异步施工中波形钢腹板稳定性研究

随着施工技术的不断进步，一种新型施工工艺——异步施工法逐步运用于大跨径波形钢腹板组合梁桥施工。异步施工法可极大地提高施工速度，但同时也使得波形钢腹板受力更为复杂，其在施工过程中稳定性问题较为突出。以焦作南水北调大桥为背景，比较了4种形式的临时横撑对结构稳定性的影响，基于ANSYS对临时横撑布置位置进行了参数化分析。结果表明：临时横撑可有效限制波形钢腹板在施工过程中的横向偏位和提高结构稳定性，其有效性主要取决于临时横撑对波形钢腹板的约束效应和对截面抗扭刚度的贡献；根据施工需要，上道横撑的设置应尽量靠近波形钢腹板上翼缘，而下道横撑可适当上移。     

变截面钢管混凝土桁架拱桥结构稳定性分析

以蒲山特大桥主桥为研究对象,采用MIDAS/Civil有限元程序,建立了变截面钢管混凝土刚性系杆拱桥的空间有限元计算模型,计算了桥梁施工阶段和成桥状态的稳定安全系数,对桥梁的失稳特征进行了分析。结果表明:该桥梁的横撑形式及设置对桥梁的稳定性有较大影响。     

波形钢腹板PC连续梁桥异步施工临时横撑设计研究

为指导波形钢腹板PC连续梁桥异步悬臂施工中主梁临时横撑的优化设计,以奉化江大桥为背景,采用有限元法建立0～7号节段异步悬臂施工实体模型进行静力及屈曲分析,并对主梁临时横撑的结构形式、布置方式及槽钢型号进行比选。结果表明:相对于上下平联+中间桁架撑和上下平联+剪刀撑,采用上下2榀桁架撑可保证结构安全性及施工便捷性;相较于布置单道临时横撑,布置2道临时横撑更能保证波形钢腹板施工期的稳定性、可大幅度减少波形钢腹板的位移量;临时横撑采用12.6型槽钢,能充分发挥材料性能,经济性好。     

斜拉桥双向倾斜桥塔主动横撑设计及施工控制

为了提高双向倾斜桥塔在施工过程中的稳定性和安全性,需要合理设计横撑作为临时结构,并对其进行施工控制.以某斜塔空间扭索双索面斜拉桥方案为背景,在对全桥模型进行复核和施工阶段计算后,提出横撑设置方案;对主动横撑施工过程进行监控,并对施工误差进行分析,对拆除横撑的施工控制方法及横撑拆除时机进行研究.得出如下结论:在主动横撑设计时应主要控制中塔柱根部混凝土截面应力,以内力控制为主、变形控制为辅的原则确定主动横撑预顶力;主动横撑的预顶力值确定应该包括模型受力计算值、温度影响值以及焊接变形所产生的内力变化值;施工过程中需要提高塔柱施工、横撑焊接的质量,并合理安排横撑的拆除时机.     

平潭海峡公铁两用大桥元洪航道桥桥塔桁架式临时横撑设计

平潭海峡公铁两用大桥元洪航道桥为主跨532m的钢桁混合梁斜拉桥,桥塔为H形钢筋混凝土结构,塔高200m。桥塔施工过程中需考虑抗台风,若不设置临时横撑,桥塔施工至24号节段后中塔柱根部受力较大,设计采用桁架式临时横撑结构(采用2排桁架式结构,设置于桥塔20号、21号节段间,2排桁架间通过联结系X1连接)改善桥塔受力,横撑两端与桥塔采用铰接形式(形式为刚性铰,设计成抗剪、抗拉受力体系,承受最大拉力为5 509kN,最大剪力为1 428kN);采用MIDAS Civil及Fea有限元软件对横撑进行结构受力分析,并对桥塔施工过程中台风作用下桥塔自身受力进行分析,结果表明,桁架式临时横撑和桥塔受力满足要求,该横撑可减少桥塔中塔柱根部弯矩20%以上,效果显著。     

钢管混凝土拱桥拱肋横撑对动力和稳定性的影响

针对钢管混凝土拱桥拱肋横撑对整体桥梁结构的竖向抗弯刚度和扭转刚度的影响作用,运用通用有限元分析软件ANSYS对某一跨径为400 m的钢管混凝土拱桥建立空间有限元计算模型,分8种工况计算了该桥的动力特性和稳定安全系数,对比分析了横撑的位置、形式及数量等因素对这类型桥梁结构的动力性能和稳定性能的影响。计算结果表明,大跨度钢管混凝土拱桥的拱脚和拱顶必须设置横向联系,拱脚横撑对面内基频的影响不大,对面外基频和结构稳定性影响大,而拱顶横撑对面外基频、面内竖弯基频以及稳定性影响不大,但对扭转基频影响显著,另外,"K"撑对动力和稳定性能的影响比"米"撑显著,建议在不改变横撑数量的情况下优先采用"K"撑。     

黄冈公铁两用长江大桥桥塔施工技术及分析

黄冈公铁两用长江大桥主桥为主跨567 m的钢桁梁斜拉桥,桥塔为H形混凝土结构.该桥桥塔塔柱采用液压爬模施工;下横梁采用落地式支架施工,与下塔柱节段混凝土同步浇筑;中塔柱施工时设置2道临时横撑,以改善塔柱施工阶段的受力;上横梁采用梯形桁架施工,与塔柱混凝土异步施工,上、下横梁混凝土均分2层浇筑.采用MIDAS有限元软件建模对桥塔施工过程进行分析,结果表明:上、下横梁混凝土分层浇筑时混凝土应力满足规范要求,且可有效降低现浇支架荷载;临时横撑的设置保证了施工阶段桥塔应力及位移均满足要求;上横梁梯形桁架支点处塔柱局部应力满足要求.     

