山区大跨度网状吊杆系杆拱桥设计及关键参数影响分析

依托云南怒江渡口大桥工程,选取了吊杆倾角、拱肋内倾角、矢跨比3个结构参数,对网状吊杆拱桥受力性能进行研究。吊杆倾角对拱肋和系杆的应力有一定影响,且随着吊杆倾角的增大,拱肋压应力和系杆拉应力呈减小趋势;拱肋内倾角的增加对系杆应力影响较小,对拱肋应力有一定的影响,尤其是对拱脚上缘应力影响较大,随着吊杆倾角的增大,拱肋压应力除拱顶上缘应力外总体呈减小趋势;矢跨比的变化对结构的受力影响最为显著,随着矢跨比的增加,拱肋压应力和系杆拉应力,呈减小趋势。总的来说,随着吊杆倾角、拱肋内倾角以及矢跨比的增加,结构总体应力呈减小趋势。     

异形钢桁架拱桥结构设计及计算分析

某三跨连续中承式钢桁拱桥,跨径布置为22 m+56 m+22 m。主桥拱肋是由中拱肋、边拱肋、副拱肋及腹杆组成的桁架结构。主桥跨中设置系梁,主梁由桥面系及横梁组成,桥面系采用正交异性钢桥面,主梁、系梁及拱肋固结连接。桥梁共设置13对吊杆,扇形布置,吊杆锚固采用耳板的结构形式。主要介绍该桥的结构构造设计及受力计算分析,该桥造型新颖优美,受力及构造较为复杂,可为类似工程提供一定的借鉴。     

反对称钢筋混凝土拱肋异型系杆拱桥施工控制技术

上海大庆桥为跨径60m的异型系杆拱桥,主拱横桥向反对称布置2片C50钢筋混凝土拱肋。该桥采用"先梁后拱"方案施工,即先采用满堂支架现浇系梁并张拉预应力,再在支架上现浇拱肋。在该桥施工中,先张拉吊杆再进行拱肋脱架,以改善裸拱圈在自重作用下的不利受力问题;在横梁与系梁间设置后浇带,以缓解横梁在顺桥向的受剪状态;在主梁支架拆除后再将桥面板与系梁、横梁联结,以减少桥面板参与系梁受力;吊杆采用三轮张拉方案,吊杆在拱肋脱架前进行首轮张拉,在系梁、横梁联结后进行第2轮张拉,第2轮张拉后拆除主梁支架,在桥面系施工后进行第3轮张拉;拱肋变形较大部位的吊杆先张拉,反之后张拉。该桥成桥后的结构线形与内力均满足设计要求。     

钢管混凝土拱梁组合桥整体架设施工受力性能分析

针对钢管混凝土拱梁组合桥在整体架设过程中,钢系梁稳定性差、混凝土系梁需配置较多预应力钢束的缺点,提出采用钢管劲性骨架系梁的整体架设施工方法。为研究钢管劲性骨架系梁在施工过程中对拱梁组合桥各主要构件的内力分配影响效果,以某公路下承式钢管混凝土拱梁组合桥为背景,采用MIDAS Civil和Abaqus软件分别建立实际桥梁的整体杆系有限元模型和拱脚结点实体有限元模型,对施工阶段各主要构件进行受力性能分析。结果表明:通过分批张拉钢管劲性骨架中的系杆,可以减小各施工阶段钢管劲性骨架的钢管应力;钢管劲性骨架可以有效分担施工过程中的拱肋应力,使拱肋和钢管劲性骨架受力均匀;拱脚结点以纵向受压为主;拱肋受力均匀,稳定计算满足要求;靠近拱脚的吊杆应力稍大于跨中的吊杆应力,吊杆应力满足要求。     

连续梁拱组合体系桥梁施工力学行为实测分析

对连续梁拱组合体系桥梁在施工过程中的受力性能进行了实桥测试和有限元模拟分析。结果显示,结构系梁、拱肋及横梁等构件在桥梁施工过程中均处于受压状态,最大压应力为13.7MPa,出现在第4次吊杆张拉完成后中拱拱肋1/4截面下缘,拱脚位置压应力水平不高;采用分阶段多次张拉,可以有效的调整该种组合体系桥梁的吊杆张拉力;有限元计算结果与实测结果吻合良好。     

