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。     

高墩多跨连续刚构桥合龙技术探讨

为研究有无顶推力合龙对多跨连续刚构桥合龙施工的影响,以三圣特大桥为例,建立5跨连续刚构桥的有限元模型,分别计算施工、合龙温度、混凝土收缩徐变等工况下引起的墩顶水平位移,推导出该桥顶推力的计算公式并得到合理顶推力值,分析在有无顶推力作用下桥梁结构的位移和应力变化。结果表明,顶推力与桥墩的墩顶水平位移线性相关;墩高较高(H≥80 m)时,有无顶推合龙的桥梁都处于安全状态,但不顶推合龙技术能降低施工难度,缩短施工周期,经济效益更为显著。     

低温条件下大跨径混合梁斜拉桥合龙顶推技术研究

为研究大跨径混合梁斜拉桥中跨合龙施工技术,以主跨340 m的重庆高家花园轨道环线专用桥为工程背景,借助Midas/Civil2015有限元软件对其施工过程进行了仿真模拟,并对合龙顶推位移量和合龙顶推力的两个关键合龙参数的计算方法进行了系统研究。首先提出基于刚性支承连续梁法,对合龙前斜拉桥最大悬臂结构进行等效简化,利用结构温度作用位移公式计算出不同温差下的梁体伸缩量,进而确定出合龙顶推位移量,并将其与有限元软件计算值进行对比,吻合程度较高。又将现场监测的实测值与之对比,误差较小,验证了合龙顶推量数值计算方法的可靠性。其次,通过对影响主梁顶推各个因素进行分析,得出了顶推力计算公式,并利用影响矩阵和Matlab软件有效计算出不同合龙顶推位移量的顶推力数值,确定了两者变化关系。将现场监测的顶推力实测值与其对比,实测值呈台阶式增长关系,理论值呈线性增长关系,实测值均匀地分布在理论值两侧,一定程度上验证了顶推力数值计算方法的可行性。最后,介绍了缝接合龙法的现场施工过程,并依次从成桥后的斜拉索附加索力、主梁附加应力、主梁线形变化及主塔偏移方面对成桥状态进行了对比验证分析,成桥状态良好。     

刚构-连续组合体系桥梁合龙方案分析

合龙方案确定是刚构-连续组合体系桥梁设计和施工中的一个关键问题,优选水平项推力的合龙方案能使桥梁施工完成后达到合理成桥状态。文中以长沙市湘府路湘江大桥为背景,建立了大桥的平面杆系计算模型,对刚构一连续组合体系桥梁进行了静力计算及合理合龙方案研究;分析了不同合龙次序对主梁应力和位移的影响,探讨了合龙时施加水平顶推力对主梁和固结墩的影响。     

北盘江大桥合龙顶推方案研究

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m双幅预应力混凝土空腹式连续刚构桥.该桥结构跨度较大,运营阶段受混凝土部分收缩徐变及合龙温度影响,主墩及次边墩墩顶水平位移较大,对桥墩结构受力较为不利,需在中跨及次边跨合龙前进行水平顶推施工,且2幅桥梁之间在主墩斜腿处存在平联连接,2幅桥梁合龙顶推施工相互影响,与常规2幅相互独立的桥梁顶推施工差异较大.为保证顶推施工中改善各墩的受力状态,以消除各墩墩顶水平位移为原则,分析成桥状态下墩顶位移,确定了合理的顶推量及顶推力.并对2幅独立合龙顶推、双幅同步合龙顶推方案中各主墩的扭转、合龙口标高及顶推量等参数进行对比分析,确定了双幅同步合龙顶推方案较为合理.     

连续刚构桥合龙顶推力的探讨

分析了连续刚构桥合龙段施工中实施顶推的作用,推导了顶推力与墩顶相对位移关系的解析公式,结合某连续刚构桥工程实例,讨论了连续刚构桥合龙施工中顶推力大小的计算及施工中的控制技术要点。     

双主跨连续刚构桥合龙顶推分析

大跨径预应力混凝土连续刚构桥中跨合龙时,施加水平顶推力的方法能有效消除合龙温差、成桥后收缩徐变等引起的主梁下挠、主梁主墩水平偏位以及结构附加内力。结合某双主跨连续刚构桥实例,考虑高桩承台基础对基础以上桥梁结构的影响,利用有限元软件建模计算,阐述双主跨同步合龙时顶推力的确定与实施,分析顶推效果。     

