超宽超重T构转体桥梁体应力和线形变化研究

在目前复杂的桥梁结构建设中,为了更好地研究超宽超重T构转体桥整体稳定性,除了与设计图纸、施工工艺、现场环境等有密切关系外,更应注重对桥梁施工过程和转体过程进行线形和应力监控。本文采用有限元软件Madis/civil建立主梁结构模型,对桥梁施工全过程进行仿真模拟,分析关键施工阶段的结构受力特点和变形状况以及成桥后的结构受力情况,确保桥梁施工过程安全。同时,现场采用水准仪、应力传感器等对转体前、转体过程中、转体后梁桥的线形和应力进行现场实时测量。最后将设计值、有限元分析值和现场实际值进行比较,并分析其差异。结果表明,仅对梁体而言,支架拆除后,位移变化值从中间向两端逐渐增大,应力变化则与位移变化相反;通过有限元分析,调整位移量使得现场线形变化趋势与设计线形变化趋势大体一致,应力值在合理的设计范围之内。     

高速铁路连续钢桁柔性拱桥的施工线形控制

研究目的:为了解决高速铁路三跨连续钢桁梁柔性拱桥复杂施工过程中的桥梁线形控制难题,依托银西高铁银川机场黄河特大桥两联三跨连续钢桁梁柔性拱桥的三同步施工过程,基于施工过程时变力学分析方法和现场实测,研究钢桥拼装过程的体系转换杆件拼装顺序、拼装线形的二次调整、抗风措施和梁拱合龙等施工方案,确保桥梁施工线形达到设计要求。研究结论:(1)连续钢桁拱桥施工过程存在体系转换杆件,以基于应力和变形最小扰动原则进行杆件拼装顺序优化,可最大程度减小体系转换的附加效应影响;(2)施工过程中,连续钢桁拱桥的线形受结构拼装过程受力变化和拼装精度等的影响而多变,基于初始位移法合理确定拼装理论线形,并结合施工过程进行拼装线形的二次调整技术,可达到理想成桥线形;(3)柔性拱在拼装过程中容易出现抗风稳定问题,基于静力抗风稳定性分析提出了自锚式辅助抗风索方案,可保证拼装过程的抗风稳定性;(4)基于合龙期间的环境温度精确测量及温度对结构变形的精确分析,结合连续钢桁梁柔性拱桥的受力特点提出了柔性拱利用环境温度效应的自然合龙技术,实现钢桁梁与柔性拱的最优合龙;(5)本研究成果可为同类型桥梁的施工控制提供参考。     

大岩洞大桥平转施工工艺设计

研究目的：桥梁施工方法是桥梁设计时必须考虑的重要因素。平转施工作为一种修建桥梁的有效方法，已经在山区桥梁建设中得到广泛应用。大岩洞大桥主桥采用上承式钢管混凝土劲性骨架箱形拱，平转法施工。为保证施工期间结构安全，需采用合理的工艺设计、控制措施、控制指标和指导性意见。通过总结本桥设计施工经验，可为今后类似桥梁施工提供借鉴。研究结论：对于重达5237t的转体结构，采用混凝土球铰平转施工为国内首次。本文结合工程实例，详细介绍了转体结构构造细节、静力计算、施工控制指标、安全措施。本桥历时9h，劲性骨架平转到位。合拢精度满足设计要求，结构各项指标和设计相符。转体施工过程中，应实时监控结构的应力和变形，采用现场实测数据修正计算模型，以使理论计算和实际相吻合，保证桥梁的安全施工。实践证明了平转施工方法可以有效解决山区桥梁施工的问题。     

超宽桥面部分斜拉桥主梁线形控制分析

研究目的:为较好地控制超宽桥面的线形,研究超宽桥面部分斜拉桥主梁线形控制系统,分析影响主梁挠度变化的因素及全桥合龙后高程理论值与实测值存在偏差的原因,取得现场实测数据以修正计算模型参数。研究方法:以基于最小二乘法的误差控制理论为基础,结合柳州三门江大桥施工特点,运用有限元分析软件建立线形控制模型,通过实测数据与理论计算结果确保桥梁线形施工质量。研究结论:超宽桥面部分斜拉桥主梁结构变位及高程变化特点与预应力混凝土连续箱梁相接近;采用现场实测数据修正计算模型参数,达到理论计算模型与实桥相吻合,保证了主梁的安全施工;施工中要实时监测挂篮变形,并根据梁段重量对预抬量进行适当调整。     

