大跨径简支钢-混凝土组合梁桥设计研究

钢-混凝土组合梁桥可以充分发挥钢材和混凝土各自的优势,具有良好的力学性能和施工性能。基于大跨径简支钢-混凝土组合梁桥设计实例,论述其计算方法及力学性能。此类梁桥在成桥及运营阶段的各部分应力均满足规范要求;后续类似设计中还可考虑采用塑性设计进行比选;临时支撑可以有效改善钢梁受力。简支钢-混凝土组合梁桥具有广阔的应用前景。     

飞雁式钢管混凝土拱桥边拱无支架施工方案研究

本桥采用预应力混凝土T型刚构与飞雁式钢管混凝土柔性系杆拱组合体系,原设计边拱采用支架法施工。施工期间,遭遇百年一遇洪水且上游一木材厂大量木材堆积致支架损毁,所幸永久结构无损伤。本文结合项目工期紧迫的实际情况,提出无支架施工方案,并选择张拉临时系杆做为实施方案。临时系杆方案即在两边拱端头施加水平力以改善裸拱受力,从而满足施工永久系杆转向块及控制永久系杆线型的部分立柱、横梁,待永久系杆安装并张拉后即可按原设计要求工序施工。该方案满足设计安全要求,且避免了水中重新搭设支架,节约了工期,经济效益显著,亦值得在类似桥梁设计、施工中推广。     

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。     

狮子洋通道钢-混组合梁桥结构选型研究

狮子洋通道全长约35 km,为高速公路+城市道路双层复合过江通道,过江段采用双层桥梁方案(上层为高速公路,下层为市政道路),多处主线桥设计采用50～80 m跨径桥梁,主梁采用钢-混组合梁结构。通过对简支和连续体系进行比选,该项目采用结构简支、桥面连续的结构体系,并配合暗帽梁的设计方案;通过对工字形钢板组合梁、整体式钢箱组合梁、波形钢腹板组合梁、钢桁腹组合梁、分体式小钢箱组合梁进行比选,选择分体式小钢箱作为该项目钢-混组合梁的钢主梁形式;通过对结构受力性能、经济性、施工便利性、运输便利性和对变宽路段的适应性等综合分析比选,钢主梁采用4片主梁方案,该方案有利于设计、制造及施工标准化,结构受力更合理、造价更经济。从施工场地、设备、工期和安全性等方面分析,该项目施工采用标准化加工钢结构、工厂化预制混凝土桥面板,在桥位上通过湿接缝和集束式剪力钉形成组合结构的方案。     

独塔斜拉桥塔梁同步施工方案分析

岳口汉江特大桥的施工过程拟采用塔梁同步施工方案以缩短工期。文中对该塔梁同步施工方案进行技术分析,并对施工中可预见的各种工程难点提出相应的处理方案。单塔斜拉桥采用塔梁同步施工方案相比于塔梁异步施工,不但能够满足结构受力要求,且成桥状态下斜拉索索力理论计算值与设计值偏差均在±5%以内。在受力及施工技术特点上满足要求,且能够明显缩短工期。     

超宽大跨变截面连续钢混组合梁施工方案比选

济南凤凰路黄河大桥北侧跨大堤引桥采用(154+245+154) m变截面连续组合梁桥型方案,梁高按二次抛物线变化,横向为线性变化,最大主梁宽度为61.7 m,其跨度和宽度在目前同类型桥梁中居世界第一,线形复杂,施工难度大。为全面掌握桥梁的结构线形及内力特性,确定合理的施工工艺,提出3种施工方案:少支架桥位散拼;桥面吊机对称悬拼;支架周转桥位散拼。采用Midas/Civil建立有限元模型,分析3种方案施工过程中的受力情况,从合理性、经济性和工期综合比选后选择方案3,能够满足钢结构无应力焊接施工的基本要求,在不影响工期的前提下,节省支架近4 000 t,具有良好的经济效益。     

太原祥云桥施工控制计算

为有效指导太原祥云桥主桥(独塔钢-混凝土混合梁斜拉桥)施工、保证施工过程中结构的安全,需对施工过程中结构的内力进行验算、对结构参数进行影响量分析。采用有限元软件MIDAS Civil建立祥云桥各施工阶段有限元模型,对结构进行计算分析,并通过正装迭代法确定大桥合理成桥状态及斜拉索初张力。分析结果表明,成桥索力和钢箱梁重量属结构敏感性参数,在理论计算对结构参数修正时是需要重点识别的结构参数;祥云桥在施工过程及成桥阶段的内力均满足规范要求。成桥索力的测试结果及对大桥运营阶段的受力验算表明,成桥状态各结构参数均满足规范要求。     

