高速铁路大跨度四线钢桁斜拉桥桥塔设计

椒江特大桥主桥为(84+156+480+156+84)m四线钢桁斜拉桥,半漂浮体系.桥塔为花瓶形混凝土塔,由塔座、下塔柱、中塔柱、上塔柱、下横梁、上横梁六部分组成,塔高为190 m,塔内设检修平台、爬梯及电梯等相关附属.为确保桥塔设计合理,通过对桥塔塔形、塔高进行研究分析,确定合理的桥塔参数,并进一步细化桥塔截面设计,...     

某双柱型独塔斜拉桥动力特性分析

利用大型有限元程序ANASYS对中山市板芙二桥主桥(双柱型独塔斜拉桥)建立全桥的整体动力分析模型,针对主梁为开口截面的双索面斜拉桥,采用壳单元模拟主梁,考虑塔柱横梁和辅助墩的影响,分四种工况(实桥模型;实桥上增设塔柱横梁模型;实桥上增设辅助墩模型;实桥上设辅助墩和塔柱横梁)计算了该桥的动力特性,计算结果表明:双柱形桥塔降低了主梁的扭转刚度,尤其是当主梁采用开口截面时,塔柱侧向弯曲振动与主梁的扭转强烈地耦合在一起。     

南京长江第三大桥钢塔柱设计与加工

南京长江三桥钢混结合区置于索塔下横梁顶面。为避免涡激振动和驰振,通过10种切角方案和3种切角形式断面不同攻角情况下风洞试验对塔柱进行选型,并在塔端设置一组制振设备,以控制索塔架设过程中的振动。节段连接采用高强度螺栓。使用ANSYS程序进行结构有限元分析,对最不利的施工状态进行检算。在工厂制造板块和锚箱,在工地组焊钢塔柱节段,在桥位进行钢塔柱节段安装。通过焊接评定试验,确定焊接工艺和焊接顺序,采用大型数显端面加工落地铣镗床和精密测量设备,确保加工精度。     

主跨532m混合梁斜拉桥总体设计

广佛江珠城际铁路西江特大桥主桥为(50+60+60+60+532+60+60+60+50)m的钢箱混凝土混合梁斜拉桥,结构采用半漂浮体系,主梁和桥塔之间设置阻尼器。钢混结合段位置位于主梁中跨距桥塔20 m处,即主跨492 m采用钢箱梁,其余主桥范围均采用单箱三室混凝土梁;桥塔采用花瓶形混凝土结构,塔总高187 m,上塔柱设钢锚箱锚固斜拉索;斜拉索采用1 670 MPa的平行钢丝,双索面扇形布置,最长拉索299.5 m;基础采用大直径群桩基础。混凝土梁采用悬臂对称施工,节省了大临工程的设置;钢箱梁采用节段吊装施工法;边墩及辅助墩均采用圆端形空心桥墩。本桥的设计丰富了铁路斜拉桥的形式,有利于混合梁斜拉桥在铁路桥梁中的推广及应用。     

桃夭门大桥A标段索塔施工技术

舟山市大陆连岛工程桃夭门大桥A标段索塔采用钻石型索塔 ,对索塔结构下塔柱、下横梁、中塔柱、上横梁和上塔柱等施工进行详细介绍。     

胜利黄河大桥主塔防腐涂装施工技术研究

钢结构的腐蚀病害是钢结构桥梁常见病害,防腐涂装技术是目前解决钢桥腐蚀的主要措施。钢桥的防腐涂装是高空作业,施工技术和工艺对涂装质量影响较大。东营胜利黄河大桥主桥桥塔呈H形,总高69.6 m,桥塔外侧为钢结构,内侧为钢筋混凝土结构。上塔柱为有索区,中下塔柱为无索区。因桥梁运营时间较长,且受自然环境影响,主塔表面原涂装脱落和锈蚀严重,影响桥塔结构耐久性和外观质量,需对桥塔重新进行防腐处理。本文依托东营胜利黄河大桥主塔防腐涂装工程,为保证桥塔防腐涂装施工质量、提高施工作业安全性,结合桥塔结构特征和所处地理环境,系统总结防腐涂装施工关键工艺,设计出一种封闭的涂装施工平台以减少恶劣天气对施工的不利影响,并提出桥塔防腐涂装的技术要点和注意事项,可为同类高空防腐涂装作业提供借鉴和经验。     

