钢桁加劲梁悬索桥施工控制方法探讨

以北盘江大桥为例,文章较详细地介绍了钢桁加劲梁悬索桥施工控制方法,对相关控制要素与影响因素进行了阐述及分析,并提出了钢桁加劲梁节段架设与连接方法、固结时机。     

PC板式加劲梁悬索桥上部结构施工控制研究

针对预应力混凝土(PC)板式加劲梁悬索桥施工过程中加劲梁出现的线形不平顺和湿接缝易开裂问题,以某大跨径PC板式加劲梁悬索桥为背景,采用MIDAS软件建立主桥空间杆系有限元模型,分析加劲梁临时连接匹配精度、梁段间临时铰转动模式、湿接缝浇筑对加劲梁成桥线形及湿接缝应力的影响,并提出相应的施工控制措施。结果表明：加劲梁采用场内预拼,并以预制精度较高的加劲梁底板作为高程控制点,以及提高临时连接锚固件的制造和安装精度,可确保梁段间临时连接匹配精度;在加劲梁底部设置挡块,将临时铰转动模式固化为单向铰,保证了加劲梁吊装过程中线形平顺;湿接缝浇筑采用全跨水袋等代配重控制措施,加劲梁线形良好,湿接缝无开裂现象。     

马鞍山长江公路大桥塔梁固结处模型试验研究

为研究马鞍山长江公路大桥塔梁固结处的受力性能,对实桥相应部位进行缩尺模型试验,并结合有限元计算对模型进行受力分析。选取半幅实桥中相应部位的塔柱和含塔梁固结处的下横梁及加劲梁制作成1∶4缩尺模型,进行塔梁固结处控制工况加载,并采用ANSYS建立相应空间三维实体模型进行理论计算。试验结果与有限元计算结果表明:塔梁固结处各部位的应力均满足规范要求,结构具有足够的安全度。     

三塔悬索桥不同结构体系对结构静动力行为的影响

大跨径三塔悬索桥是一种新的结构形式,不同的约束形式对结构的内力与变形有一定的影响.采用有限元软件建立某三塔悬索桥有限元空间模型,对结构在不同的纵向约束和竖向约束体系下的静动力影响进行研究和对比.结果表明:纵向约束适宜仅设置在中塔处,在主缆与加劲梁间设置刚性中央扣需谨慎设计,也没有必要在三塔处均设置纵向约束;竖向约束在加劲梁能满足应力要求时,适宜采用连续加劲梁在中塔处固结的结构形式;在加劲梁设计受限时,不宜在中塔处设置竖向约束.     

大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计

某大跨度铁路桥位于强震山区,采用主跨1060 m的上承式钢桁梁悬索桥,主桁采用华伦式桁架,桁宽30 m、桁高12 m,节间长10 m。结合强震山区铁路悬索桥的受力特点,加劲梁约束体系采用塔梁分离、塔墩固结的半飘浮体系,桥塔处纵向阻尼器与下平联设置在同一平面,桥塔和桥台处均设置相互协调工作的横向支座与横向阻尼器,并设置地震反压结构,在桥台端横梁中央设置局部受压支座,解决了大跨度铁路悬索桥抗强震、大风作用及轨道局部平顺性问题。钢桁梁主要构件采用Q370qD钢,局部构件采用Q500qD钢,主桁杆件和联结系杆件分别采用M30和M24高强度螺栓连接。加劲梁主桁上弦杆采用箱形截面杆件、焊接整体节点,下弦杆主要采用H形截面杆件、拆装式节点;上层通过交叉平联使箱形弦杆与钢桥面组成整体断面共同受力,下层采用H形弦杆与交叉平联组成镂空层,采用斜杆受拉为主的横联,解决了铁路悬索桥钢梁的疲劳问题,同时具有较好的经济性。结合场地及运输条件,加劲梁分区段采用顶推、原位拼装、缆索吊结合的方案施工,解决了山区大跨度悬索桥的施工难题。     

温度对拱桥短吊杆应力的影响

既有拱桥健康检测结果表明,短吊杆是拱桥易损构件之一。该文主要研究温差荷载对拱桥短吊杆截面应力的影响。假定短吊杆两端与拱肋及桥面均为固结,首先通过吊杆表面温度实测数据得出吊杆沿周向温度分布规律,再根据径向温度梯度得出吊杆横截面温度分布模型。然后,根据温度分布模型探讨短吊杆局部温差应力的大小及分布规律。同时,结合整体温差荷载作用下吊杆截面应力的理论推导和参数分析,探讨了吊杆截面不均匀应力分布情况及应力增大系数的范围。     

大跨悬索桥加劲梁吊装过程强静风安全性研究

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688 m双塔双跨钢箱梁悬索桥,加劲梁采用跨缆吊装法施工。为确定强静风作用下加劲梁吊装过程中的危险阶段及提高静风安全性的措施,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,采用非线性静风分析方法分析各施工关键阶段加劲梁的内力和位移响应,针对较高风险阶段提出安全措施。结果表明:合龙前大悬臂阶段和合龙后尚未刚接阶段为加劲梁吊装过程中的两大高风险阶段;提高临时连接件刚度可在一定程度上降低临时连接件的应力水平,使全桥的临时连接件受力更加均匀;但对于合龙阶段应力较高的塔根处,仅提高临时连接件刚度已无法满足强度要求,断开合龙处连接、采用柔性索将梁段和桥塔相连,可有效降低全桥临时连接件应力水平,限制梁端位移。     

