拱桥吊杆病害及桥面铺装无损更换标准研究

从桥梁事故灾害出发,重点分析了拱桥吊杆常见病害,对吊杆更换保证桥面铺装不开裂条件及控制方法进行了研究,提出了由正常使用设计荷载建立桥面铺装不开裂,控制桥面标高的计算方法。结合实际桥梁吊杆更换,按照此方法进行计算,得出了更换吊杆时桥面标高变化不超过10 mm的控制标准,经过实际工程应用,表明结果是合理和安全的。此研究为实现桥面铺装不开裂提供了理论依据。     

基于差值法的系杆拱桥更换吊杆方案优化研究

采用临时吊杆法更换中承式钢筋混凝土系杆拱桥吊杆,通过临时吊杆梯度转移吊杆力,完成吊杆更换。在现有等步长更换的基础上,为减小更换吊杆对相邻吊杆索力和桥面线形的影响,对吊杆张拉方案进行研究,提出采用差值法进行梯度张拉和卸载。研究表明,采用差值法更换吊杆,可以明显减小桥面线形的变化量,减小对相邻吊杆索力的影响,并且至张拉完毕索力和线形均在限值范围之内,无需二次调索。     

拱桥吊杆更换施工监控方法研究

一中承式拱桥吊杆更换时,由于桥面系改造会增加恒载从而影响吊杆索力和桥面线形,故需要进行施工监控。施工监控分为吊杆初期更换和二次调索2个阶段:吊杆初期更换阶段,按照影响矩阵法计算出各对吊杆更换时的理论张拉索力,使得更换吊杆处桥面线形达到设计预抛高,并通过实测数据对桥面系刚度进行识别;二次调索阶段,基于桥面系实测刚度、索力及桥面线形按照二次型规划算法进行优化调整。施工监控结果表明采用上述方法桥面线形及索力控制效果良好,满足实际工程需求。     

预应力混凝土曲线连续梁桥施工及使用过程时效仿真分析

根据BP-2理论,考虑混凝土的收缩徐变、预应力及其损失等因素的影响,采用按龄期调整的有效弹性模量法和有限单元步进法,编制预应力混凝土曲线连续梁桥的时效仿真分析软件,计算结构在整个施工过程及投入使用后任意时刻任意位置的内力和变形,实现对预应力混凝土曲线连续梁桥施工过程进行实时控制的目的。应用该仿真分析软件对1座3跨曲线连续梁桥的分析表明,混凝土的收缩徐变和预应力对桥梁结构的内力和变形均有较大的影响,而且某些截面的控制内力往往发生在施工过程中而非成桥后。因此对于分阶段施工的预应力混凝土曲线连续梁桥,应该结合实际的施工过程进行相应阶段的内力计算,以确保各个施工阶段的内力值在安全范围内。     

小间距双线盾构隧道临近高层楼房施工技术

北京地铁10号线三元桥站-亮马河站采用盾构法施工。施工前对双线隧道通过后的地面和楼房基础沉降与隧道内力变化进行计算和分析，提出隧道设置钢支撑、隧道间土体注浆加固的保护措施。针对右线盾构隧道施工，提出合理设置土压力、防止超挖、控制推进速度、加强同步注浆和二次注浆的技术措施。通过对北小街8号楼沉降监测、南小街8号楼沉降和变形监测分析，以及对左线隧道内力变形监测的结果表明，各项数据均在可控范围，隧道质量合格，结构安全，利用辅助措施，减小两条盾构隧道间的水平距离以保护周边建筑物的施工方案可行。     

斜拉索人行天桥承载力研究

斜拉索人行天桥具有外形优美的特点,往往成为城市的地标性建筑。为了明确该种桥梁的受力特点,以朔黄春霖街天桥为研究对象,通过桥梁结构的设计要点和Midas Civil有限元计算分析,对朔黄春霖街天桥的主梁和吊杆进行了强度和稳定性分析,并考虑了吊杆失效对结构强度、刚度和内力的影响,通过现场实测的方法对桥梁的真实受力状态进行了测试。结果表明,斜拉索人行天桥整体刚度较大,跨越能力强;单根吊杆失效后,结构的应力和变形没有明显改变,表明该桥具有足够的安全储备;单根吊杆失效后,导致相邻吊杆的内力增大,约增大了30%;频率法测试吊杆索力时应根据实际约束情况进行索长调整,在实际应用中不能忽视,并应与数值模拟的结果相比较。该研究为今后类似工程的设计提供参考。     

