大跨径钢管混凝土劲性骨架拱肋施工阶段受力与稳定分析

向莆铁路尤溪大桥为一座上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥,拱肋结构刚度大,跨越能力强,但拱肋结构的形成过程体系多变,受力复杂,为了研究该桥施工过程中钢管混凝土劲性骨架拱肋的内力和稳定性,建立了空间有限元分析模型,模拟施工过程中钢管混凝土截面和钢筋混凝土箱形截面的形成过程。根据计算结果可知,弦杆钢管内灌注混凝土的顺序对弦杆应力影响不大,拱肋外包混凝土分层浇筑方案对混凝土的应力有较大影响,该桥三环浇筑方案外包混凝土没有出现拉应力,实际施工中应确保每一层混凝土浇筑过程中的各段混凝土的浇筑同时进行,尽可能达到实际施工与计算模型两者吻合。施工过程中钢管骨架最大悬臂阶段及钢管骨架合龙灌注混凝土后的稳定系数均大于4,满足规范要求。     

Determination and Optimization of Stay-cable Buckling Scheme for Mengdong River Bridge

为确保猛洞河大桥施工过程的安全、设计目标的实现、施工工序的简化,研究其拱圈施工的斜拉扣挂方案.基于考虑施工过程的平面杆系有限元法,以拱肋线形偏差(拱肋制作线形与拱肋合龙设计线形的偏差)等于0为目标,并令交于索塔同一高度处的扣、锚索水平分力相等,采用正装迭代法确定劲性骨架安装阶段的扣锚索张拉力;以拱圈应力满足规范要求为条件,用试算法确定主拱圈外包混凝土浇注过程的扣索索力初张值和调整值.在上述方案基础上,对骨架安装和外包混凝土浇注两个关键施工阶段分别进行关于拱肋线形和应力的参数敏感性分析,找出了灵敏度较大的结构参数,以便进行有针对性的控制.利用外包混凝土合龙状态的参数敏感性分析结果,对外包混凝土浇注过程中的扣索布置方案和完成后的拆除顺序进行了优化.     

大跨径上承式劲性骨架箱型拱桥施工技术

劲性骨架拱桥施工顺序为加工骨架、吊装合拢、灌注管内混凝土、外包混凝土。现以玻璃沟大桥为对象,介绍大跨径钢管混凝土劲性骨架拱肋的拼装、吊装、灌注混凝土、外包混凝土施工要点。     

系杆拱人行桥无支架安装方案与施工阶段分析

以实际工程为背景,介绍了系杆拱人行桥以钢管混凝土拱肋做为施工劲性骨架,通过吊杆悬挂系梁横梁预制节段,用临时钢束平衡拱脚水平推力的无支架安装方案;分析了该无支架安装方案对结构设计的影响,采用Midas/civil建模分析,从加载顺序确定、合理选择拱肋组合断面及加载工况优化、临时束索力调整及拱脚水平位移控制等方面对无支架安装设计施工进行优化分析。     

渝黔铁路夜郎河大桥主桥设计关键技术

渝黔铁路夜郎河大桥主桥采用一跨370m的上承式钢筋混凝土拱桥。拱脚采用等截面实心超大桩径倾斜桩基础(截面长22.502 m、宽16.388 m),工程量及边坡开挖量小且施工安全、环保。主拱圈采用2个单箱单室拱肋相交组成的X形拱圈,极大地提高了桥梁的横向刚度,主拱圈外包混凝土分层(可减少对劲性骨架的强度要求)分段(可增加工作面)浇筑。钢管混凝土劲性骨架采用由通长钢管组成的桁架拱,钢管内灌注泵送混凝土,采用扣挂法节段拼装施工;通过扣索调整上、下弦钢管中的应力,管内混凝土替代了部分钢材。桥面系采用每孔跨径38m的钢-混连续结合梁,采用大节段吊装拼装钢梁、现场分段浇筑桥面混凝土的施工方案。     

