梁拱组合桥力学性能敏感性分析

梁拱组合桥构造相对复杂,施工过程不确定因素对桥梁线形及受力影响较大。通过建立精细化空间杆系有限元模型,研究预应力张拉误差和混凝土荷载等力学参数变化对结构应力及桥梁线形的影响。分析结果表明:当主梁混凝土自重比设计值大时,主梁顶板压应力减小,底板压应力增大,跨中合龙段附近主梁向上挠度减小;在梁拱组合桥成桥阶段,预应力张拉误差对主梁跨中挠度影响较为突出,梁拱组合桥在最大悬臂阶段预应力误差对桥墩附近主梁的挠度影响相对较小,越靠近悬臂端预应力误差对主梁的挠度影响越大。研究成果可为梁拱组合桥的设计及施工过程提供技术参考。     

石首长江公路大桥短线法预制PC主梁设计研究

石首长江公路大桥主桥为主跨820m的双塔不对称混合梁斜拉桥。中跨和南边跨采用钢箱梁,北边跨采用预应力混凝土主梁。结合场地水文和地质特点、宽幅大截面箱梁抗裂和质量要求,PC主梁采用"地面预制+支架存梁"的短线法预制拼装施工方案。主梁纵向体内预应力采用大直径优质合金高强钢棒预应力体系,配套采用体内+体外束预应力设计。通过采用地面预制的施工方案、构造优化和横向预应力多次分批张拉、混凝土的配合比及温控养护措施,在宽幅、大截面箱梁的匹配预制精度控制、裂缝控制上取得了预期效果。北边跨预制PC梁胶拼成跨,不设湿接缝,通过无应力长度参数和梁段间竖向转角参数的精度控制保证成桥线形。北边跨PC主梁预制精度、工程质量和拼装线形达到了设计预期。     

大跨预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

采用MIDAS/Civil建立某大跨预应力连续梁桥有限元模型,分析不同施工阶段荷载作用下桥梁位移和应力变化及施工过程中温度对主梁挠度的影响。结果表明,一个梁段施工完成后会影响前一个梁段标高,但各梁段控制偏差变化趋势大致相同;梁段悬臂越长,浇筑、张拉前后挠度越大;温度对悬臂梁段变形有很大影响,温度越高,悬臂竖向变形越大;大跨径连续梁桥悬臂施工时,预应力张拉产生的位移只能抵消一部分恒载位移;浇筑、张拉前后箱梁实测应力大多小于理论值,最大悬臂时梁段的预应力储备增大。     

大跨径PC连续刚构桥线形控制施工技术研究

大跨径PC连续刚构桥悬臂施工节段多、工期长,结构及受力状态复杂,影响主梁线形因素多,导致实际线形与理论线形出现偏差。在扶典口西江特大桥2号主桥施工过程中,通过Midas软件建立有限元模型,采用有限元模型对悬浇梁段自重偏差、预应力张拉及梁体温度梯度影响进行分析,并制定相应控制标准及控制方法进行过程控制,使大桥在跨中高精度自然合龙,成桥后线形与理论线形相符合,其裸梁顶面高程测点测量合格率高达97%,有效地对大跨径PC连续刚构桥线形进行控制。     

PC梁桥结构参数对最大悬臂结构力学性能的敏感性分析

为了深入研究PC梁桥结构参数对最大悬臂结构力学性能的影响,结合实体工程,建立了大跨预应力混凝土粱桥的最大悬臂段有限元模型,分析了材料容重、混凝土弹性模量、顸应力参数偏差对最大悬臂施工阶段主梁线形的影响程度,研究了自重偏差对主梁结构内力和应力的影响,探讨了预应力对悬臂结构的作用效应.研究结果表明:材料容重和混凝土弹性模量为该桥梁结构的主要设计参数,桥梁自重偏差对结构线形影响最为明显;在预应力效应的作用下,主梁纵向产生竖向正位移,随着自重的增大,主梁同一截面正弯矩相应减小,墩顶负弯矩增大,主梁的上缘压应力会减小,下缘压应力会增大,且下缘应力受其影响的程度更大.     

