大跨径钢管混凝土拱桥吊装线形控制方法研究

随着钢管混凝土拱桥跨径的增大,吊装过程中的各种因素对主拱线形的影响也越来越大,主拱线形的控制成了一个难点.该文通过对大跨径钢管混凝土拱桥线形的控制思路分析以及施工中问题的解析,以反馈控制法和既有的扣索索力计算方法为基础,对吊装线形的控制方法进行了研究.将该方法用于在建的世界跨径最大的钢管混凝土拱桥——合江长江一桥,取得了较好的线形控制效果.     

钢管混凝土拱桥吊装过程线形监测方法

在在跨度钢管混凝土拱桥吊装施工中，其关键技术之一是主拱线形控制。根据控制测量原理及技术要求，运用前方交会方法可保证每节钢管拱肋的吊装符合设计线形。工程实践表明，该方法运用恰当，实施方便，数据精度满足要求，达到了监测控线形的目的。     

钢管混凝土拱桥拱肋整体竖转吊装线形控制

讨论了钢管混凝土拱桥拱肋吊装施工方法,介绍了钢管混凝土拱桥拱肋整体竖转吊装线形控制技术,并以凌铁大桥为例,说明拱肋整体竖转吊装线形控制的实施步骤,给出凌铁大桥线形控制结果。应用实例表明,采用整体竖转吊装线形控制方法,完全可以满足施工线形控制精度的要求。     

钢管混凝土拱桥线形控制技术研究

结合钢管拱肋节段的悬拼,讨论了施工过程中几种线形之间的关系,为施工线形控制提供了依据,在此基础上提出了计算和控制吊装线形的方法。这种方法也可运用于其他同类桥梁结构施工控制。     

钢管砼拱桥拱肋整体竖转吊装线形控制

讨论了钢管砼拱桥拱肋吊装施工方法,介绍了钢管砼拱桥拱肋整体竖转吊装线形控制技术;以凌铁大桥为例,说明了拱肋整体竖转吊装线形控制的实施步骤,给出了凌铁大桥线形控制结果,结果表明采用整体竖转吊装线形控制方法可以满足施工线形控制精度要求。     

钢管砼拱桥吊装过程中的线形控制

钢管砼拱桥制作和安装方便，吊装精度较高，钢管砼拱桥的线形控制在钢结构安装阶段起决定作用。文中以斜拉扣挂体系结构施工为例探讨钢管砼拱桥吊装过程中的线形控制。     

大跨度砼拱桥拱肋吊装施工控制

对于大跨度拱桥,拱肋架设是桥梁施工中难度最大、风险最大的关键性工序,必须对整个架设过程进行严格控制。文中结合湖南省湘西自治州吊井岩大桥施工监控实践,介绍了大跨度拱桥拱肋吊装施工控制的结构仿真计算及关键技术。     

钢管混凝土拱桥吊装过程线形监控方法

运用前方交会方法可保证每节钢管拱肋的吊装符合设计线形.工程实践表明,该方法运用恰当,实施方便,数据精度满足要求,达到了监控线形的目的.     

大跨度钢管砼拱桥拱肋吊装施工控制

拱肋吊装作为钢管砼拱桥施工中重要的施工工序,对保证拱桥线形至关重要,施工中必须对整个吊装过程进行控制。文中以贵阳花溪Ⅰ号大桥拱肋缆索吊装施工监控为例,介绍了大跨度钢管砼拱桥拱肋缆索吊装施工控制的关键技术。     

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。     

系杆拱桥典型架设方法的施工控制研究

为了研究不同架设方法的系杆拱桥的施工控制问题,以2座采用不同方法施工的系杆拱桥为背景,从施工方法的选择、控制原理分析以及成桥监控成果等方面进行研究比较。以成桥理想状态为目标,从理论模拟关键工况入手,结合现场施工过程的控制,对先拱后梁和先梁后拱2种施工方法的过程控制关键点进行对比分析。分析结果表明:要综合拱梁刚度分配特点和现场可操作性来选择合适的施工方案;拱梁线形和吊杆内力的偏差控制是保障系杆拱成桥受力合理性的目标节点,而不同的设计理念和施工方案决定了不同的控制侧重点。并基于现场控制过程对系杆拱的施工细节给出了建议。     

