基于无应力状态法的钢管混凝土拱桥施工线形和扣索索力计算

为保证主拱圈在规定时间内合龙，采用无应力状态法对拱圈施工过程中的线形进行计算，提出一种基于影响矩阵的索力计算和优化方法，实现扣索的一次张拉即可满足施工和设计要求，并以一座钢管混凝土拱桥为例，应用该方法对主拱圈的安装进行线形和索力控制。合龙后主拱圈的成拱线形和索力实测值与理论值吻合，验证了该方法能够精确控制成拱线形。     

三岸邕江特大桥施工监控研究

南钦铁路三岸邕江特大桥主桥为(132+276+132)m三跨连续钢桁拱桥,主桥钢梁从两侧边跨向中跨架设、在中跨跨中合龙。为了使桥梁在成桥状态达到目标几何线形和内力状态,对架设过程进行监控。在无应力控制法理论基础上,利用有限元程序建立钢桁拱桥空间计算模型,制定监控方案。钢梁拼装架设过程中,对钢桁拱桥变形、受力及主要辅助施工设施(临时吊索)受力进行监控。在钢梁悬拼至跨中合龙阶段,监测结构变形变位情况,确定相应的移落梁调整数值。预先移落梁调整后,监测结构变位情况,按照合龙口宽度和温度变化的规律,在一天最高温度时,通过对拉两岸钢梁调整下弦合龙口宽度,实现钢梁下弦合龙。拱肋部分合龙完毕,起顶两岸边墩使系杆合龙口尺寸达到设计宽度,实现系杆无应力合龙。系杆合龙后,根据监控计算结果,先拆南宁岸吊索,后拆钦州岸吊索。成桥阶段监控结果显示:主桁各节点实际预拱度与理论预拱度符合较好,误差在2mm以内,结构线形平顺匀滑。     

800m级钢-UHPC组合桁式拱桥概念设计与可行性研究

提出了一种特大跨径钢-UHPC组合桁式拱桥新体系。新体系拱桥用UHPC箱型拱肋承受巨大的轴力,采用钢腹杆钢横联规避开裂的风险;相比传统混凝土拱桥,新体系拱桥自重大幅度降低;相比钢拱桥,其不存在厚板焊接困难的问题;采用斜拉扣挂分多次悬臂合龙施工法,扣索只需承受单次合龙的主拱自重并多次循环利用,施工临时措施费用大大降低,因而具有良好的经济性。通过对跨径800m的钢-UHPC组合桁式拱桥的试设计,结果表明:主拱分3次合龙时,斜拉扣挂只需承担36%的主拱自重,拱肋最大压应力为64.9 MPa,无拉应力,各施工阶段的稳定性、应力、刚度等均满足要求。平均每平米桥面主拱圈材料用量指标为:钢材380kg,UHPC 0.61m3,自重2.03t。对比研究表明新型钢-UHPC组合桁式拱桥具有显著的技术经济优势,可适用于500~1 000m级跨径的拱桥。     

大跨度钢桁拱桥架设过程控制技术

以宜万铁路大跨度铁路钢桁拱桥-万州长江大桥为工程背景,通过施工方案空间过程仿真进一步优化了杆件安装顺序,并确定了施工过程控制测试的重要杆件;无线综合测试系统的采用实现应力及线形的实时、定时巡测及定点单测数据采集,及时掌握了钢桁拱结构的线形及应力状态;温度效应的测试及理论计算,为选定合龙时机、利用温度变形进行杆件合龙的微调提供了有益的指导,实现了大跨度钢桁拱结构的零误差、零附加应力合龙.     

南京大胜关长江大桥主桥钢梁南边跨合龙技术

京沪高速铁路南京大胜关长江大桥主桥为2联(84+84) m连续钢桁梁+(108+192+336+336+192+108) m六跨连续钢桁拱桥.六跨连续钢桁拱桥分4个合龙点,先192 m边跨合龙,再中跨合龙.介绍该桥主桥南边跨合龙的特点、技术措施、合龙前的架设状态、合龙步骤.     