山区高墩大跨PC连续刚构桥合龙技术研究

PC连续刚构桥为多次超静定结构,一般采用顶推合龙工艺,以消除成桥后的部分次内力。然而,山区PC连续刚构桥具有桥墩高、墩高差异大且曲线桥多的特点,采用顶推合龙,作业空间小、施工困难;墩高差异较大时,高墩顶推位移大、矮墩顶推位移小,内力调整效果差;曲线桥顶推时,桥墩不仅产生纵桥向位移,同时也产生横桥向位移,受力更不利。山区PC连续刚构桥墩较高,抗推刚度相对较小,次内力也相对较小,能否采用不顶推合龙。依托江习古高速公路袁家特大桥,通过有限元计算对比研究、科学测试和实桥应用等技术开发,提出了高墩大跨PC连续刚构墩高与新型合龙工艺的匹配关系,为今后山区高墩连续刚构桥的合龙提供技术支撑。     

水磨湾特大桥合龙段预顶推施工

温度和后期混凝土收缩徐变在桥梁合龙后产生一定的收缩量,迫使两主墩向跨中方向位移,墩顶、墩底产生较大的弯矩,同时主梁受到混凝土纤维的限制产生拉应力。对结构造成危害。该桥通过在中跨合龙前预先向两岸施加的一个水平推力。以抵消混凝土收缩徐变及降温引起的收缩量,改善了主梁和墩顶的受力状态。     

排调河一号特大桥中跨合龙顶推控制

为了保证高墩大跨度三跨连续刚构桥中跨顺利合龙,需在合龙前进行水平顶推控制,以贵州排调河一号特大桥为工程背景,采用专业桥梁结构分析软件MIDAS建立有限元模型模拟施工过程,以消除墩顶水平位移为原则计算顶推力大小,并就顶推对该桥成桥状态受力性能的影响进行分析;在实际顶推过程中对位移和内力数据进行实时监测,将实测数据与理论计算值进行比较分析,其结果基本一致,表明顶推施工是合理、可靠和有效的,确保了顶推过程中结构的安全。     

V形墩刚构桥顶推过程局部应力分析

宁波奉化江大桥为V形墩连续刚构桥,中跨合龙时采用了顶推施工工艺。顶推过程中V墩受力复杂,故应用大型通用有限元软件ANSYS对其关键施工阶段进行模拟计算。据此,分析了各个阶段下V墩关键部位的空间受力情况,同时,比较了不同顶推力下V墩受力情况。     

广州明珠湾大桥主桥中跨合龙技术

广州明珠湾大桥主桥为(96+164+436+164+96+60) m中承式钢桁拱桥,采用双层桥面布置,主梁采用N形三主桁钢桁梁结构。主桥采用斜拉扣挂法、拱梁同步架设;中跨合龙时,拱肋与主梁分别采用"多点同步合龙"与"节点拼装合龙"法进行先拱后梁施工,以提高大桥的合龙效率。通过敏感性分析确定该桥采用26号、29号墩顶、落梁为主,竖向、横向、纵向顶拉为辅的合龙措施调整拱肋合龙口空间姿态。该桥中跨合龙施工中,在边跨采用抗倾覆压重设计,以控制大桥悬臂施工阶段由自重产生的倾覆力矩;在26号、29号墩顶支座处布置顶、落梁及纵移装置,以消除合龙口高差与转角位移,实现精准对位;在拱肋与主梁合龙口设置微调装置,以实现钢梁合龙口间距微调;在27号主墩设置顶推装置,使结构整体纵移0.085 m,实现上、下拱肋同步合龙;主梁合龙节点杆件拼装后,利用吊杆与顶拉装置调节高差与合龙口间距,实现大桥无应力精确合龙。     

V形墩刚构桥墩底顶推合龙施工控制

由于目标单一的桥梁施工控制方法不适合指导V形墩刚构桥"墩底辅助顶推"合龙施工,为了保证成桥结构线形和内力状态同时达到设计要求,以上海轨道交通16号线泐马河大桥为例,采用顶推力与位移进行双控。通过有限元软件桥梁博士建模,计算各顶推阶段结构的变形和受力,确定各控制指标的理论控制目标和误差允许值,并监测这些指标实际的变化规律。结果表明:实际线形与理论线形吻合,中跨跨中最大误差23mm,边跨合龙误差小于11mm,合龙精度满足规范要求;成桥结构受力状态与设计结果一致,顶推力在允许的误差范围内,结构处于安全可控状态。     

