基于无应力状态法的钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现

针对钢箱梁斜拉桥成桥目标线形的实现,以厦漳跨海大桥北汊主桥为例,提出基于无应力状态控制法理论的主梁预拱度取值、制造尺寸确定、预拼装线形计算及悬臂拼装控制方法.该桥为多跨连续半飘浮体系钢箱梁斜拉桥,采用桥梁结构设计系统SCDS2011建立桥梁有限元模型,求得钢箱梁设计预拱度;钢箱梁制造尺寸确定时考虑竖曲线和设计预拱度及梁体轴向压缩、弯矩转角的影响;以预拼装线形为基础计算得出每节段前、后控制点的坐标值进行预拼装;在钢箱梁悬臂拼装过程中进行线形控制时,考虑安装阶段的计算挠度及成桥状态与设计预拱线形的高程差.事实证明,采用该方法对钢箱梁斜拉桥进行成桥目标线形的控制取得了良好的施工精度.     

四线曲线钢箱梁斜拉桥施工控制技术

为了使曲线钢箱梁斜拉桥成桥后达到合理的内力和线形状态,以穗盐路斜拉桥为背景,基于无应力状态法,以钢箱梁制造线形为目标,进行全桥施工控制.在确定合理成桥状态下,计算了钢箱梁的制造线形,悬臂拼装时按制造线形夹角进行拼装,并保证合龙段的无应力拼装,则最终成桥必会达到合理成桥状态;讨论了无应力索长的计算方法,用无应力索长差实现全桥调索的一次性完成;该桥的横向效应计算结果表明水平横向弯曲效应明显,弯扭耦合效应并不明显,可按直线桥对主梁进行线形控制.监测结果表明,成桥后索力误差在5％之内,主梁线形满足设计要求,结构内力状态良好.     

剪切变形对制造线形和安装线形的影响

为了研究剪切变形对悬臂拼装钢箱梁桥主梁制造线形和安装线形的影响,更好地设计成桥状态。该文通过有限元方法计算钢箱梁截面的剪应力不均匀系数,并与钢箱梁板壳单元实体模型进行对比。结果表明：有限元软件计算的剪应力不均匀系数精确可靠,经过简单的模型计算,指出剪切变形使得主梁制造线形和主梁安装线形发生改变,忽视剪切变形会影响新旧梁段上、下翼板的拼装缝,最终影响成桥线形的平顺性;对比采用悬臂拼装的某大跨度斜拉桥考虑剪切变形前、后主梁制造线形和主梁安装线形的变化,指出剪切变形对制造线形和安装线形的重要性。     

基于逐段安装线形的钢箱梁制造尺寸计算研究

为了确定钢箱梁的制造尺寸,确保成桥后主梁线形满足设计线形要求,以嘉鱼长江公路大桥为研究对象,根据待悬拼梁段与相邻已安装梁段间的无应力关系,由主梁安装线形推导了无应力线形的计算方法,基于两种主梁拼装方式进行施工阶段分析,确定了嘉鱼长江公路大桥钢箱梁制造尺寸。分析表明:采用该文方法进行折线拼装迭代可精确高效求解钢箱梁制造尺寸。     

马普托大桥钢箱梁安装长度控制方法

钢箱梁安装长度是检验成桥线形的重要因素,为了提高钢箱梁长度安装精度,通过厂内精度预拼装、安装线形监测、环焊缝焊接变形跟踪监测等方法来控制钢箱梁长度安装误差,其中厂内预拼装经过精准的胎架加工和高频率检测胎架安装线形来保证钢箱梁加工精度;钢箱梁安装线形控制严格按照监控方案和吊装方案进行反复调整,以保证钢箱梁线形最大限度满足监控要求;钢箱梁梁长监测通过科学分析施工环境对钢箱梁安装长度造成的影响,合理调整安装工序,以保证钢箱梁安装长度满足监控要求;钢箱梁焊接阶段通过对钢箱梁缝宽调整及钢箱梁焊接后顶、底板焊接量差值规律的取得,为梁段匹配时补偿梁段间缝宽提供了准确依据,保证了钢箱梁梁长的架设精度。钢箱梁梁长最终验收结果满足监控要求。     

基于无应力状态法的悬臂拼装斜拉桥的线形控制

针对悬臂拼装斜拉桥的线形控制问题,以穗盐路斜拉桥为背景,提出基于无应力状态法理论以钢箱梁制造线形为目标,进行主梁线形控制的方法。该桥为对称独塔双索面塔梁固结体系,采用MIDAS Civil建立桥梁有限元模型,分析钢箱梁在不同施工临时荷载作用下的制造线形和安装线形。分析结果表明,该桥安装线形随施工临时荷载的不同而改变,制造线形是结构的稳定量,只要保证梁段的无应力状态量一定,则无应力线形是惟一的;实桥安装时按制造线形夹角进行安装,无论施工过程如何改变,最终成桥阶段的内力和位移与理想目标状态一致。     