沙坨特大桥施工控制参数敏感性分析

沙坨特大桥是一座采用悬臂浇筑法施工的钢筋混凝土拱桥,其在施工过程中必须要保证主拱圈的变形与应力满足设计要求。为了减小悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工误差,本文利用有限元软件Midas/Civil进行建模计算,通过比较施工过程中各设计参数在成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈累计位移差值与截面上下缘累计应力差值,对各设计参数的敏感性进行了分析。结果表明:在悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工过程中,主拱圈混凝土容重、扣锚索索力对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较大,为主要设计参数;主拱圈刚度、扣塔刚度、扣锚索刚度对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较小,为次要设计参数。     

钢桁拱桥中跨合龙段临时锁定技术

钢桁拱桥合龙影响因素众多,受环境变化影响大,因此如何在短时间实现拱肋精确合龙显得尤为重要,根据以往拱桥合龙经验,结合自身桥梁特点提出一种临时锁定技术,实现了合龙段快速锁定,对今后类似桥梁合龙施工具有借鉴意义。     

攀枝花市新密地大桥主拱圈设计

攀枝花市新密地大桥为上承式钢筋混凝土箱形拱桥,孔跨布置为(27.5+22.55+189.9+22.55+27.5)m,主拱圈为悬链线无铰拱,采用挂篮悬臂浇筑法施工。主拱圈净跨径182m、净矢高30.333m、净矢跨比1/6、拱轴系数1.988。拱圈截面为单箱双室,高3.5m、宽9.6m。主拱圈的拱顶预拱度设计值为0.36m,为净跨径的1/506。采用MIDAS Civil软件建模进行成桥弹性阶段主拱圈应力验算,结果表明,主拱圈各截面上缘和下缘的正应力均为压应力,关键截面最小压应力为0.97MPa,最大压应力为15.4MPa,无受力裂缝,有利于提高结构耐久性。     

钢管混凝土桁式组合拱桥施工过程主拱圈变形的影响因素分析

天子山大桥是世界上第一座钢管混凝土桁式组合拱桥,且主拱圈采用两端分段悬拼至跨中合龙的施工方法。该文在该桥1∶20的试验模型上,分5段对主拱圈施工过程进行了模拟。通过对试验结果的线性回归分析,得到了施工过程中斜拉索力和其他荷载对主拱圈变形的影响规律。     

填料模拟对空腹式无铰拱温度效应的影响分析

采用有限元软件Midas建立拱圈模型(M1)和拱圈-拱上结构联合作用模型(M2),对空腹式无铰拱桥进行仿真模拟,引入联合作用系数K,对比分析2种结构状态下主拱的温度响应。分析结果显示:拱上填料约束了拱桥的变形,改善了应力分布,提高了拱圈的稳定性;温度工况下,拱圈-拱上结构的联合作用效应显著。     

下承式钢筋混凝土拱桥温度作用下屈曲稳定性分析

下承式钢筋混凝土拱桥拱肋因材料受日照温差影响较大易产生温度应力和变形,对全桥屈曲性能产生影响。为探究下承式钢筋混凝土拱桥在温度作用下的屈曲稳定性,文中建立ANSYS有限元模型,对太阳辐射作用产生的非线性温度场、均匀温度作用、构件间温差作用和无温度作用下拱桥屈曲性能进行对比分析。结果表明,全桥整体升温对下承式钢筋混凝土拱桥屈曲稳定性的影响最大,主梁的温度变化次之,主拱圈温度变化的影响最小,影响量分别为57.0%、30.3%、0.5%;主拱圈单侧升温对屈曲稳定性的影响比双侧升温的影响大,主拱圈非均匀温度场比主拱圈均匀温度场更容易降低下承式钢筋混凝土的屈曲稳定性。     

基于模糊层次分析法的桥梁技术状况评估

为定量评估桥梁技术状况,以一座圬工拱桥为依托,结合桥梁实际病害缺陷特点,根据影响桥梁技术状况的因素,采用模糊层次分析法(FAHP)相关原理建立了以圬工拱桥主拱圈技术状况为目标层,变形、应力、环境、砌体4个因素层、11项指标的多层次模糊评估模型及评估体系,给出了具体的计算评估方法、评估步骤。结果表明,主拱圈的技术状况最接近于"良好",主拱圈变形、应力处于"良好"状况,砌体、环境处于"一般"状况。评估结果与桥梁实际情况相符。     

基于弹性-刚性支撑法的钢拱架预抬高值确定

钢拱架现浇主拱圈施工法是山区大跨径拱桥常用施工方法,施工控制的核心为拱圈现浇安全及拱圈线形,而钢拱架是保证拱肋安全和线形的重要结构,其预抬高值不仅关系到钢拱架的顺利合龙,也关系到主拱圈的成桥线形能否满足设计要求。文中提出基于弹性-刚性支撑法的钢拱架吊装预抬高值确定方法并应用于实际工程中,结果表明该方法能保证施工安全和精度。     

