宽幅短线预制混凝土箱梁横向预应力分次张拉研究

大跨径混合梁斜拉桥边跨混凝土梁常采用短线预制拼装法施工,施工过程中有多次体系转换。为确保施工过程中的安全和节段间的顺利拼接,以石首长江公路大桥主桥北边跨(75+75+75)m混凝土梁为对象,分析宽幅短线预制混凝土箱梁施工阶段以及成桥恒载状态下横向受力与变形,确定横向预应力分次张拉时机和控制目标,采用MIDAS Civil建立梁段有限元模型,根据施工阶段应力和位移结果确定合理的横向预应力张拉方案。研究结果表明,宽幅短线预制混凝土箱梁施工过程中以横向受力为主,且多次体系转换,横向预应力须分次张拉到位;横向预应力分次张拉方案由位移和应力双控,横向预应力分次张拉的次数和时机在保证安全和顺利拼接的基础上可根据施工特点进行优化,预应力张拉束数和张拉力百分比可结合工期要求和预应力施工的便利性来进行考虑。     

石首长江公路大桥短线法预制PC主梁设计研究

石首长江公路大桥主桥为主跨820m的双塔不对称混合梁斜拉桥。中跨和南边跨采用钢箱梁,北边跨采用预应力混凝土主梁。结合场地水文和地质特点、宽幅大截面箱梁抗裂和质量要求,PC主梁采用"地面预制+支架存梁"的短线法预制拼装施工方案。主梁纵向体内预应力采用大直径优质合金高强钢棒预应力体系,配套采用体内+体外束预应力设计。通过采用地面预制的施工方案、构造优化和横向预应力多次分批张拉、混凝土的配合比及温控养护措施,在宽幅、大截面箱梁的匹配预制精度控制、裂缝控制上取得了预期效果。北边跨预制PC梁胶拼成跨,不设湿接缝,通过无应力长度参数和梁段间竖向转角参数的精度控制保证成桥线形。北边跨PC主梁预制精度、工程质量和拼装线形达到了设计预期。     

短线拼装法施工的宽幅多节段混凝土箱梁的预制控制

采用短线拼装法施工的宽幅多节段混凝土箱梁的预制施工比常规连续箱梁预制节段施工复杂,控制难度和精度要求更高。该文以石首长江公路大桥北边跨的预制施工为工程背景,详细介绍了宽幅混凝土箱梁预制施工中的无应力线形控制和滑移、起吊、存梁施工中的安全控制,通过无应力制造线形控制最终成桥线形,通过横向预应力的分次张拉控制多次体系转换过程中的梁体安全。工程实践表明:采用短线拼装法施工宽幅多节段混凝土箱梁是可行的,既能保证预制线形也能保证拼装前梁体各工序的安全。     

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。     

淮北相王支座体系无背索斜拉桥设计

淮北相王大桥桥面很宽,总宽达45m,横向需设置2个混凝土斜主塔柱,主梁采用宽幅多箱室混凝土梁,加之下塔柱较矮,温度和收缩徐变等作用力较大,通过主梁和主塔墩支座连接,很好地解决了主桥各种受力要求,降低了工程造价。同时采用主动施顶的施工新法,有效地解决了斜塔施工的诸多难题。本桥为国内外首次创造性地采用支座体系宽幅多箱室混凝土主梁无背索斜拉桥。     

荆岳长江公路大桥南边跨主梁施工技术

结合荆岳长江公路大桥工程实践,介绍南边跨主梁短线匹配预制、逐段拼装的施工工艺及施工技术,并运用有限元软件ANSYS对主梁运输、拼装阶段进行受力分析。结果表明:预应力混凝土宽幅箱梁采用分段预制、匹配制造、逐段拼装的方法施工,可以提高混凝土施工质量,减小混凝土受力期间的收缩、徐变变形,降低宽幅箱梁开裂的可能性;南边跨主梁运输、拼装过程中临时支座竖向相对位移控制在1cm内,主梁应力满足规范要求。     

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。     

现浇箱梁横梁计算分析研究

对现浇箱梁的安全验算,主要包括主梁和横梁两部分内容。当然,最精确的计算方法是空间有限元实体单元计算方法。但对桥梁设计人员而言,空间有限元实体单元计算方法费时又费力,往往计算效率很差。将现浇箱梁分为主梁和横梁两个部分计算,即:将空间三维物体简化为平面二维物体,然后用平面杆系分别计算纵向主梁和横向横梁。但是,对于横梁计算,计算参数(主梁传递的剪力分布等)的取值不同,配筋结果往往有很大出入。通过工程实例深入研究了横梁的受力特性(ANSYS空间实体单元),并且根据横梁受力特性选定了最为稳妥的横梁简化计算方法。     

