内倾副拱对复式钢箱中承式拱桥的受力影响分析

该文基于复式钢箱拱桥(外倾拱为主拱、内倾拱为副拱)应用非常少的现状,以建成的某复式钢箱中承式拱桥为工程背景,探讨复式钢箱拱受力特点,评判内倾副拱对复式钢箱中承式拱桥的受力影响。通过Midas建立施工全过程杆系有限元分析模型,以成桥主拱索力保持一致为基准,开展成桥状态、运营状态受力对比分析。分析结果表明:内倾副拱对复式钢箱中承式拱桥受力影响较小,同时削弱了结构整体可靠性,造成浪费,复式钢箱拱设计方案除满足桥梁美学要求外,并未继承内倾拱桥刚度大、稳定性能好的优点,也没有弥补外倾拱空间受力的不足,在经济性上不可取,在结构受力上也不合理,同时鉴于复式钢箱拱桥应用少,开展相关设计理论研究迫在眉睫。     

吊杆无应力长度及竖直度控制技术研究

吊杆无应力长度直接影响钢箱拱桥施工阶段及成桥状态下桥梁的运行。由于施工阶段各因素影响,其计算值与实际值存在一定误差,导致对吊杆竖直度的控制及对吊杆安装精度产生影响。文中提出了吊杆无应力长度计算时应考虑的因素及计算模型,并以某钢箱拱桥为背景,利用midas Civil 2021有限元软件建立钢箱拱桥的施工阶段及成桥模型,计算得到吊杆无应力长度,并结合修正因素对吊杆无应力长度的影响进行数据分析。验证了吊杆制作及安装时环境的温度差异、拱肋及桥面系的几何偏差、吊杆材料非线性变化对吊杆无应力长度及安装精度的影响。通过对吊杆无应力长度及竖直度的研究,得到吊杆较为精确的下料长度,从而保证吊杆安装精度及吊杆竖直度。     

明州大桥中跨加劲梁安装技术

宁波明州大桥为主跨450m中承式钢箱系杆提篮拱桥,居同类型桥梁世界前列。中跨加劲梁吊装采用大型缆索系统,南北岸对称施工。在加劲梁吊装过程中,与扣锚索拆除、吊杆安装、系杆索张拉穿插进行,相互影响。吊装过程须全程监控拱肋线形与拱脚水平推力,并以实时测量数据修正下阶段施工指令。该文介绍明州大桥主桥中跨加劲梁桥面吊装的具体施工过程,并对明州大桥全桥线形调整与控制的方法进行探讨。     

大跨度网状吊杆钢箱拱桥顶推施工控制技术

云南怒江渡口大桥采用多点步履式拱梁整体顶推施工方法,整体顶推跨度为145m左右,具有顶推跨径大、施工精度要求高的特点。依托该工程对大跨度网状吊杆钢箱拱桥顶推施工控制技术进行了研究,总结了大跨径钢箱拱桥顶推施工的特点以及控制重点,对顶推施工的全过程墩台反力、拱桥钢结构应力以及拱桥位移进行了分析计算,对顶推施工中顶推内力变化、顶推线形控制、落梁位置控制等关键施工工序给出合理的建议。     

中承式钢管混凝土拱桥新增吊杆法加固技术研究

吊杆是中承式钢管混凝土拱桥重要的组成部分和受力构件,其可靠程度直接影响结构的使用性和安全性。由于在运营过程中长期受到自然条件和人为因素的影响,拱桥吊杆出现了不同程度的损伤,使其加固工作备受关注。针对更换吊杆法普遍存在的破坏结构局部受力的问题,介绍了一种主动加固吊杆的方法——新增吊杆法。并以玉带桥吊杆加固为工程背景,介绍了新增吊杆的布置及构造,对全桥进行三维数值仿真分析,比较了吊杆加固前后拱肋内力、吊杆内力和拱桥稳定性的变化情况,并通过施工过程控制对新增吊杆内力和桥面线形进行监控。结果表明:新增吊杆法可大幅减小既有吊杆的应力水平,但对拱肋受力和拱桥稳定性影响不大;加固过程中新增吊杆拉力实测值与计算值符合较好,桥面高程变化最大未超过6mm,是一种安全、可行的吊杆加固方法。     

柳州官塘大桥净跨450m钢箱拱桥设计

本文介绍净跨450m中承式钢箱拱桥,拱肋为内倾80°提篮拱,采用等宽变高的单箱单室截面,中拱段采用低位拼装+门式支架法大节段整体提升安装。主要介绍桥梁的结构设计、施工方案,为大跨钢箱拱桥设计提供经验总结。     