组合桥面系杆拱桥力学与经济性能研究

为明确大跨度组合桥面系杆拱桥的力学与经济性能,针对主跨200m的桥梁,进行3种系杆拱桥方案(组合桥面、竖直吊杆;正交异性钢桥面、竖直吊杆;组合桥面、网状吊杆)的试设计研究。采用TDV RM Bridge有限元程序建立3种试设计方案模型,对比3种方案的静力强度和稳定性等力学性能;统计各方案材料用量,引入材料指标,对比3种方案的经济性能。结果表明:对于主跨200m的系杆拱桥,组合桥面与正交异性钢桥面相比更能展现出良好的技术与经济竞争力;采用网状吊杆,可显著提高系杆拱桥的结构刚度、减小拱肋和系梁的活载弯矩、节省材料用量,但应重视吊杆的疲劳问题。     

六沾铁路宣天特大桥主桥设计

六沾铁路宣天特大桥主桥为钢管混凝土拱加劲三跨连续梁桥,主跨为100 m。主梁为双纵梁的"П"形双向(局部三向)预应力混凝土结构,钢管混凝土加劲拱圈由2条相互平行的拱肋及横向联结系构成,拱肋为变高度钢管混凝土桁架,拱圈平联采用"ж"形空心钢管桁架,吊杆采用钢绞线体系。计算主梁应力、挠度、自振特性及钢管混凝土的钢管及混凝土应力;经试算,吊杆预张力、安全系数均满足要求。根据有限元分析结果,对拱-梁结合部进行设计改进:主梁上翼缘增加4束纵向短束;加强纵梁上翼缘普通钢筋布置;优化竖、横向预应力根数和布置。采取先梁后拱满堂膺架的施工方案。     

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥主桥钢箱系杆拱桥设计

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥为山区公铁合建桥梁,主桥为(116+120+336+120+116)m双层桥面拱桥.336 m主拱采用拱墩固结、拱梁分离的钢箱系杆拱,拱轴线为抛物线,矢跨比为1/3.36,拱肋采用钢箱结构,2片拱肋中心间距28.5m.上层铁路桥面采用箱形边主梁、纵横梁体系的正交异性整体钢桥面板,主梁边箱内高...     

正交异性板纵肋—盖板连接的疲劳应力对比分析

为研究新型热轧纵肋正交异性钢桥面板的纵肋-盖板焊接接头的疲劳性能,以已有大跨度公路桥梁为背景,分别建立传统典型纵肋桥面板和新型热轧纵肋桥面板模型,利用ABAQUS有限元程序对多种轮位加载工况下2种桥面板的焊接接头关注点的疲劳应力幅进行对比分析,并分析了内横隔板对降低肋壁关注点应力幅所起的作用.研究表明,与典型纵肋桥面板相比,新型纵肋正交异性钢桥面板盖板上的应力关注点应力幅更小,而肋壁上的关注点应力幅稍大;在新型纵肋桥面板的肋壁内增设顶部小横隔板可降低其在荷载作用下产生的应力幅值;新型纵肋正交异性钢桥面板在自重和加工成本方面工程应用前景良好.     

宁波明州大桥主桥设计与施工

宁波明州大桥是跨甬江的重要过江桥梁工程,为双肢中承式钢箱系杆提篮拱桥,主桥跨径为(100+450+100)m.拱座采用钢--混凝土组合结构,上、下肢拱肋均为全焊钢箱形截面,加劲梁采用正交异性桥面板全焊钢箱梁,主桥两端横梁之间布置2组水平拉索.钢拱座、边跨拱肋及加劲梁采用支架法安装,中跨拱肋、加劲梁采用400 t缆索吊安装.主要介绍大跨径双肢钢箱系杆拱桥关键部位设计与施工.     

系杆拱桥吊杆张拉方案对结构受力特性影响分析

系杆拱桥是组合体系中的一种柔性系杆刚性拱。吊杆的安装与张拉是系杆拱桥施工中至关重要的环节,拱肋为主要受压构件。系梁的刚性较一般的梁要小,吊杆的张拉力不同、张拉顺序不同会对系梁体内应力和拱肋内力分布及大小产生不同的影响。为保证系杆拱桥成桥后梁体应力满足规范限值并使拱肋受力合理,探讨了吊杆的最优张拉方案。文中以兰新二线乌鲁木齐河特大桥为工程背景,通过有限元模型和室内模型试验研究了四种工况下对梁体应力及拱肋受力特性的影响。研究发现:在不同张拉顺序及张拉力下,梁体和拱肋受力并不能同时达到最优,就一种工况而言,在梁体应力合理的同时拱肋就会出现受力不理想的情况;同样,当拱肋安全储备较大时梁体应力就会出现超出规范限制的现象。在具体施工时应综合考虑拱肋、梁体及索力分布情况,并结合现场和施工难度选择相应的施工方案。     