钢管混凝土拱梁组合桥整体架设施工受力性能分析

针对钢管混凝土拱梁组合桥在整体架设过程中,钢系梁稳定性差、混凝土系梁需配置较多预应力钢束的缺点,提出采用钢管劲性骨架系梁的整体架设施工方法。为研究钢管劲性骨架系梁在施工过程中对拱梁组合桥各主要构件的内力分配影响效果,以某公路下承式钢管混凝土拱梁组合桥为背景,采用MIDAS Civil和Abaqus软件分别建立实际桥梁的整体杆系有限元模型和拱脚结点实体有限元模型,对施工阶段各主要构件进行受力性能分析。结果表明:通过分批张拉钢管劲性骨架中的系杆,可以减小各施工阶段钢管劲性骨架的钢管应力;钢管劲性骨架可以有效分担施工过程中的拱肋应力,使拱肋和钢管劲性骨架受力均匀;拱脚结点以纵向受压为主;拱肋受力均匀,稳定计算满足要求;靠近拱脚的吊杆应力稍大于跨中的吊杆应力,吊杆应力满足要求。     

大跨钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工抗风性能研究

为保证大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工过程的抗风安全，以某主跨342 m钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工为背景，研究该桥劲性骨架拱肋在竖转施工过程中的抗风性能及抗风措施。根据竖转施工特点，采用ANSYS软件分别建立2种最不利施工状态(拱肋竖转临界状态和拱肋合龙前状态)有限元模型计算风致响应，提出设置浪风索的抗风措施以提高抗风稳定性。结果表明：拱肋在2种最不利施工状态下会产生显著的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，危及拱肋施工安全；设置浪风索能有效降低处于竖转施工阶段的拱肋在横风作用下的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，且浪风索应力满足要求，可保证竖转施工安全。浪风索截面面积对拱脚转轴连杆应力影响较小，对拱顶横向位移影响较大，同时考虑到施工中浪风索张拉力的不均匀性，设计时宜适当增加浪风索截面尺寸，以提升结构整体抗风安全储备。     

郑万铁路大宁河大桥设计关键技术

郑万铁路大宁河大桥主桥采用一跨282 m的中承式钢筋混凝土拱桥。主拱拱脚采用新型大直径斜桩+竖桩基础,能更好地与地形地质匹配,结构更经济、更环保;主拱圈采用2个平行单箱单室拱肋,由劲性钢管混凝土骨架外包C55无收缩混凝土构成,拱圈劲性骨架采用钢管混凝土桁架拱结构,通过外包混凝土特殊分层分段方案改善拱圈各构件的内力;主梁采用钢-混连续结合梁,双纵肋形截面;桥面由预制混凝土板和现浇混凝土层两部分组成,既可以省去桥面现浇层的模板,又能加强主梁的整体性;吊杆采用?7 mm平行钢丝成品索;在拱肋横梁支座处设置专门研发的钢棒式阻尼器,在正常使用及地震作用下对结构进行适度约束。采用有限元法对全桥及各结构进行受力分析,结果表明:全桥满足安全及舒适性要求;主拱桩顶及承台应力分布较复杂,与普通群桩基础有很大不同;拱圈强度及裂缝宽度满足规范要求;拱圈外包混凝土、劲性骨架钢管及管内混凝土的承载能力均得到充分发挥。     

大跨度钢管砼劲性骨架拱桥施工阶段受力及稳定性分析

针对主跨跨度为255 m的海螺猛洞河特大桥,采用大型通用有限元软件ANSYS建立了包含梁单元和壳单元在内的空间组合结构模型,分析了该桥在施工过程中的受力、线性及几何非线性稳定性,验证了劲性骨架在各施工工况下受力的安全性和外包砼浇筑顺序的合理性.     

