无背索曲塔曲梁斜拉桥施工稳定性分析

以某一无背索曲塔曲梁斜拉桥为分析对象,针对桥梁结构特征,采用结构整体静力有限元分析桥梁极限状态及施工关键节点的整体与局部结构静力性能和动力特性,获得桥梁稳定性特征。研究结果表明:极限承载力作用下,桥塔混凝土、桥塔钢板、钢箱梁、边跨混凝土梁应力范围均满足施工标准;恒载作用下,索塔混凝土最大竖向压应力出现在内索塔与墩底连接处,在内塔底部出现最小压应力,主梁最大竖向变形出现在梁顶端位置;活载和风荷载作用下,外索塔在顺桥向荷载下产生最大变形,内塔底部产生局部最大拉应力;连接索塔削弱薄塔处顺桥向和横桥向最大拉应力均较大,因此,在设计施工中需要对该削弱薄塔区进行局部加强,避免出现结构失稳性破坏。     

高速公路特大桥预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

以某一大跨径预应力连续梁桥为对象,通过MIDAS/Civil建立桥梁悬臂施工阶段以及成桥阶段的结构模型,分析桥梁不同工况和不同施工荷载下的位移云图和应力云图,获得桥梁变形特征和应力特征。研究结果表明:悬臂施工段,悬臂端自重横载作用和张拉预应力作用下产生最大累计位移由悬臂根部逐渐增大;由于最大位移相反,因此预应力累计位移能够较好的抵消恒载位移影响;悬臂阶段,主梁最大应力出现在墩梁固结处,主梁应力由墩体位置向合拢段逐渐减小,在合拢处取得最小值;成桥阶段主梁合拢段产生最大应力,由合拢区向墩梁固结处应力逐渐减小,在墩梁处取得最小应力,位移量由合拢处向左右两侧块逐渐增大;中跨合拢60 d后桥面铺装时,最大位移量出现在中跨合拢段;桥梁投运3 a后主梁整体位移表现出不确定性,各块均表现出不同程度的增大或减小。     

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。     

新建江汉四桥拓宽工程斜拉桥施工控制技术

新建江汉四桥拓宽工程斜拉桥与既有主桥组成"姊妹桥",是一座主跨232m的混合梁独塔斜拉桥。该桥桥塔与边跨主梁同步浇筑施工,主跨单悬臂架设。由于紧邻老桥施工,受地基条件、周边环境、结构特点、工期等限制,对该桥进行施工控制,以优化施工措施。边跨混凝土主梁采用优化支架形式、提高地基承载力、增加局部临时桩等技术措施,控制地基沉降量;跨沿河大道的主梁节段分为5小节段施工,可节省工期约3个月;分2批张拉横向预应力,有利于控制边跨主梁的横向应力与变形。主跨组合梁采用每节段浇筑一次湿接缝的施工工序;主跨施工过程中,分3次在边跨浇筑配重混凝土(18 700kN),用于抵抗主跨二期恒载及活载作用下的负反力。     

多跨连续箱梁施工仿真及稳定性分析

以张公庙大桥为工程背景,运用MIDAS/Civil对多跨连续箱梁施工过程进行仿真分析,计算结构在最大悬臂阶段、边跨合龙阶段、次中跨合龙阶段、二期恒载阶段的应力和变形,并对最大悬臂状态及地震作用下的稳定性进行分析。结果表明,各典型施工阶段该桥主梁内力及变形均符合规范要求,最大悬臂状态及地震作用下结构满足承载力要求。     

双弧形跨海斜拉桥静力与稳定性分析

为探究具有双弧形桥塔的跨海斜拉桥静力稳定性问题,首先介绍了工程概况以及风参数,并基于桥址处场地条件给出了主梁横向静阵风荷载的计算过程；其次基于Midas/Civil 2019建立考虑拉索几何非线性的三维空间有限元模型,并给出了结构自振特性；最后探究了营运阶段可能承受荷载作用下的静力与稳定问题。研究表明：主梁在塔梁连接处的内力最大,而桥塔最大内力发生在下横梁连接处,桥塔弯矩和剪力最大值分别为3.05×10⁵ kN.m和1.53×10⁴kN；主梁跨中竖向位移和塔顶纵向位移最大值分别为52.52mm和17.364mm,均满足要求；横风作用下塔顶位移和主梁跨中横向位移分别为20.384mm和6.81mm,且稳定系数大于4,故在营运阶段不会因各种荷载共同作用下产生整体失稳问题。     