飞燕式钢箱系杆拱桥吊杆疲劳性能影响因素研究

飞燕式系杆拱桥由于受力合理,造型优美,已成为应用广泛的桥型之一。吊杆作为拱桥桥面与拱肋之间的重要传力构件,极易发生疲劳破坏。以某飞燕式钢箱系杆拱桥为例,探究拱桥吊杆设计参数对吊杆疲劳受力特性的影响,结果表明,吊杆的最大应力和应力幅均会随着吊杆间距减小而降低,边吊杆距拱脚距离的减小和吊杆截面积的增大会明显改善边吊杆的疲劳受力特性,这一结论可供提高飞燕式钢箱系杆拱桥吊杆疲劳性能的设计参考。     

双飞翼中承复式钢箱拱桥体系转换施工技术

在拱桥建设过程中，体系转换往往是施工过程中最危险的时段。以乌兰木伦河3号桥体系转换为例，介绍了采用支架法施工时，双飞翼中承复式钢箱拱桥的体系转换流程，即张拉主副拱吊杆-拆除副拱支架-张拉主拱与梁的吊杆-拆除主梁支架-拆除主拱支架。通过有限元建模对支架拆除过程中支架反力、支架变形等进行计算，最终确定了先副拱后梁的体系转换顺序，实践证明该体系转换顺序的安全性及可操作性。     

湛河提篮式拱桥施工控制研究

以平顶山市湛河提篮式拱桥为工程实例,根据该提篮式拱桥的结构特点和施工方案,制定出桥梁的施工控制方案,并运用于该桥施工监控实践中。桥梁施工监控结果表明:各施工阶段桥面系应力实测值与计算值基本吻合,桥梁在施工阶段安全可靠;系杆梁与拱肋在吊杆张拉前后的标高变化与理论控制值吻合较好,桥梁线形控制较好;通过吊杆张力测定,全桥吊杆张力分布较为均匀且与理论值基本吻合。     

大跨径CFST拱桥拱肋安装线形影响因素分析与控制

以主跨336m、拱肋安装段数96节段的中承式CFST拱桥(马滩红水河特大桥)为工程背景,分析了大跨径CFST拱桥拱肋安装线形的影响因素,用数理统计方法归纳了关键问题,并结合实践提出了控制措施与方法,可供同类型大跨径桥梁施工借鉴。     

拱桥短吊杆动力特性分析

拱桥吊杆骤断的原因复杂,其中动荷载作用下吊杆受力不均匀和增大效应是主要因素之一。以一座既有中承式钢管混凝土拱桥为背景,采用ANSYS建立桥梁有限元模型,选用单车车辆模型,并将车辆模型简化为移动荷载在桥梁结构模型上进行加载,计算不同速度下短吊杆的动力特性,研究短吊杆在车辆平稳过桥条件下的动力性能。计算分析结果表明:短吊杆的振动频次随车速的降低而急剧增加;短吊杆轴力的动力放大系数较大并与车速成正比关系;在车辆激振作用下,短吊杆受弯主要以横桥向的弯矩为主,短吊杆的最大应力会出现在车辆通过后的自由振动阶段;短吊杆的下锚固端受力复杂且最为不利,容易在腐蚀和应力作用下导致短吊杆内钢丝的断裂。     

外倾式空间组合拱桥的施工监控

中山市长江北路大桥是一座非对称外倾拱肋的组合拱桥,它是由倾斜钢拱肋、曲线钢箱梁和倾斜吊杆组成的空间组合结构.为了确保该桥在施工过程中的安全,该文建立了空间有限元模型对该桥在施工过程中结构的变形和受力状态进行了模拟分析计算,并介绍了通过对拱肋变形、控制截面的应力和吊杆索力的施工监控,使该桥建成后的线形和受力状态满足设计要求.     

128m尼尔森体系提篮拱桥的施工控制

为了解尼尔森体系提篮拱桥在施工中的内力和线形状态是否满足设计要求,以合福高铁跨越合肥市包河大道的128m提篮拱桥为例,采用有限元软件MIDAS Civil进行尼尔森体系提篮拱桥的空间有限元计算分析,在施工控制中主要对系梁、拱肋的应力和线形以及吊杆的内力进行监测。监测结果表明,整个施工过程中系梁变形较小,拱肋的变形较为明显,两者在拆除系梁支架阶段的累计变形量与理论值均吻合较好;系梁与拱肋的应力水平均满足设计要求,处于安全合理的范围;吊杆内力测试结果与理论目标值相差均在±5%以内,满足设计要求。     

大跨度桁架拱外包混凝土吊架法施工技术

成贵铁路鸭池河特大桥为主跨436m中承式钢-混结合提篮式拱桥,拱肋为钢桁架外包混凝土结构。拱肋外包混凝土采用吊架法施工。吊架由底模系统和侧模及其桁架组成,通过吊杆锚固在桁架拱下弦杆上。外包混凝土分节段分层浇注,施工过程中,采取增加上下弦连接杆、及时安装横撑和张拉扣索等技术措施控制桁架拱的附加应力。实践证明,该项施工方法中,吊架结构设计布置合理、操作安全简便,能控制主体结构的附加应力满足设计要求。     

