复杂预制线形钢箱梁顶推计算分析

某桥为自锚式悬索桥,钢箱梁采用分幅、单向顶推法施工,柔性墩多点顶推工艺.结合该桥的施工监控项目,采用ANSYS 有限元分析软件对钢箱梁、钢导梁、顶推平台及临时墩约束等进行模拟,分析钢箱梁顶推施工全过程,并对顶推过程中的局部应力和稳定性进行计算.钢箱梁在顶推过程中,临时墩标高的调整要紧密结合钢箱梁的5段连续预拱度曲线,实际调整中,包括临时墩的沉降测量值.计算结果表明顶推施工控制基本符合结构受力要求.     

波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工结构性能及参数分析

为研究波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工的可行性,指导顶推施工设计,以吉安市深圳大桥为背景,对顶推施工中结构性能及顶推施工设计参数对结构性能的影响进行研究。该桥为(61+8+61)m波形钢腹板PC组合小箱梁桥,小箱梁分3段,每段采用分块预制组拼顶推施工,钢导梁由第一段小箱梁的波形钢腹板、纵梁、大横梁、加劲肋等组成。采用有限元法模拟顶推施工过程,分析主梁弯矩和应力以及导梁前端挠度,研究导梁刚度、自重以及临时墩位置等参数对主梁受力性能的影响。结果表明:采用该顶推方案,主梁受力性能满足要求;施工时需将导梁设置预抛高,确保其安全通过临时墩;导梁刚度和重量均宜控制在一定的范围,且在满足导梁刚度的情况下,应尽量减轻导梁自重;设置临时墩可以减少钢束用量、简化导梁构造,在条件允许的情况下,临时墩应靠近跨中的位置。     

兰州深安黄河大桥主桥顶推施工分析

兰州深安黄河大桥主桥钢结构采用顶推施工的方法。主桥钢结构顶推线路较长,临时墩布置较多,施工过程比较复杂,需要进行详细的分析。通过介绍顶推施工过程的各个计算工况,分析主桥钢结构与导梁的应力与变形、临时墩的支座反力,计算分析得到的结果有效地指导了整个顶推施工过程,也可为类似桥梁的顶推施工提供有价值的实例参考。     

悬索桥扁平钢箱梁顶推施工受力分析

某3跨地锚式悬索桥加劲梁为扁平钢箱梁,钢箱梁跨径组成为(40+430+40)m,采用多点临时墩顶推施工。为了确保钢箱梁在顶推施工过程中结构安全,建立有限元计算模型对顶推施工过程进行整体和局部受力分析。计算结果表明临时墩支点高程设置形式、滑道支承形式和横向偏位等对钢箱梁受力影响较大。根据计算结果提出了钢箱梁顶推施工过程线形控制、临时墩反力控制及局部应力施工控制等参数以及相应控制措施。实际顶推施工结果表明钢箱梁受力及线形控制较好。     

预应力混凝土连续梁桥步履式顶推施工控制仿真分析技术

以舟山市富翅门大桥富翅侧引桥的7跨预应力混凝土连续梁桥为工程背景,采用桥梁专用计算软件Midas Civil建立了空间有限元分析模型,对该预应力混凝土连续梁桥步履式顶推过程进行了仿真分析计算,计算结果表明:该桥在顶推施工过程中箱梁顶底板混凝土强度有一定的安全储备,顶推过程中主梁局部受力安全,且施工过程中主梁总体变形量不大;在顶推过程中主梁临时墩及各墩旁托架位置处均未出现负反力,即顶推过程中不会出现支点脱空的现象;施工过程中钢导梁的前端竖向位移较大,施工时要采取必要的预防、处理措施,同时应注意对钢导梁与主梁的相对横向偏位进行及时的纠偏,防止钢导梁因扭矩过大而发生扭曲变形。     

