高墩大跨连续刚构桥合龙方案选择与顶推控制研究

多跨连续刚构桥合龙段的数量多,施工过程复杂。为了得到青海省某黄河特大桥的最优合龙顺序,基于不同的合龙方案,采用Midas-Civil分别建立各方案不加顶推时的分析模型,借用数值分析模型的非线性计算能力和有限元软件的后期处理功能,得到了各墩顶在成桥十年后产生的水平位移量。以完全消除此水平位移量为目标,计算各合龙方案所需水平顶推力的理论值。通过比较顶推前后墩顶的水平变位及主梁和桥墩关键部位的内力,确定出在"先边、中跨再次中跨"的合龙方案下可以得到一个较为合理的成桥状态,而且施工过程容易控制,作业效率高。     

高墩多跨连续刚构桥合龙顶推力计算方法探索

预应力混凝土连续刚构桥受力合理,施工便捷,造价经济,行车舒适等优点逐渐向高墩、多跨大跨径方向发展。但由于成桥后的混凝土收缩、徐变及温度变化对其主梁和桥墩的变形将产生较大的影响。以某连续刚构桥为工程背景,充分考虑合龙方案和顶推力大小为主要因素,对高墩多跨连续刚构桥合龙顶推力计算方法进行了研究,探索了合龙顶推力的简化计算公式。研究结果表明:不同的合龙方案决定顶推力的大小及顶推效果,合理的合龙方案及顶推力大小有利于改善主梁及桥墩的变形。     

刚构-连续组合桥合龙施工顶推力研究

大跨度刚构-连续组合桥悬臂施工合龙时,受诸多因素影响,需通过施加顶推力的方式对桥梁结构线型进行调整,以达到最优的成桥状态。以某(72+3×128+72)m高墩大跨刚构-连续组合桥为工程背景,基于刚构桥顶推合龙工序,建立该桥施工仿真有限元模型,考虑温度变形和收缩徐变对墩顶变形的影响,对实际桥墩刚度及约束条件下的施工顶推力进行研究。研究结果表明:高温合龙及收缩徐变均会造成梁体工后缩短并引起墩顶位移,需在合龙前进行顶推;桥墩刚度及约束条件对顶推力均存在较大影响;综合考虑合龙温度、收缩徐变及桥墩刚度等因素确定的合理顶推力有效控制了梁体纵向变形,合龙误差满足相关要求。     

不同合龙顺序下大跨径连续刚构桥力学行为

为探讨不同合龙顺序对连续刚构桥力学性能的影响,以某4跨连续刚构桥为研究对象,建立有限元模型,对比分析边中跨同时合龙与边中跨依次合龙时主梁应力、线形及墩顶截面弯矩值。计算结果表明:在成桥及10 a收缩徐变工况下,不同合龙顺序对主梁应力影响轻微,在实际工程中可忽略不计;采用边中跨同时合龙时,主梁最大竖向变形比依次合龙时明显增加,墩顶截面弯矩也有一定幅度增大。     

不对称预应力混凝土刚构桥静力数值分析

以某三跨不对称预应力混凝土连续刚构桥为例,运用Midas/Civil有限元软件建立全桥三维模型,针对该桥位移、应力情况进行数值分析,得出以下结论:(1)由于跨中、右侧桥台边跨合拢段位移有明显下挠,故施工时需设置预拱度,以保证成桥线性满足设计要求;(2)成桥后收缩徐变对中跨的竖向位移影响要大于两边跨;(3)施工过程中桥梁短期出现拉应力,但其数值符合规范要求;(4)收缩徐变对不对称连续刚构桥应力、位移的影响主要集中在成桥前3 a。     

大跨高低墩连续刚构桥合龙顶推力计算分析

合龙顶推施工是建造连续刚构桥施工过程中的关键工序,以跨越一不对称狭长山谷的连续刚构桥(65m+120m+65m)为依托,分析了桥墩墩顶位移、控制截面内力和应力改善情况,提出了大跨高低墩连续刚构桥合龙顶推力的计算方法.计算方法考虑了恒荷载产生的有利影响,以及预应力效应、高温合龙、收缩徐变产生的不利影响.大跨高低墩连续刚构...     