银洲湖特大桥主梁优化设计分析

混合梁斜拉桥的边跨混凝土梁多采用支架现浇,并在边跨设置多个辅助墩,辅助墩压重设计需求高.以银洲湖大桥为研究背景,将原设计"边跨少支架现浇+中跨单悬臂"施工方案优化为双悬臂施工方案,取消近塔侧辅助墩,并对混凝土箱梁进行构造优化,方便施工,提高了工程经济效益.采用有限元模型对比分析了优化前后桥梁结构受力状态,计算结果表明,优化后主梁受力状态与原设计相近,满足结构设计要求,主跨组合梁及主塔结构可维持原方案设计;取消近塔侧辅助墩可简化结构压重设计.     

长边跨高墩大跨连续刚构桥施工方案比较

多跨连续刚构桥属高次超静定结构,施工至成桥需经历复杂的体系转换过程,施工过程显著影响成桥后的线形与受力状态。某山区连续刚构桥长边跨现浇段施工时,由于墩高及地形限制无法采用落地支架和长悬臂托架施工,为减小边跨现浇段长度,提出增设不对称悬浇段的非对称施工方法。以该桥为背景建立有限元仿真模型,分析3种不同施工方案对施工过程及成桥后结构应力与变形的影响,探讨高墩大跨度连续刚构桥的合理施工方案。研究表明:3个施工方案施工和运营阶段应力与变形均满足规范要求;边跨增设非对称悬浇段时,对成桥应力影响较小,主梁下缘压应力储备增加,上缘压应力储备略有减小;增设非对称悬浇段会导致边跨跨中长期挠度增大,但通过合理设置预拱度,不影响成桥线形实现;先边跨、再中跨的合龙顺序有利于减小边跨跨中长期下挠;非对称施工时最大悬臂状态第一类稳定系数较原设计略小,但安全储备仍较高。     

青海哇加滩黄河特大桥施工控制

青海哇加滩黄河特大桥为主跨560m的双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,其主梁采用双悬臂拼装架设,并采用单节段拼装浇筑法施工。为提高主梁架设效率、缩短工期,提出一种优化方案——不增加斜拉索张拉次数的两节段拼装浇筑法。为指导施工,使成桥后内力和线形满足设计要求,采用有限元软件MIDAS Civil建立全桥模型,利用正装迭代法对优化方案进行全过程施工及合龙控制分析。结果表明:施工过程钢梁最大应力212.2 MPa,桥面板最大拉应力1.42MPa,斜拉索最小安全系数2.31,塔柱最大拉应力1.6MPa,均满足规范要求;主梁合龙精度控制在3mm内;成桥后索力偏差最大值6.8%,索力均匀,主桥线形误差均在±56mm内,桥梁线形平顺。     

公路钢板组合梁桥监测与检测试验研究

针对一座公路连续钢板组合梁桥，对其施工过程及成桥状态的力学性能进行检测与监测的试验研究，研究钢板组合梁施工过程及成桥状态的力学性能，为类似钢板组合梁桥的设计优化等提供技术支撑。结果表明：实测应力及挠度变化与理论值相吻合；施工过程中结构应力满足规范要求；成桥状态静力测试过程中试验桥梁处于弹性工作阶段。     

基于混合施工方案的独塔斜拉桥仿真分析

针对工程工期和气候条件要求的实际情况,将满堂支架法和全挂篮悬臂施工法相结合。文章探讨了混合施工方案对桥梁结构受力状态的影响。采用施工全过程空间数值分析方法,对比研究了全挂篮施工方案和采用混合施工方案所得到的桥梁内力及变形变化特征。研究结果表明,在设计目标确定的前提下,不同的施工方案均能使桥梁成桥阶段内力和线形逼近设计状态。     

V形刚构桥施工中倒三角区域支架的拆除时间分析

采用桥梁博士软件模拟一座典型的V形墩连续刚构桥的施工过程,为找出支架拆除对传力途径的影响,分别单独计算结构自重、预应力以及收缩徐变内力,然后对单因素分析的结果进行组合.分析结果表明倒三角区域支架的拆除时机对桥梁在施工阶段及成桥后的内力均有显著影响,可达50%以上.建议优先采用早拆支架方案,以使结构受力明确,且对V形墩区域受力有利.     

