大跨径钢筋混凝土拱桥扣锚索索力优化调整研究

扣锚索系统是上承式预应力混凝土拱桥挂篮悬臂施工过程中最重要的部分,扣锚索系统主要有塔架、扣索、锚索及锚碇组成,扣索、锚索的初拉索力直接影响着拱肋的结构内力及位移变化。本文基于重庆市某钢筋混凝土拱桥扣锚索施工,分析上承式预应力混凝土拱桥扣锚索挂篮悬臂施工过程中扣锚索索力主拱圈安全的影响,采用"零弯矩法"求解初拉索力,以悬臂节点应力为重要控制指标,使悬臂节点逼近零弯矩,通过反复迭代计算出最优初拉索力使主拱圈以轴向受压为主,保证施工过程中主拱圈在悬臂状态下的稳定性。     

沙坨特大桥施工控制参数敏感性分析

沙坨特大桥是一座采用悬臂浇筑法施工的钢筋混凝土拱桥,其在施工过程中必须要保证主拱圈的变形与应力满足设计要求。为了减小悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工误差,本文利用有限元软件Midas/Civil进行建模计算,通过比较施工过程中各设计参数在成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈累计位移差值与截面上下缘累计应力差值,对各设计参数的敏感性进行了分析。结果表明:在悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工过程中,主拱圈混凝土容重、扣锚索索力对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较大,为主要设计参数;主拱圈刚度、扣塔刚度、扣锚索刚度对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较小,为次要设计参数。     

攀枝花新密地大桥拱圈悬臂浇注施工监控

攀枝花新密地大桥为主跨182m的混凝土拱桥,采用悬臂浇筑法施工拱圈,为确保施工过程的安全性和成桥状态的准确性,需要在施工各阶段对线形、索力及应力等参数进行监控。以上游拱圈监控工作为背景,利用MIDAS Civil建立全桥空间分析模型,基于正装法计算出各拱段浇筑及张拉过程的理想结构参数,在误差允许范围内合理调整扣锚索的索力来调整悬臂结构的实际状态,再根据拱段实测参数修正监控计算模型,达到计算模型与实桥施工状态的统一。施工过程中对拱圈线形、扣索和锚索的索力、拱圈应力、临时塔位移等结构参数的监控结果表明,主拱圈各项参数控制良好,满足设计要求。     

基于线性规划理论的大跨径悬臂浇筑拱桥施工阶段临时预应力效应分析

基于线性规划理论,通过matlab求解了索力、临时预应力及拱圈应力之间的影响系数,得到了满足约束条件的最小预应力数量,并将其导入有限元模型中进行对比分析,计算结果表明:临时预应力可显著降低拱圈截面应力峰值、实现扣锚索索力的“重分配”、降低扣塔高应力区域,有利于保证结构施工安全。     

箱型拱桥悬臂浇注施工成套设备研究与开发

箱型拱桥主拱圈施工是拱桥施工中难度最大、标准最高的关键工序,针对200m级箱型拱桥的挂篮悬臂浇注施工,以木蓬特大桥为依托,重点研发了最核心的塔架系统、扣锚索系统和挂篮系统等成套设备。采用扇形式扣挂塔架系统、新型锚箱和倒挂式三角斜爬挂篮等核心设备,在木蓬特大桥成功应用,表明该套设备具有安全可靠性高、操作方便、经济性好、适应性强等特点,为进一步推广至300m级拱桥悬浇施工奠定了基础。     