青山长江公路大桥边跨钢槽梁顶推关键技术

武汉市四环线青山长江公路大桥南汊主航道桥为(100+102+148+938+148+102+100)m钢箱及钢箱结合梁斜拉桥,边跨主梁采用钢箱结合梁,即钢槽梁+混凝土桥面板的组合截面。边跨主梁采用先顶推架设钢槽梁,再在其上安装预制桥面板,最后施工湿接缝完成体系转换的总体施工方案。边跨钢槽梁顶推采用步履式顶推,钢梁在工厂制造完成后船运至墩位,利用浮吊吊装至桥塔墩墩旁托架,焊接完成后由中跨向边跨方向顶推。对边跨钢槽梁顶推架设进行有限元分析,以指导顶推施工中墩旁托架、临时支墩、导梁等大临结构设计,并采用三节间钢梁顶推技术、支架应力应变监控、大行程多点步履式顶推施工技术、实时动态纠偏等关键技术,保证了边跨钢槽梁架设的工期、质量及安全。     

V形墩刚构桥顶推过程局部应力分析

宁波奉化江大桥为V形墩连续刚构桥,中跨合龙时采用了顶推施工工艺。顶推过程中V墩受力复杂,故应用大型通用有限元软件ANSYS对其关键施工阶段进行模拟计算。据此,分析了各个阶段下V墩关键部位的空间受力情况,同时,比较了不同顶推力下V墩受力情况。     

复杂竖曲线宽幅组合梁桥大跨度顶推施工控制技术

广西柳州凤凰岭大桥为(96+124+3×130+90) m连续钢-混组合梁桥,主梁为等高双箱单室钢-混组合梁,由槽形钢箱梁和混凝土桥面板构成,梁宽46.6 m,该桥竖曲线由3段圆曲线和2段直线组成。钢梁采用连续步履式顶推、跨间不设临时墩的方案施工,最大顶推跨度达130 m。由于该桥竖曲线线形复杂、顶推悬臂长度较大、桥面板及体外预应力束施工工序繁杂,为确保施工中结构安全、成桥线形和内力满足设计要求,从线形控制、导梁过墩控制、桥面板安装控制等方面进行施工控制。钢梁顶推施工时,采用几何状态传递法对各梁段安装线形进行预测与控制,确保成桥线形满足设计要求;分析临时拉索张拉、环境温度改变与导梁前端位移响应关系,计算临时拉索张拉力,通过张拉临时拉索实现导梁顺利过墩;桥面板施工时,对皮尔格铺装法进行优化,改变桥面板安装顺序,确保了钢梁及桥面板应力满足要求,并缩短了工期。通过以上施工控制,该桥钢梁顺利顶推完成,全桥线形平顺,实测主梁线形满足设计要求,成桥状态良好。     

单主缆悬索桥钢箱梁顶推过程结构力学性能分析

某单主缆地锚式悬索桥加劲钢箱梁采用多点多台步履式顶推施工方案,在顶推过程中,钢箱梁、导梁和临时支墩的变形和受力变化,以及墩顶支撑位置处钢箱梁的局部应力情况应予关注,避免因钢箱梁底板发生局部屈服而影响结构安全和后续顶推工作。文中通过运用有限元软件分别进行整体和局部模拟计算分析,对顶推施工进行合理地指导。监测结果表明,顶推过程中钢箱梁顶推线形与理论计算线形吻合较好,临时结构未出现失稳状况。     