横撑施工程序对劲性骨架钢筋混凝土拱桥结构行为的影响分析

根据广安官盛渠江大桥横撑外包混凝土浇筑过程分析,结果表明按照原浇筑方案会造成拱肋外包混凝土出现过大拉应力,σt=3.0 MPaftk′=2.65 MPa不满足规范要求。该文研究以控制拱肋外包混凝土最大拉应力为目标,对横撑浇筑方案进行优化并得到满足规范要求的浇筑方案。通过对比分析各浇筑方案可知:浇筑靠近拱脚的横撑时,会增大拱脚附近截面的拉应力;浇筑靠近拱顶处的横撑时,会减小拱脚附近截面的拉应力而增大2L/5至3L/5段截面的拉应力。横撑的浇筑顺序只在横撑浇筑过程中影响拱肋拉应力,当所有横撑浇筑完成后拱肋最大拉应力会趋近于某一定值,从而提出了判断准则:若所有横撑外包混凝土浇筑完成后拱肋最大拉应力σtftk′(ftk′为施工阶段混凝土轴心抗拉强度标准值),则可以通过优化横撑浇筑顺序使拱肋拉应力满足规范限值;反之则不能。最后分析了不同位置横撑刚度的变化对结构稳定性的影响。     

成贵铁路鸭池河特大桥主桥施工技术

成贵铁路鸭池河特大桥为主跨436m的钢-混凝土结合拱桥,两拱肋和交界墩采用一体式拱座基础,拱肋采用钢桁-混凝土结合结构,主梁采用单箱三室预应力混凝土结构。拱座采用分台阶斜向推移式连续浇筑工艺施工;拱座先预留锚栓区,拱脚节段整体在支架上精定位后,锚栓区与拱座混凝土一起浇筑;拱肋节段利用缆索吊机起吊,斜拉扣挂法安装,拱段在组拼场内和拱顶二次横移到位,施工时增设了临时抗风横联;双侧拱肋采用大节段同步配切合龙技术合龙;拱肋外包段混凝土从下往上分两环、逐段施工,结合段混凝土采用分节段现浇施工,施工时保留部分扣索、锚索,并二次张拉;有吊杆区长204m主梁采用分节段全吊架法施工。     

大跨度CFST劲性骨架拱桥外包混凝土浇筑施工研究

为使钢管混凝土劲性骨架拱桥的拱圈在成桥后受力更加均匀,基于传统的先拱脚后拱顶和先拱顶后拱脚的外包混凝土浇筑施工方法,提出了一种新的先拱脚、后拱顶、最后于四分跨处合龙的外包混凝土施工方法。以在建的叙古高速公路磨刀溪大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥为研究对象,借助大型空间有限元计算程序,对比分析了传统方法与该文提出的施工方法的差异,并基于施工过程中采集的应力和挠度的监测数据,研究了该文方法的有效性。结果表明:该文提出的施工方法浇筑顺序合理,相比传统方法具有较为明显的优势;理论分析数据与实测结果变化趋势基本一致,而且吻合较好;施工过程中结构稳定性始终在可控范围之内,并具有较高的安全储备。     

增大截面法加固双曲拱桥主拱肋浇筑顺序分析

该文以一座四跨连拱双曲拱桥加固工程为背景,运用Midas/Civil建立有限元计算模型,通过4个外包混凝土浇筑方案对比分析,对其加固施工力学特性开展分析研究。结果表明:减小浇筑节段长度并按照从拱脚到拱顶的浇筑顺序,能减少拱顶的下挠;在截面下缘外包混凝土加固可改善原拱肋拱顶的受力状况,但将导致拱脚直至四分点附近受力状况的恶化,建议在设计时,按照原有拱肋、加固拱肋两部分分别进行极限状态分析,以确保结构安全可靠。     

小榄特大桥钢管拱拼装施工方案简介

广东省中山市小榄特大桥为V构-拱组合桥，其中主拱肋钢管采用卧拼竖转方案进行施工，可避免台风气候带来的安全风险，并节约工期和实现拱肋的高精度安装。介绍该大桥主拱肋钢管拱拼装施工方案，包括拼装系统施工、吊装系统施工和拱肋拼装等，以供同类施工参考。     

