拱桥吊杆更换施工监控方法研究

一中承式拱桥吊杆更换时,由于桥面系改造会增加恒载从而影响吊杆索力和桥面线形,故需要进行施工监控。施工监控分为吊杆初期更换和二次调索2个阶段:吊杆初期更换阶段,按照影响矩阵法计算出各对吊杆更换时的理论张拉索力,使得更换吊杆处桥面线形达到设计预抛高,并通过实测数据对桥面系刚度进行识别;二次调索阶段,基于桥面系实测刚度、索力及桥面线形按照二次型规划算法进行优化调整。施工监控结果表明采用上述方法桥面线形及索力控制效果良好,满足实际工程需求。     

钢筋混凝土拱桥更换吊杆施工过程有限元分析

采用临时吊杆法对钢筋混凝土下承式拱桥吊杆进行更换时,首先将旧吊杆索力转移到四根临时吊杆上,分批割断旧吊杆钢丝,拆除旧吊杆及端部锚头,安装上新型吊杆,再将临时吊杆所承担的荷载分批转移到新吊杆上,锚固新吊杆,完成更换.通过数值方法对临时吊杆法更换吊杆的过程进行了有限元模拟,分析结果表明临时吊杆法不仅能够保证吊杆索力的平稳转移,而且可以保证桥梁内力和线形满足设计要求,是一种安全、高效和经济的吊杆更换方法.     

辅助吊杆加固三拱肋钢管混凝土系杆拱施工监控研究

受损三拱肋中承式钢管混凝土系杆拱桥在加固过程中采用辅助吊杆内力和桥面变形双控制原则,对辅助吊杆增设过程进行施工监控。根据实测值修正有限元计算模型,确保结构在各种工况下以及成桥后,内力和变形均处于合理状态,满足规范要求。研究结果表明:完成全部辅助吊杆张拉后,桥面各测点实测累计变形控制在允许范围内,最大未超过6 mm;吊杆内力实测值和理论计算值较吻合,差值绝大多数在-10~30 k N,加固完成后吊杆内力和桥面线形均达到了设计目标。     

整束挤压式吊杆安装及张拉施工关键技术

阜阳市向阳路颍河大桥主桥为(47+148+47) m三跨下承式梁拱组合体系钢结构拱桥。全桥共设吊杆42根,采用钢绞线整束挤压可更换成品吊杆体系。为安全、高效地完成吊杆安装,研发了一种拱桥柔性吊杆高空安装操作平台,借助起吊设备能高效精确地将吊杆固定端叉耳与拱圈耳板对接。为最大限度减少吊杆张拉对桥梁结构内力及线形的影响,针对整束挤压式吊杆构造特点,研发双顶对称同轴专用张拉工装与之配套施工,对纵横桥向同一编号的4根吊杆同步进行张拉。通过MIDAS/Civil程序对不同张拉工况进行有限元分析,确定合理的张拉顺序,减少了吊杆索力调整次数。通过施工实践及监控实测表明:吊杆安装及张拉方法在技术上是可行的,吊杆张拉顺序是合理的。     

系杆拱桥吊杆索力张拉的模型试验研究

钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力张拉是系杆拱桥施工的重要步骤。本文结合相似比理论,根据现场实际桥梁模拟浇筑1∶16试验模型,采用有限元分析得出实际桥型与实验室模拟桥型的索力张拉值。通过与兰新铁路第二双线实际桥梁的张拉值对比,得出索力张拉顺序对各个吊杆索力的影响,以及索力在第一次张拉完成后实测值与预期张拉值的相差值,通过实测值反推出系杆拱桥索力张拉初始值。实验室桥梁模型模拟实际桥型进行索力的测定和调整,对现场施工以及对系杆拱桥的调索具有指导意义。     

考虑施工阶段的高铁系杆拱桥吊杆张拉优化研究

将影响矩阵法引入系杆拱桥,建立以优化前后吊杆成桥索力差值向量二范数平方的最小值为目标函数,以吊杆张拉力为变量,以各个施工及成桥阶段中系梁和拱肋的挠度、应力以及吊杆索力作为约束条件的优化模型,通过该优化模型的计算来减少施工阶段的吊杆张拉次数。基于该优化模型,以新建某高铁线144 m下承式尼尔森体系简支拱桥为工程实例,获得施工阶段1次张拉的吊杆张拉力。研究结果表明:优化后采用吊杆1次张拉方案的系梁和拱肋的挠度、内力与设计状态较接近,验证了该优化模型的可靠性和有效性。该优化方法可为同类型桥梁的设计和施工提供参考。     

