬索桥设计较钢桥更为复杂。

施工工艺

1、主塔施工

悬索桥通常主塔较高,塔身大多采取翻模法分段浇筑,在主塔连结板部位要注意预留钢筋及模板支撑预埋件。对于索鞍孔道顶部混凝土要在主缆架设完成后浇筑,以方便索鞍及缆索施工。主塔施工控制关键是垂直度监控,每段混凝土施工完成后,在第二天早晨8:00至9:00间温度相对稳定时,利用全站仪对塔身垂直度进行监控,方便调整塔身混凝土施工,应避免在温度改变猛烈时段进行测试,同时随时观察混凝土质量,立即对混凝土配比进行调整。

2、鞍部施工

检验钢板顶面标高,符合设计要求后清理表面和四面销孔,吊装就位,对齐销孔使底座和钢板销接。在底座表面进行涂油处理,安装索鞍主体。索鞍由索座、底板、索盖部分组成,索鞍整体吊装和就位困难;可用吊车或卷扬设备分块吊运组装。索鞍安装误差控制在横向轴线误差最大值3mm标高误差最大值3mm.吊装入座后,穿入销钉定位,要求鞍体底面和底座密贴,四面缝隙用黄油填实。

3、主梁浇筑

主梁混凝土浇筑同一般桥一样,首先梁体标高控制必需正确,要经过正确计算预留支架沉降变形;其次,梁体预埋件预埋要求有较高精度,尤其是拉杆预留孔道要有正确位置及良好垂直度,以确保在正常张拉过程中拉杆一直在孔道正中心。

主梁浇筑次序应从两端对称向中间施工,预防偏载产生支架偏移,施工时以水准仪观察支架沉降值,并具体统计。待成型后立即复测梁体线型,将实际线型和设计线型进行比较,立即反馈信息,以调整下一步施工。

4、索部施工 (1)主缆架设

依据结构特点,主缆架设能够采取在便桥或已浇筑桥面外侧直接展开,用卷扬机配合长臂汽车吊从主梁侧面起吊安装就位。

缆索支撑:为避免形成绞,将成圈索放在能够旋转支架上。在桥面每4-5m,设置索托辊(或敷设草包等柔性材料。),以确保索纵向移动时不会和桥面直接摩擦造成索护套损坏。因锚端重量较大,在牵引过程中采取小车承载索锚端。

缆索牵引:牵引采取卷扬机,为避免牵钢丝绳过长,索纵向移动可分段进行,索移动分三段,分别在二桥塔和索终点共设三台卷扬机。

缆索起吊:在塔两侧设置导向滑车,卷扬机固定在引桥桥面上主桥索塔周围,卷扬机配合放索器将索在桥面上展开。关键用吊车起吊,提升时避免索和桥塔侧面相摩擦。当索提升到塔尖时将索吊入索鞍。在主索安装时,在桥侧配置了3台吊机,即锚固区提升吊机、主索塔顶就位吊机和提升倒链。

当拉索锚固端牵引到位时,用锚固区提升吊机安装主索锚具,并一次锚固到设计位置,吊机起重力在5t以上;主索塔顶就位吊机

是在两座塔二侧安置提升高度大于25m时起重力大于45t汽车吊,用于将主索直接吊上塔顶索鞍就位,在吊装过程中为避免索损伤,索上吊点采取专用索夹保护;主索在提升到塔顶时,因为主跨索段比较长,为确保吊机稳定,可在合适时候用塔上提升倒链帮助吊装。

(2)主缆调整

在制作过程中要在缆上进行正确标识。标识点包含锚固点、索夹、索鞍及跨中位置等。安装前按设计要求查对各项控制值,经设计单位同意后进行调整,根据调整后控制值进行安装,调整通常在夜间温度比较稳定时间进行。调整工作包含测定跨长、索鞍标高、索鞍预偏量、主索垂直度标高、索鞍位移量和外界温度,然后计算出各控制点标高。

主缆调整采取75t千斤顶在锚固区张拉。先调整主跨跨中缆垂直标高,完成索鞍处固定。调整时应参考主缆上标识以确保索调整范围。主跨调整完成后,边跨依据设计提供索力将主缆张拉到位。

