马普托大桥索塔容许偏位及主索鞍顶推分析

以马普托大桥为工程背景,研讨了悬索桥索塔施工期容许偏位的控制标准,采用简化公式确定了施工期间索塔最大容许偏位。按鞍—塔固结与自由滑移两种状态进行计算分析后,确定了索鞍顶推方案与阶段性顶推量,得到顶推方案下索塔偏位及索塔应力,并对主缆抗滑安全性进行了验算,为悬索桥施工控制提供了参考。     

大跨度悬索桥鞍座顶推研究

鞍座顶推量与顶推时刻对施工过程中桥塔的受力状态影响巨大,是悬索桥所特有的一个施工工况。区别以往采取倒拆分析法模拟悬索桥施工过程中的索鞍顶推,以一座在建主跨600m的悬索桥为例,采用有限元分析软件Midas/Civil利用正装分析方法模拟索鞍顶推过程,同时,提出加劲梁吊装时模拟临时连接的一种简单有效的方法。     

刘家峡大桥方案设计

刘家峡大桥采用536m的单跨简支悬索桥,主缆分跨为148+536+113m,垂跨比为1/11。刘家峡大桥采用型钢桁式加劲梁,主缆采用127根ф5.2mm平行镀锌钢丝束,采用三角框架式重力式锚碇。大桥将钢管混凝土桥塔结构应用于大跨度悬索桥中,并将使桥塔造型与民族建筑风格巧妙融合,体现了地域文化特色。     

自锚式悬索桥索鞍预偏及顶推控制方法研究

以河南桃花峪黄河大桥为背景,围绕自锚式悬索桥索鞍预偏及顶推控制方法展开研究工作,推导了自锚式悬索桥索鞍预偏量的解析叠代算法并给出了体系转换过程中索鞍顶推原则。针对河南桃花峪黄河大桥,进行了四种索鞍顶推方案的比选,最终推荐方案顶推次数少,塔顶偏位小。     

悬索桥主索鞍顶推模拟方法及实例分析

提出一种可用于通用有限元程序的索鞍顶推精细化模拟方法,实现了索鞍偏心竖向荷载传递,索鞍顶推期间相对位移控制以及索鞍锁定期间水平力传递,也可以模拟主缆和索鞍切点变化.以柳州双拥大桥为工程实例,首先对比了不同索鞍模型对主缆线形和索鞍预偏量的影响;随后指出索鞍顶推实质是控制塔顶位移,并给出了一种索鞍顶推时序.最后指出在空缆状态下主缆在索鞍端部存在局部脱空趋势,采用本文推荐的模拟方法能预测和避免不合理设计.     

刘家峡大桥桥塔钢管微膨胀混凝土施工技术

以刘家峡黄河大桥钢管微膨胀混凝土施工为依托,介绍了桥塔钢管微膨胀混凝土施工质量控制关键环节,通过现场试验确定微膨胀混凝土配合比参数和施工方案,制定并实施钢管混凝土在拌和、泵送、浇筑振捣、施工缝处置等过程中的控制要点,钢管微膨胀混凝土施工技术在刘家峡大桥的成功应用,标志着大直径钢管混凝土施工技术有了进一步的突破.     

大跨度单主缆悬索桥体系转换过程受力分析

广西柳州市双拥大桥为主跨430m的双塔单主缆地锚式悬索桥,采用主缆架设和主梁顶推同步施工、分批张拉吊索的施工工艺。该桥具有单根主缆体系横向受力效应的特殊性,体系转换技术难度大,为了解单主缆体系在施工中各种状态下结构的力学响应,采用无应力状态法,利用ANSYS软件建立全桥有限元模型,分析体系转换过程中的吊索和主缆内力、主缆线形、桥塔偏位和主梁支反力等参数的变化规律。结果表明:吊索和主缆的安全系数均满足要求;主缆跨中矢高变化幅度达8.852m;桥塔塔顶偏位在±150mm以内,桥塔变形和受力均较为合理。二期恒载施工后,该桥成桥线形、内力状态与设计预期目标吻合较好,各项实测参数均满足设计和规范要求。     