大跨曲线钢槽梁顶推施工关键技术

福建省沙埕湾跨海大桥位于台风频发地区,桥位地形为丘陵山区,施工条件恶劣。南引桥主梁采用钢混组合梁形式,桥梁标准跨径80 m,墩高超过50 m,其中钢槽梁采用顶推施工工艺。针对南引桥钢槽梁顶推施工经历的高墩、大跨径、曲线等特点,为确保南引桥钢槽梁顶推施工安全可靠,分析了施工阶段钢槽梁切向顶推的横向偏移规律,使用有限元对顶推过程中梁体所受应力进行了分析模拟及计算,最终选择以减小主梁顶推时最大悬臂状态的负弯矩为目的的轻质导梁。设计了箱型变截面承载梁体系作为托梁,设计了多点同步顶推控制系统以实现顶推过程中的远程操作及千斤顶的同步性,提出了中间不设临时墩和墩旁支架的钢槽梁步履式顶推施工工艺。实际工程检验表明:沙埕湾跨海大桥南引桥通过该工艺成功节约成本近2 000万元,施工过程安全可靠,且成桥线形平顺、美观,荷载试验结果及应力分析数值均满足规范及设计要求。该工艺既保证了施工过程中的安全,又节省了工程造价,该顶推施工技术可以为今后类似大跨度、大曲率、高墩身桥梁顶推施工所借鉴。     

现浇混凝土箱梁顶推施工临时结构设计关键技术

顶推施工存在节约施工用地、减少高空作业、不中断下方通车及通航等诸多优点,特别适用于跨既有铁路、高速公路、繁忙航道、高山峡谷等条件下的桥梁施工。在顶推施工中,临时墩(串联桁架)、滑道梁和导梁为主要的大型临时受力结构,其可靠性是顶推施工成败的关键,以云南嵩明~昆明高速公路第3合同段杨林东特大桥上跨沪昆铁路桥为实例,介绍箱梁顶推施工中临时墩、滑道梁、导梁等大型临时结构的设计与施工。     

矮墩连续刚构桥合龙顶推计算分析及施工控制研究

花都至东莞高速广园快速路跨线桥为(75+125+75) m矮墩混凝土连续刚构桥,上部结构为单箱单室直腹板变截面预应力混凝土箱梁,中跨采用顶推合龙。利用Midas/Civil软件建立三维空间有限元模型,进行顶推效应计算,分析顶推合龙对于施工预拱度的影响,以及顶推对主梁受力性能的改善情况。通过计算可知,顶推对主梁施工预拱度影响较为明显;通过施加顶推力,可以改善混凝土收缩徐变引起的主梁下挠现象,可以改善主梁及主墩的受力性能。同时研究顶推过程中顶推力与位移、应力之间的关系,提出矮墩连续刚构桥中跨合龙顶推过程控制方法,为同类型的桥梁顶推合龙施工控制提供了一定的参考。     

钢箱梁顶推法施工临时墩优化布置及安全控制研究

为了保证钢箱梁顶推法施工过程中的安全,以武汉市九龙大桥主桥顶推法施工过程为工程背景,研究钢箱梁顶推过程中临时墩的优化布置以及施工过程中的安全控制问题。根据理论推导,得出顶推过程中临时墩位置最优范围。采用自适应法的控制原理,借用MIDAS/Civil建立顶推施工过程有限元模型,提出顶推法施工过程中安全控制的措施。通过对顶推过程中的位移和应力进行监控测量,得出测试数据,并与理论值进行对比分析,从而指导钢箱梁顶推施工过程中的安全控制。研究结果表明,临时墩布置最优范围能够减小顶推过程对钢箱梁以及临时墩受力的不利影响,采用的安全控制技术能够有效地指导工程施工,方法是可行的。     

九堡大桥斜腹板槽形钢梁顶推局部受力分析

杭州九堡大桥南引桥为斜腹板槽形钢梁和混凝土桥面板组成的大跨度组合结构桥梁。槽形钢梁采用顶推法施工,不设临时墩,最大悬臂长85m,顶推总长度916m;支撑反力由腹板承受,应力集中现象明显。利用有限元软件MIDAS／Civil进行顶推施工仿真模拟,研究了各墩支撑反力的变化规律以及垫板刚度对槽形钢梁局部受力的影响,并分析了钢梁的应力变化规律。     

