大跨度钢箱桁架拱桥拱肋架设施工技术

湖北香溪长江公路大桥为主跨519m(计算跨径)全推力中承式无铰钢桁架拱桥,主拱采用"缆索吊机+斜拉扣挂法"悬臂拼装架设。主拱肋分成桁片节段,在工厂加工制造预拼,船运至桥位处,进行缆索吊机吊装施工;拱脚段采用支架对预埋件进行定位,吊装至设计位置;再进行拱肋整体桁片节段吊装,拱肋整体桁片前4个节段安装完毕,封铰后,进行第一次体系转换,进行剩余节段的安装;合龙前,北岸最后一个节段(NS11)采用"倒栽葱"方式通过间隙;合龙段采用"配切+温度变化"来实现精确合龙;主拱合龙后,拆除扣锚索,完成第二次体系转换。     

山区大跨度非对称拱桥拱肋架设技术

张吉怀铁路酉水大桥为主跨292 m上承式非对称钢管混凝土提篮式拱桥,地处陡峭山区,拱肋采用缆索吊机+扣挂法悬臂施工。根据实际地形,缆索吊机及扣挂系统采用“单缆塔、无扣塔”结构形式：缆索系统主跨865 m,仅设单侧缆塔;扣挂系统不设扣塔,拱肋节段通过扣索直接锚固于两岸山体上,减少了工程量。拱肋节段吊装时,每个拱肋节段设置4个吊耳,前吊耳采用法兰式结构,通过螺栓与拱肋法兰接头连接,可重复倒用;后吊耳采用常规形式吊耳,与拱肋之间采用焊接连接。拱肋合龙采用利用分配梁加横向限位挡块作为合龙锁定装置的新型快速合龙方式,无需精调装置,即可实现合龙口拱肋节段瞬时调节到位,完成精准合龙。     

大跨径钢筋混凝土拱桥扣锚索索力优化调整研究

扣锚索系统是上承式预应力混凝土拱桥挂篮悬臂施工过程中最重要的部分,扣锚索系统主要有塔架、扣索、锚索及锚碇组成,扣索、锚索的初拉索力直接影响着拱肋的结构内力及位移变化。本文基于重庆市某钢筋混凝土拱桥扣锚索施工,分析上承式预应力混凝土拱桥扣锚索挂篮悬臂施工过程中扣锚索索力主拱圈安全的影响,采用"零弯矩法"求解初拉索力,以悬臂节点应力为重要控制指标,使悬臂节点逼近零弯矩,通过反复迭代计算出最优初拉索力使主拱圈以轴向受压为主,保证施工过程中主拱圈在悬臂状态下的稳定性。     

南广铁路西江特大桥钢箱拱肋吊装施工过程仿真分析

为研究南广铁路西江特大桥主桥拱肋吊装过程中结构受力状态,指导拱肋吊装施工,对拱肋吊装施工过程进行仿真分析。该桥主桥为主跨450m的钢箱提篮拱桥,拱肋采用斜拉扣挂悬拼法施工,利用MIDAS软件建立整个拱肋有限元计算模型,采用"合理位移内力法"确定扣锚索初拉索力,对不同拆除过程中结构内力及位移变化的过程进行计算并确定拆除顺序,根据确定的扣锚索初拉索力以及拆索顺序计算出整个吊装过程的主体结构及临时设施的内力及位移。计算及实践结果表明:拱肋悬臂拼装过程中扣塔塔偏和应力以及主拱内力均满足规范要求;从跨中对称向拱脚方向拆除扣锚索的顺序为最优顺序,拆除过程中结构内力及位移变化过程平缓,无突变现象。实践表明,仿真分析结果顺利地指导了现场施工,大桥钢箱拱肋高精度合龙,吊装过程中结构施工处于安全状态。     

混凝土拱桥悬臂浇筑施工温度效应影响研究

在采用超长扣锚索的大跨度混凝土拱桥悬臂施工中,环境温度作用容易引起扣锚索长度的显著变化。为了评估温度荷载对扣塔偏位和拱圈应力的影响,该文以贵州沙坨特大桥为依托建立施工阶段有限元模型,对不同扣锚索长度及扣塔高度的参数工况进行计算分析,研究温度荷载对扣塔偏位及拱肋高程的影响规律。结果表明:温度变化对拱肋高程影响不大,而对扣塔偏位会产生较大影响;当扣锚索长度相差较大时,温度荷载的影响会显著增加;在靠近拱脚处的扣索张拉时,随着扣塔高度增加,温度荷载引起的扣塔偏位增大,而在靠近拱顶处节段施工时结果相反。     

