南屏大桥连续钢桁梁柔性拱桥设计

南屏大桥主桥为三跨连续钢桁梁柔性拱桥,跨径布置为48m+120m+48m,横向为三片主桁,整体受力,上层为高速公路,下层为城市桥梁。从总体设计、横断面设计、主桁、主拱、桥面系等方面对主桥设计进行介绍,对其静力特性和稳定性进行了分析,总结了三主桁双层钢桁梁柔性拱组合结构桥梁的受力特点。     

大跨度钢桁梁柔性拱拱肋施工方案研究

南沙港铁路洪奇沥水道桥为主跨360m的下承式钢桁梁柔性拱桥,钢桁梁采用华伦式,柔性拱采用焊接箱形截面。由于拱肋结构的特殊性,其柔度大,提出拱肋竖转方案和两侧原位拼装中间部分提升后合龙的"三大段+提升"方案,采用有限元软件对2种方案进行全桥施工过程分析计算,特别是拱肋施工过程中的稳定性。结合结构受力、临时结构的用量、工期、施工风险等方面的对比分析,"三大段+提升"方案不但节约了工期和临时结构的投入,同时避免了拱肋在施工中容易失稳的不利因素,保证了结构在施工过程中的安全性,最终确定该桥钢拱采用"三大段+提升"方案。     

128m双线铁路简支钢桁梁桥设计

赵寨颖河双线特大桥主桥为128 m下承式简支钢桁梁桥.主桁采用带竖杆的三角形腹杆体系;主桁弦杆均采用箱形截面,内力较大的腹杆采用箱形截面,内力较小的腹杆采用H形截面;在上弦杆平面内设置交叉式上平纵联;采用密横梁整体正交异性板有砟桥面系.该桥采用在岸边临时支架上拼装钢桁梁及导梁,在河中设置2个临时支墩的半悬臂拖拉法施工.采用MIDASCivil 2006建立主梁三维有限元模型,计算主梁杆件内力及位移、预拱度、自振特性,计算结果表明该桥设计合理,满足规范要求.     

沪通长江大桥专用航道桥上部结构架设关键技术

沪通长江大桥天生港专用航道桥为主跨336 m的刚性梁柔性拱桥,是世界上最大的公铁两用钢桁梁柔性拱桥,采用"先梁后拱,主梁斜拉扣挂、主拱梁上竖向转体施工"施工工艺。介绍了该桥上部结构架设工艺,针对施工过程中的重难点详细分析托旁托架设计与施工、三桁高差、中跨合龙、拱肋梁上拼装、拱肋竖向转体等关键技术。     

杭绍台铁路椒江特大桥主桥钢桁梁设计

杭绍台铁路椒江特大桥主桥为(84+156+480+156+84)m五跨连续钢桁梁高速铁路斜拉桥。该桥采用塔墩固结、塔梁分离、塔梁间设置纵向阻尼器的半飘浮体系。主梁采用钢桁梁结构,2片主桁,中心距24.3m,主桁为三角形桁式。主桁杆件采用箱形截面;桥面系采用密横梁体系,桥面板采用不锈钢复合钢板,桥面板下横桥向设置多道U形肋,在每条轨道下设纵梁;索梁锚固采用锚拉板式;上弦节点处均设置桁式结构的横联或桥门架。主桥钢桁梁位于1.3‰的"人"字坡上,变坡点位于跨中,两侧钢桁梁通过刚性旋转形成纵坡,跨中处通过合龙杆件进行折线处理实现"人"字坡相交处的顺接过渡。     

银西高铁银川机场黄河特大桥钢桁梁施工技术

银西高铁银川机场黄河特大桥采用2孔96m简支钢桁梁和2联3×168m连续钢桁梁柔性拱结构,主桁横截面采用有竖杆的三角形桁式。钢桁梁采用半悬臂法施工,其中连续钢桁梁通过70t全回转架梁吊机自中跨跨中截面开始向两边跨对称架设,中跨主桁架设后安装60t全回转架拱吊机架设中拱,2孔96m简支钢桁梁各采用1台履带吊逐节拼装。施工中,临时墩顶设置竖向千斤顶,钢梁架设至临时墩顶时可调整标高;利用70t全回转架梁吊机调整悬臂节间的标高;主墩顶设置调落梁装置,成桥后整体调落梁。该桥于2017年9月30日落梁成桥,架设过程质量安全可控,柔性拱实现了无外力自然合龙,成桥后线形良好,满足设计要求。     

