变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工临时墩标高调整方案确定

以变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工计算为背景,确定顶推过程中对临时墩标高调整的优化方法.并联合Ansys和Matlab编制在大跨度变曲率竖曲线钢箱梁顶推计算过程中对临时墩标高自动化调整的仿真优化程序Mccilm,依据在实际顶推过程中采集的各临时墩反力数据,验证了该算法及优化程序的科学性、合理性.     

斜交竖曲线类双层混凝土箱梁顶推施工预制平台及附属结构设计

简要介绍了长沙市营盘东路浏阳河大桥主桥类双层混凝土箱梁斜交竖曲线顶推施工中预制平台及附属结构的设计构思、结构形式、技术参数。尤其是对底模竖曲线处理、滑道标高确定方法以及预制平台内顶推支承墩、限位装置的结构进行了优化设计,取得了较好的效果,可为以后斜交竖曲线类双层混凝土箱梁顶推施工提供借鉴和参考。     

横向非等高双柱式桥墩抗震性能研究

为研究墩高差对横向非等高双柱式桥墩抗震性能的影响,以某山区3×(5×30)m梁桥为背景,建立OpenSees全桥有限元模型,采用增量动力分析方法(IDA),输入地震动,分析不同墩高差下墩柱关键截面的弯矩～曲率关系、曲率、墩顶位移以及曲率与位移关系。结果表明:地震荷载作用下,当墩高差在10m以上时对系梁位置处桥墩截面延性影响较大,随墩高差增加,与横向等高双柱式桥墩相比,墩顶截面延性有所减小,墩底截面延性增加较大;受墩高差影响,墩底与系梁位置处桥墩曲率在屈服后对地震动强度变化更敏感;墩顶位移总体与墩高差成反相关,墩高差对墩顶位移的影响在峰值加速度PGA=0.5g后差异较大,PGA由0.5g增加到1.0g时,随墩高差增大,墩顶位移减小量逐渐变小;受墩高差影响,横向非等高双柱式桥墩破坏模式差异显著。     

柔性墩多点顶推中梁的爬行和抖动

连续梁柔性墩多点顶推施工已经有许多年的实践了,对于顶推过程中箱梁发生爬行和颤抖的现象,始终有不同的解释,有一种解释认为,这种现象不可避免,因为箱梁运动过程中,摩擦阻力是在变化的,而液压系统油压的反应总是迟后于摩擦阻力的变化,各墩上的前推力p和摩擦阻力F之间的差值不断地正负变化(以梁前行为负),此差值引起墩同步前后摆动,这就是箱梁爬行的根本原因。支持这一解释的顶推实践的液压系统是实行分级调压的。但本文认为这种解释是值得商榷的。     

曲线箱梁桥上下部同步纠偏施工与监测技术研究

针对软土区曲线箱梁桥结构上下部同时出现偏位的纠偏问题,以某曲线箱梁匝道桥为对象,提出在桥面与墩底同步顶推的纠偏技术。设计了将墩柱与箱梁临时固结后,通过桥面伸缩缝处千斤顶的顶推与牵引,结合墩底承台处千斤顶的顶推实现上下部同步纠偏的施工方案。为保证结构安全与准确复位,设计了综合考虑上下部结构位移与应力变化的施工监测方案。依据桥面伸缩缝位移、墩顶位移与墩底位移之间的变形协调关系,实现对纠偏施工过程的精准控制。现场实测结果表明,采用所设计的上下部同步纠偏方法及相应的施工监测控制方案,能够在确保结构安全的同时,高效实现曲线箱梁的纠偏目标,可为同类工程提供参考。     

斜交角度对单跨超静定曲梁内力的影响

为了揭示斜支承曲线梁桥的力学特性,应用结构有限元分析软件ANSYS建立斜支承单跨曲梁模型,详细分析斜度、弯扭刚度比、荷载类型等对斜支承曲粱内力的影响,绘制的大量曲线清晰显示了各项因素对斜支承曲梁内力的影响规律。研究结果表明,对单跨曲梁,如果一端为斜支承且斜度为正时,该支点截面将产生负弯矩,且负弯矩随着斜度增大而增大;当斜度为负时,存在一个使支点截面产生正弯矩的临界斜度,该斜度随弯扭刚度比的增大而增大。     