刘家峡大桥大直径钢管混凝土桥塔设计与施工技术应用

刘家峡大桥采用民族建筑风格的钢管混凝土桥塔,体现了人文、自然环境与结构设计一体化的设计理念;桥梁地域文化标志作用得到清晰体现,承载的先进技术和鲜明文化特征起到鼓舞当地人民精神和加强民族团结的作用;开展的桥塔钢管与混凝土黏结性能研究,以及钢管自应力混凝土模拟试验,拓展了钢管混凝土适用范围,提出并确定了新型桥塔结构和钢管自应力混凝土设计及无损检测参数;首次在高震区对钢管混凝土桥塔抗震性能开展系统研究,以掌握高烈度、两岸不同地震动峰值条件下钢管混凝土悬索桥桥塔抗震性能指标;针对山区场地狭小、运输困难特点,在桥梁上首次研发使用了自爬升门架,成功完成索塔钢管安装;以桥塔实体结构作为起重架附着基础,使起重架吊装高度范围显著增加,实现了桥塔钢管安装技术从落地式到自爬升式的转变。文章就刘家峡大桥大直径钢管混凝土桥塔设计与施工技术应用展开论述,与同行共享。     

福州市淮安大桥桥塔结构设计及施工控制要点

介绍了福州市淮安大桥主桥桥塔的外形轮廓,塔柱各构件的结构尺寸及其施工方法;确定了桥塔施工控制的原则;给出了施工过程中塔身外形控制参数及允许误差;采用三维空间程序对该桥塔进行施工控制分析,考虑了塔柱的施工预抬量和预偏量,并给出了理论计算值;确定了斜塔柱施工过程中临时横撑的加载位置及横撑顶力的控制标准。     

刘家峡大桥钢管混凝土桥塔黏结滑移力学试验研究

刘家峡大桥首次在国内采用大规模钢管混凝土构件作为悬索桥桥塔。为保证该桥桥塔在施工各阶段的安全性,模拟刘家峡悬索桥桥塔实际受力制作1/10缩尺比例模型进行加载试验,并采用ANSYS软件建立有限元模型对试验结果进行验证与对比,研究钢管混凝土结构钢管与混凝土的黏结滑移力学性能。研究结果表明:当试验荷载超过钢管与混凝土黏结力后,钢管和混凝土的相对位移与试验荷载呈线形变化关系;钢管应变从受力端向构件中部逐渐减小,受混凝土材料的不均匀性、钢管壁的粗糙程度不同等因素的影响,钢管应变与距加力端距离呈非线性变化关系,但总体呈逐渐增加趋势;通过试验结果得到的黏结强度及滑移位移均大于有限元软件计算结果,但两者相差不大,说明有限元结果可用于实际工程,并偏于安全。     

刘家峡大桥钢管混凝土桥塔共同工作性能研究

刘家峡大桥首次将钢管混凝土桥塔应用在大跨度悬索桥中,目前国内外对大尺寸钢管混凝土粘结性能的研究较少,受主缆约束,桥塔受力特点类似于下端固结上端铰接的立柱,荷载作用下若钢管与混凝土粘结力超过粘结破坏强度,则两者不能共同受力,现行规范中给出的钢管混凝土承载力计算公式将不再适用。为此,专门针对刘家峡大桥钢管混凝土桥塔能否共同工作的问题进行了研究。研究结果表明,钢管与混凝土之间的粘结问题并不突出,通过设置剪力钉可以大幅度提高两者之间的粘结强度。     