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥结构体系选择

马鞍山长江公路大桥左汊主桥为主跨2×1 080 m的三塔悬索桥,为解决该桥在不平衡活载作用下引起中塔两侧主缆缆力差值较大的问题,需要选择合理的结构体系,对塔梁固结、支座约束、半飘浮与全飘浮4种结构体系进行对比分析.采用有限元软件BNLAS分析4种结构体系的力学特性,计算结果表明:塔梁固结结构体系抗滑安全系数最高、结构刚度最大、中塔钢结构段应力在容许范围内、抗风与抗震性能优于飘浮体系、不需要设置支座;4种结构体系在缆索受力方面差异很小;塔梁固结体系加劲梁受力较大但可以通过调整梁高来控制应力.经综合比选,该三塔悬索桥最终采用塔梁固结的结构体系.     

润扬长江公路大桥悬索桥中央扣设计

润扬长江公路大桥南汊桥为主跨 14 90 m单孔钢加劲梁悬索桥 ,在跨中主缆与加劲梁刚性固结。刚性中央扣是国内悬索桥首次采用。主要介绍中央扣构造、受力分析和安装工艺     

墨西拿海峡大桥上部结构设计

墨西拿海峡大桥连接意大利本土卡拉布里亚区与西西里岛,是一座主跨3 300 m的公铁两用悬索桥。主缆跨径布置为960(西西里岛侧)+3 300+810m(卡拉布里亚侧)。加劲梁跨径布置为183(西西里岛侧)+3 300+183m(卡拉布里亚侧),铁路梁在桥塔处是连续的,公路梁则非连续,采用铰接。建成后将超过主跨1 991m的日本明石海峡大桥,成为世界上最大跨度的悬索桥。该文详细介绍了墨西拿海峡大桥的设计标准、支承条件,桥塔、缆索体系和加劲梁的结构参数、设计荷载、作用应力及疲劳设计,桥塔、加劲梁的抗风设计,桥梁抗震设计,上部结构施工方案,桥塔、加劲梁的抗风措施等。     

澜沧江特大桥主桥悬索桥施工阶段控制索塔内力的新方法

云南祥临澜沧江特大桥为主跨380 m的单跨钢-混组合加劲梁悬索桥,在加劲梁段的架设阶段,由于中跨加劲梁段的吊装等因素导致主跨侧主缆的水平分力要大于边跨侧。为了将索塔的塔根弯矩控制在容许范围之内,该桥不采用传统的预偏索鞍法而是采用了一种新的方法即通过边缆拽塔法来实现调整索塔在施工阶段的内力。并重点阐述了边缆拽塔方法的设计理念、关键技术及施工方法。该技术在国内尚属首例,国外也没有成熟的经验可循,它的成功实践对国内今后同类桥梁的设计施工具有重要的参考意义。     

简支组合梁桥的设计分析

为了详细阐述简支组合梁桥的设计流程,以某座跨径为40 m的简支组合梁桥为例,利用Midas有限元分析软件对该桥的施工过程及使用过程进行模拟.主要对比分析模型建立精度及施工方案对结构受力的影响,以及材料优化对结构轻型化设计的益处.结果表明:钢梁底板加劲肋对底板受力情况有较大的影响.在建立模型时,建议对加劲肋进行模拟.设置临时支撑能有效改善钢梁的受力,但同时会大幅度地增大混凝土桥面板的压应力.合适的施工方案和优化材料的结合能使结构设计轻型化,有效地减少工程材料用量.     

轻型悬索桥的调查与分析

轻型悬索桥在我国的河谷山涧地区以及城市人行桥中应用较广泛,但对其结构设计特点尚未有较系统的总结.文中在大量收集国内已建轻型悬索桥资料的基础上,从桥跨、加劲梁以及主索等方面分析总结其设计特点,包括轻型悬索桥的适用跨径、桥跨布置特点,加劲梁的截面形式、高跨比,主索材料、垂跨比和锚圆形式等.     

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥钢箱梁设计特色

马鞍山长江公路大桥左汊主桥为三塔两跨悬索桥,其主梁采用钢箱梁结构.根据结构受力合理、施工方便、节省材料等原则设计了钢箱梁.横隔板采用空腹桁架式结构,既满足结构受力要求,又可减轻结构重量、便于施工;在中塔位置采用下横梁与钢箱梁不等高的固结设计,使下横梁内力及钢箱梁应力满足设计要求;塔梁固结设计增大了钢箱梁的竖向刚度,减小了中塔顶主缆的不平衡水平力;在标准节段与塔梁固结段设置变高段使塔梁固结位置应力传递匀顺;将锚拉板与钢箱梁内纵腹板连为一体并伸出钢箱梁顶板,桥面荷载直接通过纵向腹板及横隔板耳板传给吊索,避免了设置复杂的吊索锚固加劲构造及吊索锚固耳板与桥面板间直接承受拉力的焊缝.     