连续刚构桥四点合龙顶推下箱梁局部受力分析

大跨连续刚构桥合龙阶段往往采用顶推技术减少或消除运营中墩顶的纵向偏位,但较大的顶推力可能引发混凝土箱梁局部开裂。针对这一问题,提出四点同步合龙顶推方法,并以西北某特大连续刚构桥为工程背景,通过有限元分析传统两点顶推和所提四点顶推方式下箱梁截面局部受力和变形规律,并分析钢垫板位置、高度及加载方式对箱梁局部受力的影响。分析结果表明,在5 000 kN顶推力作用下传统两点顶推将使箱梁局部主拉应力高达4.78 MPa,而四点顶推方式应力分布更均匀,满足顶推过程中箱梁局部受力要求,且可通过钢垫板位置、高度及加载方式优化进一步减少箱梁局部受力,为同类工程合龙顶推提供可借鉴的施工新方法。     

斜连续梁桥顶推关键技术

以采用顶推法施工的湖南省张家界澧水大桥为背景,在分析斜度对顶推主梁内力影响的基础上,针对顶推施工中的关键技术进行了探讨,包括预制场的优化设置、导梁的合理配置、墩顶水平偏位的控制、箱梁的导向与纠偏、落梁等。     

斜交连续箱梁顶推施工中落梁仿真分析

为了解斜交连续梁桥顶推落梁施工中结构受力状态,给施工提供技术支撑,以长沙市营盘东路浏阳河大桥为例,采用在支承处节点施加强迫竖向位移的方法模拟箱梁的落梁过程,对落梁过程进行仿真分析,计算千斤顶的顶升力和混凝土箱梁的应力,与实测结果进行比较,并分析相邻墩顶的梁底高差对顶升力和箱梁应力的影响。结果表明:箱梁顶、底板始终处于受压状态,且只有顶升处的梁体及其相邻梁体的应力变化相对较大;当相邻墩顶的梁底高差在25mm以内时,其顶升墩处的顶升力增量在5%以内,且顶升墩处箱梁截面仍处于受压状态;落梁过程中,顶升力和箱梁应力的仿真计算结果与实测结果吻合较好,说明仿真分析准确、可靠。     

杭州江东大桥多段复合竖曲线钢梁顶推施工分析研究与实践

该文以杭州江东大桥为实例,建立有限元分析模型,对多段复合竖曲线连续钢箱梁顶推施工过程进行动态分析,在掌握临时墩反力和钢箱梁内力变化规律的基础上,优化临时墩初始标高设置和临时支座标高调整方案,为设置多段复合竖曲线钢箱梁的顶推施工提供理论指导。     

复杂竖曲线宽幅组合梁桥大跨度顶推施工控制技术

广西柳州凤凰岭大桥为(96+124+3×130+90) m连续钢-混组合梁桥,主梁为等高双箱单室钢-混组合梁,由槽形钢箱梁和混凝土桥面板构成,梁宽46.6 m,该桥竖曲线由3段圆曲线和2段直线组成。钢梁采用连续步履式顶推、跨间不设临时墩的方案施工,最大顶推跨度达130 m。由于该桥竖曲线线形复杂、顶推悬臂长度较大、桥面板及体外预应力束施工工序繁杂,为确保施工中结构安全、成桥线形和内力满足设计要求,从线形控制、导梁过墩控制、桥面板安装控制等方面进行施工控制。钢梁顶推施工时,采用几何状态传递法对各梁段安装线形进行预测与控制,确保成桥线形满足设计要求;分析临时拉索张拉、环境温度改变与导梁前端位移响应关系,计算临时拉索张拉力,通过张拉临时拉索实现导梁顺利过墩;桥面板施工时,对皮尔格铺装法进行优化,改变桥面板安装顺序,确保了钢梁及桥面板应力满足要求,并缩短了工期。通过以上施工控制,该桥钢梁顺利顶推完成,全桥线形平顺,实测主梁线形满足设计要求,成桥状态良好。     

