钢-混凝土组合梁悬索桥吊装施工颤振稳定分析

怀来官厅水库特大桥主桥为主跨720m的悬索桥,加劲梁采用钢-混凝土组合梁,采用现场节段吊装法施工。为指导该桥加劲梁吊装施工,采用ANSYS软件建立全桥及施工阶段的有限元模型,分析加劲梁整体式吊装和分离式吊装2种方案下结构的颤振稳定性及动力特性,并提出了抑振措施。结果表明:加劲梁整体式吊装方案比分离式吊装方案具有更好的动力特性和颤振稳定性,推荐采用整体式吊装方案施工;2种方案下结构的颤振临界风速小于相应的颤振检验风速,存在发生颤振的可能。因此,提出了采取增设竖向交叉索的临时加劲措施。通过抑振效果分析可知,该措施可以增加结构的扭转基频,显著提高施工阶段的结构颤振稳定性。     

平潭海峡公铁两用大桥主桥整节段全焊钢桁梁设计

平潭海峡公铁两用大桥元洪航道主桥采用(132+196+532+196+132)m钢桁梁斜拉桥。斜拉桥主梁为带副桁的板桁结合钢桁梁结构,双层桥面布置,上层为6车道高速公路,下层为双线铁路。3号桥塔与主梁间设纵向固定支座,4号桥塔与主梁间设纵向阻尼器。主桁采用N形桁式,桁高13.5m,桁宽15m,标准节间长度14m;副桁架上弦杆顶板中心线间距35.7m。有索区公路桥面及铁路桥面采用密横梁支撑正交异性整体钢桥面结构;无索区公路桥面采用密横梁支撑混凝土桥面结构。在铁路桥面系压重区设封闭钢箱,箱内采用素混凝土集中压重。桥墩处主桁架的竖杆上设置板式桥门架。梁端锚固采用锚拉板结构。该桥采用两节间大节段全焊制造及吊装,最大吊重1 250t,双悬臂架设。     

杭绍台铁路椒江特大桥主桥设计

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4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。桥塔采用H形钢筋混凝土结构,塔高190m,其下设置圆端形承台+钻孔灌注桩群桩基础。全桥共布置120根斜拉索,斜拉索采用标准抗拉强度为1 860MPa的锌铝合金镀层平行钢丝索。斜拉索梁端锚固采用锚拉板形式;塔端锚固在塔壁内侧的齿块上,并在塔壁内布置环向预应力束。在主通航孔两侧的塔墩设置主动防撞设施,同时在2个塔墩及杭州侧辅助墩处设置被动防船撞设施。对该桥抗风、风-车-桥系统空间耦合振动、抗震性能进行研究,结果表明各项性能均满足规范要求。该桥主桁采用大节段预制,浮运吊装,边跨顶推、中跨悬臂拼装的方案施工。     

珠海洪鹤大桥主航道桥总体设计

为连续跨越洪湾水道与磨刀门水道通航孔,珠海洪鹤大桥主航道桥采用共用1个交接墩的2座主跨500m结合梁斜拉桥串联方案,跨径布置为2×(73+162+500+162+73)m。该桥采用半飘浮体系,主梁采用钢主梁与预制混凝土桥面板构成的结合梁,桥塔采用平面钻石形钢筋混凝土结构,斜拉索采用钢绞线拉索,塔、墩基础均采用钻孔灌注群桩基础。通过在交接墩和辅助墩墩顶设置横桥向钢阻尼器解决了软土场地上2座串联大跨度斜拉桥的横桥向减隔震问题;通过在主梁两侧设置风嘴、在桥面下设置稳定板,有效保证了成桥状态与典型施工状态下桥梁的颤振和涡激振动性能满足相关要求。结构分析表明,该桥受力性能良好,安全可靠。     

某无上横联全焊接钢桁架景观桥设计

某校园内景观桥梁,根据景观设计要求,该桥采用结构轻盈的无横联钢桁架桥,并要求尽量减小钢桁架高度及杆件尺寸。为了满足景观要求,对桁架结构进行了特殊设计:采用斜撑加劲满足桁架面外稳定需要;采用钢-混凝土组合结构桥面以减轻桁架承受的结构自重;采用无节点板焊接节点形式以满足美观需要。该桥结构设计材料用量省,具有较好的经济性,同时也兼顾了美观需要。     

