Determination and Optimization of Stay-cable Buckling Scheme for Mengdong River Bridge

为确保猛洞河大桥施工过程的安全、设计目标的实现、施工工序的简化,研究其拱圈施工的斜拉扣挂方案.基于考虑施工过程的平面杆系有限元法,以拱肋线形偏差(拱肋制作线形与拱肋合龙设计线形的偏差)等于0为目标,并令交于索塔同一高度处的扣、锚索水平分力相等,采用正装迭代法确定劲性骨架安装阶段的扣锚索张拉力;以拱圈应力满足规范要求为条件,用试算法确定主拱圈外包混凝土浇注过程的扣索索力初张值和调整值.在上述方案基础上,对骨架安装和外包混凝土浇注两个关键施工阶段分别进行关于拱肋线形和应力的参数敏感性分析,找出了灵敏度较大的结构参数,以便进行有针对性的控制.利用外包混凝土合龙状态的参数敏感性分析结果,对外包混凝土浇注过程中的扣索布置方案和完成后的拆除顺序进行了优化.     

500 m级钢管拱桥成拱计算与控制方法

在大跨径的钢管混凝土拱桥中，钢管拱肋的斜拉扣挂成拱过程面临计算困难、大悬臂结构频繁调整、成拱状态偏离等难题。在成拱的理论计算方面，引入了基于无应力参数精确控制的成拱控制方法，明确了大跨径钢管拱斜拉扣挂施工过程控制目标。基于该控制方法，构建了钢管拱桥的成拱计算理论方法。该计算理论首次给出了钢管拱肋合龙前后的力学状态联系方程，建立了成拱后拱肋线形误差与施工过程索力的数学关系，构建了同时考虑施工全过程约束条件与成拱后线形偏差的一次调索优化模型。该一次调索优化模型可在任意给定的成拱线形误差范围和施工过程中的塔偏、封铰、合龙等耦合约束条件下，求解最优的扣背索一次张拉索力。在成拱施工控制方面，首次提出采用三维扫描技术进行大型钢管拱肋的无应力参数精确控制与检测方法，给出了详细的封铰控制、拱肋节段无应力参数控制和合龙控制的具体实施方法。在跨径为507 m的合江长江公路大桥的建设全过程,采用了所提出成拱计算理论与控制方法。实践表明:所提出的成拱计算理论具有控制目标少、计算目标明确、索力分布与张拉最优的优点；所提出的控制方法确保了钢管拱肋制造与安装无应力尺寸的精度，极大地减少了施工过程中拱肋线形误差调整次数。大桥拱肋成拱后实测结果表明，拱肋线形与应力状态与一次落架状态吻合良好。     

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥施工控制关键技术

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为(140+336+140) m刚性梁柔性拱桥,主梁为三主桁双层板桁组合结构,采用“先梁后拱,主梁双悬臂拼装,拱肋竖向转体”方案进行施工。为确保成桥线形和内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,进行施工全过程和成桥分析,基于无应力状态法开展施工控制。钢梁墩顶节间施工时,设置墩旁托架,利用浮吊拼装;对称悬拼期间,为保证纵向稳定性,采用水袋对边跨进行配重,利用扣塔分别张拉2对扣索以改善钢梁受力并调整钢梁线形;采用预降边支点、4号墩钢梁整体预偏,以及扣索索力调整等措施进行钢梁中跨合龙;拱肋竖转后,主要通过扣索完成拱肋合龙调位;拱肋合龙后,从中间向两边张拉吊杆。经实测,该桥钢梁合龙口相对高差在10 mm以内;拱肋合龙口轴向偏差最大2 mm,相对高差最大1 mm;吊杆索力与设计目标索力偏差均在5%内,满足施工控制要求。     