路堤重复加卸载下坡脚倾斜摩擦桩变位规律试验研究

通过模型试验研究路堤重复加卸载下坡脚处顶部约束双排倾斜摩擦桩变位规律,为坡脚处抗滑桩优化设计提供依据。结果表明:①加载过程中,顶部约束后排摩擦倾斜桩桩身侧移随深度变化曲线与纵轴之间呈"上宽下窄"的倒梯形,破坏模式为"平移+绕桩底转动"。对于0～9°负斜桩,加载过程中桩身侧移随倾斜角增大而减小。首次加载过程中,桩身侧移随加载增加而增加。再次加载过程中,首次极限压力范围内桩身侧移不敏感,超过首次极限压力时,侧移随加载增加而增加;加载到一定压力下,侧移增速减小;②相同荷载作用下,负斜桩顶侧移小于竖直桩,与负斜桩主动承受桩顶水平荷载作用下桩顶水平位移大于直桩相反。首次加载时,各倾斜桩顶侧移均随荷载增大而增大,加载到一定值时,竖直桩顶侧移突增、率先屈服,随后趋于稳定。再次加载时,桩顶侧移随荷载增大而缓慢增加,荷载超过前一次加载的最大荷载时,倾斜桩顶侧移突增,地基侧向加载与桩顶侧移曲线将回到前次加载曲线的延长线,即具有记忆效应,随后屈服、趋于稳定;③卸载过程中,桩身各截面侧移不敏感,仅仅卸载到最后1～2级荷载时才有明显减小。工程中,建议将坡脚抗滑桩尽量斜向道路中线设置一定倾斜角度,以减少桩顶桩身侧移,提高抗滑移效果。     

矮墩连续刚构桥合龙顶推计算分析及施工控制研究

花都至东莞高速广园快速路跨线桥为(75+125+75) m矮墩混凝土连续刚构桥,上部结构为单箱单室直腹板变截面预应力混凝土箱梁,中跨采用顶推合龙。利用Midas/Civil软件建立三维空间有限元模型,进行顶推效应计算,分析顶推合龙对于施工预拱度的影响,以及顶推对主梁受力性能的改善情况。通过计算可知,顶推对主梁施工预拱度影响较为明显;通过施加顶推力,可以改善混凝土收缩徐变引起的主梁下挠现象,可以改善主梁及主墩的受力性能。同时研究顶推过程中顶推力与位移、应力之间的关系,提出矮墩连续刚构桥中跨合龙顶推过程控制方法,为同类型的桥梁顶推合龙施工控制提供了一定的参考。     

预制节段拼装桥墩多节点转动推覆分析方法及试验验证

为了给预制拼装桥墩抗震设计计算提供参考,针对典型预制拼装桥墩所采用的仅无黏结预应力或无黏结预应力+耗能钢筋连接方式,考虑混凝土、耗能钢筋和预应力筋的非线性本构模型,推导了预制节段拼装桥墩多节点转动推覆分析计算过程。基于关键截面弯矩-曲率分析确定弯矩承载力和对应的墩顶水平荷载,然后计算各个接缝的弯矩和曲率,进而计算墩顶位移。开展了2种接缝连接方式预制节段拼装桥墩试件拟静力试验,将多节点转动推覆分析方法模拟结果与拟静力试验结果进行对比,分析预制拼装桥墩水平抗力-侧移曲线以及接缝张开、预应力筋应力、墩柱转角随侧移的变化,各种位移机理对墩顶位移的贡献,接缝处混凝土应变等。研究结果表明:多节点转动模型与单节点转动模型水平承载力计算结果基本一致,而多节点转动模型桥墩侧移计算结果大于单节点模型计算结果,多节点模型计算精度更高;多节点转动模型接缝张开、预应力筋应力和接缝转动计算结果与试验结果基本一致;开始时墩顶位移主要由剪切位移和整体弯曲位移提供,随着墩顶位移的增大,墩底接缝转动对墩顶位移的贡献逐渐占主导地位;墩柱混凝土轴向应变测试结果验证了各个接缝处混凝土应变随着墩高逐渐降低的趋势,接缝处的混凝土轴向应变远大于墩柱混凝土轴向应变。     

变曲率竖曲线钢箱梁顶推过程受力分析

以泸州沱江四桥变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工为背景,基于单步模数搜索合成法确定的标高调整方案,采用通用有限元软件ANSYS建立钢箱梁顶推全过程杆系模型,对顶推过程中梁体与支墩的受力状态及其对标高调整量误差的敏感性进行分析,研究大跨度变曲率竖曲线钢箱梁顶推过程受力特性。结果表明,钢箱梁顶推过程中,结构的各项受力指标未超过限值,滑道标高调整方案可行,顶推全过程结构受力安全;支点反力对标高调整量很敏感,滑道标高的调整精度宜控制在5 mm以内;当调整工况中出现多个位置同时调整时,各支点调整应分级同步进行。     