斜靠式拱桥的主拱和斜靠拱及临时支架施工方案优化研究

广州增城大桥采用飞燕式,无横撑外加斜靠拱的设计方案,主跨设计为(30+100+30)m。全桥采用支架施工的方法,连接主拱和斜拱的横撑和支撑斜拱的临时支架有多种施工顺序。采用空间有限元模型详细计算分析了不同横撑的安装及斜拱临时支架拆除顺序对拱桥结构受力的影响,得到了较优的施工方法,对此类桥梁施工具有较大的参考价值。     

东苕溪大桥斜拉一悬索组合体系施工关键技术研究

东苕溪大桥为斜拉-悬索组合体系桥,由于受通航限制,必须采用先架设主缆,再吊装加劲梁的施工方案.通过设置临时缆间横撑,解决空缆状态平面缆索过渡到成桥状态空间缆索问题;通过先安装塔侧5个节段葙梁,解决跨中主缆下挠对通航的影响;通过设置塔粱临时连接构造,解决施工阶段主缆水平力的平衡问题.     

舟岱跨海大桥异形索塔临时横撑设计与计算分析

本文依托舟岱跨海大桥DSSG01标的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,对异形索塔的临时横撑设计及计算进行了分析,该索塔为钻石型异形结构,桥址区位于浙江沿海海域,为保证在本区域最恶劣的气候条件下,索塔中塔柱和下塔柱施工过程不出混凝土局部应力超标,及产生超过设计要求的横向位移,在塔柱施工过程中增设主动式临时横撑。本文采用MidasCivil有限元软件对索塔施工的各工况进行分析,研究增加临时横撑后对索塔受力的影响情况。     

两种钢管混凝土实体拱桥力学性能的对比分析

进行钢管混凝土实体(哑铃形和单圆管)拱桥的力学性能的有限元分析和对比,并研究拱肋横撑对两种实体拱桥的动力性能和稳定性能的影响。研究表明,对钢管混凝土实体拱桥进行整体设计时,应主要从静力方面考虑拱肋刚度的选取,哑铃形的静力性能优于单圆管;拱肋横撑的数量和形式主要影响结构整体横向刚度,"K"形横撑对面外动力性能的影响要大得多;从稳定性方面考虑,单圆管优于哑铃形。     

某异型系杆拱桥空间力学特性分析

为研究斜吊杆异型系杆拱桥的空间力学特性,以某异型系杆拱桥为研究对象,采用MIDAS Civil建立该桥空间有限元模型,分析其在施工和使用阶段的静、动力特性及结构稳定性.分析结果表明:该桥斜吊杆附加应力对拱肋影响较大,全桥纵、横梁框架体系整体刚度较大,拱肋挠度对整体降温比较敏感,使用阶段各吊杆应力幅比较均匀,为50 MPa左右;拱肋侧倾刚度较小,拱肋刚度对全桥刚度贡献较大,各阶段稳定系数均较高;吊杆调索对全桥应力水平有较大影响,施工中应予注意.     

大跨度外倾式拱桥稳定及极限承载力分析

为研究外倾式拱桥稳定及极限承载力问题,以九堡大桥为背景,建立有限元分析模型,分别计算了该桥线性屈曲、几何非线性稳定(分别考虑初始缺陷以及材料非线性)、弹塑性稳定状态下的稳定系数,对失稳机理以及车道荷载和静风荷载作用下的极限承载力进行分析,在此基础上讨论了荷载及横撑布置对极限承载力的影响。分析结果表明:几何非线性对于刚度较大的钢拱桥稳定的影响不大,而材料非线性对极限承载力的影响显著,弹性稳定分析会过高地估计钢拱桥的极限承载力;外倾式拱桥的失稳多为面外失稳形式,且副拱拱顶横撑对稳定的影响较小。     

南浦溪特大桥钢管拱肋悬拼阶段拱脚约束方式研究

南浦溪特大桥主桥为主跨258 m的钢管混凝土桁架上承式拱桥,拱肋为等截面钢管混凝土桁架结构,2道拱肋间距17.0 m,拱肋间布置13道横撑,单片拱肋由4根?1200 mm×22 mm主钢管、水平向缀板和竖向腹杆组成。拱肋在工厂分段、分部件加工预拼合格后,运至现场拼装成吊装节段,采用缆索吊装斜拉扣挂法进行悬臂拼装。拱肋吊装阶段拱脚的约束方式和约束时机选择直接影响拱肋的线形、受力状态和结构的安全稳定,采用MIDAS Civil软件对拱肋悬臂拼装过程中拱脚不同约束方式进行对比分析,最终确定“先临时铰接、后临时固结、最后永久固结”的拱脚约束方式,优化了钢管拱肋悬臂吊装施工工艺,保证了拱轴线线形,结构受力合理、安全稳定。     

