某拱桥推顶施工过程仿真及施工关键结构安全分析

为研究拱桥推顶施工过程以及施工关键结构力学特征,文章基于有限元方法,利用Midas Civil软件建立桥梁结构模型,通过数值模拟与实际监测数据相结合的方式,针对不同推顶施工工况下不同桥梁构件的力学机制进行研究,同时对施工关键结构构件位移进行分析。结果表明:(1)随着顶推施工阶段的进行及累计推顶距离的增加,其上部结构的拉压应力也在不断增大,其中最大拉压应力主要集中于前导梁根部;绝大多数构件应力也在不断增大,但对于后导梁而言,在第三阶段其最大应力减小,且全桥各构件的最大应力主要集中于顶推第三、四阶段;(2)前导梁、主纵梁、拱肋为施工主体受力结构,其结构位移对桥梁整体安全稳定性产生的影响显著。     

哑铃型截面钢管混凝土系杆拱桥施工过程受力研究

文章以某高速公路哑铃型截面钢管混凝土系杆拱桥为工程依托,结合工期和经济性两方面确定了合理的施工方案,并采用数值模拟的方法对拱桥吊装施工过程的受力情况进行分析,通过建立拱脚局部模型及施工过程关键阶段、成桥阶段的数值模型,研究了拱桥施工过程中最不利受力工况的受力及成桥后的受力状态。结果表明：采用竖向转体吊装进行拱桥施工,具有良好的经济性,且拱脚受力合理,施工过程各关键阶段应力均低于设计规范,成桥状态结构受力良好。     

城市地下立交隧道交叉口施工方法研究

城市立交隧道施工的难点在于两条隧道合并为一条隧道的交叉口施工,该处存在特大断面隧道、偏连拱隧道和小净距隧道型式的多重转换,施工风险高,对工法、工艺要求苛刻。文章以杭州市紫之隧道的地下立交交叉口工程为依托,提出了一种小洞开大洞,然后再横向开挖,最后反向开挖的施工方法和施工工序。结合工程特点,采用有限元数值模拟和监控量测方法验证了该施工方法的合理性。结果表明:对隧道交叉口采用导洞爬坡反向施工方法可以保证分叉段施工安全,解决小洞往大洞方向开挖的难题;分叉隧道开挖过程中,围岩所受拉应力主要集中在拱顶、拱底及中间岩柱上,所受压应力主要集中在中间岩柱及大拱拱腰、小净距外侧拱腰处;衬砌结构最大拉应力出现在拱底,最大压应力发生在拱腰处。     

不同分环方案的现浇箱形拱圈与拱架联合作用分析

拱架是有支架建造拱桥中必不可少的辅助结构,可保证其在整个施工过程中的受力和变形要求,并使成桥后拱圈的线性符合设计要求。当采用分环分段的施工方法建造箱形拱桥时,由于拱架与主拱圈的联合作用,先期形成的拱环与拱架之间存在联合作用,后续施工的荷载由已形成的拱环与拱架共同承担,从而减轻了拱架的负担,减小钢拱架的截面尺寸或其材料强度。文章以某上承式钢筋混凝土箱形拱桥为例,利用MIDAS/CIVIL软件建立计算模型,模拟分析了该桥两种分环浇筑方案的混凝土拱圈与拱架的联合作用。     

基于对称拼装的下承式系杆拱桥施工监控研究

系杆钢箱拱桥因其美观与高承载力等性能而得到越来越多的关注。文章依托某下承式刚架系杆钢箱拱桥施工实例,采用对称节段拼装技术,结合结构仿真以及线形、应力、索力监测开展施工监控研究,验证该技术的可行性和有效性。结果表明:拱肋和格构梁准确定位,施工各个阶段的实测值和理论值之间的位移误差均在允许范围内,拱肋合龙满足规范要求,桥梁线形总体平稳:从整桥控制截面应力来看,拱肋和格构梁在施工过程中的应力实测值与理论计算基本一致,吊杆和系杆的索力与理论值的偏差均≤10%,总体效果良好,具有较好的应力储备。由此可知,基于对称节段拼装技术的下承式刚架系杆钢箱拱桥施工监控可以有效地提高施工质量,具有广泛的应用前景。     

开挖施工方式对连拱隧道中墙影响的空间分析

隧道施工过程的应力变化对其稳定性有重大影响.文章通过对金竹林连拱隧道的三维弹性计算,分析了拟定开挖工艺下隧道各阶段的应力和变形情况,并针对连拱隧道进行专题研讨,提出连拱隧道中墙受力状态的一般规律,可供设计和施工参考.     