230m网状吊杆组合梁拱桥设计分析

深汕大桥为主跨230 m网状吊杆钢混组合梁拱桥,主梁采用钢-混组合脊骨梁断面,全宽56 m,大挑臂长18 m;主拱采用二次抛物线拱轴线,六边形截面,拱高41.273 m,矢跨比为1/5.5。大桥为网状吊杆在市政超宽桥面桥梁中的首次尝试运用,对拱轴线、矢跨比、拱截面形式、拱高、拱倾角、风撑设置、吊杆间距、主梁形式等参数进行了比选分析。     

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥主桥施工技术

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥主桥跨径布置为(116+120+336+120+116) m,其中336 m主跨为钢箱系杆拱桥,120 m和116 m边跨为混凝土简支系杆拱桥。根据该桥结构特点,3号主墩采用大块双壁锁口钢板桩围堰施工,墩身采用翻模法施工,将内模作为劲性骨架,外模采用模板脚手架一体化设计;主桥主拱采用缆扣塔合一的缆索吊机吊装、斜拉扣挂法施工,缆索吊锚碇采用永临结合设计,节约了成本;主桥经历了拱肋、铁路梁、公路梁、铁路梁刚性连杆4次合龙,均采用配切合龙;刚性吊杆将铁路主梁连接于拱肋上,采用竖拼接高方案施工;柔性吊杆内穿于铁路刚性吊杆中,并锚固于拱肋上;系杆采用高空托梁法安装,根据加载状态,多次分批张拉系杆,调整和平衡了拱脚推力;公路正交异性钢桥面采用超高性能混凝土铺装,提升了公路钢桥面的耐久性。     

天子川桥的设计和架设工法

介绍日本国一座ＰＣ直吊杆刚性梁柔性拱桥的结构形式，设计条件，梁部结构，预应力筋的布置，以及用台车式挂篮和自行式拱肋支架施工的方法。     

长阳清江大桥主桥上部结构设计

长阳清江大桥主桥采用(60+200+60)m飞燕式钢桁架系杆拱,具有跨越能力大、桥面系结构高度低、自重轻、强度大、抗变形能力强、造型美观等特点。拱肋采用N形桁架布置,为保证系杆拱的空间稳定性,在拱肋上、下弦杆及边拱肋平面内设置了风撑。系梁采用刚性系梁,承担拱肋全部水平推力,简化了因设柔性系杆而需要的定位及锚固构造。桥面系采用简支桥面连续的钢-混凝土组合梁,通过支座搁置于横梁上,有效地减轻桥面系自重。吊杆采用钢绞线整束挤压吊杆,两端采用叉耳式构造,通过控制吊杆无应力下料长度来控制张拉力,既方便施工又有利于后期养护维修。全桥静力及稳定性分析表明,设计满足规范要求。     

新型大纵肋正交异性组合桥面板力学性能研究

为了解新型大纵肋钢-超高性能混凝土(UHPC)正交异性组合桥面板对传统正交异性钢桥面板的受力性能的改善效果,以港珠澳大桥深水区非通航孔6×110m连续钢箱梁桥为背景,建立全桥有限元模型,对2种桥面方案的静力性能进行对比,建立节段有限元模型,对比2种桥面方案U肋与顶板连接焊缝处的疲劳性能,并分析U肋开口宽度和UHPC结构层厚度对大纵肋钢-UHPC正交异性组合桥面板疲劳性能的影响。结果表明:2种桥面方案下钢箱梁控制点的位移和应力相差不大,所提出的大纵肋钢-UHPC正交异性组合桥面板在中等跨度连续梁桥中具有较好的适用性;大纵肋钢-UHPC正交异性组合桥面板的疲劳性能显著优于传统正交异性钢桥面板;增大U肋开口宽度会导致U肋与顶板连接焊缝应力幅增加,增加UHPC结构层厚度能显著降低U肋与顶板连接焊缝应力幅。     