九江长江公路大桥混合梁结合段构造分析

九江长江公路大桥为主跨818m的大跨径单侧混合梁斜拉桥,其钢梁加劲过渡段采用T肋加劲、同时在端部增设板肋加劲的新型过渡方式。为研究结合部连接件受力分布及内力分担比例,选取包含结合段的主梁节段,建立考虑钢-混凝土间相对滑移和接触的实体-板壳有限元计算模型,对结合段受力性能进行分析。结果表明:承压板分担了约70%的轴压力,过渡段刚度变化较为均匀,应力过渡平顺,该桥结合段受力合理。     

五峰山长江大桥加劲梁架设技术

连镇铁路五峰山长江大桥主桥为主跨1092 m的钢桁梁公铁两用悬索桥,加劲梁采用板桁结合钢桁梁结构,加劲梁恒载集度大(819.1 kN/m)。其中,一期恒载集度达501 kN/m;铁路桥面和公路桥面二期恒载集度分别为233.4 kN/m和84.7 kN/m。针对该桥特点,加劲梁采用整节段吊装,架设时采用不携带铁路二期恒载的方案施工。边跨加劲梁节段利用浮吊整体吊装至滑移支架上,再滑移至设计位置,连接成整体;中跨加劲梁节段采用2台900 t缆载吊机自跨中向两侧桥塔方向架设,节段间上弦设牛腿式临时铰进行铰接,待中跨80%节段吊装后再进行刚接;中跨加劲梁架设后,对边跨加劲梁整体姿态进行调整,通过顶、落梁与中跨加劲梁合龙,合龙后铺设铁路二期恒载。     

Research on Erection Methods of Steel Stiffening Truss Girder for Baling River Bridge

Four　methods　of　erecting　steel　stiffening　truss　girder　of　suspension　bridge,including　the　deck　lifting　gantry　crane　method,the　cable-mounted　crane　method,the　cantilever　erection　method　with　derrick　crane　and　the　incremental　launching　method,were　studied　Based　on construction　conditions　of　the　bridge,according　to　the　optimal　combination　of　various　factors　such　as　construction　safety,quality,period,environmental　protection　and　economic　performance,etc,the cantilever　erection　method　with　derrick　crane　was　recommended　for　the bridge.　On　this　basis,three　categories　of　connection　in　cantilever　erection　methods,including　the　all　hinged　method,the　successive　fully　splicing　method　and　the　successive　splicing　with　temporary　erection　hinge　method,were　studied　The　successive　splicing　with　temporary　erection　hinge　method　was　recommended　in　the　bridge　with　consideration　of　the　requirements　of　construction　safety,quality　and　time　limit　In　addition,the　traction　method　of　hangers　at　the　top　end　during　cantilever　erection　was　studied　Finally,the　erection　method　of　three　key　 stages,including　the　first　segment　near　the　pylon,the　standard　segment,as　well　as　the　closure　segment　of　steel　stiffening　truss　girde,r　was　studied.　The　cantilever　erection　method　with　derrick　crane　provides　a　new　way　for　design　and　construction　of　long-span　suspension　bridge　with　steel　stiffening　truss　girder　in　the　western　area　of　China     

基于挠度理论的自锚式悬索桥受力特性分析

基于挠度理论,分析了矢跨比、边中跨比、加劲梁竖向抗弯刚度、加劲梁纵坡和整体升降温对两塔三跨自锚式悬索桥结构受力特性的影响。此外,还讨论了加劲梁在轴向压力作用下的稳定性及其极限跨径。分析结果表明：矢跨比越小,主缆拉力越大、加劲梁的轴向压力也越大,而结构的整体刚度越低;边中跨比越大,结构的整体刚度越低,加劲梁在轴向压力作用下的横向稳定性也越差;主缆抗拉刚度或者加劲梁的竖向抗弯刚度越大,结构的整体刚度越大;加劲梁纵坡和整体升降温对结构受力的影响通常较小,可以忽略不计;自锚式悬索桥的极限跨径由加劲梁的横向第一类失稳及其屈服强度共同控制。     

钢桁梁悬索桥抖振响应及其影响参数分析

钢桁梁是双层桥面悬索桥及峡谷地区悬索桥常用的加劲梁形式,该类加劲梁构件众多、阻风面积大,在脉动风荷载作用下的抖振响应非常显著。采用Davenport抖振频域方法对某钢桁梁悬索桥的顺风向、横风向及扭转方向的抖振响应进行分析。抖振有限元频域分析表明:抖振位移主要由加劲梁各方向的1阶振动模态控制,高阶模态的参与效应可以忽略;对于抖振加速度,高阶模态有较大贡献。进一步研究了定常及非定常自激气动力形式对气动阻尼的影响,结果表明准定常自激力描述竖向及侧向模态的气动阻尼具有足够的精度,但描述扭转模态的气动阻尼还存在很大的近似性。