自行式懸索橋主纜檢修車關鍵技術研究.pdf

1、主纜是懸索橋最為重要的受力構件，它承載著橋體主梁和車輛等重力載荷，由于主纜在橋梁使用期限內都無法更換，因此其健康狀況與橋梁安全息息相關。目前，懸索橋主纜主要還是采用人工攀爬的方式進行檢查維護，這種檢修方式存在檢查盲區(qū)，不能全方位檢修主纜，而且高空作業(yè)難度大、效率低、精準性差、存在安全隱患。為解決以上問題，本文以貴甕清水河懸索橋為研究對象，開展了主纜檢修設備的研究。
　　根據懸索橋主纜的結構形式和檢修作業(yè)要求，提出了主纜檢修車的整體

2、設計方案。其次，通過對整車的行走力學理論計算、關鍵機構的設計與有限元分析，確保檢修車的功能和性能滿足使用要求。然后介紹了風的基本特性及模擬方法，基于 Davenport風速譜和諧波疊加法模擬了脈動風速時程。運用ANSYS建立了檢修車的抗風穩(wěn)定性模型并進行了動力特性分析，研究了檢修車在脈動風載荷激勵下的動態(tài)響應。最后，運用Midas軟件建立了懸索橋有限元模型并研究了主纜在脈動風作用下的動態(tài)響應。引入車輛工程領域的舒適性評價方法，對檢修車的

3、舒適性進行了評價。主要的研究結論包括:
　　1.通過智能控制技術在檢修車中應用，實現了檢修車的自動過索夾及吊索和糾偏功能。完成了整車行走力學計算和摩擦系數試驗，保證檢修車爬坡角度不小于26°。抗傾覆校核表明檢修車在6級風和500kg偏載作用下抗傾覆安全系數達3.0，不會發(fā)生翻轉。驅動輪、壓緊輪與主纜之間的接觸應力在主纜表層纏包帶的許用應力范圍以內。
　　2.提出了門型主桁架的設計方案，實現了對主纜的全方位檢修;完成了主桁架多

4、工況下的靜力有限元計算，計算結果表明主桁架的強度和剛度均滿足使用要求。設計了檢修車的驅動機構和壓緊輪機構，實現了檢修車自行走和過索夾及吊索的功能。
　　3.檢修車抗風性能的研究結果表明:壓緊輪的數量對檢修車抗風穩(wěn)定性起著決定性作用，而壓緊輪打開位置對整車抗風性能影響不明顯;檢修車結構橫橋向的剛度較差，對橫向風載荷比較敏感;檢修車的風載荷視為靜載的處理方法相比于脈動風時程分析法的計算結果偏小，脈動風作用下的復合應力比靜載時提高了11