下坞蓟运河特大桥连续梁长束预应力钢绞线施工技术

随着桥梁跨度的增加,预应力钢绞线长度随之增加,长束预应力钢绞线施工质量控制难度加大.本文结合津秦铁路客运专线跨唐津高速公路下坞蓟运河特大桥预应力现浇126 m长连续梁施工,介绍了顸应力钢绞线波纹管定位控制、钢绞线穿束、设备选型、改进预应力钢绞线张拉施工过程,施工实践证明,该方法可以保证长束预应力钢绞线施工质量.     

先简支后连续结构体系桥梁施工过程监测及其仿真分析

以浙江某高速公路跨江大桥引桥的原型桥为例,运用虚拟层合有限单元法,对先简支后连续结构体系的施工过程进行空间仿真分析,系统研究该类结构体系施工过程中的力学特性。认为:首期预应力张拉给预制构件的顶、底板提供了充足的应力储备,保障了连续预应力张拉及后期恒、活载作用下构件的安全;体系转换对构件的应力重分布具有重要的影响;不同的连续端混凝土浇筑和后连续预应力张拉顺序会导致永久支座负弯矩区的压应力储备不同。     

多跨预应力混凝土连续梁桥合龙顺序研究

多跨预应力混凝土连续梁桥属于多次超静定结构,受力状况复杂,选择最优的合龙顺序对桥梁建设至关重要。以宁夏一座8跨公路连续梁桥工程为背景,为得到该桥合理的合龙方案,采用有限元法计算4种不同合龙顺序下全桥的竖向位移、支座纵向位移以及箱梁截面底板下缘、顶板上缘的应力。通过分析这4种合龙方案的优缺点,确定了该桥最理想的合龙顺序为边跨→中跨→次中跨→次边跨,讨论了施工控制中相关注意事项。     

大跨度箱梁桥温度与混凝土收缩徐变耦合效应分析

为准确考虑温度对大跨度混凝土箱梁桥长期力学行为的影响,以帕劳共和国KororBabeldaob桥为例,利用Midas/Civil软件建立分层模型反映箱梁顶板、底板以及腹板的温度差异,采用B3模式计算温度与混凝土收缩、徐变的耦合,深入探讨了该耦合作用对箱梁关键截面预应力损失、挠度以及应力的影响。研究结果表明:温度与收缩、徐变耦合作用使合龙时及合龙18a后主墩顶负弯矩区预应力损失分别增大30.9%和13.5%;使合龙18a后主跨跨中挠度增大47.3%,主墩顶负弯矩区箱梁顶板应力减小40.1%,对底板应力基本无影响;且温度越高,主跨跨中下挠速度越快,主墩顶负弯矩区顶板应力在桥梁运营前期降低越快,在运营后期顶板应力逐渐趋于定值。     

预应力混凝土曲线连续梁桥施工及使用过程时效仿真分析

根据BP-2理论,考虑混凝土的收缩徐变、预应力及其损失等因素的影响,采用按龄期调整的有效弹性模量法和有限单元步进法,编制预应力混凝土曲线连续梁桥的时效仿真分析软件,计算结构在整个施工过程及投入使用后任意时刻任意位置的内力和变形,实现对预应力混凝土曲线连续梁桥施工过程进行实时控制的目的。应用该仿真分析软件对1座3跨曲线连续梁桥的分析表明,混凝土的收缩徐变和预应力对桥梁结构的内力和变形均有较大的影响,而且某些截面的控制内力往往发生在施工过程中而非成桥后。因此对于分阶段施工的预应力混凝土曲线连续梁桥,应该结合实际的施工过程进行相应阶段的内力计算,以确保各个施工阶段的内力值在安全范围内。     