特大桥上承式钢筋混凝土拱桥拱圈施工扣锚索系统施工设计

文章介绍某特大桥主桥416m上承式钢筋混凝土拱桥,利用交界墩搭设缆索吊塔架,进行拱圈骨架及外包混凝土施工时的扣锚索系统施工设计,为今后同类桥梁施工提供借鉴经验。     

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。     

大跨度悬臂浇筑混凝土拱桥稳定性影响参数研究

拱桥是以承压为主的压弯构件,当主拱圈受到的荷载达到极限承载力时,拱桥往往会发生失稳破坏。对于采用悬臂浇筑法施工的钢筋混凝土拱桥来说,其施工过程中的受力体系包括未浇筑完成的主拱圈、扣塔以及扣锚索。在悬臂浇筑过程中,结构的受力不断发生变化,因此有必要对施工过程进行稳定性分析。本文基于已建立的悬臂浇筑混凝土拱桥有限元模型,选取最大悬臂浇筑阶段,采用第一类稳定问题的有限元分析方法,通过参数分析,研究了不同混凝土强度等级、拱肋刚度、主拱圈混凝土容重、扣塔刚度、扣塔高度、扣塔钢材容重等参数对于施工过程稳定性的影响,结果表明:这些参数对沙坨特大桥施工过程的稳定性影响显著,在施工过程中应考虑这些参数的影响,同时为今后的类似工程提供参考借鉴。     

混凝土拱桥悬臂施工法超长扣锚索几何非线性的影响研究

在特定地质条件下进行大跨度混凝土拱桥施工时,有时不可避免采用超长扣锚索对结构进行临时支撑,使临时结构的几何非线性效应显著增大,导致传统线性分析方法可能产生较大误差。为了评估这种影响,本文以临崖深水区沙坨特大桥为依托,采用有限元法模拟其悬臂浇筑施工过程,分别建立了桁架单元和索单元模拟扣锚索的几何线性和非线性计算模型,对比了主拱圈轴向内力、竖向位移以及上下缘应力,结果表明:考虑几何非线性影响后,沙坨特大桥的主拱圈轴向内力、竖向位移、上下缘应力均有明显变化。在施工设计中应考虑其对主拱圈安全和线形的影响。     

基于IQPSO算法的拱桥斜拉扣挂一次张拉方案优化

针对拱桥斜拉扣挂法施工中,扣锚索张拉方案传统优化方法存在的步骤繁琐、计算量大且无法对扣锚索张拉、拆索顺序进行优化等问题,在引入反向初始化、反向优化、β动态更新等手段的基础上提出了改进量子粒子群算法,利用Python脚本实现有限元模型与IQPSO算法的数据交互,通过迭代寻优得到优化后的扣锚索索力与施工全过程的索力、线形和应力等数据。优化结果表明：在测试函数下相较于经典PSO算法、QPSO算法,IQPSO算法性能更为优越;在对扣锚索初拉力和拆索顺序优化后,扣锚索最大拉力降低,初拉力、最大拉力极差分别下降12.0%、11.8%,标准差均下降10%,提高了索力均匀性与安全系数,主拱圈最大位移减小了9.9 mm,主墩和扣塔最大水平偏位分别减小1.8、4.8 mm。     

Determination and Optimization of Stay-cable Buckling Scheme for Mengdong River Bridge

为确保猛洞河大桥施工过程的安全、设计目标的实现、施工工序的简化,研究其拱圈施工的斜拉扣挂方案.基于考虑施工过程的平面杆系有限元法,以拱肋线形偏差(拱肋制作线形与拱肋合龙设计线形的偏差)等于0为目标,并令交于索塔同一高度处的扣、锚索水平分力相等,采用正装迭代法确定劲性骨架安装阶段的扣锚索张拉力;以拱圈应力满足规范要求为条件,用试算法确定主拱圈外包混凝土浇注过程的扣索索力初张值和调整值.在上述方案基础上,对骨架安装和外包混凝土浇注两个关键施工阶段分别进行关于拱肋线形和应力的参数敏感性分析,找出了灵敏度较大的结构参数,以便进行有针对性的控制.利用外包混凝土合龙状态的参数敏感性分析结果,对外包混凝土浇注过程中的扣索布置方案和完成后的拆除顺序进行了优化.     

巫山大宁河特大桥拱肋斜拉扣挂法施工设计

结合巫山大宁河特大桥施工设计,提出对主拱圈采用扣、锚索系统斜拉扣挂法施工。通过优化扣塔端锚固设计,使各组扣、锚索力作用线全部交于扣塔中心线上。采用大吨位分组预应力锚索式锚碇进行锚索锚固,有效解决了复杂工程地质条件下锚碇布置的难题,同时减少了锚碇工程量和开挖工程量。     

