临时墩对斜拉桥最大双悬臂施工状态的抗风性能影响分析

大跨径斜拉桥在最大双悬臂施工状态下其结构刚度较小,对于风荷载引起的结构风致振动响应较为敏感,增设临时墩能有效提高结构竖向刚度,改善结构抗风性能。以主跨跨径为316m的双塔斜拉桥最大双悬臂施工状态处于台风期为背景,通过有限元计算分析了3种临时墩设置方案(不设临时墩、设置边跨临时墩以及设置中、边跨临时墩),在最大双悬臂阶段对结构动力特性以及抗风性能的影响。研究结果表明:设置中、边跨临时墩方案对结构竖弯和扭转基频提高显著,相比于仅设边跨临时墩方案,结构颤振临界风速和静风扭转临界风速分别提高了82.5%和83.4%;设置中、边跨临时墩使结构主梁和塔柱在风荷载组合工况下位移响应大幅度减弱。     

台风地区独柱索塔半漂浮体系斜拉桥混凝土主梁悬臂施工阶段抗台风稳定性分析

在沿海地区进行独柱索塔半漂浮体系斜拉桥混凝土主梁悬臂施工时,由于受台风影响,索塔两侧主梁底面在风压作用下将产生向上的不同升力矩,该升力矩严重不平衡时将导致主梁倾覆。此外,在台风作用下,半漂浮体系主梁亦可能以独柱索塔为中心发生绕转失稳。本文以广东省番中大桥为例,介绍独柱索塔半漂浮体系斜拉桥混凝土主梁悬臂施工阶段抗台风稳定性的分析方法,供同行探讨。     

洪山大桥施工阶段的抖振控制研究

通过洪山大桥斜拉桥相似模型的动力试验,研究其在最长悬臂结构体系及在不同的临时支承情况下的动力特性,并以该桥最大悬臂施工状态为例,计算了结构的抖振响应,然后分别对主梁增设抗风临时拉索和临时墩两种减振措施进行了分析。结果表明,对于大跨径斜拉桥的施工阶段,增设抗风临时拉索和临时墩是两种具有实际工程意义的抖振控制措施。     

海上大跨度斜拉桥渡台风致振动控制研究

为确保在建海上大跨度斜拉桥在台风期施工时安全渡台,以宁波舟山港主通道项目舟岱大桥南通航孔桥为背景,对大跨度斜拉桥钢箱梁悬臂施工状态下的抗风措施及其抗风性能进行研究。对于台风来临前未能合龙斜拉桥钢箱梁,在钢箱梁两悬臂端采用10组由7根?15.2 mm钢绞线组成的抗风索相连作为约束,并在桥塔位置加设横向、纵向钢管连接钢箱梁与塔身,在竖向设置预应力钢绞线共同组成钢箱梁临时锚固系统。采用MIDAS Civil软件建立桥梁最大悬臂状态有限元模型,对不设置抗风索和增设抗风索的结构抖振位移和内力进行计算。结果表明：抗风索能够降低斜拉桥钢箱梁在台风作用下的抖振位移及内力,理论上布置抗风索后钢箱梁在51.1 m/s设计风速时的内力值可以降低到35 m/s风速时的水平,结构安全;设计风速下,单束抗风索内力最大值低于其设计强度,满足自身强度要求;在不同风速下,抗风索对钢箱梁临时锚固内力的影响效果不同。     

顶推法施工斜拉桥

湖南衡山湘江公路大桥主桥斜拉桥和连续梁采用两岸双向顶推施工完成。通过设置临时墩，将通航主跨都转化为顶推跨径，待箱梁预制、顶推到位后，浇注索塔，挂索，张拉，拆除临时墩，完成连续梁到斜拉桥的体系转换过程。顶推法施工斜拉桥，工艺比较简单，为扩大顶推施工法在大跨径桥梁中的应用进行了有益的探索。     

斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究

斜拉桥上部结构双悬臂施工时,可采用临时拉索平衡结构体系代替传统的临时墩来抵抗不平衡荷载作用。为分析施工期拉索平衡结构体系下大跨度斜拉桥的结构受力和抗风性能,以港珠澳大桥青州航道桥为背景进行研究。基于平衡措施设计的基本原则,在桥梁边、中跨主梁与桥塔承台间设计了临时拉索连接的结构体系,采用MIDAS Civil软件建立全桥模型,分析双悬臂施工中最不利工况下的桥梁受力,并进行了比例为1∶70的全桥气动弹性模型风洞试验。结果表明:拉索平衡结构体系能够增强大跨径斜拉桥双悬臂施工状态下抵抗各种不平衡静荷载作用的能力,提高桥梁抵抗动风荷载作用的能力,降低施工期的抖振响应;拉索平衡结构体系下的桥梁受力和抗风性能均满足要求,该体系能够保证斜拉桥在上部结构施工中的结构安全。     

上海长江大桥主桥临时墩设计及施工技术研究

分析大跨度斜拉桥临时墩的设置机理,调研国内外大跨度斜拉桥临时墩设置情况,介绍上海长江大桥主桥结构特点和临时墩的平面设置及结构设计原则,通过对关键受力工况进行仿真分析、研究,首次提出并成功应用了承插式同步液压提升临时墩的施工技术思路.     