重庆朝天门长江大桥主桥设计与技术特点

重庆朝天门长江大桥主桥采用(190+552+190)m中承式连续钢桁系杆拱桥结构,为双层桥面布置的公轨两用大桥。主桁拱肋为变高度N形桁式,中跨布置双层系杆。主桁构件选用3种不同材质,部分采用了变宽(高)度杆件。中间支承节点采用整体节点,其余均采用拼装式节点构造。上层系杆采用钢制杆件,下层系杆采用组合式系杆,吊杆采用高强度平行钢丝索。桥面系采用公路为正交异性钢桥面板、轻轨为纵横梁体系的组合式桥面结构。主梁边跨采用临时墩辅助的伸臂法架设,中跨采用扣索塔架辅助全伸臂安装,先拱后梁,在跨中合龙。     

大跨连续钢桁架拱桥设计

飞云江五桥主桥为(36+100+60+100+36)m五跨连续钢桁拱桥。主桁架由边跨、中跨平弦桁梁以及主通航孔钢桁架拱组成,边跨和中跨平弦桁梁采用有竖杆的三角形桁架,桁梁高9m,主通航孔钢桁拱肋采用变高度N形桁架,中间支点处桁高17.56 m,跨中拱肋桁高3m;桥面采用由顶板、横梁、挑梁、横肋及小纵梁组成的正交异性钢桥面板,桥面全宽32.5m;吊杆采用焊接H形截面刚性吊杆;主墩采用圆端形实体桥墩,横向分离式承台,钻孔灌注桩基础。采用Midas/Civil软件建立全桥有限元模型,进行主桥整体静力分析、动力特性分析和稳定分析;采用Ansys建立正交异性钢桥面板节段有限元模型,进行钢桥面板局部应力分析。计算结果表明该桥各项指标均满足规范要求。     

成都西一线跨绛溪河大桥设计

成都西一线跨绛溪河大桥为(55+175+55) m三跨连续曲线异形钢拱桥，桥宽51 m。拱肋呈空间扭曲形态，两拱肋于主跨跨中交汇，拱脚处拱肋与边纵梁结为一体，拱间无其他横向联系，曲线内、外侧拱肋均采用单箱单室钢箱结构。主梁采用纵横梁+正交异性钢桥面板，设4根纵梁，均采用单箱单室钢箱梁。主跨内对称布置8对吊杆，呈扇形布置。桥墩采用矩形实体墩，桥台采用重力式桥台，基础均采用群桩基础。3号墩采用纵向固定、横向滑动的减隔震支座，2号墩及1号、4号桥台均采用双向滑动减隔震支座，并在桥台中间设置横向剪力键。应用BIM技术进行上部钢结构100%的正向设计，确保结构设计的合理性；采用MIDAS Civil和Abaqus软件进行结构性能分析，计算结果表明该桥受力性能满足规范要求。该桥采用先梁后拱的总体施工方案。     

大纵肋正交异性组合桥面板疲劳性能研究

在大纵肋正交异性钢桥面板结构中引入混凝土结构层,通过栓钉将钢桥面板与混凝土结构层组成新型大纵肋正交异性组合桥面板,是从结构体系层面提高大纵肋正交异性钢桥面板疲劳性能的有效途径。基于有限元数值分析,明确了大纵肋正交异性组合桥面体系对于钢桥面板典型疲劳易损细节的应力幅改善效果;采用足尺节段模型试验对结构的关键疲劳易损细节进行了疲劳试验研究,验证了关键疲劳易损细节在设计寿命期内的抗疲劳安全性和混凝土结构层在疲劳荷载作用下的耐久性,在此基础上对关键疲劳易损细节的疲劳损伤演化及结构体系的疲劳破坏模式进行了试验与理论研究。研究结果表明:大纵肋正交异性组合桥面板结构体系能够显著降低U肋与顶板以及U肋与横隔板连接细节的应力幅,横隔板开孔部位是控制钢桥面板疲劳性能的关键构造细节;设计寿命期内钢桥面板疲劳性能与混凝土结构层的疲劳耐久性均满足要求,且具有一定的安全储备;混凝土结构层负弯矩区疲劳开裂对钢桥面板各疲劳易损细节疲劳性能的影响不显著;大纵肋正交异性组合桥面板的疲劳破坏模式表现出典型的两阶段特征,栓钉发生疲劳断裂并导致组合效应局部劣化,进而加速钢桥面板关键疲劳易损细节的疲劳损伤累积速度并最终发生疲劳开裂。