既有桥梁顶升的钢牛腿受力研究

桥梁顶升工艺在既有桥梁改造和功能提升中有着广泛的应用前景,钢牛腿可作为桥梁顶升施工的支撑平台,国内外对此开展过相关研究和应用,但是没有做具体的计算分析和试验研究。该文以某桥梁整体顶升为背景,利用钢牛腿作为顶升的支撑平台,运用Ansys进行有限元计算,设计了两种试验方案:分别考虑混凝土材料的弹性和弹塑性进行受力计算分析。结果表明:考虑混凝土材料的弹塑性因素时,结构应力比考虑弹性时要小,与试验值进行比较,分析结果与试验结果吻合得较好,验证了模型的正确性和可靠性,同时对比分析两种方案的结果,得出第二种结构形式较为安全。     

预应力混凝土系杆拱桥整体顶升受力分析

该文以下承式系杆拱桥为例,对其顶升的可行性进行了初步探讨,对顶升时需要考虑和注意的问题进行了分析,以求对以后类似桥梁改造提供有益思路。重点应用有限元软件对各种顶升工况进行了空间有限元分析,得出了应力-误差规律,为施工提供了可靠依据。     

十字交叉吊杆拱桥支座更换顶升方案研究

对某钢管混凝土十字交叉吊杆拱桥支座更换顶升方案进行分析研究,采用有限元软件分析并探讨主梁与梯道梁相接处的钢板连接、主梁与主拱相交处的橡胶圈、单点顶升与多点顶升、顶升位置、附加支撑以及顶升最大高度对拱梁受力性能的影响,得出相应结论及建议,为同类型桥梁施工提供借鉴。     

曲线梁桥旋转顶升改造施工控制

厦门市金尚路跨线桥第一联为5×30m预应力混凝土连续曲线梁桥,根据该桥提升改造要求,左、右幅最高顶升分别为952.717mm、969.145mm。该桥采用PLC控制液压同步系统,按刚体转动的要求同比例旋转顶升梁体,并设置纵横向限位装置。为保证该桥旋转顶升施工顺利,采用有限元软件建立全桥及局部有限元模型,计算梁体强迫位移和局部应力,给出强迫位移和应力增量安全预警值;对梁体的强迫位移和混凝土拉应力增量进行监测,利用全站仪和偏移量监测装置监控梁体竖向线形及梁体横向偏移量。施工控制及模态试验结果表明,梁体未发生明显横向偏位和纵向滑移;顶升过程中个别行程横向强迫位移、拉应力增量超出预警值(在下一行程中调偏纠正),纵向强迫位移未超限,梁体被安全顶升到位;顶升后桥梁具有良好的静、动力性能。     

城市桥梁顶升改造桥面线形拟合及结构设计方法

为解决城市桥梁顶升改造设计中复杂的桥面线形变化所带来的难题,该文以厦门市仙岳路立交顶升设计为背景,系统地研究了在城市桥梁顶升改造设计中混凝土梁桥和钢梁桥的顶升改造方法。对混凝土结构提出了加铺、减载和加固3种层次的顶升设计解决方案;对钢结构当采用上述3种方案均失效时,还提出了切割-分段顶升-焊接成形的顶升改造方案,大大拓展了桥梁顶升改造技术的应用范围。     

基于实测数据的高墩大跨混凝土梁桥高精度有限元模拟方法

高墩大跨混凝土梁桥在我国沟壑峡谷地区应用较为广泛。针对这种桥梁混凝土结构施工难度较大且施工周期较长的特点,提出了一种适用于该桥型成桥阶段的力学性能分析的高精度有限元建模方法。该方法首先建立初始有限元模型,然后根据混凝土桥梁的实际施工情况以及荷载试验实测数据对该有限元模型中的结构参数进行修正,获取桥梁在运营阶段荷载作用下的准确的力学响应模型。以一座四跨混凝土连续刚构箱梁桥为依托工程建立了有限元模型,并根据其实际施工误差和结构特点确定了4个结构参数作为待修正参数,采用响应面法根据桥梁实桥加载数据对其结构参数进行了修正。结果表明,采用修正后的结构参数建立的有限元模型与实桥加载数据吻合良好,有限元模型计算精度得到了显著提高,可真实反映桥梁实际结构的受力状态。该方法可为桥梁结构运营期间的健康监测、状态评估、损伤检测提供可靠的分析手段。     

