矮墩连续刚构桥合龙顶推计算分析及施工控制研究

花都至东莞高速广园快速路跨线桥为(75+125+75) m矮墩混凝土连续刚构桥,上部结构为单箱单室直腹板变截面预应力混凝土箱梁,中跨采用顶推合龙。利用Midas/Civil软件建立三维空间有限元模型,进行顶推效应计算,分析顶推合龙对于施工预拱度的影响,以及顶推对主梁受力性能的改善情况。通过计算可知,顶推对主梁施工预拱度影响较为明显;通过施加顶推力,可以改善混凝土收缩徐变引起的主梁下挠现象,可以改善主梁及主墩的受力性能。同时研究顶推过程中顶推力与位移、应力之间的关系,提出矮墩连续刚构桥中跨合龙顶推过程控制方法,为同类型的桥梁顶推合龙施工控制提供了一定的参考。     

大跨径连续刚构桥合龙顶推控制浅析

大跨径连续刚构桥成桥后混凝土收缩徐变和长期作用及温度变化将对桥梁主梁和桥墩的变形有较大影响。此外,连续刚构桥的合龙时间、合龙温度、合龙顺序以及结构体系的转换方式对主梁和主墩成桥恒载内力有很大影响。大跨度连续刚构桥合龙前在悬臂端进行适当的顶推,可以减小由混凝土收缩、徐变和整体升温降温所引起主墩中的次内力。本文以某四跨连续刚构桥为例,对连续刚构桥合龙顶推力进行研究,并在施工监控中得到了应用。     

双主跨连续刚构桥合龙顶推分析

大跨径预应力混凝土连续刚构桥中跨合龙时,施加水平顶推力的方法能有效消除合龙温差、成桥后收缩徐变等引起的主梁下挠、主梁主墩水平偏位以及结构附加内力。结合某双主跨连续刚构桥实例,考虑高桩承台基础对基础以上桥梁结构的影响,利用有限元软件建模计算,阐述双主跨同步合龙时顶推力的确定与实施,分析顶推效果。     

大跨径连续刚构桥合龙顶推力关键技术

针对大跨径连续刚构桥主梁合龙顶推的问题,采用实测数据和理论分析相结合的方法,研究不同顶推力和墩顶位移增量的相互关系,分析主梁顶推合龙工艺和传统顶推工艺的不同机理。结果表明:通过消除桥梁混凝土收缩及徐变效应产生的不利位移,并采用在墩顶预先设置有利位移的合龙顶推力的计算方法合理可行;顶推力和墩顶位移量之间呈线性关系;顶推施工改变了传统的合龙顺序,优化了上、下部结构受力,缩短了工期。     

崔家营汉江特大桥主梁合龙控制分析

汉十高铁崔家营汉江特大桥主桥为(135+2×300+135)m四跨连续刚构拱桥。为实现该桥的精确合龙,考虑混凝土收缩徐变效应、温度效应、合龙段钢束荷载作用,采用MIDAS Civil建立该桥有限元模型,并结合施工现场试顶实测数据,研究主梁合龙时桥墩墩顶偏位及对顶力,进行合龙控制。结果表明,混凝土收缩徐变效应、降温效应、合龙段钢束荷载作用对桥墩墩顶偏位的影响方向一致,叠加后对墩身受力较为不利;对顶过程实测墩顶偏位约为理论计算值70%,需对控制偏位、对顶力进行修正;考虑结构实际刚度偏大,最终对顶控制墩顶偏位取理论计算值的80%以进行合龙控制,对比可知,墩顶实测偏位与控制偏位最大偏差为3.6%,成桥线形与预期吻合较好。     

多跨连续刚构桥顶推合龙方案研究

混凝土收缩徐变长期作用及温度变化将对连续刚构桥主梁和桥墩的变形及内力产生较大影响.该文结合何家坝大桥工程实例,开展了多跨连续刚构桥合龙方案及合龙段顶推量取值的研究.通过分析比较,得到了多跨连续刚构桥合理的合龙方案及顶推力大小的优化计算公式.结果表明,六跨一联的何家坝大桥,其合龙顺序并不是常规的从边跨到中跨,边跨、中跨、次中跨的合龙顺序更有利于改善主梁与桥墩的变形,且能有效地改善桥墩底部的受力.     

汉江五桥主桥中跨合龙段顶推施工关键技术

襄阳汉江五桥主桥(左、右航道桥)为梁拱组合体系连续刚构桥,4跨连续结构,主墩采用双肢薄壁墩。为降低运营阶段主梁混凝土收缩徐变、温度荷载等对边墩的不利影响,设计要求在施工阶段对中跨合龙前对合龙口进行顶推,储备一定的应力与预偏在2个边墩处。在以往项目中,类似的合龙顺序与顶推工艺较少见,本文对汉江五桥顶推装置设计、顶推施工、顶推观测等方面进行了总结提炼,为类似工程提供参考。     

V墩连续刚构桥墩底顶推合龙的数值模拟及控制标准

针对轨道交通16号线泐马河大桥采用的墩底顶推合龙的施工工艺,研究了相应的施工控制方法及控制标准.这种施工方法有利于增加中跨主梁截面下缘压应力储备,改善在混凝土收缩、徐变及温度作用下的结构长期性能.基于数值模拟,分析计算了结构在顶推作用下的结构特性和控制方法,并确定相应的控制指标、控制原则以及控制标准.     