大跨预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

采用MIDAS/Civil建立某大跨预应力连续梁桥有限元模型,分析不同施工阶段荷载作用下桥梁位移和应力变化及施工过程中温度对主梁挠度的影响。结果表明,一个梁段施工完成后会影响前一个梁段标高,但各梁段控制偏差变化趋势大致相同;梁段悬臂越长,浇筑、张拉前后挠度越大;温度对悬臂梁段变形有很大影响,温度越高,悬臂竖向变形越大;大跨径连续梁桥悬臂施工时,预应力张拉产生的位移只能抵消一部分恒载位移;浇筑、张拉前后箱梁实测应力大多小于理论值,最大悬臂时梁段的预应力储备增大。     

高赞大桥主跨斜拉桥设计简介

介绍正在施工的高赞大桥的设计概况,该桥主跨为280 m的双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,塔墩梁固结,边跨设辅助墩,主塔为六边菱形空心独柱式,主墩为双薄壁矩形柔性墩,主梁采用抗风性能优越的大悬臂单箱三室的准三角形断面。主桥采用综合调索法确定成桥状态恒载内力。在合龙后,为调整主梁根部及跨中内力进行了合龙后调索。除常规分析计算外,还做了全桥的施工及使用过程的块体单元仿真分析。     

混合梁斜拉桥不对称双悬臂施工技术

迫龙沟特大桥主桥为主跨430m的混合梁双塔双索面斜拉桥,边跨采用预应力混凝土主梁、中跨采用钢-混结合梁。该桥主梁采用不对称双悬臂方案施工,即边跨预应力混凝土梁采用牵索挂篮悬臂浇筑施工,中跨钢-混结合梁采用架梁吊机悬臂拼装施工。在该桥主梁施工中,采用不同步双悬臂施工,中跨钢梁安装超前边跨1个节段,以取消中跨约3 000t的均布压重;在边跨距离桥塔中心27.5m处设置施工辅助墩,以提高中跨结合梁的大悬臂状态稳定性;在中跨钢-混结合段处设置反拉压重装置,以提高塔梁锚固性能;设置塔梁临时固结和纵向限位装置,以抵抗墩顶处梁体的不平衡力矩;将边跨侧靠近桥台的3个节段合并成1个边跨现浇段,以减少双悬臂施工的节段数。该桥已于2016年完工,成桥线形及结构受力均满足设计和规范要求。     

高墩大跨曲线刚构桥最大悬臂与成桥阶段稳定性分析

以高墩大跨曲线刚构桥为研究对象,基于欧拉稳定理论,利用空间有限元法,考虑可能的不利荷载工况,对最大悬臂状态和成桥运营阶段的结构稳定性进行计算分析。研究表明：最大悬臂状态是施工过程中最不稳定的状态;对该桥结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载、温度等对桥梁稳定影响不大或者比较小;在悬臂浇筑阶段,曲线刚构桥墩顶的横向位移显著增大,在成桥阶段时影响较小,尤其是风荷载的影响;得出高墩大跨曲线刚构桥墩高、曲率半径与稳定特征值之间的关系,为同类桥梁的设计、施工及线性监控提供参考。     

大跨度混合梁斜拉桥弹塑性极限承载力分析

为研究混合梁斜拉桥的弹塑性极限承载力,基于连续体三维虚功增量方程,建立空间薄壁梁单元的U.L.列式增量平衡方程,采用分段分块变刚度法计算单元的弹塑性刚度矩阵,并编制相应的斜拉桥弹塑性极限承载力空间分析程序ULCA.采用ULCA对某主跨480 m的双塔三跨空间双索面混合梁斜拉桥成桥进行弹塑性极限承载力分析,分析结果表明:该桥的荷载安全系数k=3.146 5,因混凝土主梁受压区破坏而达到极限状态;材料非线性对边跨位移、索力及桥塔位移的影响远大于对中跨的影响;极限荷载作用下,材料非线性对主梁和桥塔的轴力基本无影响,但弯矩重分布比较明显.     