异型拱桥的几何非线性分析

异型拱桥由于造型独特其非线性行为规律较为复杂且难以掌握.利用自编程序分析了5座各具特点的异型拱桥的非线性行为规律,通过对比总结出以下结论:整体上,拱梁组合式蝶形拱桥中梁柱效应的影响最大,飞燕式系杆拱桥中大位移效应的影响最大,拱塔斜拉桥中索的垂度效应最为明显,而对于有推力的新月形拱桥,各非线性因素的影响均较小,可忽略不计;相对竖直索,斜索的垂度效应较为明显,且其索力受各非线性因素的影响均较大,计算时宜计入斜索的垂度效应并应对斜索索力进行非线性分析;对于仅承受荷载而不参与整体受力的桥面板和横梁,内力受非线性因素的影响很小,采用线性方法具有足够的精度,但计算位移时需计入大位移效应的影响.     

多拱肋蝶形拱桥的施工索力优化研究

多拱肋蝶形拱桥由于各拱肋的异化导致结构的受力异常复杂且空间效应明显,针对该桥型索力优化问题的特点,并考虑施工过程中混凝土的收缩徐变和结构的几何非线性等因素的影响,采用割线迭代法进行施工索力的调值计算,并对4种不同的调索方案从钢管内核心混凝土的拉应力、索力的不均匀程度、拱顶位移等方面进行对比分析.结果表明:割线法迭代速度...     

大跨度外倾非对称式系杆拱桥施工控制研究

成都市红星路南延线跨府河桥梁工程采用44 m+150 m+55 m的孔跨布置的曲线梁非对称外倾拱桥。钢箱拱和钢箱梁采用满堂支架法施工,全部完成拼装焊接后对吊杆和系杆进行张拉,完成体系转换,拆除钢箱拱和钢梁支架,施工过程比较复杂。因此,合理的体系转换是保证支架拆除过程中和拆除后结构安全的前提,并且决定了成桥下结构的应力状态和线形状态。采用桥梁专业软件Midas/Civil建立全桥有限元模型,根据实际施工过程进行仿真模拟计算分析。通过施工过程中现场实际数据与理论计算的数据进行对比分析,运用综合控制方法进行施工监控,对设计初期参数进行反复的修正和调整,最终桥梁结构的线形状态和应力状态满足设计要求。     

大跨度钢拱桥吊杆减振的新型电涡流TMD开发与应用

针对吊杆频率低、阻尼小、易发生风振的弱点,以厦深线榕江特大桥钢吊杆为工程背景,首先通过风洞试验、理论分析和现场实测评估了吊杆的抗风稳定性以及减振设计所需参数.然后基于被动控制和电涡流耗能原理,采用等强度悬臂梁开发了一款耐疲劳、免维护的新型电涡流TMD(被动调谐质量阻尼器)用于改善吊杆风振性能.最后通过强迫振动法实测了吊杆-TMD系统的等效阻尼比以评估其减振效果.试验结果表明:开发的新型减振系统可以使长吊杆强轴(横桥向)和弱轴(顺桥向)的阻尼比分别达到1％和3％以上,完全满足台风区钢拱桥吊杆减振的需要.     

大跨度V形刚构拱组合桥拱与梁的刚度研究

首先提出了大跨度V形刚构拱组合桥名义刚度的概念,分析了结构参数对名义刚度的影响,推导出名义刚度理论公式。针对拱梁刚度比的选取及其对结构内力分配的影响进行讨论,分析其对结构内力的影响规律,并得出刚拱柔梁与柔拱刚梁的界定值,最后对已建桥梁名义刚度与拱梁刚度比进行了总结。研究表明,拱梁刚度比可以界定出刚性拱柔性梁和柔性拱刚性梁;连续刚构拱组合桥和V形刚构桥以及拱桥的名义刚度没有明显的区别,这也表明名义刚度可以反映结构的总体刚度。     