禹门口黄河公路斜拉桥未设置辅助墩设计技术研究

禹门口黄河公路大桥为国道108线跨越黄河的首座不设置辅助墩的双塔双索面钢-混凝土叠合梁大跨径斜拉桥(跨径组合245m+565m+245m)。设置和不设置辅助墩的结构计算分析表明:二者表现的力学指标相差较大,斜拉桥无辅助墩的主梁、主塔刚度相对较小,结构受力相对不利,必须采取技术措施增强其刚度。特别本桥位于高地震烈度、强风环境,运用临时增设抗风墩技术保证了斜拉桥无辅助墩最大悬臂状态的施工稳定性。目前全桥已合龙完成并通过荷载试验检验,桥梁技术状况良好。     

采用设缝双肢墩的多塔斜拉桥温度效应分析

对于塔梁墩固结的多塔斜拉桥刚构体系,为了适应其主梁因温度引起的纵向变形,并减小桥梁结构温度应力,提出新型设缝双肢墩桥墩形式。建立采用整体墩和设缝双肢墩的两种斜拉桥有限元计算模型,分析比较温度作用下,主梁、索塔的位移及主梁与塔墩应力,结果表明在不同的温度荷载组合下,设缝双肢墩多塔斜拉桥主梁和桥墩的位移及应力状况均优于整体墩斜拉桥。分析结果可给设缝双肢墩斜拉桥设计提供参考。     

连续钢桁架桥中跨临时墩设置位置研究

连续钢桁架桥采用中跨桁架节段悬臂拼装施工时,对设置中跨临时墩与结构受力性能的关系进行了研究。分析表明:设置中跨临时墩可明显减小最大悬臂状态下的结构竖向挠度;随着临时墩向跨中方向移动,结构竖向挠度、临时墩支反力及其下部基础规模逐渐减小,而中跨跨中弦杆轴力逐渐增加;临时墩位置对中支点弦杆轴力影响很小。     

沪通长江大桥跨横港沙112m简支钢桁梁全悬臂架设安装技术

沪通长江大桥横港沙浅水区域桥梁上部结构为21孔112m简支三主桁钢桁梁,采用"首跨膺架法搭设、其余跨全悬臂拼装、先连续后简支"的安装方法。通过采取优化上墩方式、公路纵梁后安装、连续墩墩顶设置双排支撑等措施,减小了钢桁梁在大悬臂施工条件连续墩墩顶区域应力偏高问题,有效地降低了施工风险。通过采取在连续墩墩顶设置横向限位装置、在墩顶设置纵向限位装置等措施,确保钢梁大悬臂状态下遭遇突风或台风时的横向稳定性。     

外海斜拉桥大悬臂钢箱梁防台风设计

港珠澳大桥江海直达船航道桥设计为中央单索面钢索塔钢箱梁三塔斜拉桥,桥跨布置为110 m+129 m+258 m+258 m+129 m+110 m,索塔为全钢结构,采用工厂预制、现场整体吊装的施工工艺。受138#钢塔出运时间的限制,使得主桥贯通前的施工组织均处于极为不利的台风季节,所以到合龙前较长时段139#及140#钢箱梁均处于最不利的大悬臂工况。以139#号墩大悬臂钢箱梁为研究背景,介绍了大悬臂钢箱梁防台风设计方案,并选取典型工况进行有限元计算仿真分析,验证方案结构的可靠性。所提方案不仅为港珠澳大桥的顺利合龙提供了可靠的技术保障,更为以后同类工程的防台风施工提供了宝贵的参考。     

辅助墩对无上横梁双直立塔柱斜拉桥的影响

无上横梁双直立塔柱形索塔对斜拉桥的整体刚度有较大影响,尤其是索塔的横向刚度大大削弱.该文以主跨320 m的预应力混凝土双塔双索面半漂浮体系斜拉桥为研究对象,采用大型有限元软件Ansys建立空间有限元模型,分3种工况(无辅助墩、增设1对辅助墩、增设2对辅助墩)对其进行了静力和动力特性分析.结果表明:设置边跨辅助墩能在一定程度上降低该体系斜拉桥的塔顶水平位移与主梁挠度,对主梁的振动也起到了一定的约束作用,提高了结构的整体刚度,有利于结构的抗震和抗风稳定性.     