窄幅大跨连续梁桥线形控制研究

连续梁桥在施工过程中会受到自重、预应力张拉、施工荷载、温度等因素的影响,且铁路桥梁建设尤其看重桥面整体线形平整程度,对铁路连续梁桥悬臂浇筑施工进行线形控制是施工监控的重要内容。文中结合埃塞俄比亚默克雷地区Aroley五号大桥连续梁工程,通过MIDAS/Civil有限元计算软件和现场实测,研究窄幅大跨连续梁桥施工期间的线形控制。结果表明,采用自适应控制法控制窄幅大跨连续梁桥的线形合理可行,实施方便,梁体线形控制精度满足要求。     

150MN高墩转体T构施工控制技术

阳泉至盂县高速公路桃河特大桥跨石太铁路为(75+75)m预应力混凝土T形刚构桥,为减少桥梁施工对铁路安全运营的影响,T构采用高墩转体法施工.T构转体长度为109 m,转体高度为51.15 m,转体重量为150 MN.为确保施工精度及安全,对转盘与滑道的安装精度及T构线形与应力进行控制,通过在承台内预埋调节螺栓及高精度的控制测量,使滑道及转盘的安装误差控制在较小的范围;通过主梁预拱度设置、预压测量挂篮变形、T构自重控制、纵向预应力施工控制、桥面临时荷载控制、温度控制等措施,使梁体的应力状态和线形满足设计要求.     

短线拼装法施工的宽幅多节段混凝土箱梁的预制控制

采用短线拼装法施工的宽幅多节段混凝土箱梁的预制施工比常规连续箱梁预制节段施工复杂,控制难度和精度要求更高。该文以石首长江公路大桥北边跨的预制施工为工程背景,详细介绍了宽幅混凝土箱梁预制施工中的无应力线形控制和滑移、起吊、存梁施工中的安全控制,通过无应力制造线形控制最终成桥线形,通过横向预应力的分次张拉控制多次体系转换过程中的梁体安全。工程实践表明:采用短线拼装法施工宽幅多节段混凝土箱梁是可行的,既能保证预制线形也能保证拼装前梁体各工序的安全。     

高速特大桥预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

以湖北某高速一特大桥预应力混凝土连续梁桥悬臂施工为对象,利用MISAS/Civil软件模拟大桥悬臂施工段、全桥合拢段施工状态下关键部位的内力、位移和主要参数敏感性,实现对连续梁段施工的精确控制。研究结果表明:悬臂施工段,整个悬臂梁节点均是压应力,并未产生对单元节点的拉应力。0#块根部截面整体压应力在两个相反作用力下呈现一个逐渐增长的变化趋势;全桥合拢段,整个梁段均为压应力,在桥梁墩顶近区间的梁段截面上游和跨中近区间梁段截面下缘产生高压应力。当桥梁完成合拢施工后,墩顶附近截面上游处产生主梁混凝土的最大压应力;悬臂施工段和全桥合拢段,预应力和节段混凝土自重变化对挠度的作用最显著,其次是弹性模量的变化对的影响作用,而徐变系数对悬臂梁挠度变化作用较弱。     

空腹式连续刚构桥施工过程受力特性分析

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m的预应力混凝土空腹式连续刚构桥,其三角区下弦采用挂篮辅以扣索施工,上弦采用支撑于下弦顶面的支架现浇施工,后续梁段采用挂篮悬臂浇筑施工。为研究该桥在施工过程中的受力特性,建立全桥有限元模型,对临时扣索张拉及拆除、预应力张拉、后续梁段施工等工况进行计算分析。结果表明,由于梁段浇筑、扣索张拉、预应力张拉的影响,上弦支架部分应力集中;三角区扣索索力变化不大,基本上随施工进度递减;中跨合龙后,支架拆除对主梁及斜腿受力影响不大,扣索拆除使主梁及斜腿应力峰值有效降低。     

宽幅短线预制混凝土箱梁横向预应力分次张拉研究

大跨径混合梁斜拉桥边跨混凝土梁常采用短线预制拼装法施工,施工过程中有多次体系转换。为确保施工过程中的安全和节段间的顺利拼接,以石首长江公路大桥主桥北边跨(75+75+75)m混凝土梁为对象,分析宽幅短线预制混凝土箱梁施工阶段以及成桥恒载状态下横向受力与变形,确定横向预应力分次张拉时机和控制目标,采用MIDAS Civil建立梁段有限元模型,根据施工阶段应力和位移结果确定合理的横向预应力张拉方案。研究结果表明,宽幅短线预制混凝土箱梁施工过程中以横向受力为主,且多次体系转换,横向预应力须分次张拉到位;横向预应力分次张拉方案由位移和应力双控,横向预应力分次张拉的次数和时机在保证安全和顺利拼接的基础上可根据施工特点进行优化,预应力张拉束数和张拉力百分比可结合工期要求和预应力施工的便利性来进行考虑。     

