大跨径斜拉桥组合梁节段匹配制造足尺模型试验

泉州湾跨海大桥主桥为(70+130+400+130+70)m双塔分幅式组合梁斜拉桥,组合梁整体节段间桥面板采用匹配预制工艺,并通过钢梁反拱为桥面板提供横向预应力。为验证该桥组合梁整体节段匹配制造工艺可行性、掌握梁段经历横向反拱后的回弹规律,选取5个梁段进行组合梁足尺模型试验,并与有限元模型理论值进行对比分析。结果表明:所采用的整体节段匹配制造工艺及横向反拱设备是可行的;钢梁反拱至17~18mm时可为桥面板预存1.5~3MPa压应力,梁段在经历横向反拱过程后,将为组合梁节段桥位横向匹配连接累积不大于1.5mm的不利误差,这些数据将为实桥后续梁段匹配制造及安装施工参数的确定提供依据。     

组合梁斜拉桥整体节段悬臂拼装足尺模型试验

泉州湾跨海大桥主桥为(70+130+400+130+70)m双塔分幅式组合梁斜拉桥,组合梁采用整体节段安装、节段间桥面板胶拼等施工工艺。为验证该桥整体节段胶接缝悬臂拼装工艺的可行性,确定匹配连接原则,掌握已成梁段与被吊梁段的横向相对变形量,选取5个梁段进行足尺模型试验,并与有限元模型理论值进行对比分析。结果表明:整体节段悬臂拼装匹配连接受梁段制造误差以及横向受力差异的影响较小,胶接缝悬臂拼装工艺是可行的;匹配口实测横向相对变形最大为2.5mm,较理论计算值偏小,表明该桥实际刚度较大。     

南宁大桥非对称外倾式钢箱拱制造技术

南宁大桥主桥为300 m跨径的曲线梁非对称外倾拱桥。拱肋由钢箱拱节段与混凝土拱肋组成,根据钢拱肋的结构特点,全桥采用三维放样技术进行整体精确放样,其制造分为单元件制造、节段匹配制造、节段预拼装及工地连接4个工艺阶段。单元件采用整体大板块工艺,拱肋节段采用总成与预拼一体化制造,倒角构造部位的面板及其上面的加劲肋直接在拱肋总成时散装。该桥采用大节段合龙。     

钢箱组合梁斜拉桥悬拼阶段主梁变形及受力研究北大核心

为保证悬拼施工时斜拉桥钢箱组合梁的精确匹配连接,以台州湾跨海大桥通航孔桥为背景,采用有限元法研究待安装梁段与已安装悬臂梁段在施工阶段荷载作用下的竖向变形和桥面板受力,并分析吊装节段长度、吊机位置及强制匹配措施对截面竖向变形与桥面板受力的影响。结果表明:由待安装梁段自重引起的吊机反力是导致匹配截面产生较大相对竖向变形的主要因素,两侧匹配截面均在边腹板附近的相对竖向变形差最大;斜拉索锚固区和桥面吊机处混凝土桥面板开裂风险较高;吊装节段长度对匹配截面局部变形的影响较小,但其长度增加会增大局部桥面板混凝土主拉应力;通过调整桥面吊机横向位置可减小匹配截面相对竖向变形差,且中腹板强制匹配较边腹板强制匹配对桥面板受力影响小,采用“边腹板吊装+中腹板强制匹配”施工方法可实现已安装悬臂梁段与待安装梁段的精确匹配。     

望东长江公路大桥上部结构装配化架设方法研究

望东长江公路大桥主桥为主跨638m的双塔双索面组合梁斜拉桥,其上部结构采用工厂化、装配化的方案架设。为解决组合梁整体吊装施工时存在的桥面板开裂及梁段不匹配的问题,采用RM2006和ANSYS软件分别建立全桥及梁段局部有限元模型,对斜拉索分次超张退张法和防错台架设法进行研究,提出一种基于节段全过程状态(内力状态、几何状态)优化的上部结构装配化架设方法。结果表明:斜拉索分次超张退张法可优化节段施工全过程内力,解决了新梁段起吊对前序梁段引起的较大桥面板拉应力问题;通过斜拉索张拉与钢主梁工地连接工序的优化调整,改善了已架设梁段与待架设梁段匹配时的几何状态,保证了梁段匹配的可靠性。     

杭州市九堡大桥主桥拱肋制造及安装技术

杭州九堡大桥主桥为3×210 m结合梁-钢拱组合体系拱桥.拱肋系统由主拱肋,副拱肋,主、副拱肋之间的横向连杆以及拱顶横撑等构件组成.拱肋采用分节段工厂内制造、现场拼装成整体后顶推施工.为保证拱肋制造精度符合要求,每跨主拱、副拱分别划分为14、13个吊装节段,采用“以直代曲”的方法近似拟合拱肋曲线,并定制相应的胎架进行制造.拱肋节段制造完后利用平板车运至主拼装场,用120 t龙门吊提升至拼装平台,松开龙门吊吊钩后利用三向调位千斤顶进行高程、里程(纵向)及横向精确调位,然后进行拱肋的焊接.九堡大桥拱肋按照该方法施工最终保证了拱肋线形连续性,提高了拱肋安装定位的精度和速度,确保了施工质量.     