铜陵公铁两用长江大桥主桥钢梁设计

铜陵公铁两用长江大桥主桥为(90+240+630+240+90)m五跨连续钢桁梁斜拉桥,上层布置6车道高速公路,下层布置4线铁路。该桥采用飘浮体系,在主梁和桥塔间设置阻尼装置;主梁采用板桁结合钢桁梁,3片主桁,N形桁架,单片主桁杆件的最大杆力为62 500kN;主桁采用全焊接桁片结构,单片主桁每2个节间为1个单元,桁高15.5m,节间长15m;公路、铁路桥面均采用密布横梁的正交异性钢箱桥面板;索梁锚固采用锚箱式,将斜拉索直接锚固在节点板下部;在铁路桥面系的钢箱梁内采用素混凝土集中压重;主桁采用桁片式架设方案,最大吊重约330t。     

大跨度钢桁拱桥设计关键技术

柳州市白露大桥为主跨288 m 的连续钢桁拱桥,采用两片主桁,主桁中心距为37 m.针对边跨桁梁桁高矮、横向宽度大的特点,将腹杆设计为变截面,通过减小其线刚度并增大截面面积的方法以消除横向框架效应产生的不利影响.平联采用较为简洁的菱形桁式,兼顾结构的受力合理性和美观性.桥面采用密横梁体系的正交异性整体桥面板,使桥面板参与主桁共同作用的同时避免了横梁面外弯曲.为改善结构气动性能,降低风致振动的影响,采用柔性吊杆.边跨平弦钢桁梁采用支架法半悬臂施工,中跨拱圈采用以临时墩辅助拱上吊机悬臂架设的施工方案,桥面系随主桁同步架设.     

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。     

沪通长江大桥天生港专用航道桥设计

沪通长江大桥天生港专用航道桥为刚性梁柔性拱桥,跨径布置为(140+336+140)m。主梁采用三主桁双层板桁组合结构,主桁采用华伦式桁架,焊接整体节点,桁高16.0m。铁路及公路桥面均采用正交异性板整体钢桥面,上层为公路桥面,标准宽度为33.0m,设双向2%横坡;下层为铁路桥面。主拱采用抛物线形,拱肋采用钢箱截面,截面高1.8m、宽1.2m。拱肋与主桁的上弦杆采用柔性吊杆连接,吊杆采用平行钢丝成品索,全桥共57组。主墩基础采用钻孔桩基础,墩身采用墩顶设置墩帽的单箱三室空心墩结构。设计采用了先梁后拱的指导性施工方案。     

白洋长江公路大桥主桥设计

白洋长江公路大桥主桥为主跨1 000m的双塔单跨钢桁梁悬索桥,北岸边缆跨度276m,南岸边缆跨度269m。该桥采用塔连杆+柔性中央扣支承体系,通过塔连杆的转动满足加劲梁纵向位移与转动要求。桥塔采用混凝土门形结构,北塔高142.5m,南塔高151m,基础为分离式承台+群桩基础。钢桁梁全宽36.7m,高7.5m,采用2片主桁,华伦式桁架,主桁与桥面系分离,桥面系采用钢-混组合桥面系。充分利用长江优质航道资源及桥下水深条件好的优势,钢桁梁采用30m大节段吊装。主缆采用1 860MPa锌铝合金镀层高强钢丝,吊索采用1 960MPa镀锌钢丝绳。主索鞍、散索鞍鞍体采用铸焊结合结构。主缆采用型钢锚固系统,白洋侧锚碇采用重力式嵌岩锚,宜都侧锚碇位于富水巨厚卵石层中,国内首次采用浅埋扩大基础。     