预应力混凝土斜拉桥主梁边箱足尺模型试验

滨州黄河大桥主桥是3塔预应力混凝土斜拉桥,主梁是预应力混凝土箱梁。主梁标准段采用带分离式双边箱截面形式,两边箱之间由桥面板和横隔梁相连,横隔梁结构设置了横向预应力钢束。采用空间有限单元法,建立主梁标准节段的计算模型,对主梁边箱在横向预应力作用下的受力特性进行分析。通过标准梁段足尺模型试验,观测试验模型测点的应变以及模型表面混凝土裂缝的情况。     

超宽钢箱梁横向应力与变形研究

以广东佛山平洲水道跨东平水道特大桥为背景,针对超宽幅钢箱梁运用空间有限元方法建立有限元板单元模型,对钢箱梁桥面板关键施工阶段及成桥后的横向应力与变形进行分析,揭示其横向应力与变形分布规律;与平面梁单元应力计算结果进行对比,分析超宽幅钢箱梁结构计算时采用平面梁单元与实体板单元的差异,建议采用空间有限元方法计算钢箱梁横向应力。     

斜拉索索力作用下不同形式混凝土主梁受力特性研究

为了解斜拉桥悬臂施工阶段,斜拉索索力作用下主梁的应力分布规律,结合圣维南原理,以宽幅混凝土主梁斜拉桥常用的3种主梁为研究对象(Π形实体边主梁、PK箱形主梁以及箱形中央索面主梁)。采用仿真计算方法,对合龙前最大悬臂施工阶段下,悬臂端索力对主梁的空间受力状态进行分析,归纳出不同形式主梁混凝土斜拉桥应力分布特点。结果显示:主梁应力分布的顺桥向影响范围均近似为1个梁宽,索力对不同形式主梁的传递角度均可取26°;建议大跨度宽幅斜拉桥采用PK箱形;对于中央索面斜拉桥主梁翼缘可以滞后1～2个节段浇筑,降低翼缘的剪力滞效应,提高施工效率。     

泉州湾跨海大桥主桥主梁施工技术

泉州湾跨海大桥主桥为(70+130+400+130+70)m双塔结合梁斜拉桥,主梁为PK钢-混凝土结合梁,主梁单幅含风嘴宽27.41 m,梁高3.5 m。该桥主梁采用整梁段悬臂拼装架设,梁段之间采取"干拼法"连接,U形钢箱梁之间采用全焊接连接,在混凝土顶板之间涂抹环氧胶并施加预应力连接。该桥主梁施工主要包括预制拼装和架设两个阶段,在预制拼装阶段,采用钢桁架方案实现了主梁梁段反拱;在架设阶段,通过对梁段空中姿态预控,以及混凝土板上、下临时预紧力配合进行梁段纵向高程调整,在混凝土顶板间设置钢板垫块进行轴线偏差调整,通过设置湿接缝调整里程偏差,中跨采用配切合龙。采用"干拼法"施工,该桥合龙后,梁顶高程偏差小于5mm,满足设计要求。     

基于杆梁混合单元的系杆拱桥稳定性分析

进行预应力系杆拱桥稳定性分析时,系杆内的预应力不易于在梁单元中进行精确模拟.为找到一种易于为工程设计人员掌握的计算方法,采用梁单元模拟混凝土,采用杆单元模拟钢筋,通过建立杆梁单元约束方程模拟混凝土与钢筋的共同受力.为验证该方法的正确性,同时采用Solid65和Link10单元建立系杆梁实体模型作为校核.分析结果表明,基于混合单元建模得到的系杆梁变形与用实体单元建模得到的系杆梁变形基本一致,可以用于系杆内的预应力模拟.将此杆梁混合单元应用于和孚人行天桥的稳定分析,得到的稳定系数同变形情况与其他软件计算结果基本一致.     

Computation Method of Live Load Effect of Simply-supported Steel-concrete Composite Box Girder Bridge

为准确计算多梁式宽幅钢-混凝土组合简支箱梁的活载效应,基于Bredt扭转方程推导了钢-混凝土组合箱梁的抗扭刚度计算公式,研究了偏心压力法、刚接板法2种现行横向分布算方法对于该类桥梁的适用性,并与梁格法以及ABAQUS三雏数值仿真的结果进行了对比分析.数值计算结果表明:计算边主梁的活载效应时,修正偏心压力法计算结果与空间实体有限元的结果相比偏于安全;计算中主梁的活载效应时,刚接板法与空间实体有限元结果吻合较好;梁格法也是一种较精确的计算方法.在进行此类桥梁的设计中,采用考虑横向分布系数的半解析算法仍然是可行的.     