快速施工桥梁的研究进展

为减少传统桥梁施工存在的弊病,加快桥梁建设速度,降低桥梁后期维护费用,提高桥梁的施工质量和耐久性,首先分析了快速施工桥梁的必要性及其在中国的应用前景,阐述了快速施工桥梁的基本组成及构件划分、预制桥面板的主要型式及发展趋势、钢与混凝土桥面板间的连接方式、快速施工预制装配桥梁主梁的3种主要型式及材料组合、节段拼装式预应力混凝土箱梁的预应力体系及主要施工方法、中小跨径混凝土或钢-混组合梁桥的主要截面型式及连接构造,讨论了预制高性能混凝土桥面板、多梁式钢-混凝土组合梁群钉连接的桥梁用于中小跨径快速施工桥梁的优越性,并对近年来在中国大江及海湾桥梁工程应用的整体预制桥墩的特点进行了论述;同时,重点阐述了快速施工钢-混组合梁桥、预制节段拼装混凝土或钢-混组合箱梁桥、预制拼装预应力束体系、预制节段拼装式桥墩等相关的理论研究与进展,包括群钉抗剪性能、混凝土桥面板间接缝受力特性、组合梁复杂受力行为分析、多梁式荷载横向分布、体外预应力组合梁动力特性、组合梁疲劳耐久性等,指出了当前中国进行快速施工桥梁建造在设计研发、体系机制创新等方面的一些不足,分析制约该领域发展的关键因素,同时对发展中国桥梁工业化、信息化及快速施工技术进行了展望,指出对于梁高受限或桥梁较宽,跨径在25~50 m的数量占比均较多的城市桥梁或公路桥梁,包括北方受季节性影响较大的桥梁,开拓快速施工桥梁与市场潜力巨大,并给出一些值得进一步研究解决的热点问题,以期促进交通行业桥梁基础设施建设技术的进步和创新发展。     

波形钢腹板组合箱梁桥节段预制拼装工艺试验

为论证波形钢腹板组合箱梁桥采用节段预制拼装工艺进行施工的可行性,设计制作了两榀波形钢腹板组合箱梁节段进行足尺模型试验,两榀梁分别采用不同的入模工艺(分部入模、整体入模)模拟了钢筋笼组拼、匹配预制、悬臂拼装、线形调整等典型工序,测试了试验梁段在施工全过程中的桥面板竖向变形,并评估该变形对匹配连接的影响程度。结果表明:所提出的工艺流程、连接构造、预制模板系统在试验过程中表现出良好的适应性,能有效保证节段间的高精度、快速匹配连接,施工效率与普通混凝土节段梁相当,施工质量完全可控;施工过程中应采取桥面板加劲或设置横向斜撑等措施控制桥面板的竖向变形;波形钢腹板双拼接板高强螺栓连接具有较好的误差调整能力,可作为实桥应用的推荐方案。     

泉州湾跨海大桥钢混组合梁施工控制参数敏感性分析

泉州湾跨海大桥主桥为主跨400m的双塔分幅式组合梁斜拉桥,采用整体节段悬臂拼装架设,干拼法连接进行主梁节段施工。为研究结构参数对施工过程中结构响应的影响,指导施工控制,采用有限元法建立该桥计算模型,计算施工过程中桥塔弹性模量、钢梁弹性模量、桥面板弹性模量、钢梁重量、桥面板重量等参数对桥塔塔偏、主梁线形、桥面板应力和斜拉索索力的影响。研究结果表明,桥面板及钢梁重量对桥塔塔偏、主梁线形及斜拉索索力影响较大,钢梁弹性模量、桥面板弹性模量及桥面板重量则对混凝土桥面板应力有很大影响,施工过程中需重点控制敏感性参数。该桥采用基于分析结果确定的施工控制原则实施控制,主跨合龙后,成桥实测线形与理论线形、成桥实测索力与理论索力均满足施工控制目标值的要求。     