泉州湾跨海大桥主桥主梁施工技术

泉州湾跨海大桥主桥为(70+130+400+130+70)m双塔结合梁斜拉桥,主梁为PK钢-混凝土结合梁,主梁单幅含风嘴宽27.41 m,梁高3.5 m。该桥主梁采用整梁段悬臂拼装架设,梁段之间采取"干拼法"连接,U形钢箱梁之间采用全焊接连接,在混凝土顶板之间涂抹环氧胶并施加预应力连接。该桥主梁施工主要包括预制拼装和架设两个阶段,在预制拼装阶段,采用钢桁架方案实现了主梁梁段反拱;在架设阶段,通过对梁段空中姿态预控,以及混凝土板上、下临时预紧力配合进行梁段纵向高程调整,在混凝土顶板间设置钢板垫块进行轴线偏差调整,通过设置湿接缝调整里程偏差,中跨采用配切合龙。采用"干拼法"施工,该桥合龙后,梁顶高程偏差小于5mm,满足设计要求。     

基于无应力状态法的悬臂拼装斜拉桥的线形控制

针对悬臂拼装斜拉桥的线形控制问题,以穗盐路斜拉桥为背景,提出基于无应力状态法理论以钢箱梁制造线形为目标,进行主梁线形控制的方法。该桥为对称独塔双索面塔梁固结体系,采用MIDAS Civil建立桥梁有限元模型,分析钢箱梁在不同施工临时荷载作用下的制造线形和安装线形。分析结果表明,该桥安装线形随施工临时荷载的不同而改变,制造线形是结构的稳定量,只要保证梁段的无应力状态量一定,则无应力线形是惟一的;实桥安装时按制造线形夹角进行安装,无论施工过程如何改变,最终成桥阶段的内力和位移与理想目标状态一致。     

泉州湾跨海大桥主梁施工技术风险及防控措施

泉州湾跨海大桥主桥为双塔分幅式组合梁斜拉桥,跨径布置为(70+130+400+130+70)m=800m。单幅主梁为PK式流线形扁平组合梁。该桥主梁采用组合梁段悬臂拼装施工,梁段间采取"干拼法"连接,钢箱梁采用全焊接连接,在混凝土顶板之间涂抹环氧胶并施加预应力连接。该桥主梁施工主要包括预制拼装和架设两个阶段,在预制拼装阶段,采用钢桁架方案实现了主梁梁段反拱;在架设阶段,采用大型起重船和桥面吊机吊装。因此对主梁施工期间施工安全风险事态进行识别和评估,并提出了相应的防范措施。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工过程力学性能分析

为指导波形钢腹板矮塔斜拉桥施工,对该类型桥梁的施工全过程进行力学性能分析。以(58+118+188+108)m的朝阳沟特大桥为研究对象,采用MIDAS/FEA有限元软件建立有限元模型,对其施工全过程进行计算。计算结果表明:施工过程中张拉悬臂顶板预应力束使主梁悬臂端轻微下挠,对悬臂施工主梁悬臂端竖向变形的影响远小于张拉斜拉索和浇筑梁段混凝土产生的影响;悬臂根部顶、底板应力在合龙束张拉时应力增量较大,应在施工中重点关注;斜拉索索力受施工阶段的影响不大,索力分2次张拉调整到成桥索力是合适的;矮塔斜拉桥桥塔和主梁刚度较大,两桥塔塔顶位移在悬臂施工过程中基本为0,顶推力作用下一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约5cm,另一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约4cm,可抵消后期运营中桥塔向跨中的偏位。     