钢管混凝土系杆拱桥吊杆力计算及调索方法研究

基于杠杆原理,采用解析方法计算钢管混凝土系杆拱桥吊杆力,探讨系杆拱桥成桥后吊杆张力的调整方法,指出常用的调整吊杆张拉力方法的适用范围,针对工程中常用的影响矩阵法进行改进。以某钢管混凝土系杆拱桥为例,利用桥梁结构分析专用软件建立分析模型,得到钢管混凝土系杆拱桥吊杆的影响矩阵,分析改进前后影响矩阵法调整吊杆力的效果。分析结果表明:采用杠杆原理计算钢管混凝土系杆拱桥的吊杆张拉力简单快捷,利用改进后的影响矩阵法进行钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉力的调整,更符合吊杆调整的实际施工过程,吊杆成桥主动张拉力以成桥恒载产生的索力为控制目标值,且吊杆力的调整以结构线形为主。     

预应力混凝土连续梁拱组合桥吊杆成桥索力计算及影响因素分析

根据预应力混凝土连续梁拱组合桥的结构特点,充分考虑主梁的承载能力,提出基于指定截面应力法的吊杆成桥索力分步算法。根据主梁截面的应力控制条件,以总的吊杆索力最小为目标函数,采用数学规划方法初定吊杆索力,然后采用最小二乘法进行吊杆索力调匀,从而得到较为合理的吊杆成桥索力。应用该方法对宿淮铁路京杭运河特大桥主桥(62+132+62)m连续梁拱组合结构进行吊杆成桥索力分析,研究主梁截面尺寸、施工方法等对吊杆成桥索力、主梁预应力布置的影响。结果表明:随着梁高的增大,主梁参与全桥受力的程度随之增大,吊杆索力减小,拱肋负担的荷载也减小;施工方法不同,吊杆成桥索力和主梁内的预应力布置也不同,当主梁由悬臂浇注法改为支架现浇法施工时,吊杆的成桥索力增大,主梁在中支点截面处需配置的预应力钢绞线数量减小,在中跨跨中截面处需配置的预应力钢绞线数量增大。     

空间非对称独塔自锚式悬索桥吊索张拉施工研究

以猎德大桥为背景,对空间非对称独塔自锚式悬索桥的吊索张拉施工进行了研究.研究方法是通过ANSYS建立有限元模型,进行仿真计算.研究内容包括吊索张拉的索力等级和吊索张拉顺序.研究结果表明,对于该类桥型,应尽可能从主塔开始对称同步张拉吊索,并且主缆位移的弱相干性和吊索索力的相邻影响性不合理.     

拱桥吊杆病害及桥面铺装无损更换标准研究

从桥梁事故灾害出发,重点分析了拱桥吊杆常见病害,对吊杆更换保证桥面铺装不开裂条件及控制方法进行了研究,提出了由正常使用设计荷载建立桥面铺装不开裂,控制桥面标高的计算方法。结合实际桥梁吊杆更换,按照此方法进行计算,得出了更换吊杆时桥面标高变化不超过10 mm的控制标准,经过实际工程应用,表明结果是合理和安全的。此研究为实现桥面铺装不开裂提供了理论依据。     

大跨度铁路连续梁-拱组合桥梁施工技术及质量控制

以新建徐盐铁路为工程背景,在前期对某连续梁-拱吊杆预应力张拉监测控制和预应力压浆孔道密实度检测等基础上,对新建徐盐铁路200 m连续梁-拱组合桥混凝土、梁体预应力、压浆以及吊杆预应力等施工关键技术进行研究,对施工过程中存在的质量风险进行总结,如拱脚混凝土质量差、竖向精轧螺纹钢预应力损失、预应力孔道堵塞、压浆质量不密实、吊杆张拉不同步、锚固损失和二期恒载施加后索力调整等,分析其发生的原因以及可能产生的后果,并依据质量风险来确定控制要点,最后通过控制混凝土质量、减小预应力损失以及优化张拉工序等措施来降低质量风险。     

系杆拱桥施工过程索力变化规律试验研究

为研究系杆拱桥在施工过程吊杆索力变化规律,依据兰新二线乌鲁木齐河特大桥1/16缩尺模型试验,针对系杆拱桥吊杆张拉过程进行模拟实验研究,对比常见的2种跳跃式张拉顺序,揭示系杆拱桥吊杆在张拉过程中索力变化规律,经过综合分析张拉方案2优于张拉方案1。同时建立该桥有限元模型,经对比分析得到一致的规律,对同类拱桥的设计和施工控制提供了可借鉴的试验依据。     

蒲山系杆拱桥吊杆张拉力的空间计算分析

以蒲山大桥为工程实例,采用有限元软件MIDAS/Civil建立了该下承式钢管混凝土拱桥的空间有限元计算模型,考虑拱桥吊杆在空间上的相互影响,给出了根据吊杆的张拉顺序利用逆序法计算拱桥吊杆第1次张拉时的初始张拉力,用影响矩阵法计算拱桥吊杆第2次、第3次张拉时的张拉力计算方法,得出了拱桥吊杆的初始张拉力按此结果进行吊杆张拉施工,吊杆内力整体上符合设计要求,所得结果可用于指导该拱桥吊杆的张拉施工,并可为同类桥梁的施工提供参考。     