西江特大桥钢箱提篮拱架设施工技术

新建南广铁路西江特大桥主桥为(41.2+486+49.1)m中承式钢箱提篮拱桥,拱肋为变高度钢箱结构。拱肋G0~G3节段利用500t浮吊安装;G4~G21节段采用"缆索吊机+扣挂法"悬臂拼装施工。为确保拱肋顺利吊装、架设及精确就位,缆索吊机采用扣缆塔合建方案;G4~G9节段吊耳布置在拱肋上翼缘板和上横断面处,G10~G21节段吊耳布置在拱肋上翼缘板;拱肋拼装到位后,采用连接件和限位牛腿临时连接;扣索扣点系统采用双向铰座方式,由扣耳、锚箱、销轴组成;锚索锚点布置于两侧的锚碇上;扣、锚索张拉端均设置于扣塔上。为保证成桥后线形和受力与设计状态一致,拱肋采用了"6+1"的半长线法制造工艺,预埋段采取了精确空间立体定位技术,3个节段拼装后进行一次精确线形调整,合龙过程中采用了扣索索力调整和合龙温度控制等措施。该桥合龙后,主拱长、宽、高及对角线误差均在±2mm以内,满足设计要求。     

Determination and Optimization of Stay-cable Buckling Scheme for Mengdong River Bridge

为确保猛洞河大桥施工过程的安全、设计目标的实现、施工工序的简化,研究其拱圈施工的斜拉扣挂方案.基于考虑施工过程的平面杆系有限元法,以拱肋线形偏差(拱肋制作线形与拱肋合龙设计线形的偏差)等于0为目标,并令交于索塔同一高度处的扣、锚索水平分力相等,采用正装迭代法确定劲性骨架安装阶段的扣锚索张拉力;以拱圈应力满足规范要求为条件,用试算法确定主拱圈外包混凝土浇注过程的扣索索力初张值和调整值.在上述方案基础上,对骨架安装和外包混凝土浇注两个关键施工阶段分别进行关于拱肋线形和应力的参数敏感性分析,找出了灵敏度较大的结构参数,以便进行有针对性的控制.利用外包混凝土合龙状态的参数敏感性分析结果,对外包混凝土浇注过程中的扣索布置方案和完成后的拆除顺序进行了优化.     

大跨钢筋混凝土箱拱悬浇扣挂施工控制研究

斜拉扣挂悬臂浇筑工艺在中国钢筋混凝土拱桥施工建设中应用还较少.该文以贵州木蓬大桥为工程背景,对施工过程中的拱脚段现浇支架、扣塔、挂篮和锚固系统进行概述,重点对施工过程中的拱圈线形、截面应力、扣塔偏位、扣锚索索力的控制方法和控制参数进行分析研究,结合工程实践,对拱肋合龙成拱后的拆索程序进行探讨.     

钢筋混凝土拱桥悬臂浇注施工模型试验设计与索力优化

以西昌~攀枝花高速公路上的白沙沟1号大桥为工程背景,进行悬臂浇注施工模型试验,模拟悬臂浇注施工全过程;建立平面有限元计算模型,采用应力平衡法进行索力优化。主拱合龙前,调整计算扣索力,并对合龙后的拆索顺序进行了设计计算。结果表明,拱肋施工过程中,采用二次调索进行悬臂浇注施工,拱肋控制断面的拉应力控制在1.5 MPa以内,结构受力是安全的;成拱后控制断面基本处于均压状态,内力分布是安全合理的。为模型制作提供了技术依据和理论指导,也为原桥的设计、计算提供了参考。     

攀枝花新密地大桥拱圈悬臂浇注施工监控

攀枝花新密地大桥为主跨182m的混凝土拱桥,采用悬臂浇筑法施工拱圈,为确保施工过程的安全性和成桥状态的准确性,需要在施工各阶段对线形、索力及应力等参数进行监控。以上游拱圈监控工作为背景,利用MIDAS Civil建立全桥空间分析模型,基于正装法计算出各拱段浇筑及张拉过程的理想结构参数,在误差允许范围内合理调整扣锚索的索力来调整悬臂结构的实际状态,再根据拱段实测参数修正监控计算模型,达到计算模型与实桥施工状态的统一。施工过程中对拱圈线形、扣索和锚索的索力、拱圈应力、临时塔位移等结构参数的监控结果表明,主拱圈各项参数控制良好,满足设计要求。     