悬臂拼装圆弧拱桥施工监控扣索索力计算分析

扣索索力直接影响采用悬臂拼装施工的钢筋混凝土拱桥主拱圈截面的应力、拱轴线的标高,因此扣索索力计算对采用悬臂拼装施工的钢筋混凝土拱桥尤为重要。文章以海马大桥工程为例,采用基于ANSYS优化模块的直接优化算法对该桥施工扣索索力进行了计算,并通过施工监控验证了该计算方法的合理性,采用直接优化算法得到的扣索索力成功运用到海马大桥施工监控之中,拱圈线形和受力都满足要求。     

局部支撑于大型溶槽上的拱座基础及地基受力分析

文章依托某400 m级大跨径中承式钢管混凝土有推力拱桥实际工程,采用实体有限元软件仿真分析,对局部支撑于大型溶槽上的拱座基础及地基受力进行了计算分析。结果表明,溶槽的存在会导致地基和拱座基础结构应力显著增大,增大拱座基础结构厚度可以改善地基和拱座基础结构应力,有效降低溶槽对拱座基础受力的影响,并给出了拱座基础的安全、经济厚度范围,为今后同类设计提供参考。     

主梁刚度对下承式钢桁架拱桥静力特性的影响分析

文章以某下承式钢桁架拱桥为例,通过采用Midas Civil有限元软件建立实桥模型,研究了不同主梁刚度变化时下承式钢桁架拱桥的静力特性变化规律,得出以下结论：(1)随着主梁刚度的增大,下承式钢桁架拱桥主梁最大拉应力、压应力均逐渐增大;(2)拱肋上弦杆1/4截面受主梁刚度的影响较小,下弦杆拱脚截面受主梁刚度的影响较大;(3)随着主梁刚度的增大,钢桁架拱桥主梁竖向位移、拱肋位移及吊杆索力均逐渐减小,主梁刚度的增大能够有效减小主梁竖向位移,主梁刚度对拱梁相交处吊杆索力的影响大于跨中处。     

平南三桥不同封拱脚方案对比分析

平南三桥为主跨575m的中承式钢管混凝土拱桥,其管径大、吊重大、吊装节段数多,如果采用传统的"先合龙,再封拱脚"的施工方案,会导致施工过程中线形和各扣索索力均匀性较差。为确定合理的封拱脚时机,确保施工安全,文章采用"过程最优,结果可控"一次张拉施工优化计算方法,从施工线形、扣索索力均匀性和拱圈应力等几个方面对三种封拱脚方案(单片拱肋两岸各吊装第四段后封拱脚、单片拱肋两岸各吊装第六段后封拱脚、单片拱肋两岸各吊装第八段后封拱脚)进行对比研究。研究结果表明,单片拱肋两岸各吊装第六段后封拱脚方案的施工线形、各扣索索力均匀性和拱圈应力等均较好,为最佳施工方案。基于此,对第六段封拱脚施工方式下拱圈实测线形和目标线形进行比较,进一步验证了施工方式的合理性。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋施工技术

文章以广西平南三桥的拱肋吊装为研究背景,对大跨度钢管混凝土拱桥拱肋节段架设施工、扣索索力问题进行了研究。混凝土灌注时,南岸和北岸拱肋横向偏位基本一致,拱肋失稳可能性降低。通过计算扣索索力,对比仿真计算分析技术、零弯矩法和零位移法的索力值,得到零弯矩法和零位移法的索力值误差较大,而仿真计算分析技术索力值误差较小。在拱肋拱轴线形偏差研究中,分析了三种技术应用效果,实验结果表明仿真计算分析技术设计的拱轴线与期望拱轴线最为接近,说明施工效果较好。从实验结果中可以看出,结合ANSYS软件分析功能,该技术能较好地保证大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性,其索力值最大误差为1.2,拱形偏差1cm。     

岩溶地区拱座台阶基础设计计算分析

在拱桥设计中,为提高稳定性,基础通常采用台阶状。岩溶地区的台阶状基础,其形状不规则且存在岩溶孔洞,受力较为复杂。文章采用有限元实体仿真模型,计算分析了岩溶地区拱座台阶基础的地基受力情况,为岩溶地区台阶状拱座基础设计提供参考。     