独塔混合梁斜拉桥施工控制中的参数敏感性分析

为研究施工过程中混合梁斜拉桥结构与荷载参数的变化对成桥状态的影响,以跨径为(32+50+93+260+38)m的岳口汉江特大桥为工程背景,采用MIDAS Civil有限元分析软件对其进行参数敏感性分析,研究主梁自重、斜拉索弹性模量、施工荷载、初张拉力、温度的变化对主梁线形、应力和索力的影响。结果表明:钢箱梁自重、施工荷载、斜拉索初张拉力、局部温差对成桥状态的影响较大,为敏感性参数;主梁应力的敏感参数为斜拉索初张拉力,主梁变形的敏感参数为钢箱梁自重、施工荷载、斜拉索初张拉力和局部温差,参数的变化对成桥索力影响相对较小;中跨钢箱梁的截面应力和线形变化远大于边跨混凝土,主梁下缘应力相比于上缘应力对参数变化更加敏感。     

大跨度混合梁斜拉桥施工控制关键技术

江顺大桥主桥为主跨700m的双塔双索面混合梁斜拉桥,该桥钢箱梁采用悬臂拼装施工,边跨预应力混凝土箱梁采用支架现浇法施工。为保证成桥后的线形及内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥杆系有限元模型,并基于无应力状态法对该桥进行施工控制。在施工控制中,采取了桥塔应力及线形控制、塔内斜拉索锚固块预抬量及钢锚梁预抬量控制、主梁的钢箱梁制造线形及施工线形控制、斜拉索的下料长度及施工中斜拉索索力控制等关键控制技术。成桥后对桥塔应力和偏位、主梁测点高程、斜拉索索力的实测值与理论值进行对比分析,结果表明:以上各数据的实测值与理论值均吻合较好,误差均在合理范围内,满足设计要求,成桥状态良好。     

西宝客专常兴渭河特大桥节段拼装施工及控制技术

西安至宝鸡客运专线常兴渭河特大桥采用2 000t下行式架桥机节段拼装48m简支箱梁施工技术。文中介绍了箱梁节段预制、架桥机整跨拼装等施工工序,重点探讨了梁段精确定位、预应力张拉及梁体脱架、现场监测等关键问题。     

宽幅矮塔斜拉桥线形控制关键因素分析

为确定宽幅矮塔斜拉桥影响主梁线形的关键因素，以东苕溪大桥主桥为研究对象，采用Midas Civil建立结构有限元分析模型，以结构设计参数建立桥梁基准状态模型，研究影响成桥线形的重要元素，以其引起的主梁成桥线形变化程度确定关键影响因素。(1)拉索张拉力影响主要发生在有索区，且对中跨有索区的影响略强于边跨；梁段自重影响最大处位于边跨跨中和中跨四分点附近，边跨和中跨大致相同；影响较大，为强烈影响因素。(2)主梁预应力对边跨线形有一定影响，混凝土弹性模量的影响在边跨和中跨中部位置较为明显，桥面铺装的影响主要表现在中跨，在中跨跨中位置呈现最大值；为主要影响因素。(3)梯度温差、拉索弹性模量、拉索定位、整体温差及索塔偏位影响极小，基本可以忽略。     

复杂竖曲线宽幅组合梁桥大跨度顶推施工控制技术

广西柳州凤凰岭大桥为(96+124+3×130+90) m连续钢-混组合梁桥,主梁为等高双箱单室钢-混组合梁,由槽形钢箱梁和混凝土桥面板构成,梁宽46.6 m,该桥竖曲线由3段圆曲线和2段直线组成。钢梁采用连续步履式顶推、跨间不设临时墩的方案施工,最大顶推跨度达130 m。由于该桥竖曲线线形复杂、顶推悬臂长度较大、桥面板及体外预应力束施工工序繁杂,为确保施工中结构安全、成桥线形和内力满足设计要求,从线形控制、导梁过墩控制、桥面板安装控制等方面进行施工控制。钢梁顶推施工时,采用几何状态传递法对各梁段安装线形进行预测与控制,确保成桥线形满足设计要求;分析临时拉索张拉、环境温度改变与导梁前端位移响应关系,计算临时拉索张拉力,通过张拉临时拉索实现导梁顺利过墩;桥面板施工时,对皮尔格铺装法进行优化,改变桥面板安装顺序,确保了钢梁及桥面板应力满足要求,并缩短了工期。通过以上施工控制,该桥钢梁顺利顶推完成,全桥线形平顺,实测主梁线形满足设计要求,成桥状态良好。