鹅公岩轨道大桥体系转换实施方案研究

研究目的:鹅公岩轨道大桥为主跨600 m的自锚式悬索桥,在世界上首次采用斜拉-悬索体系转换的方法进行桥梁建造。在建造过程中最重要的环节就是由斜拉桥向悬索桥的体系转换过程,其总体特点是施工环节多、干扰因素复杂、控制参量交叉影响、小变形大位移的非线性特征显著等。为大幅度降低体系转换过程中的吊索张拉难度,通过对斜拉桥成桥后的主梁线形进行调整的优化分析,降低体系转换过程中主缆和主梁的高差,既保证体系转换的安全度,又大幅度优化体系转换方案。依据现场实际施工方案的逐步分解,以及现场监控桥梁各项结构反应和有限元模拟相结合进行斜拉-悬索体系转换的系统研究,以指导施工的全过程。研究结论:(1)斜拉-悬索耦合体系结构受力十分复杂,需采用实际监控数据提取分析与数值仿真模拟研究相结合的方法来研究两个独立缆吊系统的体系转换过程的力学变化情况,才可精准安排后续施工工作;(2)给出了主梁线形调整过程的斜拉索引出量和调整后的实测索力,以及包含吊索张拉实测索力的体系转换全过程;(3)本研究成果可为大跨度无支架自锚式悬索桥成桥提供参考。     

铁路大跨度连续刚构柔性拱主梁施工监控技术研究

本文以新建广珠铁路西江特大桥主桥为依托,探讨了大跨度连续刚构柔性拱桥主梁施工监控的方法,结合结构有限元仿真分析,在施工过程中对结构线形、挂篮变形、截面应力进行监测,通过实测数据进行参数识别与误差分析,指导现场施工.实践表明,大桥主梁合龙后线形在设计运行误差范围内,结构受力正常,施工监控效果良好.     

斜拉桥主梁挂篮悬臂施工控制

邯武快速路邯武大桥主梁采用挂篮悬臂现浇法施工,为确保结构受力合理,避免施工中主梁截面出现应力过大,使合龙后桥面线形顺畅、美观,本斜拉桥主梁施工中采用反馈监控方法。通过对施工监控量测得出的实测数据进行仿真计算,得出调整量,纠正偏差,指导后续施工,使最终斜拉桥的线形、内力满足设计要求。     

连续刚构桥梁悬臂施工线形控制分析

研究目的:以理论计算与实桥分析为基础,研究连续刚构桥施工控制系统,分析影响悬臂施工线形的因素,用现场实测数据修正计算模型参数,更好的控制桥面的线形。研究方法:以现代施工控制理论为基础,结合涪江三桥施工特点,运用有限元分析软件建立施工控制模型,通过实测数据与理论计算结果保证桥梁线形施工的质量。研究结果:该桥合龙段全部自然合龙,合龙误差均在规范值2 cm的允许范围之内,且线形吻合度良好,成桥线形平顺。研究结论:施工监控中充分考虑各种因素影响,采用现场实测数据修正计算参数,达到理论计算模型与实桥相吻合,保证了桥梁施工的安全。另外,连续刚构桥的施工控制对主梁标高控制而言,应按"宁高勿低"的原则进行。     

轨道交通特大桥铺轨线形设计及其工程实践

针对先期施工预留轨道交通特大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥在荷载作用下变形较大,且与轨道交通设计线路纵断面线形不匹配的现状,根据梁面实测标高和桥梁设计变形,在既有线路设计纵断面基础上重新设计轨道施工时的纵断面即轨面控制标高.在满足限界、最小轨道设计高度等基本要求的同时,使新纵断面下的轨面线形及标高能够适应施工过程中、施工完成后和列车活载作用下的桥梁变形.目前工程已通车运营,现场轨道状态良好.     