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥施工控制关键技术

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为(140+336+140) m刚性梁柔性拱桥,主梁为三主桁双层板桁组合结构,采用“先梁后拱,主梁双悬臂拼装,拱肋竖向转体”方案进行施工。为确保成桥线形和内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,进行施工全过程和成桥分析,基于无应力状态法开展施工控制。钢梁墩顶节间施工时,设置墩旁托架,利用浮吊拼装;对称悬拼期间,为保证纵向稳定性,采用水袋对边跨进行配重,利用扣塔分别张拉2对扣索以改善钢梁受力并调整钢梁线形;采用预降边支点、4号墩钢梁整体预偏,以及扣索索力调整等措施进行钢梁中跨合龙;拱肋竖转后,主要通过扣索完成拱肋合龙调位;拱肋合龙后,从中间向两边张拉吊杆。经实测,该桥钢梁合龙口相对高差在10 mm以内;拱肋合龙口轴向偏差最大2 mm,相对高差最大1 mm;吊杆索力与设计目标索力偏差均在5%内,满足施工控制要求。     

高速铁路大跨度钢箱拱桥转体施工方案研究

在高速铁路设计中采用大跨度钢箱拱桥结构形式,由于自然环境与交通环境的特殊性,采用转体施工方法较为合适.转体施工主要步骤为转体体系的设计与设置,施加配重,安装扣索,在钢箱拱主拱与边拱自平衡条件下转体,待温度合适后,先合龙拱肋,再合龙梁段.然后完成体系转换.     

珠海横琴二桥钢桁拱梁合龙技术

珠海横琴二桥主桥为(100+400+100)m的三跨连续钢桁系杆拱桥,主跨采用先拱后梁方法,辅以吊索塔架系统进行主拱及主梁合龙施工。为提高合龙安全性和合龙精度,边跨钢桁拱架设时对起始节点G0、G1、G2进行预偏和预降,选择适当时机从边支点向中支点依次脱空各临时墩,然后回放边支点至边跨合龙时理论标高,进行边跨合龙;中跨钢桁拱架设时扣背索采用一次性等值张拉(扣塔预先适当设置了反方向的倾斜度),根据参数敏感性分析,选择适宜温度合龙并采用升降边支点作为首选合龙控制措施,并在边跨桥面和门式墩顶部加载抗倾覆配重;主拱合龙后,将边支点顶升至设计标高以下0.3m,采用无临时系杆的钢主梁架设技术,实现钢主梁合龙口端部节点位移的精细化调整。     

三官堂大桥合龙段临时锁定温度影响研究

合龙是桥梁施工过程中的重要环节,三官堂大桥作为超大跨径的连续钢桁梁桥,中跨采用悬拼施工,合龙难度较大。为了保证合龙精度,拟采取临时锁定的方式将合龙段与悬臂端主桁临时连接,但由于连接后的体系成为超静定,温度变化将在结构内部产生相应内力,其对临时锁定阶段结构的影响便成为需要关注的重点。本文利用Abaqus有限元软件就三官堂大桥合龙段临时锁定的前后状态进行建模分析,研究临时连接件受力及结构应力分布,探讨合龙时的环境温度影响,指出实际施工中相应需要注意的问题。     

大跨度钢筋混凝土拱桥拱圈整体预制拼装施工关键技术

牛路河特大桥为主跨195 m钢筋混凝土拱桥,主拱圈为单箱双室截面,标准段截面尺寸为7.8 m(宽)×3.6 m(高)。主拱圈42个节段采用横向整体、纵向分节段在梁场分段匹配预制,拱圈节段预制完成后由运输车运至起吊区,采用“四点抬吊”法起吊。拱圈节段采用“缆索吊机+斜拉扣挂法”由两岸向跨中逐节段对称吊装,每个节段吊装就位后,节段间纵向接头采用企口+胶拼的方式连接,并张拉对应的扣索、锚索,直至跨中合龙。为保证拱轴线线形平顺,主拱圈纵向设6道湿接缝、1个拱顶现浇合龙段和2个拱脚现浇段,以调整节段预制和拼装产生的误差。     

