现浇STC铺装体系施工方案对悬索桥成桥状态影响研究

为解决钢桥面铺装层破损和桥面钢结构疲劳开裂两大病害难题,拟将超高韧性混凝土(STC)铺装体系运用于大跨度悬索桥。由于大跨度悬索桥桥面铺装面积大,施工时通常选择分块浇筑的方式,然而STC层自身刚度比沥青铺装大,分块现浇施工时,依次形成强度的各块STC将逐步提高桥面系刚度,与钢桥面形成组合结构协同受力,导致结构在STC浇筑、硬化过程中的受力状态不断发生变化,这种施工过程中的内力重分配,最终会影响设计成桥状态的实现。为了确定STC刚性铺装体系分块现浇施工方案对双跨连续悬索桥成桥状态的具体影响,以杭瑞高速公路上的岳阳洞庭湖大桥主桥为工程背景,利用Ansys软件对STC铺装体系现浇方案进行有限元模拟,基于计算结果比选最优施工方案。结果表明:不同的STC浇筑顺序、分块方式和配重方案对钢梁成桥线形有一定影响,对STC成桥内力影响较大。     

大跨径公路悬索桥拆除施工及监控关键技术研究

以中国首座大跨径公路悬索桥——南盘江大桥拆除工程为依托,开展现代悬索桥拆除施工及安全监控方法研究。以拆除施工仿真计算为基础,采用塔顶偏位量控制主塔受力,依靠跨中压重法控制钢桁梁应力,结合施工全过程变形及内力监测,将拆桥过程结构内力和变形控制在容许范围内,保证了悬索桥拆除施工的顺利完成。     

坝陵河大桥架设施工机具技术方案研究

坝陵河大桥是目前国内第一座采用桥面吊机法施工的钢桁加劲梁悬索桥。施工技术复杂,相应配套的机械设备目前国内还没有生产制造经验。通过对采用桥面吊机架设钢桁梁过程中钢桁梁和主缆吊索的结构受力分析,研究了机械设备的施工技术方案,为桥面吊机法施工配套的机械设备的设计、制造和采购招标提供参考。     

板-桁结合新型加劲梁在山区悬索桥中的应用

对于修建于山区特大跨径桥梁而言,由于运输及现场条件严重受限,从可实施性和经济性角度考虑,一般首选钢桁加劲梁悬索桥。为解决传统板-桁分离钢桁加劲梁存在的钢桥面板利用效率低、桥面支座脱空及桥面系后期维护成本高等问题,参考大跨径钢桁梁斜拉桥主梁设计经验,首次将钢桁梁斜拉桥中的板-桁结合体系引入到大跨径钢桁梁悬索桥中,形成板-桁结合新型加劲梁。该新型结构体系通过将正交异性钢桥面板嵌入钢桁梁使桥面板参与总体受力,从而大幅提高加劲梁的横向刚度和扭转刚度,改善加劲梁的抗风稳定性,降低加劲梁的用钢量,减少加劲梁的吊装工序,从而节约建设成本和工期;同时由于省去大量的桥面板支座和伸缩缝,减少养护工作量和养护费用,社会经济效益显著。该板-桁结合新型加劲梁已成功应用于主跨1 130m的贵(阳)瓮(安)高速公路清水河大桥中。随着我国交通建设的快速发展,在山区地形条件下修建的跨越大峡谷以及各种天然屏障的特大型钢桁梁悬索桥会越来越多,板-桁结合新型加劲梁的成功应用为山区大跨径悬索桥的建设提供了很好的借鉴,具有较大的推广应用价值。     

悬索桥板桁结合加劲梁的加工控制

悬索桥钢主梁的加工控制是现场施工质量最主要的依托。清水河大桥为目前贵州最长的悬索桥,也是目前世界上山区单跨钢桁梁长度最长的悬索桥,同时主梁结构形式也创新性地采用了板桁结合的形式。以清水河大桥钢桁梁在工厂的加工与制作为依据,从工厂制作方案和实际出发,对钢桁梁制作工艺流程、工艺装备及制作关键技术进行详细论述,可为其他类似的悬索桥工程提供参考与借鉴。     

