混凝土拱桥悬臂浇筑施工温度效应影响研究

在采用超长扣锚索的大跨度混凝土拱桥悬臂施工中,环境温度作用容易引起扣锚索长度的显著变化。为了评估温度荷载对扣塔偏位和拱圈应力的影响,该文以贵州沙坨特大桥为依托建立施工阶段有限元模型,对不同扣锚索长度及扣塔高度的参数工况进行计算分析,研究温度荷载对扣塔偏位及拱肋高程的影响规律。结果表明:温度变化对拱肋高程影响不大,而对扣塔偏位会产生较大影响;当扣锚索长度相差较大时,温度荷载的影响会显著增加;在靠近拱脚处的扣索张拉时,随着扣塔高度增加,温度荷载引起的扣塔偏位增大,而在靠近拱顶处节段施工时结果相反。     

混凝土悬臂浇筑拱桥横隔板浇筑顺序对拱圈力学特性的影响研究

采用悬臂浇筑法建造的混凝土拱桥当前较为少见,作为悬臂施工中承受梁段自重及施工荷载的重要临时设备,挂篮的不同形式影响着施工效率。本文以贵州省沿河县沙坨特大桥为工程背景,为提高施工效率,考虑挂篮支点由置于拱圈的拱背改为拱腹之下,并采用可收缩式内模。受挂篮长度影响,横隔板浇筑至少需滞后两个节段,针对不同横隔板浇筑顺序建立对应的空间网格模型,研究不同横隔板浇筑顺序对薄壁箱型主拱圈力学特性的影响:对比不同情况下最大悬臂阶段梁端位移、翘曲正应力、截面顶底板应力横向分布,总结横隔板浇筑顺序对拱圈力学特性的影响规律,为同类桥梁的施工设计提供参考。     

大跨径钢筋混凝土拱桥扣锚索索力优化调整研究

扣锚索系统是上承式预应力混凝土拱桥挂篮悬臂施工过程中最重要的部分,扣锚索系统主要有塔架、扣索、锚索及锚碇组成,扣索、锚索的初拉索力直接影响着拱肋的结构内力及位移变化。本文基于重庆市某钢筋混凝土拱桥扣锚索施工,分析上承式预应力混凝土拱桥扣锚索挂篮悬臂施工过程中扣锚索索力主拱圈安全的影响,采用"零弯矩法"求解初拉索力,以悬臂节点应力为重要控制指标,使悬臂节点逼近零弯矩,通过反复迭代计算出最优初拉索力使主拱圈以轴向受压为主,保证施工过程中主拱圈在悬臂状态下的稳定性。     

夜郎湖大桥主拱圈悬臂浇筑施工挂篮优化分析

夜郞湖大桥为净跨径210m的上承式钢筋混凝土箱形拱桥,主拱圈采用斜拉扣挂悬臂浇筑法施工时,提出了一种新型三角桁架式挂篮。挂篮自重(含模板)82.5t,最大承重188t,初步设计采用4根锚吊杆,锚固在拱圈底板。为验证挂篮初步设计方案的可行性,采用MIDAS Civil和MIDAS FEA有限元软件分别建立挂篮整体模型和拱圈1号节段模型,分析挂篮及拱圈局部受力性能;并根据分析结果进行挂篮优化设计及分析。结果表明:初步设计方案下挂篮应力较大,拱圈节段在锚吊杆锚固附近的主拉应力过大,不能满足施工要求;将锚吊杆数量优化为2根,并将锚固位置移至拱圈顶板后,与初步设计方案相比,优化方案的经济性更好,拱圈节段受力更合理,新型挂篮的优化设计方案可行。     

大跨钢筋混凝土箱拱悬浇扣挂施工控制研究

斜拉扣挂悬臂浇筑工艺在中国钢筋混凝土拱桥施工建设中应用还较少.该文以贵州木蓬大桥为工程背景,对施工过程中的拱脚段现浇支架、扣塔、挂篮和锚固系统进行概述,重点对施工过程中的拱圈线形、截面应力、扣塔偏位、扣锚索索力的控制方法和控制参数进行分析研究,结合工程实践,对拱肋合龙成拱后的拆索程序进行探讨.     