大跨度外倾非对称式系杆拱桥施工控制研究

成都市红星路南延线跨府河桥梁工程采用44 m+150 m+55 m的孔跨布置的曲线梁非对称外倾拱桥。钢箱拱和钢箱梁采用满堂支架法施工,全部完成拼装焊接后对吊杆和系杆进行张拉,完成体系转换,拆除钢箱拱和钢梁支架,施工过程比较复杂。因此,合理的体系转换是保证支架拆除过程中和拆除后结构安全的前提,并且决定了成桥下结构的应力状态和线形状态。采用桥梁专业软件Midas/Civil建立全桥有限元模型,根据实际施工过程进行仿真模拟计算分析。通过施工过程中现场实际数据与理论计算的数据进行对比分析,运用综合控制方法进行施工监控,对设计初期参数进行反复的修正和调整,最终桥梁结构的线形状态和应力状态满足设计要求。     

超宽幅梁拱组合钢结构景观拱桥施工关键问题研究

城市桥梁不仅需要满足基本的通行需求,其建筑造型还应符合建设环境的景观协调性。异形拱桥因其结构受力优异、造型轻盈美观,多作为城市景观桥梁的主要比选桥型。本文基于深圳梦海前湾河桥的结构特点和施工工艺,介绍了一种梁拱结合体系桥梁在预制和安装阶段保障主梁、异形拱肋线形、应力、吊杆力和临时支撑安全的关键技术,并通过空间有限元分析指导全过程施工监控。根据实测反馈数据,大桥线形、吊杆力误差均在允许范围内,施工精度良好,景观效果也达到了预期目标。     

城市斜靠式三跨拱梁组合景观桥施工控制关键技术北大核心

某城市景观桥为(22+55+22) m空间斜靠式三跨拱梁组合桥,与河道斜交布置,结构造型新颖。钢梁立面位于凸曲线上,上游侧和下游侧主、副拱在平面上呈反对称结构,上、下游吊杆索力不对称,施工线形控制难度大,制造及安装精度要求高。采用“先梁后拱”施工方法,基于无应力状态法,建立有限元分析模型,确定钢梁和主、副拱及吊杆的无应力状态量,工厂制造严格按照监控指令线形进行。钢梁总体线形通过支架顶标高进行调节,确保钢梁处于无应力线形状态。钢梁节段之间通过匹配件进行锁定定位,确保节段拼装线形与无应力线形匹配。空间结构的主拱安装线形通过支架柱顶的调节装置进行调节,确保安装线形满足要求。全桥的焊接量较大,通过焊接工艺评定,不同的构件采用合适的焊接工艺和施焊顺序,严格控制钢梁的焊接变形。成桥实测线形和索力均满足设计和规范要求。     

大跨度中承式钢箱桁架拱桥空间稳定性分析

随着钢箱桁架拱桥跨径的增大,其空间稳定性问题更为突出,对大跨径钢箱桁架拱桥稳定性及影响因素进行分析,具有重要的实际工程意义。某桥为主跨519 m的中承式钢箱桁架拱桥,通过对其建立空间有限元模型进行线弹性稳定分析,结果表明:大跨径中承式钢箱桁架拱桥活载对稳定性影响较小,结构失稳一般表现为面外失稳,且最容易发生在拱圈无平联区域。对稳定性的影响因素进行分析表明:菱形和"K"字形对提高稳定性效果最佳;斜吊杆较竖吊杆能提高面内稳定性,但降低了面外稳定性;初始几何缺陷不会显著降低大桥的线弹性失稳荷载。     

雁荡山特大桥主桥上部结构设计与计算

雁荡山特大桥为连续钢箱叠合拱桥结构,其主梁由2×90 m连续钢箱梁组成,主拱采用2榀平行钢箱拱肋,设计矢高18.00 m,2孔钢箱主拱间设置钢箱辅助拱,分别在每孔主拱拱肋之间设7道一字横撑和2道X形组合横撑,辅助拱肋设8道一字横撑,并在每孔设13对吊杆.利用ANSYS软件建立全桥空间有限元模型,分析各种荷载下的结构受力和拱脚局部受力,结果表明桥梁的承载力、刚度及局部应力均满足规范要求.     

中承式集束钢管混凝土拱桥的加固设计研究

针对某中承式集束钢管混凝土拱桥的维修加固,结合桥梁病害检测和数值仿真结果,提出了3种桥面系改造加固方案。多方比选的研究结果表明,若不考虑管芯混凝土收缩,拱肋应力偏小,而管芯混凝土压应力偏大,拉应力偏小;采用支架灌注的方法可减小拱肋应力,但会增大管芯混凝土压应力,减小管芯混凝土拉应力;方案2通过将桥面系更换为钢纵、横梁格构体系、更换吊杆可有效改善原拱桥结构受力,提高了结构承载能力。本研究可为同类桥梁加固改造设计提供参考。