自锚式悬索桥缆索施工技术

浙江海盐塘桥为3跨自锚式悬索桥,主缆、吊杆采用钢绞线索,主缆梁端锚固,塔顶分批张拉。结合施工,详细阐述海盐塘桥主缆、吊杆控制张拉力的确定,穿束、张拉顺序,张拉力控制及索力检测情况。     

系杆拱桥吊杆张拉方案优化试验研究

以兰新二线新疆乌鲁木齐河特大桥1跨128 m系杆拱桥为背景,建立室内1/16缩尺模型,参照等跨径的3座系杆拱桥索力张拉力进行系杆拱桥吊杆索力张拉试验。设计了4种张拉方案分析系杆拱桥张拉过程中索力变化规律及拆除支架后系梁的应力分布和线形变化情况,推荐了整体受力合理的张拉方案。吊杆在张拉过程中表现出明显的应力重分布,且应力重分布规律呈非线性变化。试验中最先张拉的5#,13#吊杆索力受到的影响最大。拆除支架后系梁变形呈抛物线状,吊杆索力、系梁挠度和系梁应力均增大。     

钢管混凝土系杆拱桥拱肋及吊杆施工监控

以在建郑州—万州铁路河南段一座128 m钢管混凝土系杆拱桥为工程实例,介绍了施工中拱肋及吊杆的监控要点。选取拱肋线形、拱肋应力、吊杆索力作为主要的监控对象,通过有限元分析,选取了拱脚、1/4拱、拱顶作为拱肋线形、应力的监控截面。根据工程实际情况,选择合适的仪器(HF-5B型桥梁光电挠度仪)进行数据采集,提高了测量精度。同时,结合虚功原理运用MIDAS/Civil建立了考虑现场实际的全桥仿真模型,获得了经实测数据验证的吊杆张拉影响矩阵,用于指导吊杆张拉,并将各施工阶段的实测值与有限元计算值进行对比,指导现场施工。结果表明,各施工阶段的拱肋线形、应力及调整后的吊杆索力均在合理范围之内,满足设计要求。     

刚性系杆拱桥成桥吊杆索力优化方法的适用性研究

针对刚性系杆拱桥的成桥吊杆索力优化问题,在综述常见的几种索力优化方法基础上,结合具体的工程实例,通过比较分析吊杆索力及其相应的系梁、拱肋弯矩,探讨这些方法在确定刚性系杆拱桥成桥吊杆优化索力上的适用性。研究结果表明：刚性支承连续梁法和零位移法不适用于此类系杆拱桥,内力平衡法和刚性吊杆法不适用于本文的工程实例;弯曲能量最小法和弯矩最小法适用于在初步设计阶段确定此类系杆拱桥的成桥吊杆索力;有约束的弯曲能量最小法适用于在施工图设计阶段和施工监控过程中确定此类系杆拱桥的成桥吊杆索力。     

钢管混凝土系杆拱桥施工控制研究

结合先梁后拱钢管混凝土系杆拱桥,采用倒装—正装计算法有限元分析对施工过程中结构的受力特性和变形进行预测,指导主拱、主梁的线形、吊杆索力施工过程控制,达到理想成桥状态.     

斜拉索人行天桥承载力研究

斜拉索人行天桥具有外形优美的特点,往往成为城市的地标性建筑。为了明确该种桥梁的受力特点,以朔黄春霖街天桥为研究对象,通过桥梁结构的设计要点和Midas Civil有限元计算分析,对朔黄春霖街天桥的主梁和吊杆进行了强度和稳定性分析,并考虑了吊杆失效对结构强度、刚度和内力的影响,通过现场实测的方法对桥梁的真实受力状态进行了测试。结果表明,斜拉索人行天桥整体刚度较大,跨越能力强;单根吊杆失效后,结构的应力和变形没有明显改变,表明该桥具有足够的安全储备;单根吊杆失效后,导致相邻吊杆的内力增大,约增大了30%;频率法测试吊杆索力时应根据实际约束情况进行索长调整,在实际应用中不能忽视,并应与数值模拟的结果相比较。该研究为今后类似工程的设计提供参考。     

先梁后拱法施工轨道交通梁拱体系桥梁

结合实际工程对梁拱组合体系桥吊杆控制张拉力4种确定方法(倒拆法、正装-倒拆迭代法、无应力状态控制法和影响矩阵法)的实施步骤及结果进行有限元计算研究分析,并针对从拱脚向拱顶、拱顶向拱脚及1/4主跨向两侧3种张拉顺序过程中的结构受力状态进行有限元计算对比分析,结果表明:不同吊杆张拉顺序下各构件均能满足设计需求,但对于体系复杂、规模较大的梁拱组合体系,吊杆张拉过程可能出现部分构件受力超标现象,因此需重视吊杆张拉顺序比选.