基于地震作用的大跨度混合梁斜拉桥钢混结合点位置优化分析

针对大跨度混合梁斜拉桥抗震设计中钢混结合点合理位置选取的问题,以主跨730m的重庆万州长江三桥为例,采用有限元软件建立主桥计算模型,引入边跨混凝土主梁长度与边跨跨度之比η变量,计算4种方案(η分别为1.01、0.96、0.79、0.75)下结构的地震响应,研究不同η对全桥结构及结合段的地震响应变化规律,对地震作用下钢混结合点的位置进行优化分析。结果表明:改变钢混结合点的位置,边跨混凝土占比η减小时,塔根的地震内力响应减小、主梁跨中位移增大;钢混结合点的位置靠近桥塔和辅助墩时,钢混结合段的受力增大而变形减小;建议边跨混凝土占比η取0.94~0.96时为钢混结合点最优位置。     

混合梁斜拉桥不对称双悬臂施工技术

迫龙沟特大桥主桥为主跨430m的混合梁双塔双索面斜拉桥,边跨采用预应力混凝土主梁、中跨采用钢-混结合梁。该桥主梁采用不对称双悬臂方案施工,即边跨预应力混凝土梁采用牵索挂篮悬臂浇筑施工,中跨钢-混结合梁采用架梁吊机悬臂拼装施工。在该桥主梁施工中,采用不同步双悬臂施工,中跨钢梁安装超前边跨1个节段,以取消中跨约3 000t的均布压重;在边跨距离桥塔中心27.5m处设置施工辅助墩,以提高中跨结合梁的大悬臂状态稳定性;在中跨钢-混结合段处设置反拉压重装置,以提高塔梁锚固性能;设置塔梁临时固结和纵向限位装置,以抵抗墩顶处梁体的不平衡力矩;将边跨侧靠近桥台的3个节段合并成1个边跨现浇段,以减少双悬臂施工的节段数。该桥已于2016年完工,成桥线形及结构受力均满足设计和规范要求。     

混合梁斜拉桥钢-混结合段设计关键技术

宜宾南溪（仙源）长江大桥主桥采用主跨572 m非对称混合梁斜拉桥。主跨及北岸边跨采用混合梁,南岸边跨采用混凝土主梁,南岸边跨与主跨间设置钢混结合段。该文针对钢-混结合段的位置、关键构造开展多方案研究,优先采用梁肋全截面连接承压传剪式过渡构造。并通过钢-混结合段现场静力模型试验、破环模型试验及浇筑试验验证结构合理性和施工的可实施性。现场模型试验及结构分析的对比研究表明：宜宾南溪（仙源）长江大桥钢-混过渡段的结构构造设计合理,刚度平顺、受力安全可靠、施工可行,可为同类桥梁建设提供有益借鉴与指导。     

鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥主梁施工关键技术

新建京港澳高铁安九段鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥为主跨672 m双塔双索面钢-混混合梁交叉索斜拉桥,主跨及辅助跨主梁采用钢箱梁,标准节段长18 m,重约510 t,锚跨主梁采用预应力混凝土箱梁,重约200 t/m。根据该桥结构特点及水文地质条件,主梁采用现浇支架+多点顶推+单悬臂+双悬臂等混合方案施工。锚跨预应力混凝土箱梁采用“钻孔桩+钢管立柱+贝雷梁(大桥Ⅰ号桁梁)”支架现浇方案施工。九江侧钢梁采用单悬臂+多点顶推施工技术,边跨钢梁、合龙段与结合段同步顶推,省略了九江侧边跨合龙工序;在结合段钢梁与锚跨预应力混凝土梁之间设置锁定结构,保证了结合段施工质量。黄梅侧钢梁采用轻型墩旁托架+双悬臂+单悬臂施工技术,4号墩墩顶三节段采用轻型托架滑移施工,结合段采用浮吊整体吊装,定位后浇筑结合段混凝土,预应力张拉后进行边跨合龙;黄梅侧边跨和中跨合龙段均采用主动合龙,先边跨合龙后中跨合龙。     

混合梁悬索桥钢混结合段局部应力分析

为了解混合梁悬索桥钢混结合段受力性能,为该类型桥梁的设计和科研提供参考,以某混合梁悬索桥工程为背景,采用有限元软件对该桥钢混结合段进行施工过程模拟,分析该部位在各施工阶段下的应力分布特点及变化规律.同时,建立边主梁结合段有限元模型,研究钢混结合段中剪力钉受力状态、结合段各部位传力途径和比例等.分析结果表明:该桥结合段钢结构、混凝土应力基本满足规范要求,仅在混凝土局部较小区域位置拉应力偏大,需要在构造上采取相应措施;结合段剪力钉最大受力为52.3 kN,小于规范限值,说明剪力钉静力承载力不控制结合段设计.     