钢梁——连续钢混组合结构的设计研究

以(32 40 32)m连续钢混组合梁桥的计算成果为例,研究钢混结构支座负弯矩区混凝土配筋率、预顶桥梁支座对结构的影响,为类似结构设计提供参考。     

预应力混凝土连续箱梁R型槽口局部应力计算分析

对预应力混凝土连续箱梁支点负弯矩区预应力钢束的锚后拉应力进行了整体和局部计算分析，结合施工量测结果，揭示了预应力混凝土梁槽口局部应力的分布状态。     

多联大跨度预应力混凝土连续梁桥合龙顺序对成桥状态的影响分析

合龙顺序是多联大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制的关键因素,对梁桥成桥状态影响较大。本文以一座9跨预应力混凝土连续梁桥施工为背景,利用MIDAS/Civil建立空间有限元计算模型,通过模拟悬臂浇筑施工过程,对比不同合龙顺序对成桥线形、支座预偏量、截面最大应力的影响,从而得到最优合龙方案。     

徐变对大跨度预应力混凝土连续箱梁桥施工线形控制的影响

徐变对大跨度预应力混凝土连续梁结构变形和内力的影响不容忽略。基于混凝土徐变预测模型,分析C50混凝土徐变系数的变化规律,得出适合于桥梁监控的预测模型,并对一简支梁进行验证,计算结果与实际工程结果较吻合。在此基础上对京沪高铁跨秦淮河特大桥进行施工监控,依据该桥的施工监控方案,对各个施工节段的标高进行测量与控制,该桥的标高监控实践表明:徐变对桥梁结构影响较为显著;GL2000模型、ACI-209R模型和我国04规范具有较高的精度,可满足施工线形达到设计线形要求。     

弹性支承块式轨道桥梁结构地震响应分析

为研究弹性支承块式轨道结构对地震作用下桥梁结构位移、内力的影响,以某3跨预应力混凝土连续箱形高架轨道桥为例,利用Midas Civil软件建立考虑和不考虑具体轨道结构形式的高架轨道桥梁有限元模型,分析典型地震波作用下该高架桥梁的地震响应。结果表明:考虑具体轨道结构形式模型的连续梁桥主梁的位移、跨中正弯矩、支点负弯矩及支座处剪力均明显小于不考虑轨道结构形式模型的相应值,对主梁结构来说,设计中不考虑轨道结构形式是一种偏安全的设计方法,而考虑轨道结构模型的桥墩墩顶位移可能大于不考虑轨道结构形式模型的相应值,为安全起见,在进行轨道桥梁桥墩的抗震设计时应当考虑具体轨道结构形式的影响。     

预应力混凝土连续刚构桥施工监测与仿真分析

预应力混凝土连续刚构桥有其自身的结构特点和施工技术,结合河南水磨湾大桥工程实例,探讨了预应力混凝土连续刚构桥的施工监测与仿真分析方法。通过建立有限元仿真分析模型,分析了预应力损失以及混凝土收缩徐变对箱梁应力状态的影响,计算了桥梁各个施工阶段应力和变形状态,与施工现场的实测数据进行了对比分析。经分析比较,可知对箱梁各节点不同施工阶段应力路径影响比较大的荷载有:施工荷载包括重力、挂篮、混凝土湿重等;预应力钢束一次张拉荷载;收缩一次作用以及徐变一次作用。施工荷载和预应力钢束张拉对顶、底板节点的影响是相反的,而其他荷载对它们的影响是同向的。得出了桥梁关键部位在荷载作用下随施工阶段的应力变化路径和挠度,使悬臂施工的梁桥达到了设计要求的合理成桥状态,总结了施工监控的规律。     

非对称超大跨度单线连续刚构设计与研究

研究目的:以新建铁路兰州至重庆线广元至重庆段的重点控制性工程朝阳嘉陵江右线大桥为例,对非对称超大跨度单线连续刚构的结构形式、结构受力情况、施工方法等进行具体分析和研究,为类似桥梁设计和施工提供参考。研究结论:(1)在桥墩设计时,采用纵向直坡,横向变坡的双壁墩,在保证结构有足够横向刚度的前提下可有效降低结构的纵向刚度,满足大跨连续结构的受力要求;(2)取消双薄壁中的横联,可使结构更轻盈美观;(3)在梁部设计时,优化纵向预应力的布置,取消腹板上弯束,依靠纵向预应力钢束和竖向预应力钢筋可克服主拉应力,避免大跨结构腹板的开裂。     

