斜拉桥钢箱梁施工过程有限元分析

以厦漳跨海大桥主桥钢箱梁的架设过程为背景,通过对钢箱梁节段的有限元计算,优化了安装吊点,将原来的少点数、应力集中情况优化为多吊点、应力分散的良好架设安装状态;对钢箱梁吊装梁段的自振特性进行研究,以指导施工过程中使用具有振动现象的机械设备;分析计算桥面吊机附近瞬态工作最大应力,以掌握施工中最不利工作应力,确保安全施工.     

基于稳定性分析的开口钢箱梁吊装施工参数分析

为探讨钢箱-混凝土组合梁桥开口钢箱梁在吊装施工时的稳定性问题,采用有限元软件分析了吊点间距、吊索与钢箱梁平面的夹角等施工参数,钢箱梁宽跨比、高跨比、腹板厚度、横隔板数量等结构参数对吊装过程中开口钢箱梁的稳定性影响。计算结果表明,吊点间距越小或夹角越小,开口钢箱梁更易发生整体失稳,吊点间距越大或夹角越大,开口钢箱梁更易发生局部失稳;较优的夹角为50°,吊点间距为0. 8L;增加横隔板数量以及增大腹板厚度会提高开口钢箱梁的稳定性。     

钢箱拱卧式平吊过程中的局部受力分析

针对地形相对平坦的地理条件,重庆笋溪河大桥采用半跨钢箱拱肋整体预制和吊装合龙的施工方法,该文对吊装方案进行了比选,分析钢箱卧式平吊过程中吊点处钢箱局部受力特性,分别对钢箱吊点处不设置加强钢板和设置加强钢板建立有限元模型分析钢箱局部变形和应力状态;分析设置加钢板钢箱局部受力的传递特性.得出钢箱设置加强钢板吊装时变形很小、钢箱受力均匀,更能满足钢箱卧式平吊方案.     

高塔大跨度横梁施工关键技术

飞云江跨海特大桥索塔中横梁施工采用牛腿托架配合横梁钢筋骨架整体预制节段拼装技术。文中对牛腿托架结构采用Midas进行仿真计算,对各杆件受力情况进行计算复核;对横梁钢筋整体预制分段拼装施工方法进行了详细说明。通过与传统高塔大跨度横梁施工对比,发现横梁采用牛腿托架配合钢筋骨架整体预制拼方法施工在安全、质量和效益方面都有大幅提升,为类似高塔大跨度横梁施工提供相关经验。     

箱梁预制节段吊装过程吊点应力研究

箱梁预制节段拼装施工技术、体外预应力技术和先进架桥设备技术的完善和标准化,使我国箱梁预制节段拼装施工技术得到快速发展。以苏通大桥75m预应力混凝土连续梁箱梁预制吊装施工为例,对预制节段吊装进行受力分析。将吊装过程分为加速阶段、减速阶段、平稳阶段,重点研究加速阶段与平稳阶段的吊点应力,得出吊点应力随起吊加速度变化的规律。     

分离式钢箱梁不同横梁构造方案计算和比选研究

分离式钢箱梁逐步在大跨度悬索桥和斜拉桥中得到应用。针对分离式钢箱梁的连接横梁相对薄弱、构造复杂等特殊性,采用有限元软件ANSYS建立空间有限元计算模型,研究对比不同横梁构造方案的详细受力情况。通过计算分析,掌握分离式钢箱梁受力性能,使结构处于安全的受力状态,从而达到优化设计的目的,为同类桥梁设计提供参考。     

大跨悬索桥加劲梁吊装过程强静风安全性研究

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688 m双塔双跨钢箱梁悬索桥,加劲梁采用跨缆吊装法施工。为确定强静风作用下加劲梁吊装过程中的危险阶段及提高静风安全性的措施,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,采用非线性静风分析方法分析各施工关键阶段加劲梁的内力和位移响应,针对较高风险阶段提出安全措施。结果表明:合龙前大悬臂阶段和合龙后尚未刚接阶段为加劲梁吊装过程中的两大高风险阶段;提高临时连接件刚度可在一定程度上降低临时连接件的应力水平,使全桥的临时连接件受力更加均匀;但对于合龙阶段应力较高的塔根处,仅提高临时连接件刚度已无法满足强度要求,断开合龙处连接、采用柔性索将梁段和桥塔相连,可有效降低全桥临时连接件应力水平,限制梁端位移。     