V形刚构桥施工中倒三角区域支架的拆除时机分析

采用桥梁博士软件模拟一座典型的V形墩连续刚构桥的施工过程,为找出支架拆除对传力途径的影响,分别单独计算结构自重、预应力以及收缩徐变内力,然后对单因素分析的结果进行组合。分析结果表明倒三角区域支架的拆除时机对桥梁在施工阶段及成桥后的内力均有显著影响,可达50%以上。建议优先采用早拆支架方案,以使结构受力明确,且对V形墩区域受力有利。     

多梁式钢-混凝土连续组合梁在城市高架中的应用

随着人们对交通和周边居住环境要求的提升,快速、低影响施工在城市工程建设中的应用越来越多.多梁式钢-混凝土组合梁桥在城市桥梁建设中体现出施工周期短、施工阶段对交通影响小、工厂化生产、造价适中、能与标准段预制结构匹配等优势,可保证全线景观统一,有效缓解施工与交通冲突的矛盾,进而在城市高架桥中得到应用,是城市桥梁中较为新颖的结构形式.通过对钢-混组合梁采用多种计算方法进行对比分析,结果表明多梁式钢-混凝土组合梁桥受力性能良好,在城市高架中具有较强的推广价值.     

变截面钢板组合梁施工方案结构性能对比分析

为分析大跨径变截面钢板组合梁在施工阶段的结构受力性能,文中提出桥面板与钢主梁安装施工的3种不同方案并建立midas模型,实现对钢主梁、桥面板在施工阶段的应力变化分析和该结构在不同施工方案下的应力变形对比。结果表明:钢主梁合龙后间断安装桥面板的施工方案利于该结构的受力状态;同时,针对大跨径钢-混组合梁负弯矩区容易出现的桥面板拉应力超限问题,建议采用支点顶升的方法并分析理想顶升量,最终提出间断安装法结合支点顶升的施工优化思路。     

高速铁路常用跨度抢修梁施工技术

京张高铁官厅水库特大桥两侧边孔设计成32m简支钢-混组合梁,模拟高速铁路常用跨度抢修梁设计。该结合梁与高速铁路常用跨度32m双线预应力混凝土箱梁截面高度、宽度相同,设计为双箱单室截面。钢结构部分采用工厂分块加工,运至现场后采用履带吊机原位支架拼装。分块连接采用栓焊结合的方式,顶面板采用焊接连接,其余部分连接采用栓接。钢筋混凝土桥面板采用现场浇注法施工。2孔32m钢-混组合梁用时1个月架设完成。     

罗文大桥缆索吊装施工系统力学分析

以罗文大桥为工程背景,采用有限元法模拟缆索吊装施工过程,计算分析了罗文大桥成桥阶段及成桥阶段的受力特征。结果表明,罗文大桥采用“缆索吊拱、以拱提梁”的施工方案安全合理,建议在桥梁交界墩位置设置柔性临时支架等系列措施调整结构内力,以确保缆索吊装施工方案的安全性。     

支架施工斜拉桥体系转换方案的优选与施工控制

为了保证桥梁在施工过程中安全也进行体系转换,节约施工成本,并顺利实现合理成桥状态,通过有限元仿真软件模拟施工过程,对支架施工斜拉桥体系转换方案进行了计算分析和优选,并在体系转换施工过程中重点对桥梁主塔和主梁关键截面受力、索力、主塔偏位和主梁线形等进行了施工监控。结果表明,优选的体系转换施工方案有效地指导了现场施工,并节省了施工工期,施工过程中桥梁结构受力安全,实测成桥索力、主塔偏位和主梁线形等满足控制要求。     

不同预制方式下大跨度组合梁桥受力性能分析

为了明确整体预制大跨度π形钢混组合梁与分离预制组合梁的受力性能,结合实际工程,采用板壳-实体有限元方法,计算了两种大跨度组合梁受力性能。计算结果表明：在成桥阶段整体预制组合梁的钢梁应力比分离预制组合梁的小很多,两种组合梁钢梁上缘的最大压应力分别为84.3 MPa和229.0 MPa,下缘的拉应力分别为167.3 MPa和196.0 MPa,两种组合梁中支点处混凝土上缘应力基本相同。钢梁在成桥十年时,两种组合梁钢梁上缘的最大拉应力增量分别为88.1 MPa和-4.0 MPa。整体预制组合梁的混凝土最大拉应力为分离预制组合梁的0.67倍。另外,在施工效率和施工质量方面,山区建造大跨度组合梁桥采用整体预制方式具有明显的优势。