鹅公岩轨道专用桥加劲梁施工体系转换方案比选

重庆鹅公岩轨道专用桥为主跨600m的双塔双索面自锚式悬索桥,全桥采用"先梁后缆"法施工。由于跨中钢箱加劲梁无法采用支架法施工,提出了"先斜拉,后悬索"的总体施工方案。为选择合理的体系转换方案,保证施工安全,对2种方案(方案1:临时斜拉桥成桥后直接进行体系转换;方案2:临时斜拉桥成桥后,先对斜拉索进行补张拉,再进行体系转换)进行比选,通过张拉设备、吊索张拉次数和接长杆的长度等方面综合比选,选择方案2。利用ANSYS软件进行全桥结构体系转换过程数值模拟仿真分析,结果表明,采用方案2施工,加劲梁及主缆的线形有限元分析结果与设计预期目标吻合较好。     

自锚式悬索桥先斜拉后悬索的体系转换模拟

针对大跨度自锚式悬索桥跨越通航流域时不能采用常规支架法施工主跨钢箱梁的问题,提出了"先斜拉,后悬索"无支架法的总体施工方案,即先形成临时斜拉桥,再进行斜拉桥向悬索桥的体系转换。以600 m超大跨度的鹅公岩自锚式悬索桥为分析案例,采用无应力状态控制法实现了两种独立缆索支撑体系——临时斜拉桥和自锚式悬索桥共存。通过体系转换方案比选出推荐方案,表明临时斜拉桥成桥后可充分利用斜拉索的材料强度进行补张拉工作后再进行体系转换工作,可降低主缆与主梁的高差,从而减少了吊索张拉次数和接长杆长度,体系转换方案得以优化。经ANSYS有限元模拟由斜拉桥向悬索桥的体系转换过程,其结果与设计预期目标吻合较好,给出了该方案实施下主缆、主梁、临时钢塔、主塔、吊索和斜拉索在各施工步骤下的反应,并得到以下结论:(1)"先斜拉,后悬索"的总体施工方案可解决大跨度自锚式悬索桥无法使用支架法的施工问题;(2)通过调整体系转换前的主梁线形,可大幅度降低体系转换难度;(3)对于几何非线性显著的斜拉桥向悬索桥体系转换过程中,吊索张拉方案、斜拉索力调整和拆除时机顺序等问题的确定至关重要。     

大跨度混合梁斜拉桥施工控制关键技术

江顺大桥主桥为主跨700m的双塔双索面混合梁斜拉桥,该桥钢箱梁采用悬臂拼装施工,边跨预应力混凝土箱梁采用支架现浇法施工。为保证成桥后的线形及内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥杆系有限元模型,并基于无应力状态法对该桥进行施工控制。在施工控制中,采取了桥塔应力及线形控制、塔内斜拉索锚固块预抬量及钢锚梁预抬量控制、主梁的钢箱梁制造线形及施工线形控制、斜拉索的下料长度及施工中斜拉索索力控制等关键控制技术。成桥后对桥塔应力和偏位、主梁测点高程、斜拉索索力的实测值与理论值进行对比分析,结果表明:以上各数据的实测值与理论值均吻合较好,误差均在合理范围内,满足设计要求,成桥状态良好。     

斜拉桥加固改造施工监控技术

以郧阳汉江公路大桥加固改造工程的施工监控项目为工程背景,介绍了斜拉索加固改造施工监控的理论计算、主梁线形测量、锚台沉降测量、索塔偏移测量、斜拉索索力测量、锚固桥台预应力损失测量、跨中无轴力接头钢箱滑移测量以及调索方案的优化等施工监控主要内容及关键技术,为类似斜拉桥加固改造工程施工监控提供参考。     

先斜拉后悬索组合梁自锚式悬索桥桥面板浇筑方案研究

以一拟建钢-UHPC组合梁自锚式悬索桥为工程背景，建立全桥空间有限元杆系结构模型，研究了在“先斜拉后悬索”的施工过程中，UHPC桥面板浇筑阶段、UHPC桥面板的分段浇筑方案对加劲梁受力性能的影响。研究结果表明：UHPC桥面板在临时斜拉桥成桥后浇筑，在最终成桥状态下桥面板和钢梁的受力性能均优于在吊杆张拉完成后浇筑和在斜拉-悬索体系转换完成后浇筑；在临时斜拉桥成桥后浇筑UHPC桥面板，先浇筑斜拉索区梁段后浇筑中支点附近梁段，在最终成桥状态下中跨桥面板和钢梁的受力性能均优于先浇筑中支点附近梁段后浇筑斜拉索区梁段。     