大跨、长联、矮墩连续梁桥结构施工与运营阶段稳定性分析

闽候新南港大桥主桥设计为70 m+4×120 m+70 m连续梁桥,桥址处自然条件复杂。为确保该桥施工和建成运营后的抗风稳定性及安全性,对桥梁主桥结构动力特性、最大悬臂阶段和成桥阶段进行了分析。计算结果表明:最大悬臂阶段结构稳定性最差,对结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载等对桥梁最大悬臂状态的稳定影响不大。该计算结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。     

大跨斜拉桥施工与成桥状态风致抖振响应分析

为研究大跨斜拉桥成桥与施工状态的风致抖振响应,分别采用时域和频域方法对一座典型大跨斜拉桥的成桥状态、施工最大双悬臂与最大单悬臂状态进行了数值计算.采用改进的谐波合成法模拟桥梁结构的随机脉动风场,基于有限元编程,实现了考虑自激力的斜拉桥抖振时域分析,使用多模态耦合分析方法进行斜拉桥的频域抖振分析.分析结果表明:在主梁设计基准风速下,成桥状态和施工状态的横桥向和扭转角抖振位移均较小,施工最大双悬臂中跨悬臂端点竖桥向抖振位移较大,在施工中应妥善处理;成桥与施工状态下的主塔塔顶抖振位移均较小,施工过程中可以不考虑主塔顶部的位移控制;基于合理模拟风场的时域计算方法,能够考虑各种非线性因素,能够较好地反映斜拉桥的抖振响应;不考虑气动导纳的频域计算会夸大斜拉桥的抖振响应,考虑Sears函数作为气动导纳的频域计算方法会低估斜拉桥的抖振响应.     

大跨长联连续梁桥最大悬臂与成桥阶段稳定性分析

闽候新南港大桥主桥为70m+4×120m+70m连续梁桥,桥址处自然条件复杂。为确保该桥施工和建成运营后的抗风稳定性及安全性,采用有限元法对其主桥结构进行动力特性、最大悬臂阶段和成桥阶段的稳定性分析。结果表明:最大悬臂阶段结构稳定性最差(1阶纵向失稳特征值最小为39.13>5,满足规范要求),对结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载等对桥梁最大悬臂状态的稳定性影响不大。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工过程力学性能分析

为指导波形钢腹板矮塔斜拉桥施工,对该类型桥梁的施工全过程进行力学性能分析。以(58+118+188+108)m的朝阳沟特大桥为研究对象,采用MIDAS/FEA有限元软件建立有限元模型,对其施工全过程进行计算。计算结果表明:施工过程中张拉悬臂顶板预应力束使主梁悬臂端轻微下挠,对悬臂施工主梁悬臂端竖向变形的影响远小于张拉斜拉索和浇筑梁段混凝土产生的影响;悬臂根部顶、底板应力在合龙束张拉时应力增量较大,应在施工中重点关注;斜拉索索力受施工阶段的影响不大,索力分2次张拉调整到成桥索力是合适的;矮塔斜拉桥桥塔和主梁刚度较大,两桥塔塔顶位移在悬臂施工过程中基本为0,顶推力作用下一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约5cm,另一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约4cm,可抵消后期运营中桥塔向跨中的偏位。     