顶推施工中临时墩安全性分析

某新建高速公路跨线桥主线桥和E、H匝道桥跨越已通车高速公路，采用顶推法施工。本文以该实际工程为例，计算顶推施工过程中临时墩的受力，详细分析了各工况下各临时墩的反力，研究了各临时墩的安全性。同时对四氟乙烯滑板、滑道、顶推系统等进行了验算。计算结果表明：该桥施工过程中各临时墩及各辅助构造均满足安全要求。     

高墩多跨连续刚构桥合龙技术探讨

为研究有无顶推力合龙对多跨连续刚构桥合龙施工的影响,以三圣特大桥为例,建立5跨连续刚构桥的有限元模型,分别计算施工、合龙温度、混凝土收缩徐变等工况下引起的墩顶水平位移,推导出该桥顶推力的计算公式并得到合理顶推力值,分析在有无顶推力作用下桥梁结构的位移和应力变化。结果表明,顶推力与桥墩的墩顶水平位移线性相关;墩高较高(H≥80 m)时,有无顶推合龙的桥梁都处于安全状态,但不顶推合龙技术能降低施工难度,缩短施工周期,经济效益更为显著。     

组合结构箱梁桥连续顶推施工技术研究

组合结构以其优异的力学性能和对施工具有的良好适应性将在未来桥梁建设中占有越来越重要的地位,组合箱梁常常采用顶推法施工。杭州九堡大桥南引桥采用大悬臂的宽箱轻型槽形钢梁与预应力混凝土桥面板的组合箱梁结构,箱宽31.5m,悬臂超过8m,11跨一联,长910m,该结构体系是国内最宽的单箱组合梁。施工采用独创的"步履式"顶推施工法,工艺新颖:多点连续顶推,85m跨不设临时墩,顶推过程梁体属整体刚性平移,如此大跨径的顶推施工在国内尚属首次。本文研究了九堡大桥大跨长联钢槽梁的顶推施工工艺,并对顶推过程中结构关键受力点:钢槽梁与移位器的接触边界进行了计算分析,确定了合适的接触宽度。实践表明九堡大桥的顶推施工是非常成功的。     

悬索形敞开式钢桁架桥K型节点设计及研究

悬索形钢桁架桥以其形如山峦、美观独特的结构形式和主梁高度低的特点,在景观桥梁及大跨度桥梁中尤受青睐。尤其是无平联的敞开式K型桁架,作为一种“崭新”的桥梁结构形式,简洁通透、美观经济,在城市桥梁中具有较强的竞争力。螺溪洲大桥是国内跨度第一的悬索形敞开式景观钢桁架桥,以其为例,对大跨径悬索形敞开式K型钢桁架桥梁的整体结构性能、构造细节、K型节点受力特性进行研究和分析,为我国今后类似桥梁建设提供实践经验。     

连续钢构中跨合拢顶推力计算与试验

连续刚构合拢段施工时,由于合拢温度的差异和混凝土收缩徐变产生的影响,均会使主墩和主梁分别产生结构变位和次内力,为了抵消上述因素产生的影响,需要在合拢前对合拢段两端进行顶推施工。顶推施工的关键在于确定合理的顶推力及合拢顶推方案,本文以三跨连续刚构中跨合拢段施工为例,介绍了顶推力设计的原则,并建立了Midas有限元模型对合拢温差及混凝土收缩徐变产生的影响进行理论计算,然后再进行现场顶推力测试效果分析,为同类工程提供参考。     

大跨径连续刚构桥合龙顶推力关键技术

针对大跨径连续刚构桥主梁合龙顶推的问题,采用实测数据和理论分析相结合的方法,研究不同顶推力和墩顶位移增量的相互关系,分析主梁顶推合龙工艺和传统顶推工艺的不同机理。结果表明:通过消除桥梁混凝土收缩及徐变效应产生的不利位移,并采用在墩顶预先设置有利位移的合龙顶推力的计算方法合理可行;顶推力和墩顶位移量之间呈线性关系;顶推施工改变了传统的合龙顺序,优化了上、下部结构受力,缩短了工期。