金马大桥主梁横隔梁受力分析与预应力施工技术

金马大桥的桥面板、边主梁以及横隔梁分阶段一次浇注有别于传统的施工方法,可能会导致横隔梁中的预应力储备过于偏小和边主梁外侧可能因为变形过大而使应力超标,进而产生裂缝。文章通过有限元计算分析证明其横隔梁应力储备合理,边主梁不会产生裂缝,施工方法合理。此外对横隔梁预应力筋的张拉顺序进行了施工阶段分析和研究,得出分批张拉预应力筋会使两道横隔梁中的应力更均匀合理的结论,对同类型工程具有一定的参考价值。     

马来西亚槟城二桥斜拉桥横隔梁的设计计算方法

马来西亚槟城二桥工程是采用英国标准的桥梁设计施工总承包工程,其主通航孔桥为主跨240m的肋板式主梁混凝土斜拉桥,设计采用悬臂浇筑施工。设计分析发现施工过程中已浇主梁梁段影响后续施工梁段横隔梁的受力和变形,后浇梁段横隔梁的结构自重、横隔梁预应力钢束和斜拉索张拉影响已浇梁段横隔梁的内力。为合理指导肋板式混凝土主梁横隔梁的设计,提出能准确反映这种横隔梁受力模式的实用计算方法——考虑施工过程的空间梁格法。应用表明,该方法可真实、动态地模拟横隔梁各施工阶段受力,避免简化方法的设计不足。     

横向联结系对改善装配式T梁受力性能的研究

针对某大桥引桥40m预应力混凝土T梁加固工程中提出采用增设钢结构横向联结系来改善主梁结构受力性能的方案,采用Ansys软件建立4种数值模型:(1)原结构;(2)L/4处增设钢结构横向联结系;(3)L/6处增设钢结构横向联结系;(4)L/4处增设混凝土横隔板。通过计算4种模型下主梁跨中挠度比求得跨中横向分布,并对4种模型的横向分布系数进行了对比分析,计算结果表明:增设钢结构横向联结系或混凝土横隔板对改善上部主梁受力的作用很小。此外,探讨了加固改造前后不同行车道宽度对上部结构整体受力性能的影响。     

广东金马大桥牵索挂篮施工

金马大桥主桥系2×223 m独塔斜拉桥与2×60 m的T构刚接成协作体系,共同组成了(60+283+283+60)m=686 m的主桥跨度.斜拉桥最大双悬臂为对称223 m,斜拉桥主桥为实体边主梁断面,梁高2 m,横隔梁间距为4 m,梁上拉索间距为8 m.施工期间主梁无纵向预应力束,采用牵索式挂篮悬臂浇筑.一个8 m标准节段混凝土重量为360 t,挂篮结构重量为185 t.T构为双箱单室截面,同样采用挂篮悬臂浇注法施工,节段长度分别为3 m和4.34 m两种.介绍了主桥施工采用的牵索挂篮构造及施工工艺.     

赤壁长江公路大桥主桥主梁设计

赤壁长江公路大桥主桥为跨度布置(90+240+720+240+90)m的双塔双索面斜拉桥,桥面全宽36.5m。主梁采用结构刚度大、抗风稳定性好、桥面铺装耐久性好的结合梁。对比双边工字钢、双边箱、开口箱及PK箱4种截面形式钢主梁的截面特性,最终采用受力满足要求且预应力施加效率较高的双边箱截面钢主梁。钢主梁底板既变宽又变厚。钢主梁连接采用栓焊混合的方式,其顶板采用焊接、腹板和底板采用栓接。混凝土桥面板标准段厚度采用26cm。边跨采用加厚桥面板的方式进行压重,边跨桥面板厚度采用59cm,桥面板厚度过渡位置设在次边跨距离辅助墩22m处。索梁锚固采用锚拉板形式,为提高主梁截面宽度利用率,将锚拉板布置于钢主梁外腹板正上方。     

预应力混凝土连续箱梁桥的空间分析

采用有限元法对一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥进行了空间分析,静载及动载试验测试结果表明模型的正确性,并对主梁三个测试截面的剪力滞效应进行了研究。试验中发现跨中截面箱梁底板出现了众多的纵向裂缝,研究发现全桥纵向力筋配置过多,泊松比效应明显,而设计中未采用横向预力筋,横向应力过大是造成底板混凝土开裂的主要原因,而在相应位置增加横隔板可以显著提高横向抗弯刚度。对同类桥的设计具有参考价值。     

鄂东长江公路大桥结构设计方案研究

为研究千米级混合梁斜拉桥结构设计,以鄂东长江公路大桥为依托,通过结构计算与试验模拟,从钢-混凝土结合段位置的选择、索距、桥塔、主梁、主梁钢-混凝土结合段等方面对该桥结构设计方案进行研究。结果表明:钢-混凝土结合段设置在中跨侧距桥塔中心12.5 m处,结合段位置主梁的变形和内力均较小;中跨标准梁段宜采用15 m索距,边跨宜采用7.5 m索距;该桥桥面以上塔高为180.5 m;索塔锚固形式采用钢锚箱方案,并设置弧形预应力筋减少和控制主桥索塔锚固区外壁裂缝;主梁采用PK断面,可充分发挥全截面的性能;采用优化的混凝土后设承压板的钢-混凝土结合段型式,应力和刚度过渡较为平顺。     