帕德玛大桥主桥150 m跨连续钢-混组合梁施工技术

孟加拉帕德玛大桥为双层桥面,下层为单线铁路,上层为双向4车道公路,主桥上部结构为6×(6×150) m+1×(5×150) m钢-混组合梁。钢主梁为全焊钢桁结构,在工厂整孔制造,纵、横移至码头,利用"天一号"运架一体船吊运至待架孔位,并利用吊架辅助架设,减少了现场焊接接头数量,确保了钢桁梁安装质量,降低了施工风险。公路桥面为预制预应力混凝土桥面板,在岸上横向整幅、纵向分块匹配预制,桥上利用架板机逐块吊装、胶拼,预应力束张拉后与钢桁梁结合,降低了桥面板预应力损失,确保了钢-混凝土结合质量。铁路桥面为铁路纵梁与预制混凝土桥面板组合结构,铁路纵梁及混凝土桥面板在岸上分别制造,每节间的4根铁路纵梁在车间组拼成整体,平板驳上与相应桥面板临时组拼成整体,进行运输、吊装,施工速度快。     

中承式钢箱提篮拱桥设计

武汉市汉口至阳逻江北快速路新河大桥采用(48+196+48)m的中承式钢箱提篮拱桥。主拱采用等截面钢箱提篮拱,截面尺寸为2.5 m×4 m(宽×高),拱肋分为25个节段,采用斜拉扣挂缆索吊装法施工。2片钢箱主拱肋间设5道横撑,并外包装饰板。边拱采用预应力混凝土结构,为等高矩形截面,截面尺寸为2.5 m×4 m(宽×高),采用现浇法施工。主跨桥面系采用“钢纵横格子梁+混凝土桥面板”的组合梁体系,边跨桥面系采用混凝土格子梁体系;沿全桥通长设置钢绞线柔性系杆。吊杆采用环氧喷涂钢绞线成品索。拱座采用大体积混凝土结构,拱座主拱外包混凝土处设置装饰段,使边、主拱曲线流畅过渡。建立整体及局部模型进行计算分析,结果表明结构安全可靠。     

银川滨河黄河大桥东水中引桥施工关键技术

银川滨河黄河大桥东水中引桥为双幅(5×80)m曲线连续钢-混组合梁桥,由开口钢槽梁和预制桥面板结合而成。桥位处施工场地受限,冬季长、冻土深。为实现冬季连续施工,该桥利用单侧场地,充分发挥钢-混组合梁的结构特点,采用无跨间支撑的整联横移技术进行双幅箱梁施工。在施工中,对地基进行冻结处理,在冻土上设预制扩大基础和钢管柱,形成快速拼装支架;利用双幅承台设横移支架和墩顶横向滑移装置,在顺桥向跨间无支撑状态下,将右幅钢梁整联横向滑移就位;采取了钢梁线形预设抛高、浇筑负弯矩区底板混凝土、设剪力钉及分步安装桥面板等综合措施,在无跨间支撑状态下将钢梁与预制混凝土桥面板结合,最终形成的钢-混组合梁结构满足设计目标线形与内力要求。     

槽型双箱组合梁斜拉桥桥面板有效宽度分析

为研究槽型双箱组合梁斜拉桥桥面板在纵向预应力作用下的有效宽度,结合某大跨度组合梁桥面结构,通过建立考虑钢梁-混凝土桥面板界面滑移的三维实体节段有限元模型,分析了桥面板在纵向预应力作用下的应力分布及传递机理,提出了预应力传递角度变化的有效宽度计算方法.研究结果表明:相对于标准AASHTO LRFD (2007)和DIN 1075,有效宽度计算方法能够考虑纵向预应力在桥面板中传递的全过程及预应力传递角度的变化,与有限元结果具有更高的吻合度,可为同类组合梁斜拉桥设计提供参考.     

组合梁斜拉桥多节段连续吊装施工技术研究

我国国内组合梁斜拉桥大部分采用后场预制钢主梁和桥面板,现场吊装的施工方案。各施工方案的主要区别在于斜拉索的张拉次数、梁段间桥面板湿接缝的浇筑和预应力的张拉时机。在对比了多种施工方案后,乐清湾2号桥提出了"组合梁斜拉桥多节段连续吊装"施工工艺,大大提高了斜拉桥钢混叠合梁施工工效,缩短了全桥桥面板接缝养护时间,节省了工期。     