(3)索夹安装

为避免索夹扭转,索夹在主索安装完成后进行。首先复核工厂所标示索夹安装位置,确定后将该处PE护套剥除。索夹安装采取工作篮作为工作平台,将工作篮安装在主缆上(或同一般悬索桥一样搭设猫道),承载安装人员在其上进行操作。索夹起吊采取汽吊,索夹安装关键是螺栓坚固,要分二次进行)索夹安装就位时用扳手预紧,然后用扭力扳手第一次坚固,吊杆索力加载完成后用扭力扳

手第二次紧固。索夹安装次序是中跨从跨中向塔顶进行,边跨从锚固点周围向塔顶进行。

(4)吊杆安装及加载

吊杆在索夹安装完成后立即安装。小型吊杆采取人工安装,大型吊杆采取吊车配合安装。

因为自锚式悬索桥在荷载作用下展现出显著几何非线性,所以吊杆加载是一个复杂过程。主缆相对于主梁而言刚度很小。假如吊杆一次直接锚固到位,不管是张拉设备行程或张拉力全部极难控制而全桥吊杆同时张拉调整在经济上是不可行。为了处理这个问题,就必需依据主梁和主缆刚度、自重采取计算机模拟措施,得出最好加载程序。并在施工过程中,经过观察,对张拉力加以修正。

吊索张拉自塔柱和锚头处开始使用8台千斤顶对称张拉。吊索底端冷铸锚具,其锚杯铸有内外螺纹,内螺纹用于连接张拉时连接杆方便千斤顶作用,外螺纹用螺母连接后将吊杆固定于锚垫板上。因为主缆在自重状态标高较高,造成吊杆在加载之前下锚头处于主梁梁体之内,所以在张拉时需配置临时工作撑脚和连接杆。

第一次张拉施加1/4设计力将每一根吊杆临时锁定!第二次次序和第一次相同,按设计力张拉完,然后检测每一根吊杆实际荷载,最终依据设计力具体对每一根吊杆进行微调。在吊索张拉过程中,塔顶和鞍座一起发生位移!塔根承受弯矩!这么有可能产生塔根应力超限危险,为了不让塔根应力超限!张拉一定程度后,依据实际

观察及计算分析!进行索鞍顶推,使塔顶回到原来无水平位移时状态,如此反复后!将每根吊索张拉力调整至设计值。

施工过程控制对于自锚式混凝土悬索桥每一道工序施工均很关键,尤其在索部施工过程中每一阶段每一根吊索索力全部要立即正确反馈。吊索张拉时千斤顶油表读数是一个直观反应,另外利用智能信号采集处理分析仪经过对吊索振动测出其所受拉力,两种方法相互检验,确保张拉时每一根吊索索力和设计相吻合。

四、科技作品材料准备

这次制作科技作品——悬索桥

这次科技作品需要材料有纸板、胶水、一次性筷子、小刀、胶带、细线等

桥面和桥塔全采取硬纸板

用一次性筷子进行加强桥面刚度 用胶水进行粘结固定

五、制作过程

1、 桥面制作

用胶水将一次性筷子固定在桥面下方,增强桥面刚度,桥面设计长度为46cm,宽度设计为18度设计为4cm

2、 塔架制作

塔架高为40cm,宽度为24cm,因为纸板强度太低,则采取一次性筷子进行强度加固

3、缆索、吊杆、桥面连接

用细线充作吊杆和缆索,将细线穿过桥面和缆索相连

六、 总结

首先了解船悬索桥各部位结构,其次,悬索桥结构特点和船

体制图通常要求了解多种船体图样组成、表示内容、表示方法和特点,及具体介绍了识读和绘制悬索桥图样方法和步骤。

经过实训,深入掌握悬索桥结构和制图,增强动手操作能力。实训中表现团体合作精神和对工作严谨、一丝不苟

经过这门课学习,培养了自己自学,达成举一反三,融会贯通。在以后学习生活中,不管碰到什么困难,我们全部能够克服它。学习这门课,让我们真正领会到”“失败是成功之母”

,磨练了我们毅力。制作模型,常常需要我们反复尝试,了解每一条线代表什么,才能想出它总体形状。尤其是在学习 时,更需要我们反复探索,挖掘它功效,一步一步探索,一次一次地失败后爬起来,在这个过程中我们从没气馁,一如既往地坚持到最终。另外,这培养严谨学习态度,培养团体合作精神。总而言之,严格要求自己,以高标准来衡量自己,才能取得长足进步。