沪苏通长江公铁大桥大跨柔性拱拼装与竖转过程分析

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为主跨336 m的钢桁梁柔性拱桥,拱肋在钢桁梁上组拼成半拱,利用扣塔竖向转体,单边拱竖转重量约1 400 t。为选择合适的拱肋拼装和竖转施工控制措施及参数,采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,计算3种不同拱肋拼装施工控制措施下钢桁梁的应力和变形,并分析拱肋竖转过程中拱肋受力、整体稳定性及参数敏感性。结果表明:通过边跨压重、单边拱提前预张扣索50%索力,可有效降低钢桁梁应力峰值和下挠量,确定为拱肋拼装施工控制措施;按计算的背索和牵引索试转索力和转体到位索力进行拱肋竖转,结构受力满足要求;拱肋转体的低阶稳定系数大于4,拱肋转体到位整体稳定性满足要求;按转体过程同层牵引索相对索力偏差不超过10%、背索与设计索力偏差小于10%、转铰同轴度偏差小于10 mm进行施工控制,拱肋合龙控制结果满足要求。     

钢筋混凝土箱形拱桥施工控制

为使拱桥达到理想的成桥状态,结合岭兜特大桥工程,对采用预制拱肋、缆索吊装施工的钢筋混凝土箱形拱桥,利用结构有限元分析,根据倒装-正装计算法对施工过程中结构的受力特性和变形进行预测,施工控制中对主拱的应力、线形、扣索的索力等进行监测.结果表明:在拱肋吊装过程中拱轴线变化与计算一致,拱肋合龙后各控制点的实测高程与控制高程之差、轴线偏位均满足相关规范要求;主拱圈典型截面上的实测应力值与计算应力值接近;扣索实测索力与计算索力基本吻合,岭兜特大桥达到了理想的成桥状态.     

大跨钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工抗风性能研究

为保证大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工过程的抗风安全，以某主跨342 m钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工为背景，研究该桥劲性骨架拱肋在竖转施工过程中的抗风性能及抗风措施。根据竖转施工特点，采用ANSYS软件分别建立2种最不利施工状态(拱肋竖转临界状态和拱肋合龙前状态)有限元模型计算风致响应，提出设置浪风索的抗风措施以提高抗风稳定性。结果表明：拱肋在2种最不利施工状态下会产生显著的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，危及拱肋施工安全；设置浪风索能有效降低处于竖转施工阶段的拱肋在横风作用下的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，且浪风索应力满足要求，可保证竖转施工安全。浪风索截面面积对拱脚转轴连杆应力影响较小，对拱顶横向位移影响较大，同时考虑到施工中浪风索张拉力的不均匀性，设计时宜适当增加浪风索截面尺寸，以提升结构整体抗风安全储备。     

竖转提升工艺下拱肋体系转换与合龙控制方法研究

由于竖转提升工艺下大跨度拱肋在合龙前、后的力学状态相差较大,为确保合龙后拱肋的力学状态满足要求,根据拱结构的受力特点提出了一种基于自平衡原理的体系转换方法;并根据拱肋节段的制造安装工艺提出了基于无应力状态法的拱肋合龙控制方法。为验证上述方法的正确性和有效性,以赵家沟大桥的竖转提升为背景,采用ANSYS有限元软件建立该桥竖转提升模型进行数值模拟分析,并对拱肋合龙前、后的力学状态进行监测。结果表明:各构件的力学状态均满足设计要求;合龙后拱肋应力的实测值与计算值基本一致,拱肋实测线形与设计线形偏差较小。实践证明,基于自平衡原理的体系转换法是可行的,无应力状态合龙法可用于指导竖转提升工艺下的拱肋合龙控制。     