外包钢壳混凝土拱形桥塔节段拼装几何姿态预测研究

赣州市集结大桥主桥为外包钢壳混凝土拱形桥塔斜拉桥,为确保钢混组合拱形桥塔节段拼装精准合龙,采用MIDAS Civil软件建立拱形桥塔空间几何模型,分析外包钢壳和混凝土湿重对桥塔变形的影响,采用切线初始位移法对桥塔施工阶段位移进行预测,通过求解制造线形对桥塔待拼装节段进行预偏修正,并与实测数据进行对比。结果表明：外包钢壳能显著减小桥塔变形;施工阶段桥塔变形主要由混凝土湿重引起,临时支撑能有效减小混凝土浇筑产生的横向变形。基于切线初始位移法的几何姿态预测方法能有效预测桥塔拼装全过程几何姿态,实测成桥阶段桥塔各节段最大偏位为6 mm,小于施工控制要求,具有较高的实施精度,可保证成桥状态下桥塔几何姿态的准确性。     

桥塔拱形变截面横梁施工托架仿真分析

某大桥桥塔采用门形框架结构,桥塔上横梁为单箱单室预应力混凝土结构,高度7~19m,横梁顶面宽度为8.565m。针对该桥桥塔上横梁结构特点、施工难点及工期要求,上横梁与上塔柱采用异步施工方案,待塔身施工完成后再施工上横梁。该桥塔上横梁采用型钢托架方法进行施工。为了保证上横梁在施工中的安全,建立了托架的有限元模型,从强度、刚度及稳定性等方面对该托架进行了验算,同时考虑桥塔与托架的相互作用。分析结果表明:在最不利工况荷载作用下,上横梁托架结构的强度、刚度、稳定性均满足施工要求。     

基于刘家峡钢管混凝土桥塔的推出试验研究

刘家峡悬索大桥是目前国内最大的钢-混结构桥塔。对于这种新型结构而言,钢管和混凝土之间的相互作用效应是其受力复杂性和安全可靠性所在。通过对刘家峡悬索桥钢-混桥塔缩尺模型进行推出试验,得出钢-混界面极限粘结强度与粘结破坏时的滑移距离,进而与ANSYS建立的非线性有限元仿真结果进行对比,证实了采用有限元仿真能够有效模拟钢管混凝土结构。利用该有限元模型研究焊钉对钢-混结构粘结滑移的影响,结果显示:焊钉对钢管与混凝土之间的初始粘结状态影响甚微,但初始粘结破坏后,能显著减小钢管与混凝土之间的滑动距离。这对钢管混凝土工程的设计和施工具有一定的借鉴意义。     

转体施工钢箱梁独塔斜拉桥设计

龙岩大桥为(190+150)m不对称孔跨钢箱梁独塔斜拉桥;主梁为全宽36.3m的扁平流线型钢箱梁,桥塔为宝石形混凝土结构。采用半飘浮体系,桥塔与主梁间纵向约束采用水平拉索和阻尼器相结合形式,斜拉索和塔梁间纵向拉索均采用抗拉标准强度1 670 MPa镀锌平行钢丝拉索。平面转体施工实现跨越既有铁路,转体球铰设置在承台顶面,转体主梁悬臂长173.75m,转体主梁总长323.45m,最大转体总重量为25 510t,转体主梁通过"多点步履式顶推技术"顶推就位。该桥采用的桥式结构和施工方案最大程度避免了桥梁施工对铁路和城市道路的行车影响。     

地锚式悬索桥主索鞍顶推控制研究及实例分析

在地锚式悬索桥主梁吊装过程中,主索鞍顶推是保障主塔结构受力安全的重要手段,普遍采用倒拆分析法或结构简化过度的正装分析法分析地锚式悬索桥主索鞍顶推过程。区别于以上方法,文中基于有限元软件MIDAS/Civil,提出一种能正装分析地锚式悬索桥主索鞍顶推的方法,结合太洪长江大桥,探究地锚式悬索桥主索鞍顶推规律。结果表明,在主梁吊装初期,塔顶纵桥向偏位变化大,主索鞍顶推频繁;主索鞍顶推的实质是通过改变各跨的长度来调整塔顶受到的主缆水平不平衡分力的方向;合理成桥时,主塔只承受主缆竖向分力,塔顶纵桥向偏位为零。     

