牌楼长江大桥钢箱梁“梁重转移”吊装技术应用分析

牌楼长江大桥主桥为主跨730m的双塔混合梁斜拉桥,主跨钢箱梁采用桥面吊机吊装。针对钢箱梁传统吊装技术因匹配高差产生的附加剪切应力问题,提出"梁重转移"吊装技术,在待拼装节段吊装到位后,先临时锁定节段间翼缘板和斜腹板,然后提前张拉待拼装节段的斜拉索至桥面吊机松钩,再临时锁定节段间顶、底板,调整2次临时锁定区域的压力状态,最后施焊,第2次张拉待拼装节段的斜拉索,达到减小匹配高差和附加剪切应力的目的。采用ANSYS软件建立钢箱梁节段模型,在钢箱梁吊装过程中监测钢箱梁的竖向变形和竖向应变,对比2种吊装技术下匹配高差和附加剪切应力可知该技术能大幅减小匹配高差和附加剪切应力。该技术已成功应用于该桥钢箱梁吊装施工。     

基于长期监测的山区扁平钢箱梁横向温度梯度研究

为实现桥梁结构温度场和温度效应的准确描述和预测,对某山区扁平钢箱梁横向温度梯度特征进行分析。首先,基于某山区悬索桥扁平钢箱梁结构温度场的长期监测数据,进行横向温差极值分析,采用聚类分析得到结构温度场的不对称分布特征;然后,通过统计分析建立钢箱梁顶、底板横向温差的概率密度模型,并以50年为重现期,计算钢箱梁顶、底板的横向温差标准值;最后,将不同位置处的横向温差按照最不利状况进行组合,得到顶、底板横向温度梯度模式。结果表明：钢箱横向温差受季节变化影响较小。受山区地貌影响,结构温度场具有明显的非对称分布特征。钢箱梁顶、底板横向温差的概率统计模型与双高斯模型吻合较好。由于顶板直接被太阳辐射,其横向温差明显大于底板横向温差。以50年为重现期计算钢箱梁顶、底板横向温差标准值的最大绝对值分别达到37.68℃和13.37℃。山区扁平钢箱梁顶板具有M形、W形、斜N形3种横向温度梯度模式,底板具有V形、倒V形、直线形3种横向温度梯度模式,顶、底板横向温度梯度模式均具有明显的不对称性。     

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。     

超宽钢箱梁横向应力与变形研究

以广东佛山平洲水道跨东平水道特大桥为背景,针对超宽幅钢箱梁运用空间有限元方法建立有限元板单元模型,对钢箱梁桥面板关键施工阶段及成桥后的横向应力与变形进行分析,揭示其横向应力与变形分布规律;与平面梁单元应力计算结果进行对比,分析超宽幅钢箱梁结构计算时采用平面梁单元与实体板单元的差异,建议采用空间有限元方法计算钢箱梁横向应力。     

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。     

基于长期监测数据的润扬大桥扁平钢箱梁温度分布特性

以润扬大桥悬索桥和斜拉桥的扁平钢箱梁为研究对象,采用假设检验方法对扁平钢箱梁长期温度监测结果进行了温度分布特性分析,重点研究了扁平钢箱梁的横向温差和竖向温差分布特征,在此基础上采用极值分析方法计算了扁平钢箱梁的温差标准值,建立了钢箱梁温差计算模型,并针对悬索桥和斜拉桥的温度分布模式建立了6种最不利横向温差计算模型.研究结果表明:润扬大桥悬索桥和斜拉桥底板的横向温差可忽略;悬索桥和斜拉桥钢箱梁对称轴位置受相同的竖向温差作用;悬索桥和斜拉桥顶板的横向温度分布差异较大.     

大跨径钢-混混合梁连续刚构桥施工控制关键技术

宁波舟山港主通道舟岱大桥北通航孔桥为(125+250+125)m钢-混混合梁连续刚构桥,除主跨跨中85m范围主梁采用钢箱梁外,其余均采用变截面混凝土箱梁。该桥主墩墩顶混凝土主梁采用分块现浇,其余混凝土主梁采用节段预制、悬臂拼装法施工;主跨跨中钢箱梁采用2台桥面吊机整体起吊合龙。采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,模拟桥梁施工过程,结合有限元计算进行该桥施工控制。施工中,考虑施工阶段、活载和运营阶段位移进行主梁制造预拱度控制;通过负误差动态控制主梁预制长度和角度误差;通过精确定位基准梁和调整环氧树脂胶厚度控制主梁拼装误差;通过对环境温度、合龙段吊装时钢-混结合段变形和钢箱梁变形修正进行钢箱梁制造长度控制。通过以上施工控制关键技术,混凝土主梁拼装完成时主梁轴线和高程最大悬臂拼装误差分别为15.1mm和1.4mm,钢箱梁合龙后精度在10mm以内,满足设计要求。     