大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态钢管应力优化研究

为了优化大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态主拱受力性能,提出了后拆扣索的新思路:在主拱圈合龙完成后对钢管采取继续保留扣索的措施,混凝土灌注完成达到强度后,再拆除扣索,钢管与混凝土共同承担后续荷载。采用有限元方法按以上思路对贵州大小井特大桥进行了分析研究。结果表明:如果混凝土灌注完成达到强度后再拆除扣索,与原方案相比,在成桥状态下拱肋上下弦钢管与管内混凝土的受力均得到改善,钢管应力值有所降低,管内混凝土应力值略有增加;在管内混凝土灌注前后扣索的索力值变化不大,扣索拉力值在允许范围内。因此通过该方法能够在一定程度上提高大跨度钢管混凝土拱桥拱肋截面的组合效率,改善主拱的受力性能。     

大跨度悬臂浇筑混凝土拱桥稳定性影响参数研究

拱桥是以承压为主的压弯构件,当主拱圈受到的荷载达到极限承载力时,拱桥往往会发生失稳破坏。对于采用悬臂浇筑法施工的钢筋混凝土拱桥来说,其施工过程中的受力体系包括未浇筑完成的主拱圈、扣塔以及扣锚索。在悬臂浇筑过程中,结构的受力不断发生变化,因此有必要对施工过程进行稳定性分析。本文基于已建立的悬臂浇筑混凝土拱桥有限元模型,选取最大悬臂浇筑阶段,采用第一类稳定问题的有限元分析方法,通过参数分析,研究了不同混凝土强度等级、拱肋刚度、主拱圈混凝土容重、扣塔刚度、扣塔高度、扣塔钢材容重等参数对于施工过程稳定性的影响,结果表明:这些参数对沙坨特大桥施工过程的稳定性影响显著,在施工过程中应考虑这些参数的影响,同时为今后的类似工程提供参考借鉴。     

中承式钢箱提篮拱桥拱肋安装施工技术

车田江大桥主桥为280 m中承式钢箱提篮拱，拱肋采用全焊钢箱结构，拱肋安装采用缆索吊装和斜拉扣挂工艺。通过介绍该桥拱肋节段悬臂拼装施工技术，如拱肋首节段采用定位支架精确定位，拱肋标准节段采用缆索吊机配合斜拉扣挂系统进行精确安装，合龙段通过持续观测、吊装姿态模拟及精确配切等技术实现了拱肋的顺利合龙，可为类似工程提供参考。     

大跨度缆索吊装拱桥拱肋安装线形计算

缆索吊装法是大跨度拱桥最主要的施工方法。在拱肋吊装过程中节段接头由于采用螺栓临时连接而导致的非完全固结、主缆临时施工荷载引起的塔架偏位以及锚索和扣索由温度变化引起的自由伸缩都会对拱肋安装线形产生较大影响。该文采用考虑刚度损失的双单元模型计算方法,可在考虑拱肋节段接头非完全固结情况下较精确计算出拱肋安装线形的修正值;利用缆索和塔架的几何关系,推导出塔架偏位和锚索、扣索由温度变化引起的自由伸缩对安装线形的修正计算公式,计算出塔架偏位和锚索、扣索温度变化对拱肋安装线形的修正值;最后根据提出的考虑各项影响因素的大跨度缆索吊装拱桥拱肋安装线形计算公式计算得到拱肋安装线形。以云南澜沧江特大桥为实例进行验证,成拱线形误差满足规范要求。     

大跨度钢管混凝土拱桥施工优化分析

目前,大跨度钢管混凝土拱桥较多采取无支架缆索吊装悬拼法施工,通过将拱肋分段预制再悬臂拼装的方式形成主拱,其最终结构的形成要经过一系列结构体系的变化。在施工时,扣索索力大小直接关系到拱肋成拱线形和最终受力状态,因此索力计算十分重要。在拱肋合龙之后要灌注钢管内混凝土,而灌注顺序对成桥后结构受力及施工中的结构稳定性有较大影响。该文以唐家河大桥为工程背景,采用桥梁结构有限元软件Midas/Civil建立空间有限元模型,基于一次张拉扣索的思想,运用弹性-刚性支撑法和基于影响矩阵的未知荷载系数法对扣索索力进行计算和优化分析,对比合龙线形偏差发现优化算法合龙精度更高。对不同灌注顺序进行对比分析,发现较为合理的灌注顺序为先内侧下弦管,再内侧上弦管,然后外侧下弦管,最后灌注外侧上弦管。