旧拱桥风撑改造设计

某旧混凝土系杆拱桥跨径布置为(13+36+13)m,2片拱肋间设3道横向风撑。调查发现该桥存在风撑、桥面板、横梁损坏及多处裂缝等病害,两侧风撑桥面净高(实测)低于设计净高是导致风撑损坏的主要原因。为提高该桥的通过能力及保证其安全稳定性,对该桥风撑进行改造设计,采用有限元法分析原结构风撑、单风撑、无风撑、短K风撑和长K风撑5种风撑结构稳定性,并进行强度验算。经对比分析,该桥采用单风撑结构的改造方案,即保留原有拱顶风撑,拆除两侧的风撑,限高4.5m。风撑改造实施结果表明,单风撑方案施工便捷,既保证了结构安全又提高了桥梁通过能力。     

长春伊通河大桥总体设计、试验及施工关键技术

长春伊通河大桥主桥为三跨飞燕式钢管混凝土异型拱桥。该桥拱肋由主拱肋、稳定拱肋及斜撑和横撑构成;V腿采用预应力混凝土单箱双室箱形结构;边跨加劲梁采用预应力混凝土梁,与V腿及主拱拱脚段固结,主跨加劲梁采用钢箱梁,简支在拱脚处牛腿上;主拱共设16对斜吊杆,全桥共设6根水平系杆。根据相似理论进行大尺寸钢管混凝土柱承载力试验、全桥缩尺模型静力试验及模拟地震振动台试验,并总结该桥施工过程中的关键技术和控制要素。试验结果表明该桥主拱肋强度安全系数较高,其整体静力性能和抗震性能均满足规范要求。     

超大跨度混合梁斜拉桥非线性受力分析研究

为研究非线性因素对超大跨度混合梁斜拉桥的影响,结合鄂东长江公路大桥,对该类桥梁在多阶段、多效应耦合影响下的非线性受力特性进行系统、定量的分析。采用RM2006建立鄂东长江公路大桥主桥模型,分析该桥在施工、成桥、运营阶段中不同非线性因素及不同荷载作用下的非线性影响。分析结果表明:超大跨度混合梁斜拉桥在施工和成桥阶段均存在非线性影响;施工阶段结构在风荷载、温度荷载作用下的非线性影响较明显;成桥状态下钢箱梁、桥塔及斜拉索受几何非线性因素影响较明显,边跨混凝土箱梁受非线性效应与温度荷载效应耦合作用的影响较大。     

800m级钢-UHPC组合桁式拱桥概念设计与可行性研究

提出了一种特大跨径钢-UHPC组合桁式拱桥新体系。新体系拱桥用UHPC箱型拱肋承受巨大的轴力,采用钢腹杆钢横联规避开裂的风险;相比传统混凝土拱桥,新体系拱桥自重大幅度降低;相比钢拱桥,其不存在厚板焊接困难的问题;采用斜拉扣挂分多次悬臂合龙施工法,扣索只需承受单次合龙的主拱自重并多次循环利用,施工临时措施费用大大降低,因而具有良好的经济性。通过对跨径800m的钢-UHPC组合桁式拱桥的试设计,结果表明:主拱分3次合龙时,斜拉扣挂只需承担36%的主拱自重,拱肋最大压应力为64.9 MPa,无拉应力,各施工阶段的稳定性、应力、刚度等均满足要求。平均每平米桥面主拱圈材料用量指标为:钢材380kg,UHPC 0.61m3,自重2.03t。对比研究表明新型钢-UHPC组合桁式拱桥具有显著的技术经济优势,可适用于500~1 000m级跨径的拱桥。     

客运专线铁路(60+128+60) m连续梁拱桥动力性能分析

以高速客运专线铁路上跨度(60 128 60)m连续梁拱桥为研究对象,采用空间有限元分析模型,计算桥梁的自振特性,探讨横撑刚度和拱肋截面形式对桥梁自振特性的影响,评价桥梁的动力性能和列车运行安全性与舒适性。     

攀枝花新密地大桥拱圈悬臂浇注施工监控

攀枝花新密地大桥为主跨182m的混凝土拱桥,采用悬臂浇筑法施工拱圈,为确保施工过程的安全性和成桥状态的准确性,需要在施工各阶段对线形、索力及应力等参数进行监控。以上游拱圈监控工作为背景,利用MIDAS Civil建立全桥空间分析模型,基于正装法计算出各拱段浇筑及张拉过程的理想结构参数,在误差允许范围内合理调整扣锚索的索力来调整悬臂结构的实际状态,再根据拱段实测参数修正监控计算模型,达到计算模型与实桥施工状态的统一。施工过程中对拱圈线形、扣索和锚索的索力、拱圈应力、临时塔位移等结构参数的监控结果表明,主拱圈各项参数控制良好,满足设计要求。