九江长江公路大桥塔梁临时约束设计及施工

九江长江公路大桥主桥为(70+75+84+818+233.5+124.5)m六跨不对称双塔双索面混合梁斜拉桥,南边跨及部分中跨为混凝土箱梁,其余为钢箱梁,钢箱梁采用双悬臂拼装施工工艺。为保证钢箱梁双悬臂施工期不平衡力作用下的结构及施工安全,在北塔与钢箱梁间设置了竖向、横向及纵向临时约束:通过钢绞线将设置在北塔下横梁上的竖向混凝土支墩和钢箱梁底部的钢支墩连成整体,形成竖向临时约束;竖向临时约束兼作钢箱梁双悬臂施工期间的纵向临时约束,主要由竖向临时约束产生的摩擦力抵抗在悬臂吊装过程中产生的不平衡力;在合龙阶段增设顶推装置进行纵向临时约束,兼做中跨顶推辅助合龙的顶推装置;横向临时约束主要由抗风支座和塔梁间的临时钢支墩实现。     

预制T梁架设阶段横向温度梯度作用侧向变形研究

为控制大跨预制混凝土T梁架设阶段由横向温差导致的侧向失稳,以标准截面预制混凝土T梁为背景,对架设阶段横向温度梯度作用下的T梁侧向变形进行研究。建立截面热传递理论模型,通过热传递有限元分析得到主梁温度时程与分布,并与实测结果对比以验证有限元分析准确性,分析极端环境条件下(最高气温、最低气温、最大温差和最强太阳辐射)截面横向温度梯度分布,提出横向温度梯度多线性分布模式和预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形简化分析方法。结果表明：热传递有限元分析计算结果与实测结果吻合;混凝土T梁顶、底板温差明显,且均产生较大的横向温度梯度;顶、底板及腹板的最高温度均出现在太阳直射边缘,最低温度出现在横向中心位置附近;采用简化分析方法计算预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形,并得到不同标准截面梁在极端横向温度梯度下的侧向变形与跨径的关系,可为预制混凝土T梁架设时侧向变形控制提供参考。     

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。     

大跨度分体式钢箱梁斜拉桥吊装优化分析

针对斜拉桥分体式钢箱梁悬臂拼装过程中匹配高差较大的问题,以黄茅海跨海通道工程中高栏港大桥和黄茅海大桥为研究背景,使用ANSYS软件建立板壳精细化有限元模型,研究了分体式钢箱梁悬拼匹配过程中被吊梁段和已成梁段的横向变形规律,分析了桥面吊机纵横向站位、梁段起吊、吊机自重、已成梁段自重及斜拉索作用对分体式钢箱梁悬拼匹配高差的影响程度,探讨了分体式钢箱梁悬拼匹配高差的调节方案。结果表明,在满足净空条件下,桥面吊机横向应尽量靠近斜拉索布置,桥面吊机前、后支点均应位于斜拉索所在横隔板上;被吊梁段竖向变形及等效应力均较小,无需设置临时加固措施;设置横向预拱度以抵消恒载作用下分体式钢箱梁产生的横向变形,通过T形反力架可有效调整分体式钢箱梁间的匹配高差。本研究形成的吊装优化措施可为同类型分体式钢箱梁的悬拼施工提供参考。     

市政高架桥钢箱梁吊装施工技术

为满足该市政快速路钢箱梁架设施工需求,在钢箱梁架设前需要做临时支墩作为钢箱梁架设的辅助措施。根据现场现有材料状况,经过经济方案比选后选择型钢临时支架。通过Midas civil有限元软件对该支架整体建模分析计算,各杆件计算结果均满足计算要求,证明了该方案选择的可行性,方案的设计充分利用了现有材料,从而实现了项目利润的最大化。最后在支架关键部位(钢管柱和工字钢分配梁)布置应变片来监测钢管柱和分配梁的应力状况,并用全站仪监测分配梁最大位移。通过监测发现钢管柱最大应力为152MPa,分配梁最大位移为6. 4mm,应力及位移值与模型模拟数值接近。目前该快速路已完成施工并投入运营,在此过程中作为施工辅助措施的临时支架为钢箱梁的拼装施工起到了极为重要的作用。该临时支架所采用的模拟计算方法可行,对今后类似工程具有很好的参考价值。     

苏通长江大桥钢箱梁桥上环焊缝焊接工艺研究

该文通过对苏通大桥钢箱梁桥上悬臂拼装和大块梁段接口装配前受温度影响的变化规律的研究,提出了可行的钢箱梁斜拉桥桥上环焊缝的焊接工艺,解决了底板焊接变形技术难题.同时,通过跟踪测量,摸索出桥上环焊缝顶、底板焊接收缩差值规律,为梁段架设时匹配夹角的补偿提供了准确依据.     