海外大型悬索桥吊索长度计算及架设精度控制

马普托大桥吊索在国内加工,通过海运到施工现场,周期较长。国内悬索桥吊索索长在主缆架设完成后,通过线形监控数据分析给出下料长度。考虑施工工期制约,通过提高主缆架设精度、索夹安装精度及优化钢箱梁安装工艺,按照理论线形对吊索长度进行下料。其中在主缆架设之前根据箱梁和索夹实际称重、桥面铺装重度试验结果、缆索系统钢丝实测弹模数据,精确计算主缆线形和吊索下料长度。为控制后续施工精度,在基准索股架设期间,分析了塔偏与温度对线形的影响,并根据现场实测温度与塔偏对线形实时调整。主缆架设完成后通过锚跨张力对主缆线形进一步微调,保证实际线形与理论线形相吻合。吊梁之前,根据实测空缆线形精确计算并放样索夹;吊梁过程中,及时进行索鞍顶推,防止索股滑动或桥塔开裂。钢箱梁合龙完成后桥面测量线形与理论线形基本吻合。     

福州鼓山大桥施工监控

鼓山大桥为主跨235 m的独塔空间索自锚式悬索桥,加劲梁为钢-混凝土混合梁。综述该桥先梁后缆施工顺序、吊索张拉与体系转换步骤的监控。该桥钢箱梁采用顶推法施工,主缆架设调股顺序为先主跨后边跨再锚跨,普通股采用相对垂度法调股。给出详细的吊索张拉与体系转换步骤,即主跨与边跨吊索交替张拉,主跨吊索由桥塔向锚跨依次张拉,最后7对吊索先部分张拉,等桥面铺装之后再安装到位,边跨19~8号吊索由桥塔向锚跨依次张拉,1~7号吊索由锚跨向桥塔依次张拉。施工的最后阶段实现了多工序同步作业。施工监控保证了该桥建成后的内力与线形均满足设计要求。     

蒙西华中铁路洞庭湖大桥即将进入中跨钢梁悬臂拼装阶段

正2016年3月13日蒙西华中铁路洞庭湖大桥4号桥塔墩最后一节段混凝土浇筑完成,至此,洞庭湖大桥3座桥塔墩主体结构施工全部完成(见图1)。同时,边跨钢箱梁也即将顶推到位,标志着洞庭湖大桥即将全面进入主跨钢梁悬臂拼装施工阶段。洞庭湖大桥作为蒙西华中铁路全线重点控制性工程,是跨越湘江洞庭湖湖口的三塔斜拉双线重载铁路桥梁(见图2),是国内首条跨越内湖的重载铁路桥梁。该桥结构设计形式新颖,施工技术难度大,     

南京小龙湾混凝土自锚式悬索桥吊索张拉过程研究

不同于地锚式悬索桥,自锚式悬索桥先梁后缆的施工方式,使其张拉过程具有显著的可优化性。依托小龙湾自锚式悬索桥工程实例,对自锚式悬索桥张拉过程控制原则、控制目标进行了分析,在满足桥梁结构受力安全的前提下,尽量减少接长杆数量、索鞍顶推次数、千斤顶数量和张拉批次,以较少的人力物力财力和时间来完成吊索张拉方案。建立有限元模型,模拟分析小龙湾大桥张拉全过程,根据吊索张拉安全系数、桥塔及加劲梁允许最大压应力、最小拉应力等指标,提出适用于该桥的张拉控制方案。对比分析了成桥状态与张拉过程中吊索的最大索力,发现在跨中14~16号吊索索力较成桥状态索力有所增加,但均能满足张拉过程吊索安全要求。对吊索张拉过程中桥塔及加劲梁的应力变化规律进行了总结,发现在张拉14~17号吊索时,桥塔、加劲梁等混凝土构件应力发生显著变化。