自锚式悬索桥吊杆索更换关键技术

抚顺天湖大桥为(15+70+160+70+15)m自锚式混凝土悬索桥。该桥吊杆索索力偏差较大、锚头锈蚀严重、索道管内防腐体系完全失效、部分吊杆索PE护套破裂,急需更换吊杆索。换索过程中,针对该桥独有采用钢丝绳主缆和索夹易下滑的特点,设置了临时阻移装置;为方便施工设置了主缆吊架、梁端平台等临时施工平台。吊杆索更换原则为换索前后索力等量替换,并根据吊杆索索长较短的特点采用钢丝绳线锤的方式测量相对高差。调索阶段通过调整索力和高程将桥梁线形调整至设计预期。通过采取以上措施,顺利完成了吊杆索更换。     

重庆鹅公岩轨道大桥设计关键技术

重庆市鹅公岩轨道大桥位于既有鹅公岩大桥上游70m处,主桥采用(50+210+600+210+50)m半飘浮体系自锚式悬索桥。加劲梁采用钢箱-混凝土混合梁,中跨及边跨为钢箱梁,锚跨及锚固段为混凝土箱梁。桥塔采用门形结构,按全截面受压构件设计。主缆采用PPWS平行钢丝索股,布置为平行双缆面,中心距为19.5m。全桥边、中跨均设吊索,吊索采用PSS平行钢丝束,上端与主缆索夹采用销铰式连接,下端与加劲梁采用锚箱承压方式连接。2个桥塔单幅承台下均布置9根3.0m钻孔灌注桩。通过在主缆锚固横梁上增设竖向隔板和水平隔板将锚固箱室分成4个小舱室,以优化锚固横梁受力。对该桥总体及局部稳定进行分析,结果表明:桥梁总体及局部稳定均满足相关规范的要求。由于建设条件的限制,该桥开创性地运用"先斜拉后悬索"的方案施工。     

跨运营线高速铁路拱塔斜拉桥上部结构施工控制关键技术

新建常益长铁路沅江特大桥跨石长铁路桥为(32.7+90+90+32.7) m空间双索面钢拱塔钢-混结合梁斜拉桥，以18°小角度跨越既有高铁运营线路。该桥采用先拱后梁方案施工，其中，桥塔采用先竖转再跨线平转法施工，钢主梁采用拖拉法跨线施工。为确保成桥线形和应力满足设计要求，采用MIDAS Civil软件建立有限元模型，对拱塔竖转与跨线平转、钢主梁跨线拖拉、斜拉索张拉及混凝土桥面板浇筑进行施工模拟，提出拱塔顶推力及无应力线形、钢主梁临时扣塔结构与扣索力、混凝土桥面板分段施工、斜拉索三次张拉等控制技术，并将施工中拱塔与主梁的实测应力、线形与理论值进行对比分析。结果表明：拱塔转体施工过程中，拱塔线形与应力实测值与理论值吻合良好；钢主梁拖拉合龙精度控制良好；混凝土桥面板浇筑、斜拉索张拉后，主梁和拱塔的应力、线形实测值与理论值误差均在合理范围内，桥面标高满足无砟轨道铺设精度要求；铺轨后，拱塔和主梁的线形与应力、斜拉索索力等各项指标均良好，大桥整体施工控制精度良好。     

荆岳长江公路大桥索塔锚固钢锚梁结构体系分析

荆岳长江公路大桥主桥为主跨816m的双塔不对称混合梁斜拉桥,在成桥状态下,索塔锚固采用两端固定的钢锚梁结构体系。为研究钢锚梁平衡斜拉索索力的作用,验证超静定结构体系钢锚梁的合理性,采用ANSYS软件建立索塔锚固区有限元模型,分析钢锚梁施工过程中2种不同的支承体系方案,并通过足尺模型试验研究钢锚梁对斜拉索索力的分配比例。结果表明:斜拉索初张时采用边跨固定、中跨滑动,斜拉索张拉后两端固定结构体系的钢锚梁承担了斜拉索索力水平分力的83.7%,钢锚梁与塔壁对索力水平分力的分配比例为8∶2,该体系能够发挥钢锚梁平衡斜拉索索力的作用,且结构可靠度高。     

松原市天河大桥北汊主桥上部结构施工关键技术

松原市天河大桥北汊主桥为(40+100+266+100+40)m双塔空间索面自锚式悬索桥,桥塔采用钢筋混凝土人字形结构,主梁分为混凝土加劲梁以及钢-混组合梁(由格构式钢梁上铺混凝土桥面板组成)两部分,主缆呈空间三维线形,全桥共51对吊索。桥塔采用液压自爬模施工,通过设置主动支撑以及预偏量控制塔身倾斜度;格构式钢梁采用以直代曲制作,边跨钢梁采用吊机原位吊装,中跨钢梁采用拼装平台上整节段拼装牵引滑移施工;主缆锚固系统位于加劲梁锚墩横梁上,采用厂内预制现场整体吊装施工;主缆架设采用PPWS施工方法,猫道采用预制吊装施工;针对可转动索夹以及球铰底座的特点,改变传统的体系转换临时吊索的使用顺序,达到吊索一次张拉成型。     