组合梁斜拉桥主梁多节段循环施工技术

为了提高组合梁斜拉桥主梁的施工效率,探究组合梁多节段循环施工方法的合理性与可行性,对比分析了某组合梁斜拉桥单节段、两节段和三节段循环施工的工效,并采用有限元法对不同工况下钢梁和混凝土桥面板的受力进行了计算分析。结果表明：该桥在不改变辅助墩主梁及边跨合龙主梁施工工序的前提下,三节段循环施工的工效同两节段和单节段循环缩短的工期数相比,并未有更多的减少;两节段湿接缝循环浇筑施工既可满足结构受力要求,又大幅提高了施工工效;在不改变单节段施工各节段张拉索力的前提下,可采用二次调索的方法,使斜拉桥达到合理的成桥状态。     

钢-UHPC轻型组合梁桥面板结构型式研究

提出了钢—UHPC轻型组合桥梁结构,以克服传统钢-混凝土组合结构桥梁混凝土桥面板的不足。(1)从基本力学性能和经济性方面对轻型组合梁和传统组合梁进行对比,表明轻型组合梁具有自重低,力学性能优越,施工方便快捷,全寿命经济效益显著等特征,具有较好的应用前景。(2)对等厚板、带纵肋桥面板、华夫桥面板3种结构型式的UHPC桥面板进行有限元分析,结果表明:华夫桥面板竖向位移最小,整体刚度最大;带纵(横)肋桥面板仅纵肋下缘纵向拉应力最大,只需在纵肋下缘配置纵向受拉钢筋;华夫桥面板方案横向拉应力峰值小于较带纵肋方案。(3)基于华夫桥面板方案开展了足尺条带模型试验,正负弯矩试验的初裂应力分别为19.4 MPa和9.1 MPa,华夫桥面板方案能够满足正常使用极限状态的裂缝限值。     

宜昌香溪长江公路大桥主桥设计

宜昌香溪长江公路大桥主桥为钢桁架全推力中承式无铰拱桥,拱轴计算跨径为519m。拱肋采用空间变截面桁架结构,拱轴线采用悬链线形,拱轴系数为2.0。桁架拱采用2片主桁,主桁采用柏式桁架,主桁节点采用焊接整体节点。拱脚采用厚承压板格构+预应力的钢-混结合段构造。拱上立柱采用钢箱排架结构。桥面梁采用格子梁体系,在钢纵、横梁顶面布置焊钉与钢筋混凝土桥面板形成结合梁结构,桥面结构采用纵向部分固结+纵向限位+横向多点拉索减震的支承方式。吊杆采用整束挤压钢绞线吊杆。拱座采用分离式钢筋混凝土结构,拱座基础采用明挖扩大基础。上部结构安装采用斜拉扣挂、缆索吊装系统,拱肋主桁采用节段整体吊装,两岸对称悬臂拼装的方式架设。     

沪苏通长江公铁大桥主航道桥钢桁梁整体制造架设技术

沪苏通长江公铁大桥主航道桥为主跨1 092m的双塔钢桁梁斜拉桥,大桥上层为6线公路、下层为4线铁路,主梁采用三主桁N形桁架结构,采用Q370qE、Q420qE与Q500qE 3种规格的高强桥梁结构钢。铁路桥面采用钢箱结构,公路桥面采用钢正交异性板结构。主桥钢桁梁采用大节段整体制造、架设,最大节段重1 744t。钢桁梁在工厂先加工制造杆件和板单元,再组拼成桁片和桥面板;然后在胎架上按"1+3"立体匹配组拼成大节段,整体船运至现场;墩顶节段采用1 800t浮吊架设,其余标准节段采用1 800t架梁吊机双悬臂对称架设;主跨钢梁采用纵移、压重、纵向与横向对拉等措施实现了精确合龙。     

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。     

钢—混组合梁斜拉桥现浇混凝土桥面板关键设计技术研究

为研究钢-混组合梁斜拉桥现浇混凝土桥面板连接界面受力性能及桥面板抗裂性能,以主跨147m的六塔钢—混凝土组合梁矮塔斜拉桥为研究目标,通过数值模拟的方法,对现浇桥面板的钢-混组合梁界面剪力栓钉参数敏感性和现浇桥面板抗裂性能等两方面进行分析研究。结果表明:随着剪力钉间距的加大,剪力钉承担的剪力增大;随着剪力钉刚度的增大,剪力钉承担的剪力增大。在二期恒载和活载作用下,剪力钉横向和顺向剪力分布趋势基本一致,横向剪力均较小,顺向剪力均从梁端向支点处变大;收缩及温度作用下,横向剪力沿跨度方向分布均匀,纵向剪力除端部较大外,跨中处剪力值较小。分析桥面板的抗裂性能时,必须综合考虑桥面板的总体和局部计算结果的叠加效应。