顶板短束在城市小半径曲线梁桥中的应用

研究目的:在设计小半径曲线梁桥时,由于周期紧,经常习惯的布置通长预应力钢束,这样虽然可以节省设计时间,但是这种布束方式会造成曲线内外侧受力不均匀,造成材料浪费。本文以北京市广渠路五环立交一半径R=54.5 m的预应力混凝土匝道桥为工程实例,分别按照预应力通长束以及"长束+短束"布置,利用MIDAS/Civil分别对于两种布束方式建立三维杆单元模型,讨论不同布束方式下结构内外侧支座反力、扭矩及扭转应力、有效预应力及结构经济性方面的差异,为设计提供参考。研究结论:通过本文的研究可知,正确的布束方式应该是"长束为主、短束为辅",合理的预应力布束方案可以有效地改善结构的受力情况,减小结构的变形,使曲线内外侧支座反力均匀,降低预应力损失并提高结构的经济性。     

朔准黄河桥极限承载力分析

研究目的:大跨度钢管混凝土拱桥以其特有的自重轻、强度大、抗变形能力强、施工方便和外形美观等优点,被大量地的用于桥梁结构中。本文以一座在建360 m钢管混凝土拱桥为例,采用通用程序ANSYS建立该桥的空间有限元计算模型,分别对该桥进行裸拱状态和考虑拱上建筑共同作用状态下的特征值屈曲稳定性分析、考虑几何和材料双重非线性的极限承载力分析,并对计算结果进行比较分析,给出拱桥极限桥承载力计算的一般性方法。研究结论:(1)考虑拱上结构的特征值屈曲分析结果最小值为13.477,裸拱的特征值屈曲分析结果最小值为6.673,均大于规范要求的4～5,拱肋截面满足面内和面外的稳定性要求;(2)拱桥极限承载力计算结果最小值为2.252,表明在双重非线性及结构初始缺陷的影响下,主力工况下,全桥结构的安全系数为2.252,满足考虑结构的非线性影响弹塑性稳定安全系数不得小于2的要求,结构设计合理;(3)拱上墩柱等拱上结构对全桥的计算刚度有较大的贡献,但对全桥的极限承载力影响较小;(4)特征值屈曲分析结果是非保守的计算结果,在实际结构设计过程中,必须考虑双重非线性及初始缺陷等对结构极限承载力的影响。     

预应力锚索抗滑桩结构优化

在对各种抗滑桩支挡结构的适用条件进行系统研究的基础上,进行传统锚索抗滑桩的结构优化。研究表明,在桩身弯矩峰值处加设锚索约束,可减小桩身弯矩。运用有限元计算方法进行单锚点预应力锚索抗滑桩的内力计算,按照"削峰填谷"的思路,在桩身弯矩峰值处加设第2个锚点,并在得到的二锚点预应力锚索抗滑桩的桩身弯矩峰值处加设第3个锚点,在此结构形式的基础上,上下移动第2和第3锚点位置,直至桩身弯矩峰值最小,找出最合理的锚点位置。在同等滑坡推力作用条件下,优化后的三锚点抗滑桩比普通抗滑桩节省工程造价33%,比单锚点抗滑桩节省10%。对于厚层大型滑坡,多锚点预应力锚索抗滑桩有着更好的推广和应用价值。     