嘉绍大桥斜拉桥边跨钢箱梁架设方法及支架的受力分析

为适应多塔斜拉桥连续钢箱梁架设精度的高要求,施工方研究提出了支架上拼装边跨钢箱梁的架设方法.该文在介绍该架设方法的基础上,对其支架建立有限元模型,考虑边跨钢箱梁施工全过程,参照现行的桥梁设计规范,确定相关参数、工况和计算荷载,对边跨钢箱梁钢结构支架进行强度及稳定性分析.计算结果表明:嘉绍大桥斜拉桥边跨钢箱梁支架各构件应力和整体稳定性均满足规范要求,支架结构形式和构件截面尺寸设计合理.     

大跨度斜拉桥扁平钢箱梁悬臂拼装截面变形分析

以苏通大桥斜拉桥双吊机八支点悬臂拼装施工方案为背景,介绍混合有限元法在箱梁拼接断面的相对变形分析中的应用和计算结果。该方法可以同时考虑悬臂体系箱梁整体受力和钢箱梁的纵向与横向局部受力及其对箱梁截面变形的影响。计算结果可供大跨度斜拉桥钢箱梁的设计和悬臂施工参考。     

城市高架桥宽幅预应力盖梁优化设计分析

以城市小箱梁高架桥的宽幅预应力盖梁为对象,对三种不同类型的桥墩盖梁进行设计分析,提出多个优化改进措施,并建立对应的有限元模型,对宽幅预应力盖梁的结构构造、预应力配束、墩梁约束、梁片架设、施工阶段划分等方面进行模拟和调整,计算和分析梁片架设过程及运营期盖梁的受力性能。结果表明,墩顶处盖梁受力复杂,计算应准确模拟梁片架设过程,合理设定钢束的张拉顺序和批次,确保施工阶段和使用阶段的结构安全。     

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。     

宜宾临港长江公铁大桥主桥超宽钢箱梁施工关键技术

宜宾临港长江公铁大桥主桥为主跨522 m的公铁同层双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主桥钢箱梁宽63.9 m、高5 m,节段最大重量519.6 t。钢箱梁采用分部件加工、节段整体制作、场内预拼装方案制造。南岸钢箱梁采用边跨顶推+中跨单悬臂施工;北岸钢箱梁采用边跨存梁+双悬臂施工;中跨合龙段采用配切+顶推合龙。采用钢箱梁顶板与底板单元两拼工艺、钢箱梁锚固块体多工序组拼、预设反变形量的长线法总拼等制造技术,有效解决了超宽钢箱梁焊接变形量大的问题,大大提高了钢箱梁制造精度;南岸边跨钢箱梁利用中跨侧来梁进行顶推施工,解决了边跨运梁、吊梁施工难的问题,且避免了占用既有道路;北岸边跨钢箱梁利用枯水期预先存梁,解决了浅滩区钢箱梁施工受季节性水文影响大的问题,为双悬臂施工提供了先决条件;中跨合龙段采用现场配切+顶推施工,实现主跨钢箱梁精确合龙。     

桥梁悬臂拼装施工中钢箱梁制造尺寸的确定

针对工程计算中确定悬臂拼装施工的钢箱梁段制造尺寸时考虑不够全面的状况,综合考虑结构整体变形和梁段局部变形的影响,根据设计目标和施工要求,提出端截面转角补偿的方法,计算梁段2个端截面处边腹板的制造倾角,进而确定梁段的制造线形和预拼线形,提出了梁段端截面处的顶、底板长度补偿和梁段轴向长度补偿的计算方法,并对广州黄埔大桥斜拉桥进行实际计算分析。研究结果表明:若忽略梁段局部变形,则预拼线形的误差会随着悬臂拼装的进行不断放大,梁段顶、底板处的焊缝质量和焊接收缩变形将难以控制。     

嘉绍大桥钢箱梁悬臂拼装截面变形分析

钢箱梁悬拼施工时在其梁段匹配端会产生变形差,若变形过大则影响梁段的顺利匹配。为了解钢箱梁悬臂拼装施工时梁段匹配端的相对变形及其影响因素,以在建的嘉绍大桥为工程背景,采用有限元分析软件,建模分析梁段拼接截面在吊机作用、温度梯度作用、横隔板刚度及整体刚度变化影响下的相对变形,计算结果表明:梁端拼接口相对竖向变形主要是由吊机作用梁段变形产生的;正温差比负温差对拼接口相对变形的影响大;提高钢箱梁横隔板的刚度对拼接口变形的减小作用不大。