辅助墩对高墩大跨PC斜拉桥的静力影响分析

通过分析辅助墩对重庆涪陵乌江大桥主梁应力、索塔弯矩、主梁竖向变形、拉索应力的影响,探讨了高墩大跨PC斜拉桥的受力与辅助墩的关系,研究表明在合理的位置设置辅助墩能很好地改善结构的受力和变形,并分析了设置辅助墩的最合理位置。     

上海长江大桥主通航孔桥关键施工技术应用及创新

上海长江大桥主通航孔桥采用导向架、套箱与围堰结合、透水模板布、索塔爬架内设置密闭围挡和喷雾系统、承插式临时墩、防退扭千斤顶等技术措施,成功解决了长江口水域大跨全漂浮超宽钢斜拉桥施工难题。     

大跨度斜拉桥最大双悬臂施工阶段的抖振控制措施研究

斜拉桥在最大双悬臂施工状态时,结构的刚度和阻尼都很低,在紊流风的作用下悬臂端会产生较大的抖振响应。本文采用耦合抖振响应分析的有限元CQC方法,以某斜拉桥为例计算了最大双悬臂施工阶段采用临时风缆与临时墩两种控制措施的抑振效果,并详细探讨了不同风缆布置方案与不同临时墩布置位置对抖振控制效果的影响。计算结果表明:临时风缆的抑振效果对风缆与水平方向的夹角并不敏感;风缆交叉布置会使主梁竖向和横向抑振效果都有所减弱;当风缆中的应力达到一定程度后,增大应力并不能有效的提高抑振效果;当风缆应力一定,增大风缆面积能显著提高抖振抑制效果,但也会使主梁根部横桥向弯矩增大,对塔梁临时固结处产生不利影响;临时墩的减振效率大大优于临时风缆;临时墩的布置位置不宜离桥塔太近,且宜在1/2悬臂长度外合理地质条件处布置。     

大跨度三主桁钢桁拱桥墩旁托架设计及施工关键技术

广州明珠湾大桥为(96+164+436+164+96+60) m三主桁双层桥面中承式钢桁拱桥。大桥采用"拱梁同步"大悬臂拼装架设,由于主桥施工处于深水区,无法搭设临时墩支撑,因此在顺桥向主墩两侧设置墩旁托架临时支撑主墩钢桁梁初始节间。墩旁托架支撑在既有承台墩身上,由上托架、下托架及上、下托架之间的钢梁姿态调控装置组成。托架设计为稳定的三脚架结构,以克服施工过程中主墩支座两侧由于受力不平衡而产生的倾覆力矩;下托架钢管内填充自密实微膨胀混凝土,并在水平钢管内设置预应力钢绞线,以提高托架整体刚度,抵抗钢梁拼装产生的水平力;调控装置精确调整钢桁梁初始节间纵、横向及高程位置,操作简单、易控。整体结构受力计算结果表明:在最不利工况作用下,墩旁托架受力状态满足施工要求且有足够的安全度。对墩旁托架预埋件、下托架、上托架和钢梁姿态调控装置进行安装,钢梁在拼装完墩顶2个节间后,对钢梁中线和高程进行1次精确调整,确保了钢梁悬臂架设支撑安全及线形满足设计要求。     

禹门口黄河公路大桥临时墩设计关键技术

禹门口黄河公路大桥为主跨565m双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,边跨设计无辅助墩。主梁采用全回转桥面吊机双悬臂拼装施工,最大双悬臂长度达200m,边跨需增设临时墩,以提高施工期结构抗风性能、降低安全风险。通过设计难点分析,以施工全过程临时墩受力安全为原则,确定在11号和12号墩边跨侧距塔柱中心160m处设临时墩(由桩基础、钢管墩身、承重梁和横向限位等组成),其高度分别为39.6m和41.3m;临时墩与钢主梁采用临时铰(允许纵向位移)连接;临时墩的锁定和解除时机分别为13号斜拉索二张后和Z18号钢主梁安装后。采用有限元软件MIDAS Civil 2019建立全桥空间模型分析临时墩受力及钢主梁位移,并进行施工过程实时监测。结果表明:临时墩受力安全,结构可靠。     

九江长江公路大桥塔梁临时约束设计及施工

九江长江公路大桥主桥为(70+75+84+818+233.5+124.5)m六跨不对称双塔双索面混合梁斜拉桥,南边跨及部分中跨为混凝土箱梁,其余为钢箱梁,钢箱梁采用双悬臂拼装施工工艺。为保证钢箱梁双悬臂施工期不平衡力作用下的结构及施工安全,在北塔与钢箱梁间设置了竖向、横向及纵向临时约束:通过钢绞线将设置在北塔下横梁上的竖向混凝土支墩和钢箱梁底部的钢支墩连成整体,形成竖向临时约束;竖向临时约束兼作钢箱梁双悬臂施工期间的纵向临时约束,主要由竖向临时约束产生的摩擦力抵抗在悬臂吊装过程中产生的不平衡力;在合龙阶段增设顶推装置进行纵向临时约束,兼做中跨顶推辅助合龙的顶推装置;横向临时约束主要由抗风支座和塔梁间的临时钢支墩实现。     

斜拉桥施工阶段风险识别及易损性评估

从结构易损性原理出发,结合空间有限元计算,对某斜拉桥最大悬臂阶段在不同风压作用下的内力及应力分布进行分析,并引入损伤系数这一参数来确定全桥结构中的易损单元.分析结果表明:该预应力混凝土斜拉桥在最大悬臂施工阶段的易损结构件为塔梁临时固结处及部分斜拉索.