池州长江公路大桥施工控制关键技术

池州长江公路大桥为主跨828m的双塔双索面混合梁斜拉桥,采用将斜拉索分组集聚式锚固于塔间钢横梁上的新型锚固形式。钢箱施工梁采用悬臂拼装法,边跨预应力混凝土箱梁施工采用支架现浇法。针对大桥集聚式锚固和主梁不对称施工两个特点,应用几何控制法进行施工控制,采取了塔柱偏位和预抬量控制、塔柱应力控制、钢横梁预抬量控制、主梁制造线形及安装线形控制、斜拉索下料长度控制等诸多关键控制技术。成桥后对索塔偏位及应力、主梁线形、斜拉索索力进行了实测,并与理论值进行对比分析,结果表明：结构线形、应力、索力的实测值与理论值较吻合,均满足规范要求;大桥总体控制效果良好。     

坦桑尼亚坦桑蓝跨海大桥主桥合龙顺序研究

坦桑尼亚坦桑蓝跨海大桥主桥为(85+4×125+85) m五塔六跨矮塔斜拉桥,主梁为鱼腹式预应力混凝土等高箱梁,采用普通挂篮悬浇施工,设6个合龙口。为选择边跨、次边跨和中跨合理的合龙顺序,采用MIDAS Civil软件建立主桥不同合龙顺序有限元模型,分析合龙顺序对主梁恒载预拱度、应力、合龙阶段位移以及成桥索力的影响。结果表明：合龙顺序对主梁恒载预拱度影响较大,对主梁合龙阶段位移有一定影响,但对主梁应力、成桥索力影响较小,先边跨再次边跨最后中跨合龙的顺序为该桥最优合龙顺序。最终该桥采用了先边跨再次边跨最后中跨的顺序合龙,施工和成桥阶段全桥线形控制良好,结构受力安全。     

鹅公岩轨道大桥加劲梁施工过渡斜拉体系设计

鹅公岩轨道大桥为主跨600m的自锚式悬索桥,由于建设条件受限,该桥在悬索桥桥塔上固结钢塔,采用"先斜拉、后悬索"的方案施工。过渡斜拉桥是该自锚式悬索桥钢箱加劲梁施工的关键结构。根据悬索桥的结构布置、钢箱梁刚度特性和对不同固结钢塔高度的比较,确定了斜拉索的布置形式、最佳钢塔高度和相应的斜拉索规格选型。通过对过渡斜拉桥成桥过程和斜拉桥-悬索桥体系转换过程进行仿真分析,确定斜拉索及其锚固结构由过渡斜拉桥成桥过程最大索力控制设计,固结钢塔由斜拉桥-悬索桥体系转换过程控制设计,并以此为依据对过渡斜拉体系主要构件进行设计。斜拉索采用1 670MPa7mm预制平行钢丝索;钢塔高42.5m,采用双肢结构,每肢均为5.6m×3.0m矩形钢箱。实践表明:过渡斜拉体系设计合理,顺利地辅助完成了钢箱梁的架设及斜拉桥-悬索桥体系的转换。     

郑州黄河公铁两用桥施工控制关键技术研究

郑州黄河公铁两用桥是斜边桁无竖杆的三主桁、单索面多塔斜拉桥,为了使该桥建成后达到设计目标受力状态,对其施工全过程进行控制,钢梁顶推过程中以最大悬臂状态关键杆件内力控制为主、线形控制为辅;顶推到位后以预制桥面板抄垫高程和索力控制为重点。建立板梁索相结合的空间模型模拟施工过程,根据计算结果确定施工临时平联布设方案,并实现顶推过程平面中线控制、顶推完成后墩顶3桁高差调整、桥面板高差控制、斜拉索张拉控制,确保各施工阶段的杆件内力、斜拉索索力和主梁线形3项指标均达到设计要求。     

杨泗港快速通道青菱段跨铁路斜拉桥施工控制

杨泗港快速通道青菱段跨铁路斜拉桥为半飘浮体系双塔钢箱梁斜拉桥,桥面宽44 m,跨越既有铁路采用转体法施工,转体长248 m,转体重达18 500 t。转体前进行不平衡称配重,确定平衡状态参数,确保主桥转体过程中的稳定性。施工过程中,控制钢箱梁拼装线形精度,使其转体后满足成桥目标状态;结合有限元分析,对主梁和桥塔最不利控制截面的内力及斜拉索索力进行控制,及时修正实际施工状态,保证成桥线形、结构内力和斜拉索索力满足设计要求。结果表明:成桥后主梁高程与设计值吻合良好;主梁应力为-22.6～-6.2 MPa;桥塔应力为-6.6～-3.9 MPa;斜拉索索力偏差小于10%;成桥线形和结构内力均满足设计要求。     