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。     

大跨径连续刚构桥合龙顶推控制浅析

大跨径连续刚构桥成桥后混凝土收缩徐变和长期作用及温度变化将对桥梁主梁和桥墩的变形有较大影响。此外,连续刚构桥的合龙时间、合龙温度、合龙顺序以及结构体系的转换方式对主梁和主墩成桥恒载内力有很大影响。大跨度连续刚构桥合龙前在悬臂端进行适当的顶推,可以减小由混凝土收缩、徐变和整体升温降温所引起主墩中的次内力。本文以某四跨连续刚构桥为例,对连续刚构桥合龙顶推力进行研究,并在施工监控中得到了应用。     

北江特大桥左汊主航道桥多跨合龙施工及流程优化分析

对北江特大桥边跨合龙、中跨合龙、成桥以后的多个阶段进行了有限元模拟,发现施工过程中的顶推力施加不合理等诸多问题。在此基础上进行的优化处理,使得主梁的竖向位移得到了较好地控制,固结墩的侧弯和预应力次效应在墩顶产生的次弯矩数值有明显地减小,固结墩的受力更加均衡。优化施工流程可使施工顺序更加合理,从而为桥梁合龙段施工提供一定参考。     

汉江五桥主桥中跨合龙段顶推施工关键技术

襄阳汉江五桥主桥(左、右航道桥)为梁拱组合体系连续刚构桥,4跨连续结构,主墩采用双肢薄壁墩。为降低运营阶段主梁混凝土收缩徐变、温度荷载等对边墩的不利影响,设计要求在施工阶段对中跨合龙前对合龙口进行顶推,储备一定的应力与预偏在2个边墩处。在以往项目中,类似的合龙顺序与顶推工艺较少见,本文对汉江五桥顶推装置设计、顶推施工、顶推观测等方面进行了总结提炼,为类似工程提供参考。     

铁路连续刚构桥合龙顶推力分析

针对铁路桥梁合龙大吨位顶推力理论分析及顶推力作用下结构力学性能研究不足,以某4跨连续刚构铁路桥为对象,考虑施工因素、合龙温度、混凝土收缩徐变等对桥墩水平位移的影响,拟合顶推力与桥梁水平位移的关系,推导基于水平位移的顶推力计算公式,并分析顶推力作用下桥梁结构不同阶段变形与受力。结果表明:在桥墩受力不超过规范允许条件下,顶推力与桥墩水平偏位成线性关系;施加计算顶推力下实桥的顺桥向位移与计算值偏差小于5%,公式拟合良好;施加顶推力将增加成桥阶段桥墩的拉应力;施加顶推力运营10年后,大桥的主梁下挠、桥墩顺桥向水平偏位将得到有效控制,桥梁结构安全。     

鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥主梁施工关键技术

新建京港澳高铁安九段鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥为主跨672 m双塔双索面钢-混混合梁交叉索斜拉桥,主跨及辅助跨主梁采用钢箱梁,标准节段长18 m,重约510 t,锚跨主梁采用预应力混凝土箱梁,重约200 t/m。根据该桥结构特点及水文地质条件,主梁采用现浇支架+多点顶推+单悬臂+双悬臂等混合方案施工。锚跨预应力混凝土箱梁采用“钻孔桩+钢管立柱+贝雷梁(大桥Ⅰ号桁梁)”支架现浇方案施工。九江侧钢梁采用单悬臂+多点顶推施工技术,边跨钢梁、合龙段与结合段同步顶推,省略了九江侧边跨合龙工序;在结合段钢梁与锚跨预应力混凝土梁之间设置锁定结构,保证了结合段施工质量。黄梅侧钢梁采用轻型墩旁托架+双悬臂+单悬臂施工技术,4号墩墩顶三节段采用轻型托架滑移施工,结合段采用浮吊整体吊装,定位后浇筑结合段混凝土,预应力张拉后进行边跨合龙;黄梅侧边跨和中跨合龙段均采用主动合龙,先边跨合龙后中跨合龙。     

厦漳跨海大桥北汊主桥配切—顶推合龙技术

厦漳跨海大桥北汊主桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用悬臂拼装施工,中跨合龙方案采用配切-顶推合龙技术:在合龙前对合龙口进行观测,并拟合出合龙口宽度～温度曲线,根据预测的合龙口宽度对合龙段下料,同时在塔梁临时锚固上对单侧主梁顶推和回移一较小位移.实践证明,该桥采用的配切-顶推合龙技术既能确保合龙段顺利吊入合龙口,又能达到理想的焊缝宽度,提高了合龙的可靠性,降低了结构安全风险.