大跨度钢主梁斜拉桥的自适应无应力构形控制

为了实现对大跨度钢主梁斜拉桥高精度、高效率的施工控制,基于自适应无应力构形控制思想,推导了设计参数误差和钢主梁顶、底板焊缝收缩差对主梁安装线形的影响量调整公式,导出了主梁节段定位时温度影响的标高调整量公式,并在综合考虑此类影响因素的基础上建立了主梁节段精确定位的实时放样公式,最后将研究成果在荆岳长江公路大桥施工全过程中进行应用。结果表明：该方法能极大方便斜拉桥的施工与控制工作,提高其控制精度及效率。     

500 m级钢管拱桥成拱计算与控制方法

在大跨径的钢管混凝土拱桥中,钢管拱肋的斜拉扣挂成拱过程面临计算困难、大悬臂结构频繁调整、成拱状态偏离等难题。在成拱的理论计算方面,引入了基于无应力参数精确控制的成拱控制方法,明确了大跨径钢管拱斜拉扣挂施工过程控制目标。基于该控制方法,构建了钢管拱桥的成拱计算理论方法。该计算理论首次给出了钢管拱肋合龙前后的力学状态联系方程,建立了成拱后拱肋线形误差与施工过程索力的数学关系,构建了同时考虑施工全过程约束条件与成拱后线形偏差的一次调索优化模型。该一次调索优化模型可在任意给定的成拱线形误差范围和施工过程中的塔偏、封铰、合龙等耦合约束条件下,求解最优的扣背索一次张拉索力。在成拱施工控制方面,首次提出采用三维扫描技术进行大型钢管拱肋的无应力参数精确控制与检测方法,给出了详细的封铰控制、拱肋节段无应力参数控制和合龙控制的具体实施方法。在跨径为507 m的合江长江公路大桥的建设全过程,采用了所提出成拱计算理论与控制方法。实践表明:所提出的成拱计算理论具有控制目标少、计算目标明确、索力分布与张拉最优的优点;所提出的控制方法确保了钢管拱肋制造与安装无应力尺寸的精度,极大地减少了施工过程中拱肋线形误差调整次数。大桥拱肋成拱后实测结果表明,拱肋线形与应力状态与一次落架状态吻合良好。     

基于4次样条函数拱轴线优化设计的T-V求解法

拱桥拱轴线可以用4次样条函数表示,而基于4次样条函数的拱桥拱轴线优化设计问题是一个非线性规划问题。采用Topkis-Veinott可行方向法研究了优化求解方法,提出了新算法。通过对上承式钢筋混凝土拱桥实例求解,得到了符合设计要求的结果。计算结果表明,该拱轴线优化模型与初始拱轴线无关,不需要对初始拱轴线的选择做细致研究,只要初始拱轴线是连续曲线即可;在应用Topkis-Veinott容许方向法时,需要注意初始点的选择要求必须是可行点。由于容许方向法的每次迭代都是在可行域中进行的,方向是目标函数下降的方向,每步迭代结果都是可行设计,而且后一步迭代结果比前一步结果要好。因此,该拱轴线优化模型有较好的可靠性和实用性。     

基于无应力状态法的悬臂拼装斜拉桥的线形控制

针对悬臂拼装斜拉桥的线形控制问题,以穗盐路斜拉桥为背景,提出基于无应力状态法理论以钢箱梁制造线形为目标,进行主梁线形控制的方法。该桥为对称独塔双索面塔梁固结体系,采用MIDAS Civil建立桥梁有限元模型,分析钢箱梁在不同施工临时荷载作用下的制造线形和安装线形。分析结果表明,该桥安装线形随施工临时荷载的不同而改变,制造线形是结构的稳定量,只要保证梁段的无应力状态量一定,则无应力线形是惟一的;实桥安装时按制造线形夹角进行安装,无论施工过程如何改变,最终成桥阶段的内力和位移与理想目标状态一致。