圬工拱桥主拱圈病害机理及加固方法

为了经济合理地治理圬工拱桥主拱圈病害,分析了主拱圈裂缝、主拱圈渗水、拱石脱落等常见病害产生的原因,提出了加大截面加固、主拱圈套箍、锚喷混凝土加固以及塞缝灌浆等多种主拱圈加固方法,阐述了各种加固方法的特点,提出了不同方法的适用范围。     

攀枝花市新密地大桥主拱圈设计

攀枝花市新密地大桥为上承式钢筋混凝土箱形拱桥,孔跨布置为(27.5+22.55+189.9+22.55+27.5)m,主拱圈为悬链线无铰拱,采用挂篮悬臂浇筑法施工。主拱圈净跨径182m、净矢高30.333m、净矢跨比1/6、拱轴系数1.988。拱圈截面为单箱双室,高3.5m、宽9.6m。主拱圈的拱顶预拱度设计值为0.36m,为净跨径的1/506。采用MIDAS Civil软件建模进行成桥弹性阶段主拱圈应力验算,结果表明,主拱圈各截面上缘和下缘的正应力均为压应力,关键截面最小压应力为0.97MPa,最大压应力为15.4MPa,无受力裂缝,有利于提高结构耐久性。     

大跨径悬臂浇筑拱桥施工期多重风险防御研究

大跨径钢筋混凝土拱桥的主拱圈采用悬臂浇筑法施工时,主拱圈节段施工时间长,悬臂跨径大,面临多重风险考验;为了确保主拱圈施工安全,需要对风险进行分析,并采取必要的防御措施。以净跨径182 m的攀枝花新密地大桥为例,分析了极端气温、洪水、强风、挂篮滑落、扣锚索断裂对主拱圈施工安全性的影响,针对性地采取了对策措施,有效防御了施工期多重风险。     

空腹式箱形拱桥承载能力检测评定

为了确保桥梁结构及其运营安全,对现役桥梁进行承载能力检测评定具有重要意义。该文以某90 m跨径空腹式箱形拱桥为依托,对其缺损状况、材质状况与状态参数进行检测评定,确定分项检算系数;然后分别采用原设计与现行规范,对主拱圈持久状况承载能力极限状态和正常使用极限状态进行检算评定。结果表明：采用现行规范检算时,较原设计规范,主拱圈正截面抗压承载力安全系数明显降低,汽车荷载作用下挠度显著增大,反映主拱圈承载力安全储备不足,应引起足够重视。     

宜昌长江特大桥钢管拱竖向转体施工设计

宜昌长江特大桥为双线连续刚构柔性拱组合结构,两跨钢管拱都采用竖转施工。介绍全桥竖转的总体布置以及扣索塔架、扣锚索及竖转系统、架拱支架以及后锚固系统等设计。     

石拱桥主拱圈病害机理的研究

主拱圈是拱桥的主要承重构件,主拱圈的安全与否直接关系到拱桥的安全状况。在旧桥加固中,石拱桥加固将是一项重要任务。对主拱圈病害机理的研究将会促进拱桥旧桥的加固,更好的为拱桥旧桥加固事业做出贡献。主拱圈开裂严重影响桥梁的安全,其形式主要有横向开裂、纵向开裂与斜裂缝。近年来,国内外专家学者对石拱桥的破坏形态分析,大部分集中在主拱圈的破坏形态分析上。目前国内外对于主拱圈的破坏形态主要集中在四铰破坏的理论上。     

连续拱桥主拱圈单跨施工桥墩抗推体系研究

以龙冲清水河大桥为工程依托,详细介绍了多跨连续拱桥在不设置制动墩的情况下,主拱圈单跨施工的解决方案.针对主拱圈单跨施工产生的水平推力,提出了在墩间增设临时系杆抵消水平推力的设计思路.通过计算,得到最大水平推力及临时系杆的最少设置根数,同时对临时系杆的安装、张拉、放张及拆除等工序进行了阐述.为了保证主拱圈单跨施工安全,对...     

在役双曲拱桥的加固方法

基于钢筋混凝土双曲拱桥建设年代久远,出现病害越来越多的情况,对拱座基础比较牢固．只是主拱圈不能满足现行交通及重车通行的钢筋混凝土双曲拱桥,结合实例进行结构受力分析,采取加固改造处理措施．提高主拱圈承载能力,使之继续发挥社会和经济效益。