20m预制宽幅预应力空心板连续端部裂缝分析及处理

通过空间建模有限元分析20 m预制宽幅空心板端部预应力张拉各种施工工序,得出空心板端部顶、底板三向应力值;分析空心板施工过程中可能出现的各种不利情况,根据梁板受力特点,提出防治20 m预制宽幅空心板连续端部裂缝防治措施。     

云阳长江公路大桥施工控制

结合云阳长江公路大桥的施工监控实践,简述了该桥施工控制结构分析方法、施工控制体系和施工控制正装计算各标准梁段4个施工工况的划分。详细论述了主梁悬臂施工立模标高的确定方法,并给出了主梁悬臂施工立模标高的计算公式,同时阐述了受温度、结构体系转换、施工荷载、混凝土在施工阶段的收缩徐变以及挂篮的非力学因素变形等因素影响后的主梁施工梁段立模标高修正值的确定方法。简述了该桥索力测试与索力调整方法、截面混凝土应力测量方法。施工控制结果表明:成桥后主梁线形平顺,索力与主梁内力控制在了允许的范围内。     

大跨曲线斜拉桥Π形主梁分析方法研究

为获得适用于大跨曲线混凝土斜拉桥Π形主梁受力分析的实用方法,以刚果共和国布拉柴维尔滨河大道桥为研究对象,综合考虑施工过程中新梁段的浇筑、预应力筋张拉、混凝土收缩徐变等影响,分别采用梁-板混合有限元法及杆系有限元法建立空间有限元模型,对斜拉索索力、支座反力、主梁内力进行计算对比。结果表明:曲线斜拉桥主梁"弯扭耦合"效应明显,由此导致的边墩支座脱空问题应引起重视;梁-板混合有限元方法能够反映实际工程的主要力学行为和特点,特别适合空间复杂受力的Π形截面曲线梁的受力分析。最后通过缩尺模型试验,验证了该方法用于实际桥梁受力分析的可行性。研究结果可为大跨Π形主梁曲线斜拉桥的设计及施工提供参考。     

独塔非对称斜拉桥π梁温度监控及受力分析

斜拉桥属于超高静定结构,受力较为复杂,为研究混凝土水化热反应时间规律及张拉横向预应力钢束对混凝土π梁的影响,在吉林某斜拉桥施工过程中进行30d的温度监控,同时在张拉横向预应力钢束时,进行标高及应变的监测,得出π梁各部分混凝土水化热反应规律以及张拉横向预应力钢束会引起主梁起拱的结论,笔者运用Midas/Civil 2013进行建模分析,提出解决方案,较好地解决了主梁温度场效应引起裂缝和起拱引起主梁脱架的安全问题。     

短线法预制拼装施工线形控制影响参数分析

嘉绍跨江大桥北岸水中区引桥为十三联70 m等跨连续刚构桥,主梁为单箱双室斜腹板箱梁,采用短线法预制拼装施工。为了保证主梁预制与拼装的精度,采用有限元软件分析梁段自重、梁段刚度、预应力张拉控制应力、管道摩擦系数、预应力筋松弛系数、存梁天数、施工荷载及温度等参数对主梁预制线形与单个"T"构最大悬臂状态线形的影响敏感性。结果表明:影响预制线形的主要因素是梁段自重和预应力张拉控制应力;影响单个"T"构最大悬臂状态线形的主要因素是施工临时荷载和梁段自重。     

澜沧江大桥叠合梁起吊吊具设计与施工应用

澜沧江大桥主桥设计采用钢混叠合梁斜拉桥结构形式,叠合梁单元采用缆索吊机系统进行吊装施工。受桥位场地地形条件制约,钢主梁单元拼装场和混凝土桥面板单元预制场仅能设置在桥位单侧,考虑到叠合梁单元的桥位异步吊装施工和单侧起吊施工组织要求,在缆索吊机下增设起吊吊具。以澜沧江大桥叠合梁吊装施工为依托,从起吊吊具设计分析和结构计算入手,通过实际施工应用的验证,形成一套可指导类似叠合梁异步吊装施工的吊具系统施工技术,为后续叠合梁斜拉桥施工提供借鉴。