大连轻轨三号线续建工程普通梁型方案选定

研究目的:以大连轻轨三号线续建工程高架桥为例,研究了梁型方案的比选,以更好地满足桥梁景观设计、工程造价经济合理等方面的要求。研究方法:针对大连地区的地质、地形条件,通过比选的方法,对普通地段桥梁梁型方案,从结构形式、结构体系、材料、施工方法、综合指标等方面进行了探讨研究。研究结果:从受力特点、施工周期、景观效果、施工对环境的影响、经济的合理性以及材料的耐久性等方面综合考虑,确定适合大连地方普通地段的轻轨梁型。研究结论:通过对各种梁型方案的论证,大连轻轨三号线续建工程采用(3~5)-25 m单箱单室预应力混凝土连续箱梁,施工方法采用支架现浇法。     

宽桥面挂篮设计与悬灌施工技术

研究目的：挂篮施工方法是悬臂施工中的一种主要施工方法。挂篮作为悬臂施工的承重结构,挂篮设计的合理与否关系到整个桥梁的施工质量。 研究方法：本文针对某预应力混凝土矮塔斜拉桥（主桥桥面宽度27.5 m,单箱三室结构，最大梁段长4 m），结合工程实例，介绍了宽桥面挂篮的设计方案，施工工艺及效果，重点介绍了挂篮的构造、挂篮的安装以及挂篮的行走过程。同时对悬臂施工中的主要施工工艺，挂篮施工中的注意问题进行了详细的阐述。 研究结论：工程实践表明，该挂篮设计合理，能够满足工程的要求，对同类的桥梁有一定的借鉴意义。     

100m跨连续梁高支架设计与施工

黑石大桥第三联为66/60m+100m+66/60m变截面预应力混凝土连续箱梁,最高墩高38.5 m。为保证高墩大跨度桥梁现浇梁的施工安全与质量,支架采用螺旋钢管+贝雷桁架+碗扣式脚手架组合支架设计,通过对组合支架结构进行优化组合,确定了一个经济合理,安全可靠的支架方案。实践证明,该支架设计可为同类桥梁施工提供参考经验。     

1-80m混凝土系杆拱有限元分析研究

研究目的:贵广铁路黄沙河桥采用1-80 m预应力混凝土系杆拱桥,系国内最大跨度的预应力混凝土系杆拱桥(混凝土拱肋),其箱宽较宽,采用单向多室结构。有效宽度、边中腹板厚度比例等均没有规范依据可查,横向环框简化计算模型没有相关的依据。本文利用midas FEA软件对80m系杆拱桥进行实体计算分析,确保结构安全,并对结构尺寸、钢束布置等进行一些探讨。研究结论:梁部的混凝土应力处于合理的水平,结构安全可靠;拱脚位置梁体正应力横向分布不均匀,远离拱脚的梁体截面正应力分布较为均匀;多腹板以及密横隔板形成的纵横向隔板体系增强了梁部结构整体性,箱梁横向位移差最大值仅仅为0.51 mm;设置拱脚竖向预应力能够有效减少拱脚与梁体交界面混凝土的主拉应力,增强交接面的抗剪能力,是必须的。     

基于双层永久衬砌结构的桩基托换施工力学行为研究

以西安地铁1号线矿山法区间下穿太平河桥工程为背景,运用有限元方法分析研究基于双层永久衬砌结构的桩基托换体系的施工力学行为,并论证超前注浆预加固地层的效果。研究结果表明:基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系安全可靠、环境影响小,可为后续类似桩基托换提供宝贵的借鉴和参考;桥桩托换段桩基出露施工环节对桥跨结构的沉降变形影响较大,是衬砌结构洞内托换群桩基础的关键工序,故施工过程中应予以重点关注;基于双层永久衬砌结构的桥梁桩基托换体系在完成承载体系的有效转换后托拱结构节点处产生明显的应力集中现象,因此应适当加厚桩基托换节点处结构厚度并增加配筋量以满足结构安全要求;桩基托换施工过程中桩基开挖暴露长度愈短,托换体系施工引起的桥跨结构沉降变形及桩基托换节点区域主应力值愈小;洞内预注浆加固能够显著降低桥跨结构沉降变形及托拱结构受力,从而确保隧道修建时桥梁结构的安全性。