贝雷片间联系布置对混凝土拱桥拱架稳定性的影响

贝雷拱架在横桥向的上、下弦杆平面上和竖向腹杆上设置支撑架,作为贝雷片间的平面联系和竖向联系。为了研究贝雷片间联系布置对大、中跨径箱型截面钢筋混凝土拱桥拱架稳定性的影响,以某大桥为工程背景,通过理论分析、有限元数值计算,分析了拱架弹性稳定安全系数随施工荷载的变化规律,说明了上、下弦杆平面联系在同步变化布置、不同步变化布置下拱架的稳定系数与失稳模态,揭示了4种竖向联系布置方案对拱架稳定性的影响。结果表明:贝雷拱架的弹性稳定安全系数随施工荷载增大而减小;在上、下弦杆均未布置平面联系时,安装交叉平联对拱架稳定性影响较大,稳定系数增大约161%,失稳模态为平面外对称失稳;在上、下弦杆均已布置交叉平联后,增加交叉平联对拱架影响较小,稳定系数增大约3%～4%,失稳模态为平面内反对称失稳;对贝雷拱架稳定性的影响,拆除拱脚部位平面联系大于拆除拱顶部位,拆除上弦杆部位平面联系大于拆除下弦杆部位,拆除满布交叉平联大于拆除异形交叉平联,拆除异形交叉平联大于拆除标准交叉平联,合理优化拱顶部位的下弦杆标准交叉平联对拱架稳定性影响最小;竖向联系和上、下弦杆平面联系组成的桁架会提高整体稳定性,仅改变部分区域的竖向联系布置对拱架稳定性影响较小;不建议在实际施工中取消拱脚上、下弦杆,将无铰拱架变为两铰拱架,以避免不必要的工程风险。     

隧道钢拱架支护结构受力特征的数值模拟分析

钢拱架是隧道支护中的主要支护形式之一,不同间距下其支护效果也不相同,笔者采用FLAC3D软件建立隧道三维模型,模拟了钢拱架在隧道中的受力特征,分析了钢拱架间距对围岩变形、塑性区及钢拱架自身受力特征的影响.分析结果表明:钢拱架为主要的受力结构,拱腰钢拱架轴力最大,拱脚弯矩和剪力最大,对控制围岩变形效果明显,当钢拱架间距在...     

不同埋深铁路隧道仰拱受力特征研究

以董志塬区银西高铁黄土隧道为例,对不同埋深条件下隧道仰拱的基底接触压力和钢拱架应力随时间的变化规律、空间分布特征及其差异性进行了对比研究。研究结果表明,浅埋隧道基底接触压力变化时间较深埋隧道略长;不同埋深隧道仰拱处最小基底接触压力均出现在拱底中心处,最大基底接触压力均出现在拱脚处,且同一部位浅埋隧道基底接触压力明显大于深埋隧道基底接触压力;在仰拱的同一部位处,深埋隧道钢拱架应力明显大于浅埋隧道钢拱架应力;仰拱部位钢拱架承受压应力为主,浅埋黄土隧道仰拱部位的钢拱架最大压应力出现在拱底中心,可达约12MPa;而深埋隧道拱脚部位的钢拱架压应力最大,可达26~33MPa。研究结果可为黄土隧道仰拱设计优化与施工提供参考。     

宁波三官堂大桥主桥合龙控制关键技术

宁波三官堂大桥主桥为(160+465+160) m连续钢桁架桥,主梁采用2片主桁,变高N形桁式,全焊结构,一跨过江。中跨合龙段Z15节段上、下弦杆及斜腹杆长度分别约为23,26,17.5 m,合龙段重约600 t,弦杆和斜腹杆分别有8个和4个合龙口。中跨合龙段采用整体吊装、温度配切法合龙。合龙施工中,根据天气预报确定了合龙温度为9℃;在每根弦杆的上、下箱口分别布置3个测点,通过测量悬臂端口坐标,准确计算吊装及温度变形,得到弦杆和斜腹杆的配切长度,进行精确配切合龙;利用临时支撑体系减小吊装变形,通过上、下弦杆临时锁定装置中的拉杆和双拼I50工字钢分别抵抗温度拉力和压力,顺利完成合龙,合龙后弦杆与斜腹杆焊缝宽6～15 mm,满足要求。     

