沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥施工控制关键技术

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为(140+336+140) m刚性梁柔性拱桥,主梁为三主桁双层板桁组合结构,采用“先梁后拱,主梁双悬臂拼装,拱肋竖向转体”方案进行施工。为确保成桥线形和内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,进行施工全过程和成桥分析,基于无应力状态法开展施工控制。钢梁墩顶节间施工时,设置墩旁托架,利用浮吊拼装;对称悬拼期间,为保证纵向稳定性,采用水袋对边跨进行配重,利用扣塔分别张拉2对扣索以改善钢梁受力并调整钢梁线形;采用预降边支点、4号墩钢梁整体预偏,以及扣索索力调整等措施进行钢梁中跨合龙;拱肋竖转后,主要通过扣索完成拱肋合龙调位;拱肋合龙后,从中间向两边张拉吊杆。经实测,该桥钢梁合龙口相对高差在10 mm以内;拱肋合龙口轴向偏差最大2 mm,相对高差最大1 mm;吊杆索力与设计目标索力偏差均在5%内,满足施工控制要求。     

复式钢箱中承式拱桥施工过程分析

浏阳经开区长沙路捞刀河大桥是一座复式钢箱中承式拱桥(外倾蝴蝶拱为主拱、内倾提篮拱为副拱)。为做好施工控制,运用Midas/Civil以成桥状态为基准建立空间杆系有限元模型,进行施工受力分析和敏感性分析,研究结果表明:1成桥时刻,副拱应力最大,钢箱梁应力最小,施工控制重点在线形控制;2安装吊杆时,应精确计算其下料长度,且副拱短吊杆预紧力不宜过小以免拆除副拱支撑后短吊杆退出工作;3敏感性分析指出确保线形关键在于施工过程临时钢支撑顶面标高的确定,并应考虑均匀温度修正及非均匀温差影响;4复式钢箱中承式拱桥中副拱受力大、变形大,刚度小,安装难度大。     

洪鹤大桥磨刀门水道主航道桥叠合梁施工线形控制

珠海市洪鹤大桥主桥磨刀门水道主航道桥为主跨500 m的钢-混凝土叠合梁斜拉桥,主梁高3.5 m,宽34.9 m。以跨中合龙段为界,由两个施工单位采用不同的施工方案进行施工。8~#主塔塔处和6~#、7~#、10~#墩顶附近钢梁全部采用无支架施工,9~#主塔塔处和11~#墩顶附近钢梁采用有支架施工方案。为确保最终成桥状态满足设计要求,在钢梁预制前计算了主梁的无应力线形和安装线形,安装阶段确定了以高差控制拼装、以索力和标高进行双控的施工控制方法,并明确了误差来源、对支座进行了提前预偏。通过对悬臂拼装的施工全过程的控制,该桥线形得到了良好的控制效果,已经顺利合龙。     

下承式钢管拱桥——空间倾斜系杆拱拱肋吊装技术

太原南中环桥主桥为主跨180 m的下承式倾斜钢管拱结构,主、副拱向外侧倾斜。钢管拱采用大型履带吊机配合支架法施工,吊装顺序为先上游侧后下游侧,先主拱再副拱。每条拱肋划分为5个吊装节段和1个嵌补段。为方便吊装及安装就位,吊装前,通过计算确定吊点位置与吊绳长度。由于是倾斜起吊,吊装时须进行2个方向的旋转,首次栓绳使拱肋由水平横卧旋转至竖直,二次拴绳使拱肋由纵向水平旋转至需要角度。在气温较低的时段吊装嵌补段。施工中重点注意吊装安全及线形控制。实践证明该桥的吊装技术切实可行。     

鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥施工控制关键技术

新建京港高铁安九段鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥采用主跨672 m的双塔双索面钢箱混合梁交叉索斜拉桥,主跨及北辅助跨钢梁采用悬臂拼装架设,南辅助跨钢梁采用顶推施工,锚跨预应力混凝土梁采用支架现浇。该桥采用“多工序同步作业”,即双悬臂阶段塔柱与钢梁悬臂架设同步,单悬臂阶段桥面附属结构与钢梁架设同步,成桥后铺砟施工与调索同步。为了确保成桥内力及线形满足设计要求,采用3D Bridge有限元软件建立大桥计算模型,基于无应力状态法开展施工控制。针对钢梁自重在恒载中占比小、初期道砟容重低等特点,结合施工关键工序研究,采取钢梁无应力匹配制造、现场无应力安装、边跨与主跨主动合龙、斜拉索塔端锚杯加长设计、单节段内2对索异步张拉、交叉索分步安装、成桥后分2次调索等关键控制技术,实现了大桥精准、快速合龙,确保了“多工序同步作业”下的结构受力安全和线形控制。施工控制结果表明：考虑温度修正后实测线形与设计线形吻合,索力偏差小于10%,满足设计要求,成桥状态良好。     