门型桥塔驰振气动干扰效应数值模拟

针对大跨径悬索桥施工期门型变截面桥塔的驰振问题,提出一种有限元与计算流体动力学CFD相结合分析变截面高耸结构驰振的实用数值方法。以东海某大跨径悬索桥北桥塔为例,运用该方法,考虑塔柱间的气动干扰效应,进行门型桥塔施工期典型工况的驰振性能分析。结果表明:纵桥向门型桥塔整体和其单根塔柱的驰振力系数均大于0,不存在驰振失稳的可能性;在横桥向,由于门型桥塔受塔柱间气动干扰效应的影响,其驰振性能与不考虑气动干扰时的不同,且倒角截面对门型桥塔驰振性能不利;矩形截面和倒角截面前柱的驰振力系数均大于0,后柱的驰振力系数均存在小于0的情况,且后柱驰振力系数的绝对值大于门型桥塔整体的驰振力系数绝对值;在进行门型桥塔施工期驰振分析时,当无横梁时,要重点研究后柱横桥向的驰振性能。     

斜拉桥桥塔纵桥向振动台试验研究

为了解强震作用下我国斜拉桥桥塔的抗震性能以及震害现象,通过调研确定典型斜拉桥原型,对其H型混凝土桥塔进行纵桥向振动台试验研究。基于斜拉桥的动力特点及振型分析方法进行桥塔模型的简化设计、制作和安装,输入不同类型及不同强度的地震波,对桥塔模型进行了振动台试验。结果表明:相比一般的Elcentro波和Chichi地震波,相同加速度峰值地震输入下,场地人工波激起桥塔的地震反应最剧烈,且随着地震动输入的不断加强,桥塔下塔柱、中塔柱靠近下横梁部位先后不同程度地出现了裂缝开展延伸现象,其中塔底向上30 cm区域内损伤较明显,存在多条贯通裂缝,塔底截面最外侧钢筋屈服,模型整体刚度有明显下降趋势,但桥塔抗震性能依然表现良好。     

基于平衡力系的斜拉桥桥塔上横梁施工托架设计

为确定空间"倒八字"索斜拉桥桥塔上横梁支架施工方案,通过对落地支架和托架两种施工方案进行比选,确定了上横梁采用托架施工具有显著优势。对上横梁采用托架施工进行了方案设计,并利用有限元软件Midas Civil对托架结构进行了受力分析,计算结果表明:稳定分析的临界荷载系数为8.12,屈曲模态为侧向屈曲,各构件受力满足规范要求;通过调整体外索的张拉力和横向支撑的顶推力,可以减小施工中托架在桥塔支撑点处产生推力和弯矩的不利影响,削弱"倒八字"型斜拉索张拉产生的向线路中线方向水平力,从而对桥塔的变形和内力实施控制,确保托架满足上横梁施工要求。     

自锚式悬索桥桥塔钢-混结合段受力的试验研究

以武汉市江汉六桥主桥的下塔柱为例对桥塔钢-混结合段进行数值模拟和模型试验,研究钢-混结合段各部位在施工阶段和运营阶段的受力性能、应力分布及安全储备。结果表明:施工过程中及荷载组合作用下,混凝土实测最大压应力为6.44 MPa,最大拉应力为4.27 MPa,钢塔柱最大压应力为112.8 MPa,拉应力较小;超载工况下,混凝土实测最大压应力为7.74 MPa,最大拉应力为5.47 MPa,钢塔柱最大压应力159.8 MPa;试验过程中,各测点应力随荷载基本呈线性变化,卸载时残余应力不大,模型基本处于弹性状态,加载时混凝土未发现裂缝;各工况下混凝土和钢结构各测点应力实测值和计算值相差不大;钢-混结合段受力安全可靠,在给定的荷载作用下有足够的安全储备。     