安庆长江铁路大桥主桥桥面系受力分析

安庆长江铁路大桥主桥为主跨580 m的六跨连续钢桁梁斜拉桥,桥面系采用正交异性钢桥面系。为验证该桥整体桥面系结构受力是否合理以及能否有效参与主桁结构的共同受力,采用有限元分析程序ANSYS分别建立3号桥塔支座附近E17～E23六个节间和中跨跨中E37～E43六个节间的钢桁梁节段模型,对桥面系中纵梁、横梁及横肋、桥面顶板的应力进行分析。分析结果表明:在设计荷载作用下,桥面系中纵梁、横梁、桥面顶板的应力水平均满足规范要求;桥面系受力横向分配比较均匀,结构整体刚度好;同一主桁断面处桥面顶板和纵梁的纵向应力分布较均匀,桥面系结构能有效参与主桁共同受力。     

沪苏通长江公铁大桥大跨柔性拱拼装与竖转过程分析

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为主跨336 m的钢桁梁柔性拱桥,拱肋在钢桁梁上组拼成半拱,利用扣塔竖向转体,单边拱竖转重量约1 400 t。为选择合适的拱肋拼装和竖转施工控制措施及参数,采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,计算3种不同拱肋拼装施工控制措施下钢桁梁的应力和变形,并分析拱肋竖转过程中拱肋受力、整体稳定性及参数敏感性。结果表明:通过边跨压重、单边拱提前预张扣索50%索力,可有效降低钢桁梁应力峰值和下挠量,确定为拱肋拼装施工控制措施;按计算的背索和牵引索试转索力和转体到位索力进行拱肋竖转,结构受力满足要求;拱肋转体的低阶稳定系数大于4,拱肋转体到位整体稳定性满足要求;按转体过程同层牵引索相对索力偏差不超过10%、背索与设计索力偏差小于10%、转铰同轴度偏差小于10 mm进行施工控制,拱肋合龙控制结果满足要求。     

重庆渝湘复线双堡特大桥主桥设计

重庆渝湘复线双堡特大桥主桥为2×405 m连续上承式钢管混凝土变截面桁架拱桥,矢跨比1/4.75,悬链线拱轴线,拱轴系数1.55。主拱圈由两幅拱肋和风撑组成。拱肋采用四肢格构式结构,单幅拱肋宽7.5 m,两幅拱肋横向中心距17.5 m。拱肋弦管采用Q390D钢,直径1 400 mm,内灌C70自密实混凝土。风撑采用米字撑。拱上立柱采用双肢排架式空心矩形截面钢箱结构,桥面系采用连续钢-混组合梁,单跨27 m。中央拱座基础采用“浅挖拱座+桩基础”的构造形式,以适应岩溶发育区地质条件及降低连拱效应。拱肋采用900 m超长缆索吊装配合自平衡斜拉扣挂系统大节段吊装,桥面系采用地面组拼并张拉预应力、整体吊装的装配式施工方案。     

杭绍台铁路椒江特大桥主桥钢桁梁架设关键技术

杭绍台铁路椒江特大桥主桥采用(84+156+480+156+84) m双塔双索面四线高速铁路钢桁梁斜拉桥,纵向为半飘浮体系。钢桁梁采用2片主桁、N形桁式;桥面采用正交异性钢桥面板,与主桁下弦杆结合。由于下游既有椒江大桥通航净高的限制,且主桥台州侧边墩及辅助墩位于陆地上,经研究采用“边跨顶推+主跨悬臂拼装”的总体施工方案,先采用“无浮吊”法完成钢导梁及架梁吊机拼装,再利用架梁吊机完成钢桁梁整节段吊装。边跨钢桁梁施工时,在桥塔墩和辅助墩之间设置临时支墩,在边墩、辅助墩、桥塔墩设置墩旁托架,利用顶推系统将边跨钢桁梁分批次顶推到设计位置;主跨钢桁梁采用架梁吊机悬臂拼装,跨中合龙段采用2台架梁吊机共同起吊,结合温度变化及施加纵向荷载等调整措施实现精确合龙。     