大跨度悬索桥钢箱梁吊装精细化分析

钢箱梁吊装是悬索桥施工的一个重要工序,吊装过程中结构的内力和变形变化显著,为保证施工过程安全,以武汉阳逻长江大桥为例,建立考虑索鞍接触、双吊索、梁段连接等实际构造特性的精细化有限元模型,分析钢箱梁吊装过程中结构的变形及钢箱梁吊装过程中主索鞍的顶推工艺。分析可知:钢箱梁底板开口距在吊装前期较大,后期逐渐减小;吊装过程中,钢箱梁线形从明显的凹曲线,逐渐转变为凸曲线并最终达到设计线形;吊装过程中跨缆吊机需设置最小预偏量;同一吊点内、外侧吊索存在的拉力差随着吊装进行不断减小。     

桃花峪黄河大桥吊杆-主梁锚固区受力分析

桃花峪黄河大桥主桥为主跨406m的大跨度钢箱梁自锚式悬索桥。该桥吊杆-主梁锚固区采用锚箱式锚固结构,由布置在钢箱梁腹板外侧的锚固板、承压板及加劲板等组成,板杆空间交错,受力复杂。为验证该桥锚固区受力的合理性,采用ANSYS建立主梁空间节段有限元模型,对锚固区各板件的受力状况、锚固板件与箱梁外腹板焊缝受力特性及吊杆索力的扩散规律进行了分析,得到锚固区的受力特性。结果表明:吊杆索力通过锚头锚圈、垫板、承压板、锚固板、主梁腹板传递扩散到整个钢箱梁断面;锚固区各板件应力均满足规范要求,结构受力合理且应力在各板件间传递流畅。     

单主缆悬索桥钢箱梁顶推过程结构力学性能分析

某单主缆地锚式悬索桥加劲钢箱梁采用多点多台步履式顶推施工方案,在顶推过程中,钢箱梁、导梁和临时支墩的变形和受力变化,以及墩顶支撑位置处钢箱梁的局部应力情况应予关注,避免因钢箱梁底板发生局部屈服而影响结构安全和后续顶推工作。文中通过运用有限元软件分别进行整体和局部模拟计算分析,对顶推施工进行合理地指导。监测结果表明,顶推过程中钢箱梁顶推线形与理论计算线形吻合较好,临时结构未出现失稳状况。     

申江路立交大跨径钢箱梁吊装施工控制

吊装拼装是钢箱梁施工中的关键环节,以上海中环线申江路立交钢箱梁为例,分析了在场地条件和施工条件受限时,钢箱梁分段的划分、临时支墩设置、中央分段和侧边翅膀分段的定位和安装,以及不同分段搭载时的施工控制要点,并通过增设副吊点,改变主副吊点受力大小,解决吊装时产生的挠度变形差异,可为同类工程提供借鉴。     

斜拉桥扁平钢箱梁混合有限元分析

斜拉桥扁平钢箱梁是空间复杂受力的结构体系,是设计的关键部位。文章利用六自由度的梁单元和壳单元模拟斜拉桥中不同位置扁平钢箱梁,形成混合有限元。利用该方法对某钢箱梁斜拉桥进行整体受力计算,得到钢箱梁各板件的应力,分析了钢箱梁顶板应力在横桥向的不均匀性,并与常见的板壳有限元节段模型计算结果进行比较,验证了该方法的实用性与可靠性。     

深中通道中山大桥主桥超宽大节段钢箱梁吊装匹配技术

深中通道中山大桥主桥为主跨580 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用流线型扁平钢箱梁,梁宽46 m(含风嘴),主梁共划分69个节段,标准段长18 m、最大吊重约429 t,采用桥面吊机双悬臂吊装。由于钢箱梁节段自重大、宽度较大、横桥向竖向刚度较小等,在桥面吊机悬臂吊装过程中,会出现钢箱梁匹配面高差过大(最大约63 mm)的问题。为解决该问题,实现梁段精确匹配安装,提出3种钢箱梁吊装匹配方案：“门架+拉索”方案、“牛腿反力架”方案、“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。经有限元仿真分析综合比选,最终选择“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。该方案以箱梁竖腹板为定位点,提前焊接一字梁,采用法兰连接后锁定待拼梁段,部分焊接拼接面内箱梁形成C形焊缝;通过提前挂索并张拉部分斜拉索,减小匹配面已拼梁段横桥向竖向变形,达到箱梁匹配要求。施工中采取了匹配高差调节、局部应力控制、拼接缝宽控制等关键技术,最终将该桥钢箱梁匹配面高差减小至9.8 mm以内,钢箱梁局部应力可控,斜拉索初张过程中钢箱梁应力增量小于10 MPa,且各箱梁节段拼接缝宽可控制在1 cm以内。     