预应力混凝土V墩三角刚构施工应力与变形分析

为掌握预应力混凝土V墩三角刚构施工过程中应力、变形变化规律,确保施工质量和安全,以前程路大桥(V墩异型钢-混梁拱组合桥)为背景,采用MIDAS/FEA建立大桥组合有限元模型,依据施工方案,详细分析施工过程中预应力混凝土V墩三角刚构受力和变形特点。结果表明:V墩分段施工至支架拆除,V墩斜腿顶、底板压应力不断增大;中跨钢结构施工至吊杆初次张拉,V墩斜腿顶、底板最小正应力保持稳定不变;拆除中跨下部支架结构体系转换后,V墩斜腿底板最小正应力明显减小;边跨支架拆除和桥面二期铺装完成时,V墩斜腿顶、底板混凝土分别出现第一主应力和第三主应力最大值,且最大第一主应力分布区域主要在V墩斜腿靠中跨侧顶部顶板和底部底板局部,最大第三主应力分布区域分布于V墩中跨侧斜腿中下部顶板局部;整个施工过程中V墩三角刚构上部箱梁底板最大压应力-9.96 MPa;在边跨预制梁架设后,V墩三角刚构上部箱梁跨中上挠最大(相对支承边,跨中最大上挠8.6mm);中跨支架拆除结构体系转换后,上部箱梁南侧支承边竖向位移沿横桥向差异比北侧支承边的大(最大2.9mm);对于前程路大桥,在大刚度的V墩三角刚构和两端横梁的共同作用下,上部箱梁扭转及横向变形很小。     

姑嫂树路跨铁路立交桥设计

姑嫂树路跨铁路立交桥采用(70+116+70)m变截面预应力混凝土连续箱梁桥,桥面宽32m。考虑其上跨11股铁路轨道,为保证施工期间铁路的运营安全并尽量减少对铁路的干扰,该桥采用转体法施工(转体重量达1.73万吨,转体角度最大为106°),并将中跨合龙段从桥跨正中向大里程方向移动9.25m。该桥主梁采用单箱五室截面;主墩采用m形墩,钻孔灌注桩基础;转体系统主要由承重系统、顶推牵引系统和平衡系统三大部分组成,球铰尺寸为4m(Z63号墩)和3.9m(Z64号墩)。采用MIDAS Civil 2011、MIDAS FEA等软件进行主梁、m形主墩、转体系统、横梁及桥面板静力计算,结果表明该桥的各项指标均满足规范要求。     

钢箱梁顶推施工关键技术研究

苏州市广济路北延工程金民西路~日益路高架桥第四联上跨越沪宁高速公路,设计为等高度连续钢箱梁(30m+50m+30m),采用顶推法施工,为了最大程度减少对沪宁高速公路行车影响,采用一次性顶推跨越沪宁高速公路且不设置中间过渡墩。具体做法:在沪宁高速公路南侧90m长度内,搭设钢管支架贝雷架平台,采用龙门起吊,安装64m钢箱梁及26m导梁;在支架平台上放样,平曲线、竖曲线、预拱度、标高、轴线均符合桥规和验收标准要求,焊接成整体。顶推至里程符合设计要求后,调整轴线,落梁至南北墩支座上。安装边跨剩余钢箱梁节段。     

预应力混凝土箱梁桥腹板开裂参数影响分析

预应力混凝土箱梁裂缝是影响桥梁结构安全的重大隐患.该文对某三孔预应力混凝土变截面箱梁建立有限元模型,分析竖向预应力损失和箱梁腹板厚度对箱梁桥开裂的影响.结果 表明:连续箱梁边墩支点附近的边跨现浇梁段的主拉应力值较大,且这些位置截面梁高较小,如果施工和运营阶段竖向预应力损失过大,在这些区域容易出现腹板斜裂缝;腹板厚度对斜截面抗剪承载力的影响比截面主拉应力的影响大;箱梁支点附近梁段腹板厚度较薄,容易导致斜截面抗剪承载能力不足.     

曲线箱梁桥悬臂施工应力与线形现场测试研究

通过现场监测和数值模拟手段,分析了预应力混凝土曲线箱梁桥悬臂施工过程中的应力和线形变化规律,讨论了曲线箱梁弯扭耦合效应及日照温度梯度对曲线箱梁桥内力和线形的影响。研究结果表明,曲线箱梁两侧翼缘板应力差值、竖向位移差值及箱梁径向位移随着箱梁曲率、墩身高度和悬臂长度的增大而增大;日照温度应力随温度梯度、约束条件和悬臂长度的变化而变化,其量级可能超过结构的活荷载水平,温度对箱梁标高的影响也不容忽视,且温度应力和温度位移具有滞后效应。研究结论可为预应力混凝土曲线箱梁桥的设计和施工提供有益的参考。