高速铁路CFG桩筏复合地基沉降变形特性研究

选取京沪高速铁路CFG桩筏加固软土地基的典型断面,采用ABAQUS有限元程序建立了三维数值模型。考虑高速铁路路堤分级填筑施工过程和长期荷载作用,对CFG桩加固后路基填筑期和运营期的沉降进行计算模拟,分析CFG桩筏复合地基沉降变形发展规律。研究结果表明：计算结果与实测值相一致,数值模型可以较好地反映路基填筑过程和后期沉降过程。基于该方法预测了高速铁路运行10 a后的沉降,桩筏复合地基技术可以有效地控制京沪高速铁路（凤阳段）的工后沉降,可为类似工程提供参考依据。     

超宽桥面部分斜拉桥主梁线形控制分析

研究目的:为较好地控制超宽桥面的线形,研究超宽桥面部分斜拉桥主梁线形控制系统,分析影响主梁挠度变化的因素及全桥合龙后高程理论值与实测值存在偏差的原因,取得现场实测数据以修正计算模型参数。研究方法:以基于最小二乘法的误差控制理论为基础,结合柳州三门江大桥施工特点,运用有限元分析软件建立线形控制模型,通过实测数据与理论计算结果确保桥梁线形施工质量。研究结论:超宽桥面部分斜拉桥主梁结构变位及高程变化特点与预应力混凝土连续箱梁相接近;采用现场实测数据修正计算模型参数,达到理论计算模型与实桥相吻合,保证了主梁的安全施工;施工中要实时监测挂篮变形,并根据梁段重量对预抬量进行适当调整。     

车站端头井内部盾构调头施工过程结构的计算分析

在明挖车站端头井内部进行盾构调头时,为保证盾构调头的技术距离要求,影响盾构调头的框架柱必须在盾构调头完成后浇筑.由于主要受力构件框架柱的施工次序的改变,将导致纵向框架梁的内力发生变化.当框架梁截面刚度较小时,内力的变化会使框架梁产生较大并且不可恢复的位移和变形,从而影响车站内部结构后期的正常使用.因此,重点分析计算与控制盾构调头过程中的框架梁受力和变形,是同类型车站的设计重点.     

钢筋混凝土拱桥更换吊杆施工过程有限元分析

采用临时吊杆法对钢筋混凝土下承式拱桥吊杆进行更换时,首先将旧吊杆索力转移到四根临时吊杆上,分批割断旧吊杆钢丝,拆除旧吊杆及端部锚头,安装上新型吊杆,再将临时吊杆所承担的荷载分批转移到新吊杆上,锚固新吊杆,完成更换.通过数值方法对临时吊杆法更换吊杆的过程进行了有限元模拟,分析结果表明临时吊杆法不仅能够保证吊杆索力的平稳转移,而且可以保证桥梁内力和线形满足设计要求,是一种安全、高效和经济的吊杆更换方法.     

地铁盾构隧道侧穿锦江大桥施工的三维数值模拟

研究目的:以地铁区间盾构隧道工程为对象,采用三维有限元法分析盾构隧道修建对临近拱桥桥墩位移和结构内力的影响,并与无加固工况的计算结果进行对比,论证采用旋喷桩加固地层的效果.研究结论:计算表明在不加固情况下,隧道修建将对桥墩沉降和拱结构内力产生显著影响.采用旋喷桩对地层进行加固后,桥墩沉降能够得到较好控制,其中最大沉降和最大不均匀沉降比无加固情况分别减少了38%和44%.同时隧道修建对拱桥结构内力的影响也得到显著降低,与无加固工况相比,结构内力降低25%～40%.该加固方法能够保证盾构隧道修建时拱桥结构的安全性.     

降低无风撑系杆拱桥系杆扭转应力方法研究

研究目的:本文以某一无风撑三跨连续系杆拱桥为例,该桥的桥面较宽,横桥向设置三排支座,由此横梁变形及受力有所减小,但导致结构的刚度加大,增大了拱桥系杆在恒载、活载作用下绕桥梁中心线的内力,致使系杆在拱脚附近的扭转剪应力过大,导致系杆受力不尽合理,为寻求改善拱桥系杆受力的方法,于文中展开详细的分析及探讨。研究结论:分析结果表明:(1)调整中墩支座的安装顺序对结构受力会产生一定的影响;(2)吊杆终拉后再进行中墩支座的安装,可使应力得以提前释放,待横梁变形稳定后再进行中墩支座的安装。能够有效地减小系杆的扭转剪应力,使系杆斜截面主拉应力数值下降,系杆受力得到改善;(3)该研究结论适用于无风撑且桥面较宽的系杆拱桥的设计及相关计算分析。     