德余高速乌江特大桥主桥设计

德余高速乌江特大桥桥位处江面宽、岸坡陡,对(203+450+203) m组合梁斜拉桥和计算跨径475 m上承式钢管混凝土拱桥2个桥型方案进行比选,最终采用景观好、造价低、易养护的上承式钢管混凝土拱桥。主桥拱轴线采用悬链线,拱轴系数2.2,矢高90 m,矢跨比1/5.278。主拱圈由两幅拱肋组成,单幅拱肋为四肢等宽变高桁架结构,腹杆为钢箱和H形截面,竖腹杆与拱轴线中心径向布置。拱上立柱为钢箱截面,与拱肋、桥面系钢梁刚接。桥面系为槽形钢箱梁+粗骨料活性粉末混凝土桥面板的连续组合结构。拱座为梯形结构,采用扩大基础,交界墩采用变截面薄壁墩。采用斜拉扣挂、缆索吊装安装主拱节段、立柱单元及主梁构件。结构静力、稳定性计算及拱座受力验算均满足设计要求。     

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。     

重庆市曾家岩嘉陵江大桥钢桁梁架设方案研究

重庆市曾家岩嘉陵江大桥为刚性悬索加劲连续钢桁梁公轨两用桥,跨径布置为(135+270+135)m,主桁采用2片桁架结构,整体受力。为保证大桥钢桁梁的顺利合龙,对总体架设方案和主要受力阶段进行了研究。确定了主桁架设采用悬臂散拼工艺,采用从主墩到桥台,刚性悬索与主梁杆件同步的架设方式。结合该桥的工程特点,建立全桥板梁混合模型,采用无应力状态法进行计算,加劲悬索合龙的临时索最大索力为12 400kN,满足规范要求;主桁中跨合龙采用了张拉临时钢绞线斜拉索、预偏安装以及边跨梁端顶升的措施,其最大顶升力为4 200kN、梁端最大预偏量为68.5cm,通过常规千斤顶实施。主桁最大单悬臂的临时索最大索力为8 850kN,加劲悬索、上弦杆、墩顶立柱的最大正应力分别为152MPa、162MPa、134MPa,满足规范要求。     

黄冈公铁两用长江大桥主桥钢梁设计

黄冈公铁两用长江大桥主桥为(81+243+567+243+81)m五跨连续钢桁梁斜拉桥。该桥采用塔墩固结、塔梁分离的结构体系;采用双层钢桁梁结构,上层为双向4车道高速公路,桁宽27.5m,下层为双线铁路,桁宽16m;钢桁梁采用倒梯形斜主桁断面,桁高15.5m,节间长13.5m;主桁为N形桁架,主桁上、下弦杆均采用平行四边形截面,斜杆采用平行四边形截面或斜工字形截面;节点为焊接整体节点,节点位置的杆件均采用等强对拼连接,斜拉索通过内置式钢锚箱锚固在上弦节点内部;公路及铁路桥面系采用板桁结合的正交异性板整体桥面系;在上弦节点位置设置三角形桁架式横向联结系。     

重庆凤来特大桥总体设计

重庆凤来特大桥主桥为计算跨径580 m的上承式钢桁拱桥。该桥设计过程中，选取主跨710 m单跨悬索桥、主跨600 m斜拉桥和计算跨径580 m的上承式钢桁拱桥3个方案，从结构特点、施工技术和经济性3个方面进行分析比选。由于计算跨径580 m的上承式钢桁拱桥方案具有结构简洁、整体刚度大、对V形河谷地形适应性好、上部结构施工难度低和造价最低的优势，因此最终采用该桥型方案。主拱拱轴线采用悬链线，计算矢高116 m,计算矢跨比1/5,拱轴系数2.0,拱肋采用双片主桁，上、下游两榀主桁平行布置，横向中心间距20.2 m;主桁上、下弦杆采用箱形截面，截面内宽1.8 m,内高1.8 m。结合原位试验和基坑有限元计算结果，拱座采用重力式拱座，扩大基础，自然山体两侧基坑边坡开挖后，采用预应力锚索和喷锚支护。拱上立柱采用等截面钢箱排架结构。拱上主梁采用工字形钢板梁+预应力混凝土桥面板的组合梁。通过结构计算，拱肋、平联和斜撑等各钢结构杆件强度和整体刚度、稳定性均满足要求。采用斜拉扣挂、缆索吊装方案进行主拱节段、立柱单元以及主梁构件安装。