先从书本看起,抓住关键知识点;然后经过大量制图;最终用粘接。这是一个很复杂过程,不过它锻炼了我们综合能力,这些全部是我书本所学不到。制作过程并不是一路平坦。对这份模型,我们做过数次修改,最终才达成我们满意地步。在这份工作完成以后,我们学会了怎样来协调整体和局部关系,正如悬索桥各部位之间百分比,达成整体统一性。学习这门课过程,我们团体永不言弃。

实训是巩固知识第一步,实训能够积累经验,而虚心请教是积累经验最直接路径,所以,实训中碰到不明白地方,我就虚心地请教老师,在老师耐心教导中我不停走向成熟,也积累起一定经验。实训,就是从实践中学习。学习不能光靠舒舒适服地坐在课室里听老师讲理论,还要走出课室,抛开重重书本,走向社会去学习。因为,外面世界无限大,那里有很多在书里学不到宝贵知识,况且书本知识也是起源于实践,理论知识就是在实践中体验生活、体验工作而形成理论概括。现代科技日新月异,知识需要不停拓宽。所以,我们更应学习——实践——再学习,发掘自己实力,寻求我们理想,实现我们理想。

正所谓“纸上谈兵终觉浅觉知此事要躬行。”学习任何知识仅从理论上去求知而不去实践、探索是不够所以在本学期立即结束之际紧接着来一次模型制作课程设计是很立即、很必需。这么不仅能加深我们对工业设计认识而且还立即、真正做到了学以致用。从选题到定稿从理论到实践在整整一个星期日子里能够说得是苦多于甜不过能够学到很多很多东西同时不仅能够巩固了以前所学过知识而且学到 了很多在书本上所没有学到过知识。使我知道了理论和实际相结合是很关键只有理论知识是远远不够只有把所学理论知识和实践相结 合起来从理论中得出结论才能真正为社会服务从而提升自己实际动手能力和独立思索能力 这一周课程设计先不说别就天气而言确实很艰苦。人在低温下反应是很迟钝手全部冻僵了无法很好活动。天气本身很冷故在操作时真是艰熬坐下来才一会就全身凉透不过凛冽寒风挡不住我们求知、探索欲望。经过我们不懈努力和切实追求最终做完了此次课程设计。 在这次课程设计过程中我也碰到

了很多问题。比如在制作模型时碰到部分复杂模型我也能静静用心去想期望能找到愈加好方法最终还是如愿以偿完成了我个人对它制作。但在细节处理上不是那么一帆风顺了经过同学帮忙和自己慢慢探索最终做出这么效果但最终做出来效果并不是那么完美还有很多缺点感觉很惭愧。这次课程设计让我学到了很多不仅是巩固了先前学理论知识而且也培养了我动手能力更令我发明性思维得到拓展。

这次桥梁科技作品也颇有体会:

一、要善于沟通 沟通是一个关键技巧和能力,时时全部要巧妙利用。认识一个人,首先要记住对方名字。了解一个人,则需要深入交流。而这些,全部要自己主动去做。

二、要有热情和耐心其实,不管在哪个行业,热情和信心全部是不可或缺。热情让我们对工作充满激情,愿意为共同目标奋斗;耐心又让我们细致对待工作,努力争取做好每个细节,精益求精。热情和耐心互补促进,才能碰撞出最漂亮火花,工作才能做到最好。

另外,我还意识到自己很多缺点和不足,比如专业知识基础不牢靠、理论和实践结合不紧密、社会经验缺乏等等,这些将成为我最终大学生活努力方向,我要努力争取立即提升自己各方面能力和素质,以新面貌来迎接毕业时新机遇和挑战。短期社会实践,一晃而过,却让我从中领悟到了很多东西,而这些东西将让我终生受用。社会实践拉近了我和社会距离,也让自己在社会实践中开拓了视野,增加了才能,深入明确了我们青年学生成材之路和担负社会使命。

社会才是学习和受教育大课堂,在那片宽广天地里,我们人生价值得到了表现,为未来愈加猛烈竞争打下了更为坚实基础。

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