连续钢构中跨合拢顶推力计算与试验

连续刚构合拢段施工时,由于合拢温度的差异和混凝土收缩徐变产生的影响,均会使主墩和主梁分别产生结构变位和次内力,为了抵消上述因素产生的影响,需要在合拢前对合拢段两端进行顶推施工。顶推施工的关键在于确定合理的顶推力及合拢顶推方案,本文以三跨连续刚构中跨合拢段施工为例,介绍了顶推力设计的原则,并建立了Midas有限元模型对合拢温差及混凝土收缩徐变产生的影响进行理论计算,然后再进行现场顶推力测试效果分析,为同类工程提供参考。     

高墩多跨连续刚构桥合龙技术探讨

为研究有无顶推力合龙对多跨连续刚构桥合龙施工的影响,以三圣特大桥为例,建立5跨连续刚构桥的有限元模型,分别计算施工、合龙温度、混凝土收缩徐变等工况下引起的墩顶水平位移,推导出该桥顶推力的计算公式并得到合理顶推力值,分析在有无顶推力作用下桥梁结构的位移和应力变化。结果表明,顶推力与桥墩的墩顶水平位移线性相关;墩高较高(H≥80 m)时,有无顶推合龙的桥梁都处于安全状态,但不顶推合龙技术能降低施工难度,缩短施工周期,经济效益更为显著。     

北盘江大桥合龙顶推方案研究

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m双幅预应力混凝土空腹式连续刚构桥.该桥结构跨度较大,运营阶段受混凝土部分收缩徐变及合龙温度影响,主墩及次边墩墩顶水平位移较大,对桥墩结构受力较为不利,需在中跨及次边跨合龙前进行水平顶推施工,且2幅桥梁之间在主墩斜腿处存在平联连接,2幅桥梁合龙顶推施工相互影响,与常规2幅相互独立的桥梁顶推施工差异较大.为保证顶推施工中改善各墩的受力状态,以消除各墩墩顶水平位移为原则,分析成桥状态下墩顶位移,确定了合理的顶推量及顶推力.并对2幅独立合龙顶推、双幅同步合龙顶推方案中各主墩的扭转、合龙口标高及顶推量等参数进行对比分析,确定了双幅同步合龙顶推方案较为合理.     

大跨连续梁及连续刚构桥结构行为对比分析

采用解析方法对连续梁和连续刚构两种体系进行了受力及变形分析。刚构体系由于主墩对主梁的约束作用导致墩顶转角减小,结构刚度明显增加,跨中挠度、主梁墩顶及跨中弯矩减小。经过分析可知收缩徐变引起的跨中下挠与恒载作用下的跨中挠度基本成正比,因此刚构体系相比连续体系跨中下挠小。通过数值模拟分析验证了本文解析结论的正确性。     

多跨连续刚构桥合龙方案对墩身内力影响的分析

以临县黄河桥为工程实例,探讨了多孔大跨度连续刚构桥,通过采取改变合龙顺序、在合龙前施加水平顶推力等合龙措施,来控制和减小由降温和混凝土收缩、徐变引起的边墩墩顶位移过大对桥墩的不利影响。     

矮塔斜拉桥中跨合龙施工技术控制

矮塔斜拉桥为多次超静定结构,其后期变形及内力状态受合龙温度和混凝土收缩徐变影响较大。两者一起将使主塔在运营阶段处于偏心受压状态,受力较为不利,且会影响桥梁线形美观,并危及结构安全。为消除由合龙温差及收缩徐变对后期结构状态的影响,在连续刚构合龙时对梁体施加一个水平顶推力,使合龙前各主墩产生一定的反向预偏量,以此抵消上述因素引起的结构位移和二次内力。本文通过介绍南澳大桥中跨合龙施工过程中的平衡重设置、顶推力施加、劲性骨架锁定等关键工序操作要点及实施效果,分析总结了应重点注意事项,为类似工程施工提供参考。     

福平铁路闽江特大桥主桥设计

福平铁路闽江特大桥主桥采用(110+198+110)m预应力混凝土连续刚构桥,主梁采用C60混凝土单箱单室变截面箱梁,三向预应力体系,为适应主梁产生的徐变变形,在箱梁内预留体外预应力钢束张拉条件;主墩采用双薄壁墩与主梁固结,基础采用16根2.8m钻孔灌注桩;主梁采用悬臂浇筑法施工,合龙顺序为先边跨后中跨。采用BSAS4.32软件对主桥进行结构静力计算,并对3种车型通过桥梁时的车桥耦合动力响应进行计算。计算结果表明:该桥在施工及运营阶段的刚度、强度均满足规范要求,桥梁具有良好的动力特性及列车走行性,列车通过桥梁时的安全性和乘坐舒适性均满足要求。     