青岛墨水河大桥主桥设计

墨水河大桥主桥为2×90m单塔中央双索面斜拉桥.该桥采用塔梁墩固接体系.主梁采用分体式箱形截面钢主梁,桥面采用STC层铺装体系.桥塔采用矩形截面"人"字形钢结构塔,桥面以上塔高48.6 m.主墩为混凝土圆台式墩,承台为矩形截面,下设12根φ2.0 m钻孔灌注桩.全桥共设置36根斜拉索,按中央双索面扇形布置,梁上索距9m;塔上索距2.2 ～ 2.628 m,斜拉索采用φ7mm环氧喷涂钢丝拉索.采用MIDAS Civil有限元程序进行结构静力验算,结果表明该桥结构强度、刚度、稳定性均满足规范要求.     

青岛墨水河大桥主桥设计

墨水河大桥主桥为2×90m单塔中央双索面斜拉桥.该桥采用塔梁墩固接体系.主梁采用分体式箱形截面钢主梁,桥面采用STC层铺装体系.桥塔采用矩形截面"人"字形钢结构塔,桥面以上塔高48.6 m.主墩为混凝土圆台式墩,承台为矩形截面,下设12根φ2.0 m钻孔灌注桩.全桥共设置36根斜拉索,按中央双索面扇形布置,梁上索距9m;塔上索距2.2 ～ 2.628 m,斜拉索采用φ7mm环氧喷涂钢丝拉索.采用MIDAS Civil有限元程序进行结构静力验算,结果表明该桥结构强度、刚度、稳定性均满足规范要求.     

贵州凯峡河特大桥总体设计

贵州凯峡河特大桥为(180+230) m不对称半飘浮体系独塔结合梁斜拉桥,桥梁依次跨越凯峡河河谷和U形溶蚀槽谷。主梁采用双边“上”字形钢主梁与混凝土桥面板组成的结合梁,全宽30 m,桥面板采用C55高性能混凝土。桥塔采用“人”字形结构,塔高117 m。斜拉索采用环氧喷涂钢绞线成品索,按空间双索面扇形布置,单个索面布置18对,全桥共72根斜拉索。索塔锚固采用钢锚梁;索梁锚固采用锚拉板,为适应空间索面斜拉索锚固,锚拉板与钢主梁腹板采用小角度弯折焊接。桥塔采用爬模法施工,钢主梁采用桥面吊机悬拼。分别采用有限元软件MIDAS Civil和MIDAS FEA对斜拉桥进行总体和局部计算,结果表明该桥各项指标均满足规范要求。     

郑州黄河公铁两用桥技术创新

郑州黄河公铁两用桥在桥式、结构及施工方法方面进行了诸多创新。该桥主桥分2联布置,第1联为(120+5×168+120)m的六塔连续钢桁结合梁斜拉桥,第2联为5×120 m的连续钢桁结合梁桥。主桥上层桥面为6车道公路,下层为双线高速铁路。上、下层桥面宽度相差悬殊,主桥上部结构采用新型斜桁结构(三片主桁、边桁斜置)。公路桥面采用预制混凝土板与钢主桁直接结合,无纵横梁、无平联。铁路桥面首次采用多横梁、无纵梁正交异性整体钢桥面。桥塔采用钢结构,塔、梁固结,单索面斜拉索锚固在主桁的上弦杆内。该桥采用顶推法施工钢桁梁。     

温州瓯江大桥钢箱梁整体提升安装施工技术

浙江温州瓯江大桥主桥为主跨200m的钢-混凝土混合梁刚构桥,按双幅布置,主梁采用单箱单室斜腹板截面,中跨跨中80 m范围采用钢箱梁结构,钢箱梁重约660 t.根据该桥结构特点,钢箱梁吊装采用桥面吊机整体提升的方法施工;采用两端同时焊接的方法焊接合龙口,温差控制在±5℃以内,所需要的切口量在20 mm以内;钢箱梁合龙口焊接时,首先按底板、腹板、顶板的顺序焊接环形接头对接焊缝,检测合格后再组焊嵌补件.该桥钢箱梁的吊装和连接已顺利完成,施工中各项工序进展顺利.     

