鄂东大桥施工期结构行为与施工监控关键技术

鄂东长江大桥为千米级混合梁斜拉桥,通过研究探明了鄂东长江大桥施工期结构行为特点,指出了超大跨度的混合梁斜拉桥具有非线性特征突出、边中跨的结构行为有一定的独立性等有别于全钢箱梁斜拉桥的特点。从施工期结构行为入手,就总体控制理念、边中跨控制重点、边中跨线形控制方法、施工期中跨钢箱梁应力调控、边跨应力控制、拉索张拉控制等关键技术问题进行了深入探讨。施工实践表明:实测结果与理论结果吻合较好,线形情况与应力情况对应,结构处于可控状态,证实了上述关键技术的有效性。     

千米级混合梁斜拉桥无应力索长及几何线形控制

针对千米级混合梁斜拉桥施工期结构受力特点及制造加工和安装阶段面临的主要问题,基于几何控制理论,以主跨926 m的鄂东长江公路大桥为依托,研究斜拉索无应力长度及主梁几何线形控制方法。结果表明:以理想成桥线形、索力为目标,通过对制造及安装阶段全过程无应力状态量的调整,安装阶段将无应力线形、无应力索长的控制转换成夹角、引伸量的控制,该方法易规避不良施工效应、施工误差,高效快捷、精度高,同时能降低环境带来的不良影响。施工实践表明实测数据与理论计算吻合很好,证实了该方法的有效性和可靠性。     

鄂东长江大桥施工过程非线性稳定性分析

为探讨大跨度混合梁斜拉桥施工过程中结构非线性稳定性的变化规律及其影响因素,以鄂东长江大桥为研究对象,按照结构型式及施工工序的特点,采用LSB和ANSYS有限元软件计算大桥施工过程非线性稳定安全系数并获得结构失稳形态,分析了非线性因素对静力稳定性的影响规律.此外,探讨了混合梁斜拉桥设计与施工工程参数——钢混结合部位置、索梁锚固方式、施工临时荷载及横向风荷载与大桥施工过程非线性稳定性的关系.结果表明,上述工程参数对施工过程非线性稳定性有不同程度的影响,但总体上并非其控制性因素.      

大跨度混合梁斜拉桥参数敏感性分析

为了提高大跨度混合梁斜拉桥的施工控制精度,通过计算比较梁重、斜拉索张拉力、斜拉索的刚度等设计参数在成桥时对主梁挠度、主梁应力和索力的影响程度,分析了各设计参数的敏感性．计算结果表明,大跨度混合梁斜拉桥主要设计参数有梁重和拉索张拉力,而索的刚度对成桥状态影响不大．通过修正主要设计参数,同时忽略次要设计参数的影响,对荆岳长江公路大桥进行施工控制．成桥测试结果表明,拉索索力与成桥线形状况良好,均在误差控制允许的范围内,其中索力误差小于5％,主梁标高偏差小于65mm．     

鄂东大桥钢混结合部桥面铺装施工质量控制

钢混结合部是混合梁斜拉桥的关键部位,结构和受力复杂。该处桥面铺装受主梁刚度过渡和铺装材料与主梁结合等影响,其铺装方案选择和施工质量控制较为关键。鄂东长江公路大桥主跨钢桥面采用环氧沥青混凝土铺装,边跨混凝土桥面采用SMA沥青混凝土铺装,钢混结合部桥面铺装施工时,对两种铺装结构的过渡方案进行了优化,对基面处理、环氧沥青混凝土铺筑和接缝处理等关键工序采取了有针对性的工艺控制措施。     

大跨度钢斜拉桥制造误差的传播及其效应特性

为阐明制造误差效应在大跨度斜拉桥施工控制中的传播问题,对全过程控制条件下超大跨度钢斜拉桥关键构件制造误差效应的效应特性进行了研究,由几何非线性平衡方程推导并建立了全过程控制条件下的误差效应传播方程.在此基础上,以典型的超大跨度斜拉桥苏通大桥为研究对象,就构件制造误差效应的形成过程、效应特性及其传播特性进行了深入研究.研究表明:所建立的误差传播方程应用和求解方便,适用于大跨度斜拉桥全过程施工控制误差效应的理论研究和计算分析;不同类型构件制造误差的传播特性存在较大差异,随悬臂长度增大,主梁节段间制造角度的误差效应表现出典型的自收敛特性,而主梁节段制造长度的误差效应不具备自收敛特性,施工控制实施时应根据误差效应特性确定科学、合理的误差调控方案.      