悬臂浇注斜交连续箱梁桥的线形监控

针对施工过程中,由于测量误差、施工误差、设计参数误差以及模型的失真,桥梁施工的实际线形与施工理想线形之间总是存在偏差,以及斜交箱梁由于处于弯剪扭复杂的空间受力状态,无论是理论计算还是现场线形监控,相对于正交箱梁都复杂得多等问题,以某三跨斜交连续箱梁桥为工程背景,提出该类型桥梁线形监控的目的、技术和方法,以及线形监控关键点立模标高的影响因素和计算公式,介绍了计算斜交桥梁的计算方法,并讨论了斜交桥梁悬臂施工时箱梁挠度的变化规律,以及斜交、温度场对线形的影响与需要注意的问题。研究结果表明,所提出的技术和方法,可为同类型桥梁的施工监控提供参考。     

徐变对大跨度预应力混凝土连续箱梁桥施工线形控制的影响

徐变对大跨度预应力混凝土连续梁结构变形和内力的影响不容忽略。基于混凝土徐变预测模型,分析C50混凝土徐变系数的变化规律,得出适合于桥梁监控的预测模型,并对一简支梁进行验证,计算结果与实际工程结果较吻合。在此基础上对京沪高铁跨秦淮河特大桥进行施工监控,依据该桥的施工监控方案,对各个施工节段的标高进行测量与控制,该桥的标高监控实践表明:徐变对桥梁结构影响较为显著;GL2000模型、ACI-209R模型和我国04规范具有较高的精度,可满足施工线形达到设计线形要求。     

超大吨位斜拉桥水平转体铰型式研究

研究目的:某城市主干道上跨既有干线铁路采用独塔空间四索面预应力混凝土斜拉桥,施工方式为转体施工,转体重量为3.3万吨,远超已有工程实践。本文主要分析转体铰型式,为本工程超大吨位转体施工选择适合的转体铰型式提供依据。研究结论:(1)球铰刚度大于平铰,球铰适应转体偏载的能力强于平铰;(2)球铰底部混凝土受力情况均小于平铰;(3)转体球铰在转体支撑协调性、转体结构受力和变形的均匀性、牵引力的稳定性、转体安全性、转体后梁体姿态调整、施工可实施性能、出现问题可调整等方面,均具有更好的性能;转体平铰对转体施工控制要求较高,上部转体结构的载荷分布不均匀以及转动面的安装平面度误差都会显著影响转动可靠性;(4)本工程3.3万吨超大吨位转体设计选用球铰型式是适合的;(5)该研究成果可为采用大跨度桥梁跨越既有构筑物超大吨位转体施工提供借鉴,并可有力拓展转体工法的应用范围。     

大跨径混凝土斜拉桥线形优化预测研究

大跨径混凝土斜拉桥施工工序复杂,施工过程中受到诸如拉索垂度、温度变化、混凝土收缩徐变效应等非线性因素影响,使立模标高的设定存在较大误差,理想的成桥状态难以实现。为使成桥线形准确,结构受力均衡,综合分析影响施工立模标高的因素,建立基于粒子群优化算法的BP神经网络立模标高修正参数的预测模型,对修正值进行预测。研究结果表明:所建模型性能稳定,具有较好的预测泛化能力。由预测结果得到的线形更接近理想成桥线形,主梁结构受力合理,能够实现较好的成桥状态,为斜拉桥主梁线形优化方法提供参考。     

浅谈转体桥梁施工中的线形和内力监控

介绍现代转体桥梁施工中对转体桥梁线形和内力监控的主要内容和监控过程中作为施工单位应该注意和避免的问题。     

池黄高铁三塔矮塔斜拉桥设计关键技术研究

研究目的:矮塔斜拉桥具有结构刚度大、施工方便、经济性好、造型美观等优点,近年来在铁路桥梁中得到广泛使用。本文以池黄高铁大跨度三塔矮塔斜拉桥为背景,针对高速铁路桥梁特点,就结构体系、合理结构参数、斜拉索张拉方案等关键技术进行分析研究。研究结论:(1)高速铁路多塔矮塔斜拉桥结构体系选择的关键是既保证变形控制,同时减少温度力以及混凝土收缩徐变产生次内力的不利影响,采用刚构连续梁体系,辅以外伸跨,可以有效减小下部结构受力,同时满足刚度要求,结构经济合理;(2)边跨跨度和外伸跨跨度对主梁变形影响较小,塔高和无索区长度对主梁残余徐变变形影响较大;(3)斜拉索采用悬臂阶段和合龙后两次张拉,且二次张拉拉索在施工二恒之前,可有效控制主梁残余徐变变形;(4)本研究结论可为今后同类型桥梁设计提供参考。     