白沙沟大桥拱圈悬浇施工

白沙沟大桥是净跨150 m的钢筋混凝土箱形拱桥,拱圈是我国首次采用挂篮悬臂浇注节段法施工成拱的。介绍该桥拱圈现浇段支架法施工、节段侧桁式挂篮法悬浇及斜拉扣挂锚固、合龙段吊架法浇注成拱等拱圈施工的关键技术。     

反拉贝雷架现浇施工技术研究

针对混凝土拱式结构拱脚现浇节段施工方法单一,结构应力难以控制的问题,文中以贵州某缆索吊装斜拉扣挂施工的钢筋混凝土拱式渡槽为工程背景,基于常规施工方法,提出斜拉扣挂施工主拱圈拱脚段新方法:反拉贝雷架现浇法。通过理论分析结合现场验证,对比分析2种浇筑方式下拱圈应力、交界墩偏位、贝雷架应力、施工工艺特点,结果表明:拱脚节段后浇部分施工需设置支挡结构,施工难度大,无后浇段方案更适用。     

攀枝花新密地大桥拱圈悬臂浇注施工监控

攀枝花新密地大桥为主跨182m的混凝土拱桥,采用悬臂浇筑法施工拱圈,为确保施工过程的安全性和成桥状态的准确性,需要在施工各阶段对线形、索力及应力等参数进行监控。以上游拱圈监控工作为背景,利用MIDAS Civil建立全桥空间分析模型,基于正装法计算出各拱段浇筑及张拉过程的理想结构参数,在误差允许范围内合理调整扣锚索的索力来调整悬臂结构的实际状态,再根据拱段实测参数修正监控计算模型,达到计算模型与实桥施工状态的统一。施工过程中对拱圈线形、扣索和锚索的索力、拱圈应力、临时塔位移等结构参数的监控结果表明,主拱圈各项参数控制良好,满足设计要求。     

大跨悬浇钢筋混凝土拱桥施工扣索力优化计算分析

为有效控制钢筋混凝土拱圈在悬臂浇筑过程中出现过大的拉应力,文中以某大跨悬浇钢筋混凝土拱桥为依托,提出一种扣索力优化计算方法。首先,基于“未知荷载系数法”获取拱圈最大悬臂状态扣索力初值;然后,开展正装分析并提取施工过程的索力、应力以及位移影响矩阵,基于优化原理并利用MATLAB软件对扣索力开展进一步优化。最后,分别基于影响线原理和无应力状态法原理确定拱圈合龙前扣索力最优拆除顺序和扣索补张拉值,确保拱圈受力合理、松索成拱后拱圈线形光滑圆顺。算例结果表明,扣索初拉力值较为均匀,所有索力值安全系数均大于2.5;拱圈松索成拱线形合理,未出现“马鞍形”;拱圈施工过程中截面拉应力均小于1.8 MPa,满足设计要求。     

钢筋混凝土箱形拱桥施工控制

为使拱桥达到理想的成桥状态,结合岭兜特大桥工程,对采用预制拱肋、缆索吊装施工的钢筋混凝土箱形拱桥,利用结构有限元分析,根据倒装-正装计算法对施工过程中结构的受力特性和变形进行预测,施工控制中对主拱的应力、线形、扣索的索力等进行监测.结果表明:在拱肋吊装过程中拱轴线变化与计算一致,拱肋合龙后各控制点的实测高程与控制高程之差、轴线偏位均满足相关规范要求;主拱圈典型截面上的实测应力值与计算应力值接近;扣索实测索力与计算索力基本吻合,岭兜特大桥达到了理想的成桥状态.     

新型钢-混组合拱桥拱厚系数和分界点位置研究

为适应拱圈内力变化需求,同时充分利用材料强度,提出一种拱脚段采用混凝土结构、其余段采用钢箱结构的钢-混组合拱桥形式。考虑到分界点位置和拱厚系数对此类拱桥力学性能影响显著,以万州长江大桥为依托展开研究。运用有限元软件Ansys分析不同分界点和拱厚系数下主拱变形、最优拱轴系数、主拱内力变化规律。研究发现:变截面拱圈轴力较等截面小;拱厚系数越小,主拱轴力和应力越小,其对拱轴系数选取和拱圈变形影响越大;变截面拱圈分界点位于L_0/4~L_0/3.5段,拱圈变形较合理;当分界点位置超过L_0/4截面后,为控制截面弯矩,拱厚系数取值应大于0.6。     

拱桥悬扣施工中塔顶位移和缆索张力的计算方法

箱形拱桥悬扣施工是大跨径拱桥施工中一种新的比较理想的方法。这种方法的主要特点是增加拱圈的分段数,减少每一拱段的重量,降低对起吊设备的要求,从而在现有吊装设备的条件下提高拱桥的跨越能力。 在吊装过程中,每一预制拱段的一端支承于已安装好的拱段的端部,而另一端通过扣索(拉杆)悬挂于塔顶,并通过安装在塔顶的穿心千斤顶以及拉杆上的螺栓调节拱段的扣挂位置。由于拱圈在合拢前在大多数情况下已属超静定结构,调整拉杆长度将会改变拱圈的受力状态,因此拉杆的长度一次不宜调整过多。为了减少调整次数,这就要求     