小半径大跨度刚构连续梁梁体线形预测和监控技术

在大跨度刚构连续梁悬灌施工过程中,根据施工监测的成果进行误差分析、预测和对下一节段立模标高进行调整,以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。通过结构应力控制技术,确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内,确保成桥状态符合设计要求。     

外部粘贴预应力碳纤维板技术加固桥梁结构的工程应用与评估

采用外部粘贴预应力碳纤维板技术对金刚桥进行加固。金刚桥是一座已使用40多年的钢筋混凝土简支T形梁桥,开裂严重,抗弯刚度退化,在汽车荷载作用下梁体挠曲变形明显,需要进行加固并提高其通行荷载。根据正截面承载力验算结果,确定在主梁底部和梁肋两侧尽可能接近底部的位置粘贴预应力碳纤维板进行加固,以提高抗弯强度。加固过程中采用结构基座式的预应力张拉设备对碳纤维板施加1 000 MPa的初始应力,并在桥梁支座处通过永久性锚具设置了可靠的锚固。加固完成后采用标准荷载对桥梁进行荷载试验。试验结果表明:应用预应力碳纤维板加固技术,桥梁结构承载力满足加固设计荷载要求,且挠曲变形显著减小,桥梁结构的内力分布得到明显改善。     

预应力混凝土加劲梁悬索桥的精细计算方法

基于有限位移弹性理论,采用带动坐标的混合法对杆系结构的有限元平衡方程进行求解,通过改进索鞍单元模拟索鞍的顶推,增加吊杆及预应力张拉模拟相应施工过程,由此建立悬索桥几何非线性精细计算的有限元分析方法.以北盘江大桥为背景,对其恒载状态下的结构内力及变形进行了精细计算.计算结果表明:本文算法正确,精度较高,收敛较快;程序具有较强的实用性.     

考虑复合边界条件的中、下承式拱桥吊杆张力计算公式

基于Euler-Bernoulli梁理论,建立考虑吊杆两端拱肋、系杆梁弹性支承和减振垫影响的吊杆张力计算模型,推导中、下承式拱桥吊杆张力计算公式。对于吊杆两端铰支情况,导出以横向振动频率表达的吊杆张力解析式;对于吊杆两端固支情况,运用Newton-Raphson法迭代求解,采用统一函数形式分段拟合得出分别以吊杆前4阶横向振动频率显式表达的吊杆张力计算公式。依据京港澳高速公路郑州黄河二桥现场施工数据对给出的吊杆张力计算公式进行验证。结果表明,运用给出的吊杆张力公式计算得到的结果与实测值相近,误差在4%以内。说明给出计算公式适用于中、下承式拱桥的吊杆张力计算。     

蒲山系杆拱桥吊杆张拉力的空间计算分析

以蒲山大桥为工程实例,采用有限元软件MIDAS/Civil建立了该下承式钢管混凝土拱桥的空间有限元计算模型,考虑拱桥吊杆在空间上的相互影响,给出了根据吊杆的张拉顺序利用逆序法计算拱桥吊杆第1次张拉时的初始张拉力,用影响矩阵法计算拱桥吊杆第2次、第3次张拉时的张拉力计算方法,得出了拱桥吊杆的初始张拉力按此结果进行吊杆张拉施工,吊杆内力整体上符合设计要求,所得结果可用于指导该拱桥吊杆的张拉施工,并可为同类桥梁的施工提供参考。     

合安铁路引江济淮特大桥主桥过运梁车方案研究

合安铁路跨引江济淮特大桥主桥采用(90+180+90)m连续梁拱桥,原方案按不通行运梁车设计,为进一步优化施工组织,减少梁场数量,满足总体工期需要,拟将架梁范围延伸至主桥肥西侧。在不改变原设计的基础上研究主桥过运梁车方案,并建立相应的有限元计算模型,对其进行强度检算。分析结果表明,采用无拱肋运梁方案,主梁施工完成后,桥面以上拱肋暂不施工,待两侧简支梁架设完成后再施工桥面以上拱肋和吊杆,该方案可满足运梁车通过限界及主桥结构受力要求,可在今后类似铁路工程建设中推广应用。     

大件运输拱桥中释能法的应用与工程实践

释能法是一种进行内力重分配的新型旧危拱桥加固方法。以安龙新桥为例,简述释能法加固设计方案,通过"释能拱"结构电算程序计算内力分析和加固后的实践应用,证明释能法在大件通过拱桥时加固运用的可行性。     

津滨轻轨无碴轨道桥梁徐变变形分析

通过对津滨轻轨无碴轨道桥梁徐变变形的计算分析 ,确定浇筑桥面承轨台、进行桥面各项施工工作的合理时间 ,可以有效地控制桥梁的工后徐变上拱度对轨道的影响