南广铁路西江特大桥钢箱拱肋吊装施工过程仿真分析

为研究南广铁路西江特大桥主桥拱肋吊装过程中结构受力状态,指导拱肋吊装施工,对拱肋吊装施工过程进行仿真分析。该桥主桥为主跨450m的钢箱提篮拱桥,拱肋采用斜拉扣挂悬拼法施工,利用MIDAS软件建立整个拱肋有限元计算模型,采用"合理位移内力法"确定扣锚索初拉索力,对不同拆除过程中结构内力及位移变化的过程进行计算并确定拆除顺序,根据确定的扣锚索初拉索力以及拆索顺序计算出整个吊装过程的主体结构及临时设施的内力及位移。计算及实践结果表明:拱肋悬臂拼装过程中扣塔塔偏和应力以及主拱内力均满足规范要求;从跨中对称向拱脚方向拆除扣锚索的顺序为最优顺序,拆除过程中结构内力及位移变化过程平缓,无突变现象。实践表明,仿真分析结果顺利地指导了现场施工,大桥钢箱拱肋高精度合龙,吊装过程中结构施工处于安全状态。     

大跨度钢管混凝土拱桥施工优化分析

目前,大跨度钢管混凝土拱桥较多采取无支架缆索吊装悬拼法施工,通过将拱肋分段预制再悬臂拼装的方式形成主拱,其最终结构的形成要经过一系列结构体系的变化。在施工时,扣索索力大小直接关系到拱肋成拱线形和最终受力状态,因此索力计算十分重要。在拱肋合龙之后要灌注钢管内混凝土,而灌注顺序对成桥后结构受力及施工中的结构稳定性有较大影响。该文以唐家河大桥为工程背景,采用桥梁结构有限元软件Midas/Civil建立空间有限元模型,基于一次张拉扣索的思想,运用弹性-刚性支撑法和基于影响矩阵的未知荷载系数法对扣索索力进行计算和优化分析,对比合龙线形偏差发现优化算法合龙精度更高。对不同灌注顺序进行对比分析,发现较为合理的灌注顺序为先内侧下弦管,再内侧上弦管,然后外侧下弦管,最后灌注外侧上弦管。     

大跨度连续刚构柔性拱组合桥施工控制

宜万铁路宜昌长江大桥主桥为(130+2×275+130) m连续刚构柔性拱组合桥,主梁采用单箱双室截面,拱肋采用钢管混凝土桁架拱.该桥采用"先梁后拱"法施工,其施工控制的难点和重点为主梁两合龙段同时对顶合龙与两跨拱肋竖转合龙,施工控制的内容主要包括线形控制和应力监测.采用预测控制法对施工误差进行分析、识别、调整;通过3种有限元模型对比,适当修正主梁预抛高值.施工过程中的线形和应力监控结果表明,主梁和拱肋成桥线形误差均控制在允许范围内,结构应力满足设计要求,施工控制效果良好.     

重庆奉节长江大桥斜拉桥主梁安装施工阶段索力监控

介绍奉节长江大桥大跨径斜拉桥主梁悬浇施工阶段索力测试原理、测试主要内容和方法,并结合理论计算,对该桥梁实测索力进行对比分析和有效监控,确保斜拉桥内力分布合理,满足设计和规范要求,顺利实现预期控制目标,其方法和结果可为同类型桥梁提供参考。     

800m级变截面钢管混凝土飞燕拱与自锚悬索组合桥研讨

针对800 m级超大跨径钢管混凝土拱桥的需求,提出了单叶双曲面状变截面钢管混凝土飞燕拱与自锚悬索的组合桥.钢管混凝土飞燕式拱桥的推力可与自锚悬索桥的拉力平衡,形成自平衡结构体系,且以拱肋结构受力为主,自锚悬索体系受力为辅,两者协同工作,优势互补;另外,由于采用了单叶双曲面状变截面钢管的四肢空间桁架拱肋结构形式,从而能减...     

频率法吊杆索力测量计算方法研究

系杆拱桥中吊杆索长均较短,对于短索索力的计算存在相当的难度。对某系杆拱桥吊杆索力基于频率法测试时采用的几种计算模型进行比较分析,同时分析吊杆长细比对模型计算精度的影响规律,得出与吊杆长细比相对应的索力计算模型,可满足工程精度要求。     