夜郎湖特大桥设计与施工

夜郎湖特大桥是贵州省织金至普定高速公路上的一座控制性桥梁工程,主跨采用210m上承式钢筋混凝土拱,是目前中国国内高速公路上采用悬臂浇筑施工工艺最大跨径的混凝土拱桥,是一座具有创新性设计和施工工艺的大桥。主拱圈采用单箱单室截面,跨中24.65m采用悬臂浇筑与劲性骨架外包混凝土组合的施工工艺。     

渝贵铁路夜郎河大桥主桥设计

渝贵铁路夜郎河大桥主桥采用一跨370m上承式钢筋混凝土提篮拱桥。主拱圈采用提篮式箱形断面拱圈,由劲性钢管混凝土骨架外包C55混凝土构成。主拱圈劲性骨架上、下弦杆采用钢管混凝土构件。拱上立柱采用钢筋混凝土结构,箱形截面,横向两立柱之间设置钢K撑。拱上主梁采用(4×38+3×38+4×38)m钢-混结合梁,连续体系。拱座基础采用倾斜式独桩结构。为使结构性能最优,对结构主要参数进行比选,最终将矢跨比取为1/4.431、悬链线拱轴系数取为5.0、拱脚横向中心距取为33m。采用有限元软件对该桥的静、动力性能进行分析,结果表明各项指标均满足规范要求。该桥采用劲性骨架法施工,劲性骨架采用节段缆索吊装+斜拉扣挂的方式进行拼装。     

拉萨河特大桥主桥324m连续梁施工技术

拉萨河特大桥主桥主梁长324m,共分21个现浇段,6个合龙段,总体施工方案采用落地支架法施工,支架基础采用钻孔桩基础,混凝土采用泵送混凝土,分层灌注,增设劲性骨架固定预埋拱肋,使之精确定位。介绍主桥连续梁施工技术。     

洛社大桥钢管混凝土系杆拱主桥设计与施工

洛社大桥为无锡苏南运河（京杭运河）航道整治工程中的一座桥梁,其主桥为112 m跨径下承式钢管混凝土系杆拱。主桥施工先采用陆地支架及水中大节段浮吊相结合的方法安装系杆拱骨架,而后拱肋和系杆混凝土浇筑、后续上部结构安装采用无支架方法施工。就此介绍了该桥的设计以及施工方案。     

成贵铁路贵州鸭池河特大桥主桥拱肋架设施工技术

成贵铁路贵州鸭池河特大桥主桥为主跨436m的中承式钢桁-混凝土结合拱桥,提篮式拱肋与铅垂面夹角为4.62°。针对该桥结构特点和桥址处地质条件,主拱肋采用分节段工厂制造,将单元件运至岸边预拼场内,在预拼场内组拼成节段,利用大型缆索吊机,采用扣挂法悬臂拼装。其中,主桥拱肋首节段利用塔吊进行散件拼装,散拼顺序为先下后上、先内后外;拱肋标准节段在弧形胎架上进行精确组拼,采用吊重480t、跨度460m的大型缆索吊机吊装,并利用斜拉扣挂系统进行辅助安装;合龙段采用连续观测、精确配切等技术进行合龙施工;拱肋外包混凝土采用"吊挂支架法"施工。该桥已顺利合龙,且合龙精度在±2mm内,满足设计要求。     

广安官盛渠江大桥设计

广安官盛渠江大桥主桥跨度320 m，是已建成的世界最大跨度中下承式钢筋混凝土肋拱桥[1]。大桥主拱肋采用等宽变高度梯形截面构造、箱形截面横撑构造，结构稳定、轻盈，兼顾了受力及景观；主拱采用超高强钢管混凝土强劲骨架外包混凝土成拱，骨架主弦钢管内首次灌注C100超高强混凝土，骨架腹杆采用空心钢管替代传统型钢腹杆，解决了传统骨架强度弱、稳定性差的技术难题；拱肋混凝土分两环成拱，大大节省了工期，提高了施工安全性。该桥技术新颖，为300 m及以上级别的钢筋混凝土肋拱桥建造提供了新的思路。