大跨径曲线斜拉桥主梁有限元模拟方法

大跨径斜拉桥总体计算与全桥施工控制的有限元分析,主梁通常采用单主梁的"鱼骨"简化模型来模拟。而对于大跨度曲线斜拉桥,尤其是采用π型截面主梁,"鱼骨"简化模型存在不能准确模拟桥梁的横向受力、扭转受力、剪力滞特性等缺点,无法全面真实地反映主梁的施工与运营全过程受力学特性;本文提出了以板单元模拟桥面板、梁单元模拟两个边肋和横隔梁的方法来模拟π型截面主梁(下文中简称"梁板组合模型");同时,以刚果(布)滨河大道平曲线斜拉桥为研究对象,考虑了该桥的实际施工特点,结合施工过程中各种因素(如浇筑新梁段、张拉预应力钢束、混凝土收缩徐变等)的影响,针对两种主梁有限元模拟方法进行了全面的对比研究。其结果表明:"梁板组合模型"更能够反映平曲线斜拉桥的重要力学行为和受力特点。     

泉州晋江大桥斜拉桥主梁施工

泉州晋江大桥主桥为(200+165)m独塔双索面预应力混凝土斜拉桥,主梁横断面为双波浪形箱梁。该桥主梁采用普通挂篮对称悬臂施工,挂篮底平台刚度大,外模采用整体钢模,内模采用拆装式模板;0号节段采用水中支架分段施工,并设置后浇段;梁上张拉斜拉索。为加快施工进度,增加了主跨支架现浇长度,使主跨与边跨同步对称合龙。同时,在桥塔中横梁施工完后,设置安全隔离装置,实现塔、梁交叉施工。在悬臂施工过程中,主梁横梁底部施加临时体外预应力,2号节段施工时设置临时反拉梁。主梁合龙时,在合龙口每个箱内设置三榀体外桁架式劲性骨架,并加强合龙口处的支架以抵抗合龙后主梁的反力。     

乌海甘德尔黄河大桥主桥设计

乌海甘德尔黄河大桥主桥为跨径布置(80+5×120+80)m的单索面预应力混凝土梁部分斜拉桥。主梁采用带大挑臂的单箱双室截面,桥宽37 m。主梁悬臂板每隔3.5 m设置一道加劲板,箱室内部与此对应设置一道横隔梁。斜拉索采用环氧钢绞线拉索体系,索塔锚固区采用分丝管式索鞍。主塔为菱形截面,塔身为纵向A字型。结合平面和空间静力分析,对全桥的抗弯、抗剪、抗裂性能及应力进行检算,结果满足规范要求。项目处于地震高烈度带,结构中采用纵向速度锁定器+横向耗能减震装置作为组合减隔震方案,动力分析表明其抗震性能满足规范要求。主墩采用翻模法施工,主梁节段采用悬浇法施工。     

预应力混凝土连续梁桥桥面爆炸损伤试验研究

为了研究桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的抗爆性能,进行了2×8 m两跨预应力混凝土连续T梁桥模型的野外爆炸试验,并结合数值模拟的方法,研究了不同爆心位置和桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的动力响应、破坏模式及损伤程度。研究结果表明：跨中桥面上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面破坏形态均表现为桥面板混凝土破碎开洞、T梁腹板和梁底混凝土崩落,属局部冲切破坏;中墩墩顶上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面未发生严重毁伤,邻近中支点的横隔板出现由顶部爆心轴线处向横隔板底放射形扩散的裂缝。相同药量和爆心高度下,桥面中梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最大,桥面边梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最小;提升混凝土强度、箍筋加密布置、施加预应力和增大宽跨比等能一定程度地提高主梁的抗爆性能;研究成果可供梁桥的抗爆防护设计参考。     

装配式预应力混凝土小箱梁横隔板设置

随着装配式预应力混凝土小箱梁在桥梁工程中的广泛应用,是否在跨中设置横隔板以约束箱梁的扭转等畸变效应逐渐引起设计人员的注意。以实践中的简支小箱梁为例,采用ANSYS有限元软件对是否在桥梁跨中设置中横隔板的不同情况进行对比分析,结果显示跨中横隔板的设置能改善上部结构的整体性。     

香港后海湾跨海大桥预制混凝土节段梁短线台座法预制原理

钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥采用预制混凝土节段梁悬臂或吊挂拼装的设计与施工,在国内正逐步推广应用,介绍香港后海湾跨海大桥引桥采用短线台座法制造预制混凝土节段梁的预制原理,给同类施工提供借鉴。     

苏通大桥TP75节段拼装架桥机研究设计

苏通大桥主引桥为双幅6车道75 m跨等截面PC连续梁桥,其上部结构采用预制节段拼装架设的施工方法。介绍TP75节段拼装架桥机在该工程中的设计方案、主要部件及施工步骤。     