钢拱架水箱预压试验及预拱度设置

以桂阳县龙江渡大桥为工程背景,参照以往混凝土拱桥钢拱架现浇施工建设的经验与成果,对钢拱支架进行了水箱预压试验方案设计,并提出了合理的预压加载和卸载方式。据此,建立了相应的钢拱架有限元模型,并对其强度、刚度以及稳定性进行了计算和分析,结果表明钢拱架的上述性能指标均满足要求,其成果为预压试验提供了可靠的理论数据。预压试验结果表明,钢拱架挠度的实测值与理论计算值吻合较好,表明钢拱架的变形处在弹性范围内,钢拱架的承载能力能够满足拱肋混凝土的浇筑。同时根据预压成果确定了钢拱架的预拱度,对拱肋底部标高控制具有一定的指导意义。     

适用于隧道机械化施工的折叠式钢拱架及立拱关键技术研究

为提高隧道立拱质量和效率，解决人工立拱在隧道施工中存在的搭接部位不牢靠、错位以及劳动强度大等问题，基于新型多功能作业台车，结合装配式隧道及地下工程建造技术理念，设计一种适用于机械化装配的折叠式钢拱架。依托新乌鞘岭隧道进口段机械化装配施工，对折叠式钢拱架的装配性能进行现场试验并对其承载特性进行数值分析，结果表明： 1）折叠式钢拱架的装配性能可以满足隧道机械化装配的要求； 2）承载性能可以满足设计要求，且试验段隧道拱顶沉降为706 mm； 3）提高了钢拱架安装质量和效率，降低了工人的劳动强度。最后，总结折叠式钢拱架立拱关键技术要点。     

软弱围岩浅埋连拱隧道力学特征测试与分析

为研究软弱破碎围岩浅埋连拱隧道支护体系力学特性,以某连拱隧道为依托,采用钢弦式传感器,对围岩压力、锚杆轴力、钢支撑内力、二衬受力及中墙内力等进行系统测试与分析。结果表明,拱部两侧拱腰位置围岩压力较大,呈"猫耳朵"分布。受地质和施工因素等的影响,拱部围岩压力实测值与公路隧道设计细则计算值相差较大。中墙底部及两侧边墙底部基底压力大。正洞锚杆轴力量值很小,建议取消正洞锚杆。侧导洞锚杆作用明显,根据围岩情况可以保留。钢拱架受力最大位置在拱腰处,拱顶处钢拱架承受拉应力,其他部位为压应力,部分拱架受力接近屈服,型钢拱架作用十分明显。中墙顶部钢筋计受拉,其余位置受压,中墙上部受力较下部敏感。左右线先后应力释放对中墙有一定的"纠偏效应",但中墙受力始终处于偏压状态。     

黄土隧道洞口段支护结构的力学特性分析

为了解浅埋偏压黄土隧道洞口段支护结构的受力状况,对刘家坪2^#隧道洞口段围岩压力、钢架应力、喷射混凝土应力、纵向连接筋应力、锚杆轴力及拱部下沉进行施工监测,并采用有限元法对隧道支护结构进行计算分析。结果表明：在浅埋偏压条件下,黄土隧道拱部发生了平面偏移,拱顶下沉量大于净空收敛量;围岩压力分布呈不对称猫耳状;钢拱架左侧轴力大于右侧轴力,总体受力很大,在支护体系中作用很明显;拱部和边墙喷射混凝土处于受压状态,而底部多为拉应力;拱部系统锚杆对结构的稳定性作用不大,而锁脚锚杆对结构的稳定性有一定的作用;纵向连接筋受力非常大,对隧道整体的稳定性很有利;应取消黄土隧道洞口段系统锚杆,采用由钢拱架、钢筋网、锁脚锚杆、喷射混凝土、纵向连接筋组合形成的初期支护结构。     

竖向转体军用梁拱架在大跨度拱桥中的应用

通过计算军用梁刚拱架在转体各阶段、拱肋混凝土分环分段各工况内力和位移分析,介绍了一种新型大跨度钢拱架的结构设计,拓展了六四式军用梁的又一新的使用领域,并结合石羊河大桥军用梁半钢拱架竖向转体及滑轮组和卷扬机配合使用的实施过程,探讨了有支架施工在水库、深沟峡谷中公路拱架施工的优越性。     

钢拱架整体卸落的合理施工程序与方法

针对目前拱架法施工的大跨度混凝土拱桥钢拱架整体卸落施工过程研究较少的现状,以贵州甘河沟大桥主桥为工程背景,利用Midas有限元计算软件对大跨度钢拱架整体卸落的施工流程进行模拟分析,综合考虑拱架和拱圈的应力和变形,依据多方案试算比较分析得出:钢拱架整体卸落采用两岸拱脚处同时卸落或者依次卸落都是合理可行的,在钢拱架前4cm卸落过程中,可采用每次下降高度为1cm的方案进行施工;之后,可采用每次卸落2cm的方案进行施工。拱圈底板位移以及拱架应力的实测值与理论值吻合较好,表明了该程序与方法合理可靠。