15跨一联PC连续梁桥支座纵向预偏量设置研究

湖北荆州市楚都大道海子湖特大桥为15跨一联的变截面PC连续梁桥,全长1 434m,主梁采用悬臂现浇法施工,利用挂篮在吊架上逐步合龙。该桥经6次分段合龙施工后才能最终合龙,合龙后梁体在多种因素影响下产生纵向变形,导致桥墩活动支座产生纵向偏移,需对影响支座纵向预偏量设置的各种因素进行研究。利用MIDAS有限元软件建立全桥施工模型,研究预应力、混凝土收缩徐变及温变因素对支座伸缩变形的影响,给出各活动支座预偏量设置值。结果表明:混凝土收缩与徐变对支座预偏量设置的影响最大,宜根据实测弹性模量和成桥10年计算支座的纵向位移;合龙温度偏差对支座纵向位移产生较大偏差;距离固定墩越远,各因素对支座的纵向位移量影响越大;综合考虑各影响因素的影响,A0台和A15台支座预偏量分别为-214.9mm和182.9mm。     

北江特大桥左汊主航道桥多跨合龙施工及流程优化分析

对北江特大桥边跨合龙、中跨合龙、成桥以后的多个阶段进行了有限元模拟,发现施工过程中的顶推力施加不合理等诸多问题。在此基础上进行的优化处理,使得主梁的竖向位移得到了较好地控制,固结墩的侧弯和预应力次效应在墩顶产生的次弯矩数值有明显地减小,固结墩的受力更加均衡。优化施工流程可使施工顺序更加合理,从而为桥梁合龙段施工提供一定参考。     

广州明珠湾大桥主桥中跨合龙技术

广州明珠湾大桥主桥为(96+164+436+164+96+60) m中承式钢桁拱桥,采用双层桥面布置,主梁采用N形三主桁钢桁梁结构。主桥采用斜拉扣挂法、拱梁同步架设;中跨合龙时,拱肋与主梁分别采用"多点同步合龙"与"节点拼装合龙"法进行先拱后梁施工,以提高大桥的合龙效率。通过敏感性分析确定该桥采用26号、29号墩顶、落梁为主,竖向、横向、纵向顶拉为辅的合龙措施调整拱肋合龙口空间姿态。该桥中跨合龙施工中,在边跨采用抗倾覆压重设计,以控制大桥悬臂施工阶段由自重产生的倾覆力矩;在26号、29号墩顶支座处布置顶、落梁及纵移装置,以消除合龙口高差与转角位移,实现精准对位;在拱肋与主梁合龙口设置微调装置,以实现钢梁合龙口间距微调;在27号主墩设置顶推装置,使结构整体纵移0.085 m,实现上、下拱肋同步合龙;主梁合龙节点杆件拼装后,利用吊杆与顶拉装置调节高差与合龙口间距,实现大桥无应力精确合龙。     

水化热和徐变收缩对V形墩系梁应力的影响

针对一种带系梁的混凝土V形墩施工前期温度应力可能导致系梁开裂的的问题,采用空间有限元的分析方法,分别建立系梁分次浇筑及一次浇筑数值模型,根据施工步骤及主要工况分析V形墩系梁温度场及应力场的变化规律,研究徐变收缩与温度耦合作用的效应。研究表明,两种施工方案中,温度及应力仅在合龙段区域差异较大,分次浇筑时,两侧已浇筑的混凝土限制了合龙段的变形,合龙段的拉应力明显增长;徐变收缩与水化热的温度效应是相互影响的,浇筑早期的徐变收缩作用在可以降低水化热产生的拉应力,且温度越高其作用越明显;分次浇筑可减少后期收缩作用在系梁中产生的拉应力。     

结合梁斜拉桥混凝土收缩徐变影响规律

为研究混凝土收缩、徐变对结合梁斜拉桥的影响机理及时效特性,以樟树赣江二桥(主跨400m的双塔双索面半飘浮体系结合梁斜拉桥)为背景进行分析。采用桥梁专业软件RM2006建立全桥有限元模型,对桥梁的时效影响机理、运营期不同构件的时效影响因素及不同结构体系的时效响应进行研究。研究结果表明,对于结合梁斜拉桥,桥面板收缩、徐变产生的主梁截面初始轴向应变是主梁中跨跨中下挠、边跨斜拉索松弛的主要原因,产生的主梁截面初始弯曲应变是主梁负弯矩出现的主要原因。桥面板收缩、恒载下桥面板徐变是引起边跨斜拉索松弛、主梁中跨跨中下挠的主要因素;桥塔收缩、徐变将引起桥塔附近斜拉索松弛,并使主梁产生局部负弯矩峰值。桥塔处竖向支座及辅助墩的设置会对结合梁斜拉桥的时变效应产生一定的不利影响,单纯从该角度来讲,全飘浮体系较其他体系更为合理。