大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计

某大跨度铁路桥位于强震山区,采用主跨1060 m的上承式钢桁梁悬索桥,主桁采用华伦式桁架,桁宽30 m、桁高12 m,节间长10 m。结合强震山区铁路悬索桥的受力特点,加劲梁约束体系采用塔梁分离、塔墩固结的半飘浮体系,桥塔处纵向阻尼器与下平联设置在同一平面,桥塔和桥台处均设置相互协调工作的横向支座与横向阻尼器,并设置地震反压结构,在桥台端横梁中央设置局部受压支座,解决了大跨度铁路悬索桥抗强震、大风作用及轨道局部平顺性问题。钢桁梁主要构件采用Q370qD钢,局部构件采用Q500qD钢,主桁杆件和联结系杆件分别采用M30和M24高强度螺栓连接。加劲梁主桁上弦杆采用箱形截面杆件、焊接整体节点,下弦杆主要采用H形截面杆件、拆装式节点;上层通过交叉平联使箱形弦杆与钢桥面组成整体断面共同受力,下层采用H形弦杆与交叉平联组成镂空层,采用斜杆受拉为主的横联,解决了铁路悬索桥钢梁的疲劳问题,同时具有较好的经济性。结合场地及运输条件,加劲梁分区段采用顶推、原位拼装、缆索吊结合的方案施工,解决了山区大跨度悬索桥的施工难题。     

毕都北盘江大桥钢桁梁设计关键技术

毕都北盘江大桥为主跨720m的双塔七跨钢桁梁斜拉桥,主梁采用钢桁梁与正交异性板组合的结构体系。结合山区特殊建设条件,钢桁梁选用正交异性钢桥面板参与受力的板桁组合结构体系;计算分析采用了空间板壳-杆系有限元分析方法,自动考虑正交异性钢桥面板的有效分布宽度;钢桁梁及桥面板的制造、运输和架设采用"化整为零、集零为整"的方式,并首次提出正交异性钢桥面板横梁支撑体系;上横梁和次横梁的腹板及下翼缘板与主桁之间采用高强度螺栓连接、桥面板全熔透对接焊的栓焊混连;钢桁梁施工因地制宜采用边跨顶推、中跨桥面吊机悬臂拼装的架设方案,解决了山区特大跨径钢桁梁斜拉桥施工难题。     

钢桁梁悬索桥的顶推施工方法研究

当跨越山谷的钢桁梁悬索桥架梁时,传统的施工方法具有较大的局限性。对此进行方案比选,提出对施工条件要求较低、适用于钢桁梁悬索桥的顶推施工方法。以某山区悬索桥为例,讨论了顶推方案在应用中的若干细节问题,可为同类桥梁的主梁架设提供参考。     

坝陵河大桥钢桁梁标准节段施工方案

坝陵河大桥是主跨达1 088 m的大跨径钢桁加劲梁悬索桥,采用单跨简支结构体系,其钢桁梁标准节段的桁片架设采用行走式桥面吊机进行悬臂拼装,整体梁段采用临时张拉装置进行提升安装。该桥在国内首次将桥面吊机应用于悬索桥施工。详细介绍标准节段钢桁梁的施工方案及施工过程。     

悬索桥浅滩区钢桁梁吊装施工新技术

以解决悬索桥浅滩区钢桁梁吊装为目的,该文以大岳高速洞庭湖大桥A1标钢桁梁吊装施工为背景,开发了一种新的悬索桥浅滩区梁段吊装施工技术。该技术根据悬索桥主缆与钢桁加劲梁的空间结构特点,对悬索桥主缆施工时已有的卷扬机、钢丝绳、转向轮、滑轮组等设备进行二次利用,在浅滩区范围进行施工布置,使之能应用于后续的浅滩区钢桁梁吊装施工,并在洞庭湖大桥钢桁梁施工中取得了良好的效果。该技术操作简便、经济性好、安全性高、对环境影响小。     