福州鼓山大桥关键技术研究

鼓山大桥为主跨235 m的独塔空间索面自锚式悬索桥,加劲梁为钢-混凝土混合梁,桥面全宽42 m,综述该桥结构设计、科研与试验及施工关键技术。该桥加劲梁在桥塔处设置纵向阻尼器,主索鞍整体铸造,滑动装置采用座板而不采用格栅,散索套及散索鞍采用单向活动支座支承。进行主缆线形与吊索张拉、主缆锚固区受力、抗震性能、钢桥面铺装及全桥模型试验等专题研究,研究表明:该桥设计理论正确,两跨吊索同时张拉较合理,锚固区应力分布复杂,阻尼器作用显著,桥面铺装采用改性沥青较合适,剪力滞效应对结构影响不大。该桥采用"先梁后缆"的施工顺序,钢箱梁采用顶推法施工。     

某大跨度悬索桥抗震、抗风技术研究

以某单跨838m的钢-混悬索桥为例,介绍了该大跨度悬索桥的抗震、抗风标准及采用的减震、抗风措施。即通过在塔梁之间设置4套阻尼器,降低结构纵向地震位移响应;通过设置中央扣索,增加结构的反对称扭转频率;通过设置稳定板,提高结构颤振临界风速,并起到抑制涡振振幅的作用。     

黄冈公铁两用长江大桥斜拉索安装技术

黄冈公铁两用长江大桥主桥为双塔双索面钢桁梁斜拉桥,跨度布置为(81+243+567+243+81)m.每桥塔两侧各设置19对斜拉索,全桥共有斜拉索152根,对该桥斜拉索安装技术进行总结.采用全回转架梁吊机将整盘斜拉索吊至桥面;采用全回转架梁吊机配合桥面上固定式放索盘进行桥面展索;斜拉索总体挂设采用先塔后梁的方案,利用塔吊和塔顶吊架完成塔端挂设;采用卷扬机及滑车组进行斜拉索梁端牵引,牵引到位后进行锚固;梁端安装完成后,3～8号斜拉索直接进行塔内刚性牵引,9～19号斜拉索先进行塔内软牵引(最大软牵引力为1 200 kN)再进行刚性牵引;按设计要求对斜拉索进行分级同步对称张拉.该桥全部4 000余吨斜拉索的安装在7个月内全部完成.     

钢桁梁桥桥面板更换施工关键技术

重庆牛角沱嘉陵江公路桥正桥为(68+80+88+80+68)m连续钢桁梁桥,桥面行车道板和人行道板均为200级钢筋混凝土结构。大桥运营52年后,检测发现行车道严重网裂,人行道渗水劣化,影响结构耐久性和承载力。维修方案为将原行车道板更换为正交异性钢桥面板,将原人行道板更换为预制C40钢筋混凝土板,人行道纵梁更换为462mm×200mm×8 000mm型钢钢纵梁。维修施工时,分块切割原行车道和人行道板,采用35t汽车吊吊装运走;设置正交异性钢桥面板支座体系(包括钢支座、抗拉拔装置和纵向限位装置);采用汽车吊与架板机配合方式,逐块安装200块正交异性钢桥面板;采用25t汽车吊吊装人行道钢纵梁和人行道板;桥面板安装完后,进行铺装材料施工,实现桥面系整体更新加固,提高桥梁荷载等级。     

鄂东长江公路大桥结构设计方案研究

为研究千米级混合梁斜拉桥结构设计,以鄂东长江公路大桥为依托,通过结构计算与试验模拟,从钢-混凝土结合段位置的选择、索距、桥塔、主梁、主梁钢-混凝土结合段等方面对该桥结构设计方案进行研究。结果表明:钢-混凝土结合段设置在中跨侧距桥塔中心12.5 m处,结合段位置主梁的变形和内力均较小;中跨标准梁段宜采用15 m索距,边跨宜采用7.5 m索距;该桥桥面以上塔高为180.5 m;索塔锚固形式采用钢锚箱方案,并设置弧形预应力筋减少和控制主桥索塔锚固区外壁裂缝;主梁采用PK断面,可充分发挥全截面的性能;采用优化的混凝土后设承压板的钢-混凝土结合段型式,应力和刚度过渡较为平顺。     

泰州长江公路大桥三塔悬索桥的颤振稳定性

为研究三塔悬索桥的动力特性及颤振稳定性,以泰州长江公路大桥主桥为背景,开展数值分析和风洞试验。采用有限元软件ANSYS建立该桥模型,分析中塔对结构振型的影响,分析结果表明:中塔的设置使影响结构颤振稳定性的关键模态的频率降低很多。对节段模型进行颤振稳定性风洞试验,试验结果表明:将检修车轨道移到采用尖角型风嘴的上斜板位置后,模型在+3°风攻角的颤振临界风速达到63.2 m/s。利用三维耦合颤振分析方法对该桥成桥状态+3°风攻角下桥梁结构的颤振稳定性进行分析,分析结果表明:结构颤振时第15阶振型占绝大部分能量,说明颤振主要以扭转形态为主。     