钢管混凝土拱桥吊装过程的最优化计算分析

以在建的主跨460 m的中承式钢管混凝土拱桥———巫峡长江大桥为例,在综合考虑拉索的垂度效应与结构几何非线性影响的基础上,采用一阶最优化计算方法来确定拱桥的合理施工状态。以成桥后拱肋的线形为目标函数,施工中拱肋节段的预转折角为设计变量,利用施工优化的原理,直接建立施工期结构状态可测变量与成桥状态目标函数之间的关系。通过对目标函数的最优化处理,求出各施工阶段的扣索索力和拱肋吊装高度,模拟了钢管拱肋的拼装过程。计算结果表明:将最优化计算理论引入拱桥的施工过程计算中是可行的,结果也是合理的。     

多拱肋异型系杆钢拱桥温度敏感性分析

为研究不同形式的温度变化对异型桥梁成桥状态的影响,该文以一座多拱肋异型系杆钢拱桥为工程背景,建立Midas Civil空间有限元计算模型,选取整体温度、梁拱温差、纵桥向索面温差和横桥向索面温差四个参数对其进行敏感性分析,得到各参数对桥梁结构变形、应力和索力的影响程度。结果表明：梁拱温差对桥梁结构变形、应力和索力影响较大,是三者共同的敏感参数;整体温度作用对变形有较大影响,对应力和索力影响较小;纵桥向和横桥向索面温差对索力的影响程度较大,对变形和应力的影响程度较小。     

惠州市鹅城大桥总体设计及创新

鹅城大桥位于广东省惠州市，为双向通行6车道城市主干路桥梁，上跨东江，桥位处江面宽600m。桥梁景观造型设计极具地域特色，与当地自然、人文文化紧密结合，呼应了惠州“鹅城”的千年美称。主桥采用四跨连续空间斜跨异型系杆拱桥，主跨跨度为180m，为国内最大的空间斜跨偏态系杆拱桥。采用拱、塔和梁固结，墩梁分离体系。主梁创新性的采用正交异型钢桥面板与多片梁的结构形式。拱肋由五大系统组成，包括主拱肋、副拱肋、主副拱肋之间的斜杆、两副拱之间的曲杆以及曲杆之间的水平拉索等构件组成。主拱拱肋中心线为空间斜跨偏态曲线，吊索成空间放射性布置，吊索采用高强度平行钢丝吊索，主梁、拱肋系统和鹅塔均采用Q345qD桥梁结构钢。下部结构采用C40花瓶造型墩柱和水下C35钻孔灌注群桩基础。     

宣杭铁路复线东苕溪特大桥上部结构施工技术

宣杭铁路复线东苕溪特大桥主桥为跨度112m的下承式尼尔森体系提篮式钢管混凝土系杆拱桥，先拱后梁，在国内为首次设计施工。主拱采用缆索吊机、扣索塔架斜拉扣挂分段悬拼，系梁采用2套挂篮对称现浇施工。介绍该桥上部结构施工技术。     

城市特宽拱桥的空间静动力有限元分析

宽度与跨度之比B/L>1的桥梁一般称之为特宽桥,其受力与普通窄桥有所不同。对一座B/L>1的下承式钢筋混凝土系杆拱桥建立空间有限元计算模型,对其进行静、动力分析,并与平面静力计算分析进行了比较。通过静力计算比较,发现平面计算的内力比空间计算的内力大,但是,平面计算不能反应拱肋和系梁的扭矩;通过动力分析,发现特宽拱桥横向刚度比纵向刚度和竖向刚度小,其横向地震响应相对较大。通过计算分析发现,对于特宽桥梁,应采用空间分析才能满足计算的精度,才能发现一些平面分析无法发现的问题,对于特宽拱桥,尤其要注意其横向刚度的处理。     

缆风对钢管混凝土拱桥施工稳定性的影响

该文对目前大跨度钢管混凝土拱桥考虑材料非线性的各种分析方法进行了概述,结合一工程实例,采用纤维单元模型探讨了几何和材料双重非线性,尤其是后者对拱桥施工稳定性的影响。同时,文章还对缆风在施工过程中对拱肋稳定性的有利影响、缆风设置、缆风初张力等问题作了定量分析。