独塔双跨空间索面自锚式悬索桥体系转换方案确定

针对以独塔自锚式不对称空间缆索悬索桥在体系转换施工期的受力和变形特点,以广州猎德大桥为例,系统地总结和提出该类悬索桥吊索张拉方案(含鞍座顶推)确定原则,给出了吊索张拉方案,在参数敏感性分析基础上,结合自锚式悬索桥不同施工阶段的力学特点,提出体系转换过程中及桥面铺装后吊索张拉的控制原则和施工方法,为同类桥梁吊索张拉和鞍座顶推施工提供参考。     

沪通长江大桥跨南岸大堤112m简支钢桁梁双悬臂架设技术

沪通长江大桥跨南岸大堤上部结构为3孔112m简支钢桁梁。针对3孔112m简支钢桁梁架设,经综合比选,采用"散拼架设,先连续后简支"施工方案。在33号墩两侧设墩旁托架,利用钢桁梁自身的刚度双悬臂对称架设,减小了钢桁梁的悬臂长度,能够有效控制大悬臂工况下钢桁梁的应力及变形,再通过临时连接悬臂施工最后一孔。钢桁梁散拼架设完成后起落千斤顶分段安装公路桥面板、铁路槽形梁,拆除跨间临时连接,由施工的连续梁状态变为成桥的简支梁结构。施工过程中,在墩顶或托架顶设抗风措施;为确保悬臂钢梁顺利上墩,墩顶布置千斤顶和抄垫钢垫块,待钢梁上墩后千斤顶起顶再安装支座;相邻跨间设临时连接形成连续结构,确保了悬拼期间钢桁梁的结构安全和稳定性。     

双塔单索面大悬臂钢-STC组合桥面斜拉桥受力性能的研究

清远市北江四桥为双塔单索面超宽幅大悬臂钢-STC桥面板钢-混凝土混合斜拉桥,超宽幅钢-STC轻型组合桥面横向悬臂大的结构特点,使该桥在横向偏载情况下,钢-STC层承受较大的拉应力。钢桥面的疲劳问题一直是桥梁设计关注的重点,对该桥应用热点应力法重点分析STC对该桥钢桥面疲劳性能的影响:超宽幅钢-STC轻型组合桥面的局部刚度由于STC层的介入而大幅提高,降低了钢桥面板的活载应力幅,进而延长疲劳寿命,通过疲劳受力分析对STC层及钢箱梁在横隔板、U肋腹板等疲劳细节位置的抗疲劳性能进行研究。     

基于表贴板材的正交异性钢桥面顶板-U肋焊缝疲劳加固方法研究

针对正交异性钢桥面板顶板-U肋焊缝疲劳开裂问题,提出一种在钢桥面顶面粘贴小尺寸矩形板的疲劳加固方法.以某主跨1490 m的悬索桥为背景,建立正交异性钢桥面局部有限元模型,计算加固前、后钢桥面板顶板-U肋焊缝在车轮横向荷载与纵向移动荷载下的应力情况;分析加固板厚度、横桥向尺寸、顺桥向尺寸和材料属性等参数对加固效果的影响规...     