斜交连续空心板梁顶升支点反力分析

在斜交的既有桥梁顶升设计中,顶升反力计算较为复杂。为此,结合工程实例,采用ansys通用有限元软件对斜交43°三跨连续梁建立三维实体模型进行计算,求出了较准确的顶升支点反力,并在顶升施工时对计算结果进行了验证,表明采用三维实体模型对斜交三跨连续梁的顶升反力进行计算是可靠的。此外提出顶升完成后应复核支点反力,消除由于前期基础沉降和施工误差而引起的梁内永存附加应力。     

城市桥梁超高顶升支撑系统空间仿真分析

为研究连续箱混凝土梁桥顶升过程中支撑系统的结构力学特征,以国内最大顶升高度的厦门市仙岳路高架桥改造工程为依托,考虑顶升点失效,采用Midas/Civil有限元软件建立三维数值模型,展开3种不同工况下桥墩支撑系统的整体静力分析和屈曲分析。结果表明:钢支撑系统非顶升钢筒较顶升钢筒的应力变化敏感度小;第1、2道方钢应力变化较第3、4道方钢敏感,变化幅度是第3、4道方钢的3.1倍左右;顶升点失效引起的支撑系统稳定系数变化幅度约为11%～34%。该桥顶升改造后已安全运营3 a,结构整体安全。该研究结果可为类似桥梁顶升的支撑系统设计提供借鉴。     

预应力混凝土连续弯箱梁桥同步顶升纠扭施工

既有预应力混凝土连续弯箱梁桥在运营阶段经常出现支座变形、脱空及梁体扭转、偏位等病害,使桥梁结构受力趋于不利状态。以上海市一座匝道桥梁加固处理为对象,在对该桥病害原因进行分析的基础上,介绍采用PLC液压同步技术对桥梁进行整体同步顶升(不对称布顶)更换支座、纠扭、增设支座调整扭矩与支座反力等改造措施。实施结果表明:同步顶升控制系统较好地保证了顶升位移的精度;支座反力测定简便、可靠;病害弯桥基本恢复到原设计状态,实施效果良好。     

大跨径混凝土连续梁桥整体顶升施工分析

横潦泾大桥主桥为主跨125m的变截面预应力混凝土连续箱梁桥,由于苏申外港线航道整治,为满足Ⅲ级航道通航尺度的要求,该桥采用整体顶升技术将桥梁整体抬高约1.58m。为保证顶升期间梁体应力变化在安全范围内,采用有限元软件建立支座处箱梁节段实体分析模型及三维变截面梁单元模型,分析顶升期间梁体受顶部位的局部应力及顶升不同步引起的梁体应力,并进行顶升过程应力监测。结果表明:主梁受顶局部底板应力较大,将局部底板厚度由0.7m增至2.0m;顶升前、后梁体整体应力保持在±0.72 MPa以下,满足梁体应力的安全储备要求;顶升后,该桥的顶升位置偏差均小于0.005m,满足设计要求。该桥改造后已安全运营5年,主体构件未发现新裂缝,结构整体安全,证实了超百米级连续梁桥整体顶升的可行性。     

某跨航道桥梁整体顶升移位设计

某跨航道桥梁,包括三跨连续混凝土梁主桥和简支空心板梁引桥,由于道路和航道升级,需要将老桥顶升2.324 m。针对桥梁结构特点,提出该工程顶升移位设计方案,并介绍结构验算内容、顶升措施以及结构构造设计。     

钢管拱桥自密实微膨胀混凝土泵送顶升施工技术

随着现代施工技术的不断发展,钢管混凝土拱桥凭借自身独有的优势在国内桥梁建设应用中崭露头角,钢管拱桥主拱圈作为主要的承重部分,主弦管混凝土灌注为钢管混凝土拱桥施工成败的关键。结合实例介绍钢管混凝土拱桥自密实微膨胀混凝土连续泵送顶升施工过程中混凝土的性能要求、顶升辅助设计、混凝土顶升的施工组织和应急措施。     

某铁路预应力混凝土连续梁底板崩裂处理措施

针对某铁路预应力混凝土连续梁桥边跨合龙段底板崩裂病害,分析了桥梁各种崩裂损伤量化参数,建立了有限元分析模型,对崩裂损伤前、后主梁的顶、底板应力进行计算分析。并提出了通过桥面堆载、挂篮压重、主梁顶升及张拉底板备用束等综合措施提高崩落区域新浇筑混凝土的压应力储备,以避免加固后主梁出现开裂等病害,保证桥梁结构后续运营的安全。     

永久性钢垫块+橡胶板支座在桥梁顶升施工中的技术应用

我国有大量桥梁需进行加固改造升级,桥梁顶升改造技术采用整体液压同步顶升方案,先用液压千斤顶装置整体顶升桥梁梁板,然后采用钢垫块+橡胶板组合永久型支座支撑梁板,之后将盖梁上表面凿毛后进行植筋浇筑加高混凝土。依据京哈高速公路改扩建项目东九号分离立交桥旧桥改造建设实例,提炼汇总出改扩建公路桥梁因纵断面高程抬高,采用顶升更换支座加高墩台盖梁施工技术,为类似桥梁施工提供借鉴经验。     