苏通大桥宽、重标准梁段吊装与匹配技术

苏通长江公路大桥为主跨1088m钢箱梁斜拉桥,上部结构标准梁段宽度达41m,重量达450t,采用桥面吊机悬臂安装。由于桥位处于长江黄金水道,航运密集,对梁段吊装和通航安全管理均提出了很高要求。同时,主桥上部结构采用几何控制法,要求梁段间无应力匹配,并在安装现场重现预拼装无应力线形,对匹配及主梁安装线形控制技术也提出了很高要求。文章结合苏通大桥上部结构施工,介绍了宽、重钢箱梁节段吊装、匹配和安装线形控制要点。     

港珠澳大桥深水区非通航孔桥大节段钢箱梁施工全过程控制

港珠澳大桥深水区非通航孔桥为110m跨连续梁桥,主梁为等截面钢箱梁,宽33.1m,高4.5m。该桥钢箱梁采用大节段逐跨吊装施工,为了确保最终的成桥线形满足设计要求,在大节段钢箱梁制造阶段,基于梁段的真实重量准确计算了无应力制造线形,同时合理布置支墩,使大节段钢箱梁组拼时处于近似无应力状态;在吊装阶段,保持大节段钢箱梁吊装、搭接平稳,确保钢箱梁和临时牛腿结构安全;在安装阶段,考虑制造误差、体系转换及温度等因素,控制钢箱梁的梁长,合理地设置支座预偏量,并选择在温度平稳的时段内进行大节段钢箱梁的匹配。通过对大节段钢箱梁施工的全过程控制,首联钢箱梁线形实测值与理论值的误差控制在13mm之内,桥梁线形控制取得了良好的效果。     

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。     

大跨轨道钢箱叠合梁桥顶推施工控制方法

为了寻求确保大跨度钢箱叠合梁桥顶推施工中线形和内力可控、成桥后满足设计要求的顶推施工控制方法,以大跨轨道钢箱叠合梁桥——重庆南纪门长江轨道专用桥北岸引桥为工程背景,采用MIDAS Civil软件建立空间有限元模型,结合无应力状态法理论,基于推导的数学公式,获取各钢箱梁节段控制点安装高程理论值,指导钢箱梁节段定位、安装,并给出误差计算公式,进行大桥顶推后钢箱梁线形评价;采用应力增量评价方法,进行大桥顶推后钢箱梁应力评价。结果表明:大桥线形、应力监测结果与理论值吻合较好;所提出的方法可指导钢箱梁精确定位安装,确保顶推施工过程中受力安全、线形可控,适用于类似工程顶推施工控制。     

芜湖长江公路二桥主桥钢箱梁安装施工技术

芜湖长江公路二桥主桥为主跨806m的双塔四索面斜拉桥,主梁设计为扁平弧形底板分离钢箱梁,划分为11种类型105个梁段。钢箱梁安装施工工序多,施工组织复杂,论述了该桥的主要施工难点以及钢箱梁总体施工工艺。对支架区梁段、标准梁段以及边、中跨合龙段关键技术进行详细介绍,并对桥面吊机的结构、安装及调试进行详细说明,合理的施工措施保证了钢箱梁安装过程的顺利,成桥线形、标高、索力均在预控范围内。     

港珠澳大桥青州航道桥钢箱梁施工关键技术

港珠澳大桥青州航道桥为主跨458 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用扁平流线型钢箱梁。有索区钢箱梁采用悬臂拼装方案施工,无索区钢箱梁采用整体吊装方案施工。塔区大节段钢箱梁(0号和1号)采用2 200 t浮吊整体吊装,吊装就位后,采用4台三向千斤顶精确调整其平面位置和高程。塔梁结合部2号梁段采用不平衡吊装工艺施工,针对不平衡吊装产生的弯矩,从纵向、横向及竖向进行塔梁临时固结,并采用"临时配重块+临时支撑+竖向固结拉索索力调整"的方案控制钢箱梁线形;塔梁结合部2号梁段安装后,采用桥面吊机悬臂对称吊装标准梁段,在标准梁段对称吊装过程中采取相应的线形误差控制措施,成桥后主梁标高最大误差-45 mm,满足规范要求。     

钢箱梁拼装及桥位焊接的监理

为使钢箱梁桥位焊接后能符合设计给定的线形,从预拼装阶段开始,控制各项工序的质量.钢箱梁的制造和预拼装可分为长线法和短线法.悬索桥的钢箱梁吊装时,钢箱梁的空间位置由主缆线形和吊索长度确定,钢箱梁吊装后其线形已经确定,不可能在吊装过程中或吊装后再行调整;而斜拉桥则在钢箱梁吊装时,通过施工监控逐个调整吊装梁段的索力、远点的标高和里程实现设计给定的线形.介绍斜拉桥钢箱粱吊装过程中吊装梁段的调整方法、合龙段吊装前后的注意事项.以西堠门大桥为例,说明钢箱梁桥位焊接施工期的监理要点.     