大跨径悬臂浇筑拱桥施工期多重风险防御研究

大跨径钢筋混凝土拱桥的主拱圈采用悬臂浇筑法施工时,主拱圈节段施工时间长,悬臂跨径大,面临多重风险考验;为了确保主拱圈施工安全,需要对风险进行分析,并采取必要的防御措施。以净跨径182 m的攀枝花新密地大桥为例,分析了极端气温、洪水、强风、挂篮滑落、扣锚索断裂对主拱圈施工安全性的影响,针对性地采取了对策措施,有效防御了施工期多重风险。     

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.     

钢筋混凝土拱桥施工控制中的常见问题

该文以拱圈上、下缘应力平衡为原则,分析了钢筋混凝土拱桥悬浇过程中临时索力控制方法:若拱圈刚度大、节段湿重小,可一次性悬浇整个节段,并完成临时扣索张拉;反之则需分层多次浇筑、临时索力多次张拉。通过对两座实际拱桥分析,详细阐述了该方法的可行性及控制效果;其次,针对主拱圈在悬浇过程中的索力累计效应带来的不利影响,探讨了临时扣索的放张方法及效果;最后,就实际施工方案与设计阶段施工方案往往不完全一致、导致成桥状态存在差异的实际问题,提出了两种可行的解决方法。     

大跨拱桥施工阶段索-拱组合结构的自振特性分析

缆索吊装法是大跨拱桥施工的一种重要施工方法,施工阶段由支撑扣索与拱节段形成的临时索-拱组合结构在复杂环境下的动力问题值得关注。该文以贵州大小井大桥节段吊装过程为工程依托,分析归纳索-拱结构模态以及对应频率的分布特征。分析了拉索抗拉刚度、主拱抗弯刚度和边界条件对结构模态分布的影响。结果表明:索-拱结构同时存在索的局部振动模态和结构的整体振动模态;随着吊装节段的增加,结构将更容易出现整体振动;主拱抗弯刚度和边界条件对结构整体振动模态分布具有重要影响,拉索抗拉刚度对结构整体振动模态没有影响。     

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。     

大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态钢管应力优化研究

为了优化大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态主拱受力性能,提出了后拆扣索的新思路:在主拱圈合龙完成后对钢管采取继续保留扣索的措施,混凝土灌注完成达到强度后,再拆除扣索,钢管与混凝土共同承担后续荷载。采用有限元方法按以上思路对贵州大小井特大桥进行了分析研究。结果表明:如果混凝土灌注完成达到强度后再拆除扣索,与原方案相比,在成桥状态下拱肋上下弦钢管与管内混凝土的受力均得到改善,钢管应力值有所降低,管内混凝土应力值略有增加;在管内混凝土灌注前后扣索的索力值变化不大,扣索拉力值在允许范围内。因此通过该方法能够在一定程度上提高大跨度钢管混凝土拱桥拱肋截面的组合效率,改善主拱的受力性能。     

温度变化对钢管混凝土拱桥斜拉扣挂预抬值与主拱圈线形的影响分析

大跨径钢管混凝土拱桥施工过程中的环境温度变化,会影响吊装阶段的节段预抬量控制值,进而对成桥线形控制有显著影响。该文依托某大跨度钢管混凝土拱桥实际工程,建立了结构有限元数值模型,采用多个温差段分析了温度对吊装扣挂预抬高量以及合龙后主拱圈线形的影响规律。结果表明:预抬值需考虑温度变化影响,且不可忽略钢管因温度变化而引起的变形,拱上建筑施工阶段主拱圈挠度变化受温度影响较大,并利用最小二乘法拟合出主拱圈挠度变化与环境变温显式非线性函数关系,拟合值与有限元值吻合较好,实用性强。     

大宁河大桥主拱安装施工技术

文章结合大宁河大桥桥位地形和三片主拱肋的构造特点,较为详细地介绍了施工缆吊系统的设计。针对大桥的施工特点,克服扣索张拉引起的拱肋节段间的高程差,提出了基于扣索一次张拉法,应用ANSYS零阶优化法,先计算出节段整体安装目标值,再利用前进迭代方法计算出各安装节段的扣索力和预抬值的控制思路,优化了拱肋吊装中的扣索力和预抬量,有效地指导了吊装施工。施工结果表明:主拱合龙实现了高精度控制目标,且比预计工期提前了51天。