大跨度预应力混凝土连续梁桥支座顶升监控技术研究

通过分析1座大跨度预应力混凝土连续梁顶升过程中梁体的受力状态,阐述了梁体顶升原理、梁体顶升过程中的施工控制原则及方法,并模拟计算顶升梁体以及顶升梁体过程中道钉和钢轨的安全性,提出了具有针对性的监测措施,为确保桥梁安全提供依据.     

某铁路预应力混凝土简支T梁翼缘板受损加固

某铁路预应力混凝土简支双T梁,遭翻斗车撞击,跨中部分翼缘板损伤严重,无法继续承载,需进行抢修加固。结合实际工程,确定采用凿除受损部位,重新浇筑的方案,在浇筑前采取临时顶升。通过建立MIDAS Civil有限元模型,分析确定方案的可行性。计算结果显示,加固后桥梁安全性满足原规范要求。加固后的列车静、动载试验结果表明,梁体受力状态较好,加固效果明显。     

考虑结构损伤的在役混凝土桥梁有限元模型修正方法

混凝土桥梁结构及材料参数在服役期间处于动态变化过程(如材料劣化),在桥梁完工投入运营之后再测定桥梁的材料或者结构参数较为困难,且采用基于桥梁初始设计参数建立的有限元模型来对其进行模拟的精度有限。为建立考虑结构损伤的在役混凝土斜拉桥的高精度有限元模型,提出了一种基于桥梁荷载试验的混凝土斜拉桥有限元模型修正方法。首先以一座混凝土斜拉桥为依托工程,建立了桥梁初始Midas有限元模型。在考虑混凝土斜拉桥结构特点、施工误差以及可能出现的结构损伤部位的基础上,选取4个结构参数及1个试验参数作为待修正参数。根据依托工程桥梁荷载试验特点及常规试验内容,选择了4个覆盖了结构静、动力特性的指标作为目标函数,根据有限元计算结果建立了待修正参数与目标函数之间的响应面方程。最后根据依托工程荷载试验的结果,结合响应面方程对初始有限元模型进行了修正。结果表明:采用修正后参数的计算结果与实际桥梁施工情况相符,修正后的桥梁有限元模型具有较高精度,可较好地反映出实际桥梁工程在弹性阶段的静、动力力学状态;所提出方法可通过桥梁荷载试验来反推桥梁当前状况下的参数状态,实现对桥梁结构的精确模拟,该方法不仅适用于新建桥梁也可对长期运营的桥梁的结构状态进行反推和模拟。     

桥梁顶升施工墩柱不同步效应影响分析研究

以某三跨预应力混凝土连续梁结构调坡顶升施工为工程背景研究桥梁顶升墩柱之间不同步性位移差的力学性能和其性能控制方法。首先,采用梁格模型与参数化分析方法对比了仅不同墩柱之间在较大的顶升位移差以及同时考虑横桥向顶升位移差对主体结构的影响,准确地评估了顶升墩柱不同步性对桥梁受力的影响,并基于结构应力提出3个位移量级,从而提出基于位移差的性能控制量化分析。其次,基于主梁抗裂安全控制提出采用不同墩柱位移差衡量顶升施工的质量和对结构受力性能的影响,为快速判断顶升施工安全性提供参考思路。最后,通过实例工程实施及相关监测数据验证本文不同步性位移量级性能控制方法,为类似工程提供参考。     

S型曲线桥梁纵横向爬移机理分析及纠偏设计

针对某S型曲线桥梁纵横向出现较大爬移及支座剪切破坏的情况,通过有限元计算分析并对照实际情况,分析其产生的机理。纠偏设计同时采用PLC同步顶升和纵横向纠偏顶推复位两种技术措施,三个维度纠偏须在一个维度实施顶升(顶推)时对另外两个维度的自由度进行限制。通过增加水平方向的钢结构、混凝土结构牛腿,使其即为提供水平反力的支撑点又为纠偏限位装置。     

深圳地铁大轴力桩基托换变形分析

通过深圳地铁五号线既有桥梁桩基主动托换顶升过程中的现场实测数据的分析,发现在桩基托换过程中,荷载级数与桩体变形存在近似的线性关系。结合顶升过程的实测数据,利用有限元软件MIDAS对顶升过程进行了模拟,模拟数据与实测数据基本相似。