川藏公路迫龙沟特大桥设计

川藏公路迫龙沟特大桥采用半飘浮体系双塔双索面混合梁斜拉桥,跨径组成为(156+430+156)m。从结构受力、施工、养护、经济性等方面综合考虑,该桥主梁采用混合梁方案。中跨为结合梁,由工字形钢主梁和混凝土桥面板组成;边跨为预应力混凝土梁,采用双边肋断面;钢-混结合段采用整体式结构。从桥塔自身高宽比协调的角度出发,并考虑结构受力,桥塔采用改进的菱形混凝土塔,塔柱在桥面以上呈A形,在桥面以下合并成整体。桥塔基础采用群桩基础。全桥共设置68对钢绞线斜拉索。采用MIDAS Civil进行结构整体计算,并采用ANSYS和Abaqus分别对结合梁锚拉板和索塔锚固区进行局部计算,结果表明该桥整体及局部受力均满足规范要求。     

银洲湖特大桥主梁优化设计分析

混合梁斜拉桥的边跨混凝土梁多采用支架现浇,并在边跨设置多个辅助墩,辅助墩压重设计需求高。以银洲湖大桥为研究背景,将原设计"边跨少支架现浇+中跨单悬臂"施工方案优化为双悬臂施工方案,取消近塔侧辅助墩,并对混凝土箱梁进行构造优化,方便施工,提高了工程经济效益。采用有限元模型对比分析了优化前后桥梁结构受力状态,计算结果表明,优化后主梁受力状态与原设计相近,满足结构设计要求,主跨组合梁及主塔结构可维持原方案设计;取消近塔侧辅助墩可简化结构压重设计。     

G3铜陵长江公铁大桥主梁合龙施工方案

G3铜陵长江公铁大桥主桥为跨径布置(127.5+131+988+131+127.5) m斜拉-悬索协作体系桥,结合斜拉-悬索协作体系桥结构特点,提出主梁跨中合龙和交叉区合龙2种方案。对于跨中合龙方案,无法实现直接跨中合龙,可采取合龙口两侧主梁压重或设置临时吊索施工措施进行合龙口调整实现跨中合龙,当采用压重措施时,全桥需压重2 450 t;当采用设置临时吊索措施时,全桥共需设置临时吊索44根。对于交叉区合龙方案,提出采用插值计算方法寻找主梁最优合龙口,该桥最优合龙口位于从桥塔往中跨方向第3根吊索之下,在交叉区最优合龙口合龙主梁不需要采用其它措施,合龙口两侧主梁线形可自动匹配。从结构受力、施工便捷性、工期等方面对2种方案进行对比,结果表明：主梁合龙口设置于交叉区时主梁受力较小,无需压重或设置临时吊索,且由于斜拉段和悬吊段主梁可以同步吊装,节约工期,因此该桥主梁采用交叉区合龙方案。大桥主梁推荐施工方案为先边跨钢梁顶推施工,再主跨钢梁单悬臂架设及缆载吊机吊装,最后在交叉区合龙。     

自锚式悬索桥加劲梁方案比选与设计要点研究

自锚式悬索桥因其受力合理、施工难度低、美观性强等特性,越来越多地应用于城市桥梁的建设中。依托宝鸡市渭河大桥的设计,针对自锚式悬索桥加劲梁进行边主梁和钢混叠合两种方案的全面比选,最终选用边主梁结构型式,并梳理了边主梁的构造设计及其与混凝土主梁的连接构造等要点,为类似自锚式悬索桥的设计提供参考。     

鄂东长江公路大桥主梁钢混结合部位置的选取

结合鄂东长江公路大桥初步设计阶段推荐方案所提出的主梁钢混结合段位置设置的3种方案,通过其受力性能差异、施工难易程度、工期长短、造价高低以及养护难易程度等方面的比较,推荐主梁钢混结合段位置设置的最佳方案。     

钢混结合段桥面铺装方案研究

为了解钢混结合段铺装结构的受力特征,设计出科学合理的铺装结构,以永川长江大桥——(64+2×68+608+2×68+64)m七跨连续半飘浮体系双塔混合梁斜拉桥为例,采用理论计算与试验研究相结合的方法,对钢混结合段采用环氧沥青混凝土、浇注式沥青混凝土铺装方案的结构受力特性进行分析,结合2种方案的优点,研究出灌注式环氧树脂混凝土铺装结构。分析结果表明:相对于钢箱梁段,钢混结合段铺装对铺装混凝土的耐疲劳性能要求不高,但对防水粘结层的粘结和抗剪性能有较高要求。灌注式环氧树脂混凝土铺装结构是将环氧树脂灌入已经铺装好的沥青混合料中,具有较高的力学强度和耐疲劳性能。实桥使用效果证实了该铺装结构设计合理、工艺可行。     

混合式斜拉桥钢混接合段的优化研究

桃夭门大桥是主跨580 m的7跨连续半漂浮体系混合式斜拉桥,在技术设计阶段桥型比选中,从结构受力性能合理、施工工艺简单以及造价经济等方面对钢混接合段的位置和形式进行了比选研究,确定了接合段位置为伸入中跨16.7 m、接合段形式为填充混凝土后面钢板式,并进行了主梁钢混凝土接合段模型试验研究,验证了设计的科学性和合理性,对同类桥型的设计具有借鉴意义。     