基于随机响应面的连续刚构桥主梁挠度控制可靠度分析

由于结构尺寸、材料性能和荷载存在随机性,连续刚构桥主梁挠度难以与设计的理想状态吻合,提出了基于随机响应面的主梁挠度控制可靠度分析法,评估不同施工阶段达到预定挠度控制目标的概率。此外,为了避免复杂积分,利用多重响应面法求解施工全过程的挠度控制失效概率。考虑预应力束张拉控制应力、混凝土强度、一期恒载与二期恒载等主要施工参数的不确定性,利用上述方法对李家洼大桥进行了主梁挠度控制可靠度分析。结果表明,主梁挠度控制的失效概率随着悬臂的伸长而升高,在最大悬臂阶段达到最大值。在桥梁合龙以后,失效概率回落至较低水平。另外,失效概率与主梁挠度控制容许偏差值负相关。     

高低塔斜拉桥施工阶段温度效应分析

为了解高低塔斜拉桥施工阶段温度作用对结构的影响,以清溪口渠江特大桥主桥为背景进行研究。采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析最大单悬臂施工阶段昼夜温差、主梁温度梯度、桥塔温度梯度、斜拉索与桥塔和主梁温差对斜拉索索力和主梁挠度的影响。结果表明:昼夜温差引起的主梁挠度和斜拉索索力变化很小;主梁温度梯度作用下,边跨主梁挠度和斜拉索索力变化较小,中跨主梁挠度在悬臂端处最大,合龙段附近斜拉索索力明显增大;桥塔温度梯度作用下,边跨主梁挠度较小,中跨主梁挠度较大,边跨支座附近斜拉索索力变化明显;斜拉索与桥塔、主梁温差作用下,中跨主梁高塔、低塔侧悬臂端最大挠度分别为137mm、78mm,桥塔附近斜拉索索力变化显著,最大变化值为设计索力的9.8%。     

双塔双索面斜拉桥结构荷载效应分析

以西南地区某大桥结构荷载效应分析为例,研究了双塔双索面斜拉桥结构在恒载、活载、温度荷载作用下,边跨1/2、中跨1/4、中跨1/2、中跨3/4截面处的位移、应力以及索力等参数的力学响应。研究结果表明:1)在恒载作用下,中跨1/2处挠度最大,主梁监测截面和索塔根部均处于受压状态,跨中截面附近出现最大压应力,达10.1MPa;2)在活载作用下,中跨1/2处竖向位移达最大值,而主塔监测截面应力位于-4~0.7MPa区间内;3)在温度荷载作用下,主梁监测截面在升温与降温两种情况下的竖向位移大小相等,挠度方向相反,应力基本呈对称分布,索力负值最大处为13#拉索处。     

高墩大跨度曲线桥悬臂施工阶段非线性分析

以高墩大跨径曲线桥为研究对象,以非线性稳定理论为基础,利用有限元法对其在悬臂施工阶段荷载状态进行计算分析;通过对不同曲率半径、墩高、系梁个数的非线性计算,对荷载比例系数和悬臂端计算结果进行比较分析,总结出高墩大跨径曲线刚构桥曲率半径、墩高、系梁个数与荷载系数、悬臂端位移的关系,为设计及施工提供科学依据。     

钢桁梁斜拉桥主梁施工期结构稳定性分析

以某钢桁梁斜拉桥(46+134+400+134+46) m主桥为工程背景,采用数值模拟与理论分析相结合的研究手段,对施工最大单悬臂、双悬臂及成桥等关键阶段的第一类稳定性和第二类稳定性展开研究。研究结果表明:①该桥施工期第一类和第二类稳定性安全系数均满足规范要求,且运营阶段结构稳定性也是安全的。②结构非线性稳定性安全系数比弹性稳定性安全系数要小得多,确定结构极限承载力时,应考虑非线性因素对结构稳定性的影响。③钢桁梁斜拉桥承载力丧失的直接原因是部分斜拉索应力先达到其破断强度并退出工作,随后更多斜拉索应力达到破断强度,主桁受力突然增大,塑性变形快速增长,塑性区范围扩大,在杆件上形成塑性铰,从而结构达到其极限承载力。研究成果可为大桥建设提供有力的技术支撑,同时为同类桥梁设计、施工提供有价值的参考。