大纵坡小曲线半径转体斜拉桥在郑万铁路桥梁中的应用

新建郑万铁路联络线特大桥跨越郑西高铁采用2×138 m独塔斜拉桥方案,为预应力混凝土曲线斜拉桥,采用支架现浇后转体就位施工。考虑到曲线梁转体不可避免存在大横向偏心的边界条件,采用刚塔柔梁的设计理念,增加主塔刚度、优化主梁断面形式,大大减小了球铰横向偏心距。介绍独塔转体施工斜拉桥设计方案,并根据实际施工阶段建立有限元模型计算分析,确定结构的合理形式,计算拉索、主梁、桥塔等结构应力、刚度、稳定性等设计参数。结果表明:(1)该桥主体结构应力、变形等均满足规范要求;(2)曲线斜拉桥采用支架现浇后转体施工,横向需设置预拱度;(3)上跨高速铁路,采用转体斜拉桥方案能有效降低梁高。     

预应力混凝土连续(刚构)梁桥线形监控探索

悬臂灌筑预应力混凝土连续(刚构)梁桥是广泛应用于铁路、高速公路、市政工程的一种桥型,通过对已建成桥梁施工过程的模拟计算和悬臂浇筑桥梁的施工监控数据分析,明确了施工立模标高数据来源,用以指导悬臂浇筑桥的梁线形控制,取得了理想的桥梁线形。     

滑道不平顺对大跨度桥梁转体动力性能影响研究

滑道是转体桥梁的关键部件,滑道不平顺将直接影响转体过程中桥梁的安全与稳定。为研究滑道不平顺对大跨度转体桥梁的动力性能影响规律及其合理取值问题,基于某大跨度跨线桥梁转体施工现场实时监测并结合数值模拟分析方法,开展不同程度条件下滑道不平顺对转体桥梁关键部位受力、变形、振动等动力响应影响研究。研究结果表明：实测转体桥梁滑道不平顺差异性较大,其数值介于0～15 mm之间,滑道不平顺的存在会导致转体桥梁单侧发生较小程度的倾斜;转体过程中,滑道不平顺差异变化速率与转体箱梁梁端振动响应成正比关系,其变化速率越大,梁端振动越剧烈,且环形滑道不平顺的数值差异也引起转体桥梁端振动响应不一致;0,5,10,15,20 mm和22 mm六种滑道不平顺条件下,转体桥梁主梁线形、撑脚应力、梁端竖向加速度和梁端动挠度整体表现为随着滑道不平顺数值增加而逐渐增大的趋势;滑道不平顺数值超过15 mm后,撑脚应力和桥梁振动响应明显增大,桥梁安全与稳定性降低,建议将转体桥梁滑道不平顺安全控制值确定为≤15 mm,以供类似转体桥梁结构参考使用。     

非对称外倾式曲线混凝土拱肋施工技术

非对称外倾式曲线混凝土拱肋结构整体呈倾斜状态,结构构造复杂,水化热控制技术要求高,施工技术难度大、安全风险高。通过采用先进的数值模拟分析技术预先对非对称外倾式混凝土拱肋各施工节段进行模拟分析,可提前掌握各结构的受力状态,有效控制结构线形变化。施工中对外倾式曲线混凝土拱肋模板安装控制进行深入研究,对大体积混凝土进行合理的配合比设计,并采取合理的温控措施和监控量测,综合分析各种误差产生原因,制定相应拱肋线形控制方案,对现场进行实时监控,减小消除施工误差的影响。这可为今后类似桥梁施工提供借鉴。     

金水沟大桥刚构连续箱梁悬臂浇筑线形控制

介绍了金水沟大桥刚构连续箱梁模板高程计算方法,并对混凝土弹性模量、温度变形、预应力摩阻损失、T构悬臂施工阶段关键监控截面应力、主梁线形、合龙阶段等重要指标进行监控,阐述了连续梁和刚构相结合桥梁结构线形的施工控制技术.