大沙水道桥悬索桥施工猫道抗风稳定性浅析

杨 敏， 朱小金， 赵廷建， 武尚伟

(中交二公局第五工程有限公司, 陕西西安 710065)

大沙水道桥悬索桥施工猫道抗风稳定性浅析

杨 敏， 朱小金， 赵廷建， 武尚伟

(中交二公局第五工程有限公司, 陕西西安 710065)

施工猫道是悬索桥上部结构安装的操作平台，其抗风稳定性是确保安全施工的前提。文章介绍了风洞试验、静风稳定性非线性分析，结果表明猫道在使用过程中是安全可靠的，对今后类似工程的施工有借鉴意义。

悬索桥； 猫道； 抗风稳定性研究

1 工程概况

虎门二桥于广州市南沙区东涌镇与广州市南二环段对接，沿线跨越珠江大沙水道、海鸥岛、珠江坭洲水道，于东莞市沙田镇与广深沿江高速公路连接[1]。主线全线均为桥梁工程，总长度12.891 km，包括两座悬索桥——主跨1 200 m的大沙水道桥和主跨1 688 m的坭洲水道桥，采用双向八车道的高速公路标准，设计时速100 km/h，桥梁宽度40.5 m。

大沙水道桥采用分离式三跨连续猫道，两幅猫道中心距离42.1 m，共设10个横向通道以增加横向刚度。每幅猫道由8根φ54 mm承重绳、2根φ54 mm门架承重绳、扶手绳(每侧各1根φ22 mm、2根φ16 mm)、面层网、门架和锚固系统组成。虎门二桥猫道总体布置见图1。

2 猫道节段模型静力三分力试验风洞试验

猫道节段试验模型[2-3]采用1:10的几何缩尺比，模型长L=2.100 m，宽B=0.4174 m，高H=0.157 m。模型由钢材、筛网、木材等制成，使模型上筛网的透风率与原型上的透风率尽量一致。

图2、图3给出了来流风速V=15.14 m/s和V=20.41 m/s时风轴系和体轴系下的三分力系数曲线，可以看出两个风速下的三分力系数吻合程度较高，可以忽略雷诺数对实验结果的影响。

3 猫道静风稳定性非线性分析

利用猫道节段静力三分力试验结果和有限元分析软件ANSYS对猫道进行了非线性抗风静力稳定性分析，初始风攻角为0°，初始风速定位2 m/s，风速增量为2 m/s，风速为水面以上10 m高度处、30 a重现期10 min平均最大风速。

为了展示非线性分析计算结果，按照一定跨距沿整个跨长均匀的选择几个位置(表1)。

猫道承重绳和门架承重绳的应力随风速增大而增大，迎风侧和背风侧的应力随风速变化的规律一致，未观察到应力发散现象且应力都在容许应力范围之内(图5)。

4 结论

通过对虎门二桥施工猫道进行风洞试验、静风稳定性非线性分析、抖振分析，可得到如下结论：

(1)猫道发生静风失稳的临界风速为58 m/s, 高于静风

失稳的检验风速=32.16m/s,表明该猫道的在抗风静力稳定性方面安全余量充足。

(2). 在最大施工风速六级大风时，最大的竖向和侧向加速度RGZ值分别为10.16 gal和10.71 gal，参考英国规范BS6472-1:2008 Guide to evaluation of human exposure to vibration in buildings, 猫道的施工舒适度满足要求。

[1] 邓小华.广东虎门第二公路通道桥位选择[J].中外公路，2013(4)：158-161.

[2] 韦世国,廖海黎,赵有明,等.润扬大桥悬索桥施工猫道抗风稳定性分析[J].桥梁建设，2004(4)：1-3.

[3] 乐云祥,常英,胡晓伦.武汉阳逻长江大桥施工猫道抗风稳定性分析[J].公路交通科技，2005，22(8)：40-60.

杨敏(1976～)，男，学士，高级工程师。

U448.25

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[定稿日期]2017-08-08