三塔自锚式悬索—斜拉协作体系成桥状态计算方法

由于自锚式悬索—斜拉协作体系桥桥型比较特殊,现有的斜拉桥和悬索桥计算合理成桥状态的方法已经不再适用,为了找寻自锚式悬索—斜拉组合结构的合理成桥状态方法,以三塔自锚式悬索—斜拉协作体系桥为例,进行了成桥状态计算方法研究,提出了协作体系的分步成桥状态法.结果表明,利用分步成桥状态法计算得到的成桥状态下的加劲梁,位于设计曲线上,并且恒载弯矩较为均匀,分布合理,符合连续协作体系的受力特点;自锚式悬索段主缆索力均匀,斜吊杆索力分布合理;斜拉段主塔弯矩较小,斜拉索索力分布均匀;分步成桥状态法可以用于三塔自锚式悬索—斜拉协作体系成桥状态的确定.     

大跨度地锚式斜拉桥换索施工技术

郧县汉江大桥为(86+414+86)m地锚式预应力混凝土斜拉桥,每塔两侧各布置2×25根斜拉索。检测发现:斜拉索索力和设计理论状态误差较大,PE护套损伤,钢丝锈蚀严重,斜拉索系统属于四类部件。为确保桥梁结构的长期安全,结合该桥斜拉索体系病害情况,运用等强度换算原理,设计新斜拉索[采用镀锌平行钢丝、PES(HD)低应力全防腐索体、全防水结构等多项技术],替换全桥旧斜拉索。斜拉索更换顺序为病害斜拉索优先,单塔对称、双塔反对称,由长索到短索的原则进行更换。有限元结果表明,在整个换索过程中,斜拉索、主梁和桥塔结构变形、应力和强度验算均能满足规范要求。换索施工工序为旧索放张→旧索拆除→新索安装与张拉→索力调整。通过优化施工工艺,长索单塔换完后,2个点4根索同时更换,将换索工期降低到120d,极大地缩短了施工工期。     

自锚式斜拉-悬索协作体系桥的方案设计

目前斜拉-悬索协作体系桥梁主要停留在方案设计阶段,所提出的方案,均为地锚体系.针对大连跨海大桥,提出(263+800+263) m的自锚式斜拉-悬索协作体系桥方案,该方案桥型为双塔双索面,塔墩固结,塔梁分离,主梁为混合梁,斜拉区为混凝土箱梁,悬吊区为钢箱梁.该桥型兼备斜拉桥和自锚式悬索桥的优点,具有结构新颖、受力合理、抗风性能好和工程造价低等特点.对该桥提出了初步施工方案,即先进行斜拉桥部分的悬臂施工,然后将主缆锚固于临时地锚吊装悬索段主梁.     

贵黔高速鸭池河特大桥施工控制

贵黔高速鸭池河特大桥为主跨800m的钢桁-混凝土混合梁斜拉桥,边跨预应力混凝土梁采用挂篮悬臂浇筑施工,主跨钢桁梁采用缆索吊机整节段悬臂拼装。为指导施工,使成桥后的结构线形和内力满足设计要求,采用TDV RM软件建立全桥有限元模型,在施工过程中对桥塔、预应力混凝土梁、钢桁梁的线形和应力及斜拉索索力等进行监控。结果表明:施工过程中结构线形和应力的实测值与理论值均吻合较好,成桥后主梁线形平顺、索力均匀;桥塔线形误差控制在±4cm以内,边跨混凝土梁和中跨钢桁梁标高误差分别控制在±1.1cm、±5cm以内,斜拉索索力误差在±10%以内,均满足设计要求。     

南京大胜关长江大桥8号墩吊索塔架施工

南京大胜关长江大桥8号主墩北侧3主桁钢桁拱采用吊索塔架辅助70 t架梁吊机悬臂拼装,综述该墩处吊索塔架各部分的施工。吊索塔架由塔架与斜拉索2部分组成。塔架采用3片桁架结构,主要由立柱、横向联结系、锚箱3部分组成。塔架施工时,底节采用浮吊安装,标准节段、非标准节段、锚固区节段采用2台塔吊共同安装。塔架每桁设置3层斜拉索,斜拉索施工时,先采用水平转盘放索,再挂设锚固端锚头、张拉端锚头,然后利用650 t穿心式千斤顶+张拉杆张拉索力至设计吨位。在南主跨钢梁合龙过程中,通过调整斜拉索索力控制主跨合龙口纵、横向位移及竖向转角,最终实现精确合龙。