基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能,利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型,对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型,应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献,梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型;利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性,采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明:混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好,弹性阶段的T梁刚度折减不明显,非线性阶段刚度发生明显折减,跨中预应力钢筋应力增长幅度最大,因此,混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。     

徐州市和平路斜拉桥主梁施工线形控制

以徐州和平路斜拉桥的施工为背景,分析独塔双跨混凝土斜拉桥主梁施工线形控制中的有关问题,重点强调立模标高的准确性和施工过程中主梁标高误差的控制原则,对该桥的主梁施工线形进行了有效控制。     

云阳长江公路大桥施工控制仿真斜拉索模拟分析

斜拉桥施工控制仿真计算,用平面梁单元模拟斜拉索单元,能够满足施工控制对索力的精度要求;同时主梁应力剔除斜拉索弯矩值的影响后,也能够满足施工控制对主梁应力精度的要求。     

混合梁-塔斜拉桥力学特性及参数敏感性

以海东大道1号桥工程为对象,基于有限元软件Midas Civil,研究其力学特性,选取斜拉索初张力、混凝土梁刚度、混凝土梁容重和钢梁容重等四个参数进行敏感性分析,确定影响施工成桥状态结构线形和受力的主要参数.研究表明:几何非线性对混合梁—塔斜拉桥变形影响较大,考虑几何非线性时,该斜拉桥主梁挠度和塔顶偏位分别增大了26.5%和45.8%;受桩土相互作用的影响,结构多维耦合振型增多,对应阶数的频率值减小,结构一阶振型表现为索塔横弯,主梁竖弯振动则以钢结构为主;斜拉索张拉力对混合梁—塔斜拉桥施工成桥阶段力学性能的影响最大.     

济南市纬六路斜拉桥主梁线形施工控制

大跨度PC斜拉桥是设计、监控、施工高度耦合的结构,而主梁的线形控制效果是PC斜拉桥施工质量的重要指标之一,也是重点和难点。以济南市纬六路斜拉桥为例,结合该桥的具体施工方案和施工工艺,阐述了主梁的施工流程、施工控制理论与方法,对设计上采用斜拉索一次张拉到位的设计理念给施工控制带来的许多问题,通过采用先进的“双控”方法,建立可行的施工控制方案,并提出了一些实用的处理方法,解决了主梁线形控制问题并减少了调索程序,可为PC斜拉桥设计、施工、监控提供一定的参考。     

基于几何控制法的斜拉桥参数敏感性分析

从几何控制法的基本思想出发,以苏通长江公路大桥施工控制项目为背景,建立全桥模型模拟全桥施工全过程,找出基准状态下的钢箱梁无应力线形和成桥状态下斜拉索无应力索长。在保证钢箱梁无应力线形和成桥斜拉索无应力索长不变的条件下,分析了主梁重量、斜拉索刚度、临时施工荷载等结构参数变化对成桥线形、应力的影响。     

计入列车制动力的大跨度公铁两用斜拉桥极限状态研究

以天兴洲公铁两用斜拉桥为例,建立有限元模型,考虑了制动力作用的极限状态.采用以线型控制的索力迭代分步算法确定斜拉桥成桥索力,按照铁路和公路工程结构可靠度设计统一标准,分析、计算和比较了5种荷载工况的作用效果,确定出最不利荷载工况.计入几何非线性影响,进行斜拉桥承载能力和正常使用极限状态分析.利用Ansys参数化设计语言进行后处理,研究斜拉桥在承载能力极限状态下主要构件的应力水平和应力分布.     

部分斜拉桥施工控制特点

部分斜拉桥受力和普通斜拉桥不完全一样,因而其施工控制具有自身的特点。以龟韭沟大桥为例,从结构尺寸和受力特点出发,结合实际施工控制方法和成果,从线形控制、应力控制和索力控制3方面,探讨了部分斜拉桥施工控制的特点,提出了相应的注意事项及解决方法。     

大跨度组合梁斜拉桥极限承载力影响因素

为探讨斜拉索断裂、组合梁界面相对滑移和桥面板剪力滞效应对结构极限承载力的影响,以在建的重庆江津观音岩组合梁斜拉桥为工程背景,考虑结构的几何非线性、材料非线性、体系转换、位移和应力的累积效应,按第二类稳定理论对桥梁全过程极限承载力进行了研究.结果表明,考虑斜拉索断裂、组合梁界面相对滑移和桥面板剪力滞效应的影响后,结构承载力安全系数最大变化分别达23.0%,19.0%和42.4%;斜拉索断裂对极限承载力的影响是一个先增大再逐渐减小的过程,而界面滑移和桥面板剪力滞效应对结构极限承载力的影响主要表现在短悬臂阶段.     

九江长江大桥混合梁斜拉桥稳定分析

大跨度混合梁斜拉桥由于结构跨度大和不对称性,稳定性是其必须考虑的主要问题之一.对斜拉桥稳定问题的有限元分析方法进行了阐述,应用有限元软件ANSYS对九江长江大桥的施工阶段和运营阶段的典型工况进行了线性、几何非线性和双重非线性的稳定性分析.计算结果表明,无论是施工阶段还是成桥运营阶段,九江长江大桥的稳定性都满足规范要求.