倒Y型索塔下塔柱施工过程模拟与预张拉方案设计

以石首长江公路大桥索塔为研究对象,对倒Y型索塔下塔柱施工过程进行了有限元仿真模拟,掌握了下塔柱结构薄弱开裂位置,并进行了裂缝控制方法研究;采用预张拉方案,在索塔浇筑到中层节段后进行预张拉,调整主塔结构初始节段应力状态及线形效果明显,并可以最大程度地控制塔柱根部的开裂几率。     

大坡比H形索塔快速施工技术及控制措施研究

随着我国桥梁事业的快速发展,越来越多的大跨桥梁选择斜拉桥。而斜拉桥桥塔的施工将会直接影响桥梁的质量、工期进度等,因此确保塔柱的快速施工将会大幅提高斜拉桥的施工速度。长湾澧水大桥为一座独塔不等跨斜拉桥,主塔采用大坡比H形索塔,该部分高度较高、倾斜度大、混凝土使用量大,并且施工工期紧。本文从模板拼装、钢筋连接、混凝土浇筑等多个方面对大坡比H形塔柱的快速施工进行了分析与阐述,以确保塔柱的施工质量及速度,可为同类桥梁的施工提供参考借鉴。     

常泰长江大桥桥塔空间纵横梁施工控制

常泰长江大桥主航道桥为在建世界最大跨度斜拉桥，首次采用钢-混混合结构空间钻石形桥塔。因桥塔特殊的结构形式和力学行为，在设计阶段对其施工控制方案进行分析，针对施工期可能存在的问题进行优化设计。结果表明：纵横梁施工控制方案对桥塔控制断面内力、塔底反力、纵横梁线形及预应力布置均有影响。区别于传统桥塔下横梁不参与纵向整体受力，该桥塔下横梁（纵梁）通过塔梁节点转动参与主塔纵桥向受力。通过建立桥塔有限元模型，基于设计阶段纵横梁的受力特点提出施工控制措施，最终保证了纵横梁施工期的结构安全，实现了对结构线形的高精度控制。     

百米H型索塔防开裂控制技术研究

研究目的:主塔混凝土节段浇筑时,水化作用引起混凝土温度上升,随着时间推移,混凝土温度会逐渐下降,但结构各个位置的温度下降速度不均匀,形成相对温差,由于受到前节段的约束,在温差、收缩、徐变效应作用下,早期开裂问题更为突出。同时,塔柱底部混凝土在自重、外荷载的作用下会引起很大的弯矩,使得塔柱底部混凝土一侧受压、另一侧受拉,如果处理不当则有可能出现裂缝。郁江双线特大桥采用100 m高花瓶状索塔,结构尺寸庞大,施工精度要求高。本文以郁江桥索塔施工为实例,基于有限元软件ANSYS建模计算结构内力,选择主塔第1节段作为代表节段进行温度热分析和结构分析,随后将主塔施工过程分为20个仿真计算工况,分析不同工况下结构的受力情况及应力分布特征,根据早期水化热和后期索塔受力两方面的分析结果,提出百米H型索塔防开裂的具体措施,为同类工程施工提供参考。研究结论:(1)利用有限元软件分析主塔第1节段的早期水化热效应,并推导出了温差变形计算公式,与有限元应力计算结果相吻合,并提出混凝土中加冰块的降温控制措施;(2)在下塔柱设计位置设置平衡拉杆,在中塔设计位置设置2根平衡杆,上述措施有效地改善了结构的受力状况,确保了结构受力安全;(3)关键截面位置测点计算值与实测值的对比结果表明,塔柱应力有限元分析的应力结果与实际测试的应力值变化趋势完全一致,吻合良好;(4)本研究成果可为百米H型索塔防开裂控制施工提供参考。     