某钢箱梁悬索桥加固方案设计与分析

在大跨度钢箱梁悬索桥建设发展初期,设计和施工理念的不完善,造成在部分悬索桥运营过程中钢箱梁发生开裂现象,影响桥梁的安全运营。以某座主跨为1 108 m的单跨钢箱梁悬索桥为例,采用有限元软件ANSYS板壳单元建立该桥节段静力分析模型,得到开裂位置精细化受力分析结果,明确了钢箱梁开裂原因。在此基础上,提出了3种加固措施,并对3种措施进行了方案组合,结果表明,当3种措施同时作用于钢箱梁上时,可以有效地减小开裂处的应力,从而达到加固处治效果。     

不同预制方式下大跨度组合梁桥受力性能分析

为了明确整体预制大跨度π形钢混组合梁与分离预制组合梁的受力性能,结合实际工程,采用板壳-实体有限元方法,计算了两种大跨度组合梁受力性能。计算结果表明：在成桥阶段整体预制组合梁的钢梁应力比分离预制组合梁的小很多,两种组合梁钢梁上缘的最大压应力分别为84.3 MPa和229.0 MPa,下缘的拉应力分别为167.3 MPa和196.0 MPa,两种组合梁中支点处混凝土上缘应力基本相同。钢梁在成桥十年时,两种组合梁钢梁上缘的最大拉应力增量分别为88.1 MPa和-4.0 MPa。整体预制组合梁的混凝土最大拉应力为分离预制组合梁的0.67倍。另外,在施工效率和施工质量方面,山区建造大跨度组合梁桥采用整体预制方式具有明显的优势。     

大跨度砼拱桥拱肋吊装施工控制

对于大跨度拱桥,拱肋架设是桥梁施工中难度最大、风险最大的关键性工序,必须对整个架设过程进行严格控制。文中结合湖南省湘西自治州吊井岩大桥施工监控实践,介绍了大跨度拱桥拱肋吊装施工控制的结构仿真计算及关键技术。     

崇启大桥大节段整体吊装技术研究

崇启大桥主桥钢箱梁采用大节段整体吊装架设方法,由于梁段超长、超重,需2台大型浮吊进行抬吊。根据现场水文环境条件,对吊装设备进行选型研究;对吊重、吊高和吊幅进行严格核算;吊装中采用新型自平衡式吊索具结构形式,确保各吊点力均衡;对吊点进行优化设计,针对大节段吊装,用Ansys建立大实体仿真模型进行有限元分析,确保大节段吊装时钢箱梁结构的安全性。     

崇启大桥大节段整体吊装技术研究

崇启大桥主桥钢箱梁采用大节段整体吊装架设方法,由于梁段超长、超重,需两台大型浮吊进行抬吊。根据现场水文环境条件,对吊装设备进行选型研究;对吊重、吊高和吊幅进行严格核算;吊装中采用新型自平衡式吊索具结构形式,确保各吊点力均衡;对吊点进行优化设计,针对大节段吊装,用ansys建立大实体仿真模型进行有限元分析,确保大节段吊装时钢箱梁结构的安全性。     

顶推施工中波形钢腹板PC组合梁整体受力性能分析

波形钢腹板PC组合梁在成桥状态下的受力与顶推施工中的受力有较大的不同,为了明确箱梁顶推施工过程中受力性能,以国内第一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板PC组合梁为例,采用板壳实体模型详细计算了组合梁在顶推过程中各个部分构件的受力特性。揭示了箱梁不同位置处截面上顶底板混凝土的应力变化规律、支墩反力变化情况和梁体的变形等,可供分析计算同类桥梁结构受力参考。     

港珠澳大桥深水区非通航孔桥大节段钢箱梁施工全过程控制

港珠澳大桥深水区非通航孔桥为110m跨连续梁桥,主梁为等截面钢箱梁,宽33.1m,高4.5m。该桥钢箱梁采用大节段逐跨吊装施工,为了确保最终的成桥线形满足设计要求,在大节段钢箱梁制造阶段,基于梁段的真实重量准确计算了无应力制造线形,同时合理布置支墩,使大节段钢箱梁组拼时处于近似无应力状态;在吊装阶段,保持大节段钢箱梁吊装、搭接平稳,确保钢箱梁和临时牛腿结构安全;在安装阶段,考虑制造误差、体系转换及温度等因素,控制钢箱梁的梁长,合理地设置支座预偏量,并选择在温度平稳的时段内进行大节段钢箱梁的匹配。通过对大节段钢箱梁施工的全过程控制,首联钢箱梁线形实测值与理论值的误差控制在13mm之内,桥梁线形控制取得了良好的效果。