自锚式悬索桥钢箱梁顶升施工的监控要点

介绍了对主跨为328 m的双塔双索面自锚式全钢箱梁悬索桥———湖南省长沙市三汊矶湘江大桥进行吊杆安装形成成桥体系的顶升梁施工方法(包括顶升施工具体实施方案);确定了中跨内设置的4个临时墩顶升量值,运用数值方法拟合出了钢箱梁的顶升曲线;运用大型有限元分析程序建立了顶升和落下钢箱梁的施工全过程模型,分析了各个临时墩的起顶安全性、钢箱梁的应力及变形安全性;确定了起顶分级顶升的次数和每次的起顶量,得到了必须按4个临时墩起顶量的协调同步、均匀顶升钢箱梁的结论。     

温度对矮塔斜拉桥成桥状态影响研究

为了得到更合理的成桥状态并进行施工控制分析,通过Midas/Civil有限元软件,建立了一座双塔三跨矮塔斜拉桥模型,分析了不同环境温度和截面温度梯度对矮塔斜拉桥成桥后的内力与变形的影响。研究发现:温度作用对矮塔斜拉桥成桥主梁应力、主梁刚度和索力均有影响。桥梁有索力区主梁刚度受环境温度影响明显,温度变化对主梁刚度影响较小;相对于主梁上缘,主梁下缘应力对温度变化更加敏感。不同温度工况下,斜拉索中跨区域索力变化比边跨大,端斜拉索索力受温度作用影响严重。最后,结合温度作用对桥梁内力和变形的影响,给出了桥梁设计和施工监控建议,为矮塔斜拉桥施工控制提供一定参考。     

混凝土斜拉桥索力与预应力耦合优化

在影响矩阵思想基础上,提出基于施工过程的混凝土斜拉桥成桥内力确定方法。该方法耦合优化索力及预应力,以施工拉索初张力和预应力为设计变量,建立其对结构内力的影响矩阵,以施工阶段各控制截面应力及索力满足规范要求且索力均匀为约束条件,选取合适的成桥内力及用索量最小为目标函数,采用多目标方法优化成桥内力。该方法实现了索力与预应力的同步优化,保证了施工安全和成桥结构受力合理。     

结合梁斜拉桥索力优化方法的研究

本文拟采用有限元程序ANSYS。其方法是以斜拉索的二次张拉索力为设计变量,斜拉索和结合梁的应力以及支座反力为控制变量,将成桥后主梁的最小弯曲应变能作为目标函数,通过一阶优化算法,确定最优索力,即结合梁斜拉桥施工时的合理张拉索力。     

连续刚构桥水平顶推力的研究

合理确定中跨合龙时的水平顶推力是控制连续刚构桥施工质量的关键因素。采用最小二乘法确定了变截面箱梁截面惯性矩的拟合曲线,以力法基本原理为依据,导出了墩顶水平位移的解析式,确定了水平顶推力的大小。最后以某三跨连续刚构桥为例,通过有限元法与解析法的分析对比,证明了本文解析法的合理性。     

钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑施工控制全过程优化分析

针对运用悬臂浇筑法进行大跨拱桥施工过程中的控制问题,本文采用简单易行的1阶优化计算分析法,结合正装计算分析方法对大跨拱桥施工中控制截面应力进行调整,以寻找有利于拱桥设计线形和施工安全的截面内力。该优化以合拢前后的拱圈截面弯矩最小为目标函数,扣索索力为设计变量,在有限元软件ANSYS的基础上开发出拱桥优化分析模块,并应用于实桥的优化计算分析。结果表明,该方法优化效果明显,可有效改善成桥前后的拱圈内力,是拱桥施工过程中分析的有效工具,具有一定的应用价值。     

斜拉桥施工阶段索力调整的"两步到位法"

根据斜拉桥结构特性和施工控制的需要,提出施工阶段索力调整的"两步到位法",即首先模拟斜拉桥实际施工过程,计算出初始张拉索力,然后建立初始索力和主梁内力的数学模型,以成桥时主梁弯矩为控制目标,以最小二乘法优化出成桥时最终索力,保证了结构受力合理和结构安全.     