既有隧道扩建为双连拱隧道中隔墙受力特征研究

中隔墙作为双连拱隧道的核心结构组成,其受力状况不仅关系着施工期间隧道结构的安全,还直接影响运营期隧道结构的长期安全稳定。文章以既有单洞隧道作中导洞扩建为双连拱隧道为例,利用模型试验和数值模拟相结合的方法对施工过程中隔墙的受力特征进行研究。采用先开挖右洞(先行洞),再开挖左洞(后行洞)的施工方案。模型试验结果表明:扩建施工完成后,中隔墙弧形顶部曲面左侧受拉,右侧受压;中隔墙肩部左右侧均受拉,右侧拉应力为左侧的2.86倍;中隔墙腰部左右侧均受压,右侧压应力为左侧的1.32倍,与数值模拟结果基本一致;中隔墙左侧墙趾压应力大于右侧,中隔墙受到向左洞一侧的偏压。中隔墙水平位移先向后行洞侧变形,后向先行洞侧变形,最终偏向后行洞侧。     

钢管混凝土拱桥横梁受力浅析

对于钢管混凝土拱桥,吊杆和横梁是桥面系与拱肋间传力的纽带,横梁的安全性能直接影响全桥安全,因此有必要对横梁受力进行详细分析。文章以某下承式钢管混凝土拱桥为例,采用桥梁专业软件TDV建立有限元模型对其横梁进行了受力分析,结果表明该桥钢横梁设计合理,横梁构造尺寸满足安全受力要求,对于同类工程具有一定的参考价值。     

斜跨拱桥拱肋施工关键技术研究

为了提高拱肋施工的安全性和稳定性,针对采用空间斜跨钢箱梁布局的罕见类型拱桥的拱肋施工,给出拱肋的施工方案和应变测试、拱肋临时支架的拆除等施工环节的关键技术,制定结构体系转换等关键环节的控制措施,对斜跨主梁的大跨度拱桥拱肋施工具有重要的参考价值。     

大跨度拱桥斜拉扣挂体系施工阶段分析

斜拉扣挂法属于拱桥无支架缆索吊装法的一种,其基本思路是在加工厂制作拱肋块段,现场分段起吊至设计位置,采用斜拉索结构承载拱肋自重、控制拱肋线形,最终完成拱肋合龙。文章依托某主跨507m的大跨度钢管混凝土拱桥工程实例,介绍了斜拉扣挂法施工阶段索力计算分析方法,提出了扣塔受力计算分析的优化算法,为类似工程提供参考。     

箱型拱桥分节段安装斜拉扣挂计算

利用SAP2000软件有限元的方法进行箱型拱桥分节段安装斜拉扣挂计算,能够得到可靠的扣索索力结果,为选择合适的扣索提供依据。并能得出各施工阶段拱箱的受力,以便对拱箱在施工阶段中进行验算,保证拱箱在施工阶段的安全性。     

乌兰木伦河3号桥安全平台设计

文章以乌兰木伦河3号桥工程为例,介绍了双飞翼拱桥施工过程中不同结构类型的安全操作平台设计方案.该工程通过受力计算、安全措施配备等方法对常规高空、多角度倾斜、外伸安全平台进行设计与分析,制作出安全性能高、结构简单、受力路径明确的施工安全平台,最大程度保障作业人员的安全,可为类似结构形式的桥梁安全平台设计提供经验借鉴.     

预应力混凝土箱梁施工阶段受力及变形监测分析

文章以某预应力混凝土箱梁为研究对象,通过数值模拟分析了施工过程中箱梁的应力和变形特点,并将实测数据与数值结果进行了对比分析,得到以下结论:在预应力张拉过程中,支座截面应力整体变化最小,其次是1/4截面,最大的是跨中截面,实际监测数据均小于允许值,说明设计满足要求;初始时跨中截面挠度较大,当到工况5时箱梁截面位移趋于0,此时预应力与自重所产生的拉应力基本抵消,截面开始表现受压;随着预应力逐步增大,截面开始产生预拱度,致使截面上边缘的拉应力增大;预应力钢束作用下,箱梁的中心出现上凸的反拱,其可以增大防止梁跨中挠度过大而出现手拉破坏,即增大梁的抗裂性;采用有限元软件可以较为合理地模拟箱梁的受力性能,并可用来预测桥梁施工过程中的受力和变形。     

斜靠型拱桥吊杆拉张应力的设计确定及调整研究

本文对梁拱组合体系桥梁的成桥索力的几种常见确定方法进行了全面阐述,通过实测计算对比与分析,采用进退迭代法计算出不同施工操作阶段的吊杆应力。成桥阶段折减后,吊杆的拉张力实测数值与设计参数值比较对照结果证实,该方式基本适用于斜靠型拱桥吊杆拉张应力的设计确定及调整。