基于CFD的菱形截面门式桥塔驰振特性数值模拟

在施工阶段,斜拉桥门式桥塔由于缺少斜拉索的约束,自振频率较低,在风荷载的作用下可能发生驰振失稳。本文以一座大跨度斜拉桥的桥塔为例,采用计算流体力学方法对其驰振性能进行研究。首先,阐述了准定常理论中任意风向角下的驰振判据;随后,建立了计算模型并利用已有文献进行了验证;最后,根据计算模型对菱形截面门式桥塔3个典型截面的横桥向和顺桥向气动力特性进行了模拟,并计算了各单柱的驰振力系数。结果表明:在纵桥向风作用下,所有塔柱截面的驰振力系数均大于0,不存在驰振失稳的可能;在横桥向风作用下,大多数塔柱都存在驰振失稳的可能,在桥塔驰振分析时,需重点关注0°风向角附近桥塔横桥向的驰振性能。     

润扬长江公路大桥南汉悬索桥塔墩的设计特色

介绍润扬长江公路大桥南汊悬索桥南、北塔基础和塔身设计特色.南汊悬索桥塔柱采用双向变壁厚方案,更好地符合桥塔的受力特点;塔顶施工期间,采用钢托架取代塔顶牛腿方案,美化桥塔设计;应用纤维网增强混凝土(FRC),提高塔身的抗船撞能力.     

甬江主桥北岸索塔施工关键技术

介绍甬江主桥(主跨468 m钢箱混合梁斜拉桥)北岸索塔的施工,对大跨度双塔斜拉桥索塔、液压爬模下横梁、中塔柱合龙段和钢锚箱施工等关键技术作了较详细的阐述,并对索塔施工设备的选型、安装拆除时机作了叙述。工程实践表明,该索塔施工方法合理,对铁路斜拉桥的索塔施工提供了参考实例。     

索支撑桥梁钢主塔节段现场连接形式

在分析4种常用钢塔柱现场连接形式优缺点及适用性的基础上,以南京长江三桥为例,对索支撑桥梁钢主塔节段现场连接形式进行研究。通过整体结构有限元分析得出主要荷载工况下节段现场接头处钢塔柱的内力,并根据内力结果对"端面金属接触 张拉型长螺栓并用接头"形式进行构造设计和计算,得出该接头形式在1个节段连接处的具体工程数量:Φ30张拉型长螺栓64套,水平抗剪用M24高强螺栓120套,钢板用量11.2 t。与"端面金属接触 高强度螺栓并用接头"相比,"端面金属接触 张拉型长螺栓并用接头"的用钢量虽然略有增加,但其景观效果、施工性及涂装耐久性均良好,是一种很有竞争力的钢塔节段现场连接形式。     

悬索桥门型索塔施工技术优化研究

悬索桥门型索塔一般采用液压爬模施工,横梁结构采用支架法与塔柱同步浇筑或者异步浇筑,在施工过程中,采用水平撑杆平衡裸塔内倾带来的位移及应力。本文结合长寿二桥主桥索塔施工实例,针对传统施工技术进行优化,主要包括液压爬模架体及倒角模板防坠落安全技术优化,横梁预应力采用与塔柱异步浇筑时预应力分级优先施工技术研究及施工缝处理技术优化,水平撑杆安装拆除及主动顶撑力施加过程中的装配式卸落安全技术研究。通过施工技术优化研究,消除传统工艺中的安全隐患,提高工作效率,保障结构质量。     

沪通长江大桥主塔2700 t·m附壁塔吊设计与施工

沪通长江大桥主航道桥为公铁两用双主塔钢桁梁斜拉桥,主塔总高度为330 m,采用C60钢筋混凝土结构,塔柱横梁以上为倒Y形。为满足斜拉索索盘上桥、上塔柱区域重型钢锚梁高精度吊装等需求,在中塔柱处采用2700 t·m自升式塔吊+托架+附墙结构的附壁式设计,托架结构由钢靴、压杆、压杆附墙、压杆联结系、支撑框组成。采用MIDAS/Civil软件分析了塔吊与主塔的共振影响;通过张拉精轧螺纹筋、槽口灌浆保证钢靴处有效传力,灌注微膨胀混凝土保证压杆处刚度及稳定性;通过空载、静载和动载试验以及信息化监控确保施工期间整体结构安全。附壁塔吊相比于传统落地式塔吊,既可充分发挥吊重能力,又能显著减少标准节用量及安装工期。