大跨悬浇钢筋混凝土拱桥施工扣索力优化计算分析

为有效控制钢筋混凝土拱圈在悬臂浇筑过程中出现过大的拉应力,文中以某大跨悬浇钢筋混凝土拱桥为依托,提出一种扣索力优化计算方法。首先,基于“未知荷载系数法”获取拱圈最大悬臂状态扣索力初值;然后,开展正装分析并提取施工过程的索力、应力以及位移影响矩阵,基于优化原理并利用MATLAB软件对扣索力开展进一步优化。最后,分别基于影响线原理和无应力状态法原理确定拱圈合龙前扣索力最优拆除顺序和扣索补张拉值,确保拱圈受力合理、松索成拱后拱圈线形光滑圆顺。算例结果表明,扣索初拉力值较为均匀,所有索力值安全系数均大于2.5;拱圈松索成拱线形合理,未出现“马鞍形”;拱圈施工过程中截面拉应力均小于1.8 MPa,满足设计要求。     

济宁市南二环路京杭大运河连续钢桁拱桥设计

通过对济宁市南二环路京杭大运河三主桁连续钢桁拱桥的结构设计与计算分析,并与两主桁连续钢桁拱桥的一些技术指标进行对比,三主桁连续钢桁拱桥具有很好的应用前景。其经验可为其他同类型的桥梁设计提供一些借鉴与参考。     

桁式组合拱桥的收缩徐变效应分析

为了研究收缩徐变对桁式组合拱桥受力的影响,结合西部交通科技项目《桁式组合拱桥病害成因与加固方法研究》的课题,依托实桥计算模型,分析了不同时间周期下收缩徐变对桁式组合拱桥主拱圈变形及应力的影响.分析表明,在收缩徐变的长期作用下,主拱圈拱顶会出现明显的下挠变形;收缩徐变对于实腹段区域主拱圈应力的影响是非常明显的,特别是拱顶附近截面下缘会出现较大的拉应力.分析结果与此类桥梁的典型病害形态是一致的,结构设计及加固处治时应根据实际情况对收缩徐变影响进行详细分析.     

许沟特大桥主拱浇筑及合龙工艺研究

针对许沟特大桥主跨220m钢筋混凝土等截面悬链线箱形无铰拱施工，考虑收缩、徐变的影响，依据理论分析，结合支架模拟试验及拱顶预压试验，确定了复合式支架上分层分段现浇、逐段成型、拱脚合龙的主拱圈浇筑及合龙施工工艺及拱架多循环多点卸落工艺，高质量、安全地完成了该箱形拱桥的建设。     

钢筋混凝土箱形拱桥施工控制

为使拱桥达到理想的成桥状态,结合岭兜特大桥工程,对采用预制拱肋、缆索吊装施工的钢筋混凝土箱形拱桥,利用结构有限元分析,根据倒装-正装计算法对施工过程中结构的受力特性和变形进行预测,施工控制中对主拱的应力、线形、扣索的索力等进行监测.结果表明:在拱肋吊装过程中拱轴线变化与计算一致,拱肋合龙后各控制点的实测高程与控制高程之差、轴线偏位均满足相关规范要求;主拱圈典型截面上的实测应力值与计算应力值接近;扣索实测索力与计算索力基本吻合,岭兜特大桥达到了理想的成桥状态.     

济南市历阳湖人行钢桁拱桥设计与施工

济南市历阳湖人行钢桁拱桥桥位处地形条件复杂,生态环境保护要求较高,施工场地受限。桥型设计通过方案比选后采用钢桁拱桥方案,拱脚水平推力利于现状道路边坡的稳定;施工采用大型起重机先整体吊装钢桁拱下弦拱圈、后吊装拱上杆件及桥面系的施工方法,解决了施工场地受限的问题;通过设置斜撑杆来取代山体侧桥台,避免了对山坡裸露岩体的破坏。特定条件下钢桁拱桥的一些设计与施工措施,可为类似桥梁设计与施工提供一些借鉴与参考。     

木蓬大桥高温合龙效应下拱圈内力调整研究

为解决钢筋混凝土拱圈高温合龙后,降温效应引起的较大附加次内力降低拱圈控制截面压应力的问题,以贵州石阡县木蓬大桥为工程背景(主跨165m上承式钢筋混凝土箱形空腹式拱桥),提出了对合龙端口施加预顶力与附加配重的控制方法。以温度差值对拱肋合龙成拱状态影响量为误差列阵,以单位预顶力或单位附加配重为影响参数列阵,以单位预顶力或单位附加配重对拱肋合龙成拱状态影响量组成影响矩阵,建立影响参数与误差关系的矩阵方程,利用最小二乘法求解预顶力与附加配重值。研究结果表明:在合龙端口腹板下缘施加3 283kN的预顶力、在合龙端口增加附加配重781kN后,有效抵消了高温合龙产生的拱圈温度次内力的影响,成桥恒载状态下,拱顶截面实测换算应力与理论计算最大差值为0.5MPa,拱脚截面实测换算应力与理论计算最大差值为1 MPa,调整方案合理可行。