大跨度钢箱梁斜拉桥主梁制造误差分析与优化调整

为研究规范允许范围内的主梁随机制造误差对大跨度钢箱梁斜拉桥成桥线形的影响,以自适应无应力构形施工控制理论为指导,以大跨度双塔斜拉桥——石首长江公路大桥为例,分析和研究主梁构件随机误差效应对斜拉桥主体结构的影响和传播特性,研究主梁随机制造误差对斜拉桥结构的不利影响。结果表明:施工过程中和成桥时的主梁线形会因为主梁在制造时微小的几何随机误差而发生改变,梁长随机误差对成桥线形的影响并不明显,相邻梁段间的随机转角误差对成桥线形影响相对较大,随机制造误差引起的成桥线形误差过大时,通过安装索力的优化调整可有效降低成桥线形误差。     

武汉沙湖南环路跨楚河桥钢箱梁分节段顶推安装技术

武汉沙湖南环路跨楚河桥为(22+26+22)m三跨连续钢箱梁桥,桥宽33 m,全桥钢箱梁总重1 447 535kg。结合该桥实际情况,对支架法安装、悬臂顶推安装和分节段顶推安装方案进行比选,确定该桥钢箱梁采用分节段顶推法安装。该桥钢箱梁沿纵向分7个顶推节段,为便于运输每个节段沿横向分6个分节段。顶推施工时,首先在桥的一端设置节段组拼场进行节段拼装,单个节段组拼完成后利用下滑道将拼装好的节段逐一顶推就位,然后进行节段总拼装、焊接等直至完成全桥钢箱梁安装。实践表明,该桥采用分节段顶推法安装钢箱梁,加快了施工进度、提高了工程质量以及吊装安全性。     

武汉青山长江公路大桥宽幅钢箱梁悬臂拼装横向线形匹配技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938 m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,主跨整体式钢箱梁高4.5 m、全宽48 m,采用500 t架梁吊机分节段悬臂拼装架设。钢箱梁悬臂拼装时,架梁吊机站位节段、待架节段由于荷载及约束不同,横截面变形呈现出不同的趋势,线形匹配难度大。为解决该问题,主跨钢箱梁悬臂拼装时选择上、下游分体式架梁吊机,减少架梁吊机自重;经比选选择横桥向27.7 m间距的架梁吊机站位,减小了架梁吊机荷载对横向线形匹配的影响;通过设置顶压装置(由顶压牛腿、支承底座组成),在架梁吊机站位节段、待架节段钢箱梁边腹板处施加1 500 kN顶压力,配合少量马板,一次加载完成对接口竖向变形匹配调整。施工后,钢箱梁横向线形匹配精度均满足要求。     

大跨度钢箱梁斜拉桥施工控制

为保证厦漳跨海大桥北汊主桥(主跨780m的双塔双索面半飘浮体系钢箱梁斜拉桥)成桥后内力和线形满足设计要求,采用以无应力状态法为理论基础的施工控制方法,考虑结构非线性,进行参数识别和平差计算,根据桥梁结构特点确定合理的成桥及施工阶段状态,对该桥进行施工控制.在施工控制中利用无应力夹角确定钢箱梁现场安装位置,利用索长拔出量快速确定张拉索力,并根据大桥结构特点及温度变化情况,采用单侧顶推为主、配切为辅的中跨合龙方案,有效地控制了合龙风险.通过全面严格的施工控制,厦漳跨海大桥北汊主桥实现了高精度顺利合龙,桥梁线形及内力均符合设计要求.     

寸滩长江大桥钢箱梁整体拼装定位精度和焊接变形控制技术

重庆寸滩长江大桥是重庆机场专用快速路项目跨越长江的控制性工程,跨江主桥为单跨钢箱梁悬索桥,钢箱梁采用流线型扁平封闭式单箱结构。在进行钢箱梁整体拼装时,通过对关键板件的组装定位精度和焊接变形量进行控制,全桥钢箱梁段整体拼装后的各项基本尺寸均满足验收规范要求,保证了成桥梁段安装过程顺利,节段间环口匹配效果良好,为节段间工地环口焊接施工顺利进行提供了保障。     

钢箱梁节段施工受力性能分析

G320国道小林至东湖连接线工程第56联桥为跨度为65m的单跨简支钢箱梁桥,顶板宽度为29.5m。受运输、吊装机具和工期等条件的限制,该桥采用预制节段拼装施工技术。将钢箱梁按照纵向分段、横向分块的方式进行划分,然后进行分段预制、吊运和安装。钢箱梁分块后呈C字形未封闭结构,整体性能较差;同时各分块之间的接缝存在高差,影响焊接质量,导致桥梁建成后的线形和应力状态与设计要求有一定的差别。采用空间有限元分析方法对钢箱梁进行整体和局部效应分析,以评估钢箱梁的线形状态和应力水平,从而保证钢箱梁在施工过程中处于安全可控状态。     

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。