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。     

混凝土斜拉桥大跨度合龙施工控制研究

以某主跨为420m的双塔混凝土斜拉桥为工程背景,分析了长度为5.5m的边跨合龙段主梁标高、应力和斜拉索索力等关键控制内容,结合现场实测数据论证了大跨度合龙施工与控制方案的可行性。得出以下结论:斜拉桥大跨度合龙阶段需要大量水箱配重,使得悬臂柔性结构在结构体系转换过程中发生较大位移,施工中主梁位置标高预抬与位移控制尤为重要;在边跨结构体系转换完成之前尾索索力呈逐步升高趋势,在结构体系转换完成之后尾索索力逐步降低;边跨合龙阶段的主梁应力控制关键位置为悬臂3/4位置的下缘。     

混合体系斜拉桥钢混结合段试验模型研究

为研究大跨混合体系斜拉桥中主梁钢混结合段对结构受力的影响,把握其受力特性及传力机理,首先结合整体杆系模型,分析了结合段不同位置对结构整体受力的影响,提出了结合段位置的设计原则;并制作了该桥无格室后承压板式钢混结合段1∶3试验模型,完成了标准组合、1.0倍和1.6倍承载能力基本组合3个工况下的静力加载试验,获得了模型钢梁、混凝土梁和结合部位的应力应变、变形分布情况;建立了空间实体有限元计算模型对其进行了应力分析,采用应力积分方法获得了结合段各部位的传力比例。结果表明:各试验工况下,试验模型没有出现开裂,各部位应力结果均小于理论分析值,应力从钢梁段至混凝土梁段平稳传递,表明钢混结合段结构和构造设计合理,安全储备足够。可为类似工程提供参考。     

武汉市四环线汉江桥主梁边跨直线段施工支架设计

采用悬臂施工的混凝土斜拉桥,在合龙过程中边跨直线段是直接由支架结构支承的。文中采用有限元软件进行建模分析,综合考虑全桥施工阶段、温度效应、二次荷载,以及施加斜拉索等因素,模拟了边跨直线段支架全过程的受力状态。根据计算结果、结合主梁的施工工序,完成边跨直线段现浇支架结构的设计并付诸实施,保证了桥梁工程的顺利完工。     

大跨混合结构连续梁桥钢混结合段局部空间受力分析研究

结合延崇高速公路上跨大秦铁路立交桥设计及施工特点,利用ANSYS建立钢混结合段模型,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的黏结作用。分析了运营过程中2种最不利荷载工况下的应力状态。结果表明：结构总体受力合理,传力及刚度过渡平顺,结构安全可靠,仅在混凝土结合面的预应力锚固处以及局部角隅位置存在应力集中现象。由于钢混结合段构造与受力复杂且有一定的应力集中,结合以往类似结构经验,设计时应将结合段混凝土结构采用高性能自密实钢纤维混凝土。     

大跨混合体系斜拉桥钢混结合段设计与试验分析

钢混结合段是混合体系斜拉桥结构中的关键部位,构造布置和受力均很复杂,是大桥设计中的关键。为研究钢混结合段的受力和变形状态,该文首先分析了钢混结合段位置的确定原则和构造细节的受力特点、布置原则,结合一座大跨混合体系斜拉桥,介绍钢混结合段的设计细节,并采用相似比1∶3设计和制作了大比例模型,分标准组合、承载能力组合、1.6倍承载能力组合共3种工况,分16级进行了加载测试,考察了钢混结合段钢与混凝土构件的应力状态,验证了设计的科学性和合理性。     

福建长门特大桥混合梁斜拉桥钢混结合部位置比选论证

以福建长门特大桥混合梁斜拉桥为依托,分别对结合部位置在边跨(半飘浮体系)、中跨(半飘浮体系和塔梁固结体系)等3个方案从受力合理性、施工便利性、经济性等3个方面进行了比选分析,最终确定了结合部位置,并提出了作者的观点,为同类型桥梁的设计提供了有价值的参考。     

福鼎八尺门大桥主桥设计

福鼎市八尺门大桥主桥为(33+67+200)m独塔单索面混合梁斜拉桥,采用塔墩梁固结体系;塔柱高103.6m,桥塔呈"风帆"造型,采用混凝土结构,装饰塔采用混凝土和钢结构。为提高抗风性能,主梁采用流线型箱梁断面,主跨侧主梁采用钢梁,边跨侧主梁采用混凝土梁,混凝土箱梁和钢箱梁之间通过2m钢混结合段连接,边跨混凝土箱梁设置配重。斜拉索布置为扇形,采用s15.2mm环氧涂层钢绞线。采用有限元软件MIDAS及ANSYS对该桥进行计算分析,结果表明该桥的静力、动力特性均满足规范要求。