湘潭昭华大桥设计及球扁钢纵肋组合钢箱梁的应用研究

湘潭昭华大桥主桥为主跨(168+228) m的独塔自锚式悬索桥。钢加劲梁采用STC轻型组合桥面钢箱梁,梁高3. 5 m,宽39. 5 m。STC层厚度为50 mm,铺装层厚30 mm。本桥创新性应用球扁钢作为轻型组合桥面系的纵肋形式,球扁钢肢厚12 mm,高度26 cm,横向布置间距为45 cm。由于轻型组合桥面结构大大提高了桥面系的刚度,本桥提出桥面板纵肋用开口肋形式替代传统U肋加劲形式。通过研究发现多种开口肋中球扁钢作为组合桥面加劲肋的优势,并研究出适合于球扁钢纵肋构造的施工方法,本桥的研究成果首次被应用到公路桥梁的设计和施工过程中。     

虎门大桥钢桥面铺装的使用和维护

虎门大桥钢桥面铺装采用SMA体系的改性沥青混凝土混合料进行铺筑,1997年5月开始使用,2003年9月对钢桥面进行了全面的大修。本文介绍虎门大桥悬索桥钢桥面铺装的使用、维修状况和大修情况,分析铺装产生破坏的原因,重点介绍新的钢桥面铺装结构及施工情况。     

钢桁梁悬索桥桥面板吊装方案对比分析

为研究砼桥面板吊装施工对钢桁梁悬索桥受力的影响,以云南省黄登水电站库区石登桥悬索桥为背景,采用MIDAS/Civil软件建立三维空间数值模型,对施工阶段3种砼桥面板吊装方案的受力进行分析,探讨合理的吊装方案。结果表明,采用吊装方案3即分次由边跨和中跨分别对称施工时加劲梁应力控制效果最好。     

大跨悬索桥桁架加劲梁的选型和设计

归纳国内外已建和在建的桁架加劲悬索桥的一般情况,论述了加劲梁的受力特点,分析了主桁、横联、水平联和桥面的各可选型式的特点,根据统计数据得到了若干设计参数的经验取用规则。分析研究表明,在大跨度悬索桥中,抗扭能力是桥面结构最主要的加劲要求;加劲桁梁的高跨比与桥面设计风速的平方存在线性回归关系,因此可以由跨径和风速参数来初步拟定桁高;桥面设置一定透空是桁式加劲梁增进气动稳定性的有效和简便手段;上下平联采用K形撑比X形撑获得的扭转刚度要小,但K形撑不参与主桁竖弯,受力状态相对简单。对比混凝土桥面、钢桥面和合成型钢桥面3种方案的技术经济特点,合成钢桥面有助于提高加劲梁扭转性能和结构轻型化。     

钢-STC轻型组合桥面结构多参数分析

为综合研究STC层厚度、隔板厚度、栓钉间距对轻型组合桥面结构疲劳性能的影响,分析各参数间的协作性,得到基于该3种参数下轻型组合桥面结构的综合优化设计参数。以某大桥为工程背景,建立ANSYS局部有限元模型,对不同STC厚度、隔板厚度、栓钉间距情形下,钢桥面典型易疲劳开裂细节进行应力幅计算,并采用名义应力法对计算结果进行评估。基于有限元分析结果,得出以下结论:轻型组合桥面结构可以大幅提高钢桥面板的局部刚度,但对于整体刚度的贡献有限。各设计参数下的轻型组合桥面结构,对面板与U肋连接细节应力幅的改善作用均很大,而对其他细节改善作用则相对较小,U肋与隔板交叉处隔板裂纹细节为轻型组合桥面结构的开裂控制细节;STC层厚度由45 mm增加到60 mm可进一步降低钢桥面各疲劳细节应力幅;隔板变厚对U肋与横隔板交叉处隔板裂纹细节、U肋下缘对接焊缝细节应力幅改善较大,降幅为20%~29%;栓钉变密对U肋与横隔板交叉部位、弧形切口处细节改善作用明显,应力幅降低22.01%~27.96%;模拟的12种轻型组合桥面结构方案中,有7种方案的典型疲劳细节均满足疲劳强度设计要求,有一种方案理论上基本不会疲劳开裂。     

钢混组合梁在中小跨径悬索桥中的应用

文章通过对丹巴县梭坡大桥进行有限元计算,从受力上分析钢—混凝土组合梁在中小跨度悬索桥中应用的合理性,对类似桥型具有参考价值。