铜陵公铁两用长江大桥主桥设计

铜陵公铁两用长江大桥主桥为(90+240+630+240+90)m的五跨连续钢桁梁斜拉桥,该桥上层桥面布置6车道高速公路,下层桥面布置4线铁路,主梁纵向采用飘浮体系,主梁和桥塔下横梁间设置阻尼装置。主梁采用3片主桁,N形桁架,主桁采用全焊桁片式设计,公路和铁路桥面均采用密布横梁的正交异性整体钢桥面,下层桥面在受力较大的桥塔根部及压重区段采用箱形结构,每个竖杆处均设有三角形桁架式横联;桥塔为倒Y形C50混凝土结构,承台以上桥塔高212m;斜拉索采用三索面布置,桥塔两侧各布置3×19根钢绞线斜拉索。除深水区3号桥塔墩采用沉井基础外,其余主墩均采用桩基础,沉井基础为圆端形,上部18m采用混凝土结构,下部50m采用钢结构。     

黄冈公铁两用长江大桥主跨567m钢桁梁斜拉桥设计

黄冈公铁两用长江大桥主桥采用(81+243+567+243+81)m连续钢桁梁双塔斜拉桥,半飘浮结构体系,上层布置4车道高速公路,下层布置双线铁路.主梁采用上宽下窄的倒梯形截面,腹杆倾斜设置(斜率达1:2.7),主桁采用正N形桁式结构.公路桥面采用纵、横梁支撑正交异性整体钢桥面结构;铁路桥面采用多横梁支撑正交异性整体钢桥面结构;每个主桁上弦节点处均设有横向联结系.桥塔为H形钢筋混凝土结构.斜拉索为空间双索面,桥面锚固系统内置于主桁上弦杆内.该桥采用悬臂散拼法架设,为解决斜主桁悬臂架设的技术难题,腹杆在节点外拼接.     

马鞍山长江公铁大桥主跨超千米三塔斜拉桥设计

马鞍山长江公铁大桥主航道桥为主跨超千米的三塔斜拉桥。针对该桥建设标准高、荷载重、跨度大的特点,开展跨度布置、桥型方案、约束体系及主要构件研究。经综合分析比选,该桥最终采用(112+392+2×1 120+392+112) m三塔钢桁梁斜拉桥,采用中塔设置弹性索、边塔设置阻尼器的约束体系。主梁采用上层板桁结合、下层箱桁结合的双层桥面钢桁梁,横向布置3片主桁,主桁采用N形桁式。桥塔采用钢-混组合结构,中塔为纵、横向均为A形的空间四肢构造,边塔为横向A形、纵向I形构造,中塔比边塔高25 m,桥塔基础采用■4 m钻孔灌注桩。辅助墩、边墩采用横向门式墩,■2.5 m钻孔灌注桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度2 100 MPa、■7 mm的镀锌铝合金高强度、低松弛平行钢丝拉索。     

榕江大桥桥塔钢锚室设计与施工关键技术

广东榕江大桥为(60+70+380+70+60)m双塔双索面混合梁低塔斜拉桥,采用门式框架桥塔,斜拉索辐射型布置,桥塔顶设钢锚室进行斜拉索集中锚固。钢锚室高6.0m、顺桥向长4.6m、横桥向宽2.36m,由壁板、腹板、底板、隔板、锚箱部件及预埋件等构成,横桥向分为3个锚室,每个锚室锚固4对斜拉索,锚室采用重防腐涂装体系。钢锚室制造时,对钢锚室底板及预埋承压板端面进行整体铣面加工;采用超声冲击和整体振动技术,消除钢锚室焊接残余应力。钢锚室安装时,在预埋承压板与塔顶混凝土间预留5cm空隙,采用压浆填充密实,并对预埋承压板的平整度进行跟踪测量;钢锚室采用900t浮吊一次性吊装就位,再利用4台三向千斤顶进行微调。实践表明,该桥桥塔钢锚室设计合理,施工关键技术有效保证了钢锚室制造和安装精度。