预制混凝土小箱梁结构中横隔板的作用分析

随着预制装配技术在国内的蓬勃发展,预制混凝土小箱梁得以大范围应用。预制混凝土小箱梁中横隔板大大增加了现场施工难度、施工时间及工程造价。中横隔板的必要性有待进一步探讨。以30+30m简支变连续预应力混凝土小箱梁工程实例为研究基础,采用虚拟横梁单元法,建立三维Midas Civil 有限元模型,对中横隔板对结构内力影响进行分析,结果显示设置中横隔板对小箱梁边梁活载挠度、弯矩影响不大,使小箱梁边梁腹板变厚处产生更不利剪力及对应扭矩,从而对小箱梁最小截面抗剪扭承载力验算更为不利。     

武广客运专线罗水大桥施工控制

罗水大桥位于武广铁路客运专线上,跨越罗水河的主桥为跨径(48+80+48)m的三跨预应力混凝土连续梁桥,桥上铺设无碴轨道,设计速度350 km/h,主梁采用分段悬臂法施工。由于无碴轨道扣件调节量有限,相比于普通连续梁桥,高速铁路无碴轨道大跨度连续梁桥对成桥线形控制更为严格。为了使该桥的成桥线形达到设计要求,利用桥梁博士有限元软件模拟施工过程,根据桥梁变形和受力情况预测施工预拱度,监测施工过程和成桥状态下的桥梁线形和受力状态。控制结果表明,施工过程中和成桥状态下,桥梁线形顺畅,合龙口主梁高程误差小于10 mm,主梁受力状况良好,达到监控目标。     

波形钢腹板连续梁桥设计和施工相关问题探讨

大跨度波形钢腹板梁桥是一种新型桥梁结构,因其采用波形钢腹板替代混凝土腹板,相比传统的预应力混凝土连续梁桥,具有轻型、经济等诸多方面的特点。以前山河波形钢腹板连续梁桥为背景,针对设计和施工中的诸如内衬砼、剪力键、横隔板等相关问题进行了分析探讨。     

全体外预应力节段预制拼装连续梁桥承载能力足尺模型试验

芜湖长江公路二桥引桥首次采用了全体外预应力节段预制拼装连续梁桥,这一新型结构可采用工厂化预制,机械化安装,适应工业化建造,可显著提高建造效率,有效控制工程质量。为了对这种结构的受力性能进行全面研究,开展了全体外预应力节段拼装连续梁桥足尺模型试验。试验以背景工程5×40 m结构为原型,采用"1跨+1/3跨"的试验梁设计方案模拟连续梁特性。开展了施工全过程的同步测试,对梁体变形、结构应力和体外束应力变化进行了测试分析,并针对节段拼装连续梁的跨中断面开展了极限承载性能测试,分析了试验梁在极限破坏过程中变形、裂缝发展、体外束应力增量、主梁应力应变等结构响应。结果表明：采用"1跨+1/3跨"的设计方案能较好地反映连续梁的结构性能;施工过程中节段梁处于较好的弹性状态,跨内断面的纵向应力分布与体内束箱梁有很大区别,跨中断面纵向应力分布更为均匀;极限加载过程中,裂缝首先在弯矩最大断面附近接缝处出现,并形成一条主裂缝,沿着接缝逐渐向顶板发展,截面的受压区高度不断减小,结构的变形、顶板混凝土的压应力和体外束的应力也随之增大,最终因顶板混凝土压溃而丧失承载能力,试验梁实测承载能力为其设计承载能力的1.21倍;在极限加载过程中,体外预应力的最大增量为298 MPa。该新型结构的承载能力破坏过程为一个缓慢的延性变化过程,具有较好的安全储备,符合桥梁结构设计的要求。     

拱梁组合式连续梁桥横向分布研究

为了进一步深入研究拱梁组合式连续梁桥的横向分布特性，以龙溪大桥为背景，采用空间有限元的分析方法，对拱梁组合式连续渠桥的横向分布特性及沿纵向的变化规律进行了研究，并与传统计算刚架拱桥的简化弹性支撑连续梁法进行对比。对比分析后认为，两种方法结果吻合很好，在实际设计拱梁组合式连续梁桥时，横向分布系数计算可以采用弹性支承连续梁简化方法。     

大跨度混凝土梁桥的合理成桥状态设计方法

针对采用节段悬浇施工的大跨度混凝土梁桥普遍存在的持续下挠问题,提出基于荷载效应平衡的"合理成桥状态"概念以及相应的预应力配筋设计方法。通过合理的纵向预应力配置去适度平衡多种作用效应,使桥梁处于合理的成桥状态(弯曲状态、应力状态和挠曲状态),以便能够抑制跨中长期下挠。此外,还提出控制最大压应力水平和采用体内-体外混合配束的设计策略。结合持续下挠的机理讨论,认为合理成桥状态是一种能有效抑制桥梁下挠的实用设计方法。