主梁刚度缺陷对连续刚构桥成桥状态影响研究

为研究连续刚构桥在施工阶段主梁不同位置出现局部刚度缺陷对成桥状态的影响,采用通用桥梁分析软件M idas/Civil建立有限元模型,对某跨径布置为(100+180+100)m的连续刚构桥进行计算分析.计算2种工况情况下的55个模型,研究刚度缺陷对成桥状态桥梁变形和一阶自振频率的影响,结果表明:连续刚构桥在施工阶段的主梁局部会出现刚度缺陷,当缺陷位置在墩顶0#块和边跨3 l/4梁段时,对成桥状态桥梁边跨最大下挠值fb有较明显的增大效应,在其他位置对fb的影响较小;缺陷对成桥状态的中跨最大下挠值影响较小;成桥状态的桥梁一阶自振频率会降低,但影响较小.     

矮墩连续刚构桥顶推合龙的计算分析与施工实践

合龙时实施顶推是优化矮墩及高温合龙连续刚构桥长期受力状态的重要途径。结合工程实践,探讨了对边主墩施加水平顶推力和墩顶侧向位移的计算过程,并详细介绍了顶推施工的控制指标。现场实测数据证明,预定的顶推力和墩顶位移设置合理,实测顶推力及墩顶侧向位移均在预期控制范围内。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥异步施工对比分析

为解决采用传统悬臂施工对跨径较大桥梁造成变形较大、施工进度较慢、难以保证施工安全的问题,结合波形钢腹板预应力混凝土(prestressed concrete, PC)组合梁自身特点,以某特大桥梁为工程背景,应采用异步浇筑快速施工方法,采用有限元分析软件MIDAS Civil建立全桥有限元模型,将全桥划分为75个施工阶段进行施工全过程模拟,对比分析异步施工法和传统悬臂施工法在各施工阶段的应力和变形。分析结果表明：采用异步施工成桥后,模型中跨根部截面混凝土应力分布较普通悬臂施工均匀,成桥状态较合理,结构整体性能较好;采用异步施工法的桥梁变形小于传统悬臂施工法,施工荷载分布更有利于控制桥梁线形。     

悬臂浇筑连续刚构桥施工阶段应力状态灰色评价

应用灰色关联度理论,提出了一种悬臂浇筑连续刚构桥施工阶段应力状态的灰色评价方法.基于施工阶段的应力监测数据,对应力实测值与理论值进行关联分析,依据关联分析结果对关键截面应力状态进行评价,进一步应用权重分析法评价全桥施工阶段应力状态,能全面、客观地评价桥梁施工阶段应力状态合理程度.采用该法对某城市轨道交通三跨连续刚构桥施工阶段应力状态进行了评价,评价结果反映了施工期应力状态与设计预期的对比情况,墩顶附近梁段自浇筑至成桥经历的施工工序较多、受力状态复杂,是连续刚构桥应力状态控制的重点.     

矮塔混凝土斜拉桥施工索力分析

以江苏省常熟市碧溪大桥为例,基于影响矩阵和正装迭代法,进行了合理成桥索力及合理施工张拉索力的优化分析,采用MIDAS/CIVIL 2010软件进行了大桥合理施工索力的优化分析。结果表明:优化分析得到的成桥内力分布合理,成桥应力分布均匀,结构弯矩较小,结构具有足够的压力安全储备;按照合理索力施工,施工过程中结构受力及线形变化合理;正装施工计算得到的成桥内力与合理成桥内力吻合较好,完全满足工程控制的精度要求。     

汾河特大桥合拢段顶推位移控制

以霍永高速公路东段汾河特大桥为工程背景,采用有限元计算软件对跨中合拢段在顶推力作用下的位移进行仿真模拟分析,与跨中合拢中的实际顶推位移进行对比分析,重点探讨连续刚构桥在合拢段顶推位移的控制,为类似桥梁施工监控提供宝贵经验。     

连续刚构桥合龙顶推力的确定

推导了连续刚构桥中跨合龙时合龙顶推力的解析公式,并以河耳沟特大桥为例,介绍了连续刚构桥顶推力的计算及实现.