大跨径斜拉桥组合梁节段匹配制造足尺模型试验

泉州湾跨海大桥主桥为(70+130+400+130+70)m双塔分幅式组合梁斜拉桥,组合梁整体节段间桥面板采用匹配预制工艺,并通过钢梁反拱为桥面板提供横向预应力。为验证该桥组合梁整体节段匹配制造工艺可行性、掌握梁段经历横向反拱后的回弹规律,选取5个梁段进行组合梁足尺模型试验,并与有限元模型理论值进行对比分析。结果表明:所采用的整体节段匹配制造工艺及横向反拱设备是可行的;钢梁反拱至17~18mm时可为桥面板预存1.5~3MPa压应力,梁段在经历横向反拱过程后,将为组合梁节段桥位横向匹配连接累积不大于1.5mm的不利误差,这些数据将为实桥后续梁段匹配制造及安装施工参数的确定提供依据。     

基于无应力状态法的系杆拱桥施工控制研究

为解决系杆拱桥在钢拱肋和钢梁拼装过程中线形的确定和控制等问题，通过基于无应力状态法的系杆拱桥施工控制方法，利用系杆拱桥构件单元的无应力长度和无应力曲率，建立了拱桥施工中间过程与最终成桥状态之间的联系，避免了系杆拱桥成桥后繁琐的调索步骤，并以某在建系杆拱桥为例，采用MIDAS Civil有限元软件建立全桥数值模型，对该桥施工过程进行模拟。结果表明：基于无应力状态法的系杆拱桥线形及索力控制方法计算准确，可行性好，实测拱肋、钢主梁线形偏差以及吊杆索力偏差均满足规范要求，同时可节省工期。     

杭州市九堡大桥主桥拱肋制造及安装技术

杭州九堡大桥主桥为3×210 m结合梁-钢拱组合体系拱桥.拱肋系统由主拱肋,副拱肋,主、副拱肋之间的横向连杆以及拱顶横撑等构件组成.拱肋采用分节段工厂内制造、现场拼装成整体后顶推施工.为保证拱肋制造精度符合要求,每跨主拱、副拱分别划分为14、13个吊装节段,采用“以直代曲”的方法近似拟合拱肋曲线,并定制相应的胎架进行制造.拱肋节段制造完后利用平板车运至主拼装场,用120 t龙门吊提升至拼装平台,松开龙门吊吊钩后利用三向调位千斤顶进行高程、里程(纵向)及横向精确调位,然后进行拱肋的焊接.九堡大桥拱肋按照该方法施工最终保证了拱肋线形连续性,提高了拱肋安装定位的精度和速度,确保了施工质量.     

沪通长江大桥主航道桥墩顶钢梁架设方案

沪通长江大桥主航道桥为(140+462+1 092+462+140)m双塔五跨斜拉桥,主航道桥钢梁为3片N形箱桁组合结构。墩顶钢梁采用单节间或1.5节间整节段架设,最大节段重量约1 210t,吊装高度达100m。主墩、边墩、辅助墩墩顶钢梁由工厂整节段制造,驳船运至现场,采用稳强1 800t起重船对整节段钢梁进行吊装,其余节段利用架梁吊机悬臂拼装,先边跨合龙,后中跨合龙。根据有限元计算结果,墩顶钢梁架设采用有吊具的吊装方案,钢梁上焊接板件少,对钢梁受力有利。主墩墩旁托架采用外侧双管内侧单管竖直落地式支架,支架间通过交叉联结系形成稳定结构并附着于墩身,结构传力明确,制造和施工简单。边墩、辅助墩墩顶钢梁架设需要预先偏位1~2m,方便与合龙段精确调整连接。     

惠州鹅城大桥主桥总体设计北大核心

惠州鹅城大桥连接惠州江北中心区与水口中心区,以东江之“水”、惠州之“鹅”为主要元素进行主桥演绎设计,采用(50+180+180+50) m四跨连续斜跨异型下承式系杆拱桥,采用钢梁钢拱结构,拱梁固结、墩梁分离。主桥采用竖向和水平向分离的组合式支撑体系;拱跨标准段、梁跨标准段及拱梁结合段主梁分别采用分离式双小边箱+工字梁、半封闭双小边箱及全封闭整箱横断面;拱肋系统由主拱肋、副拱肋、主副拱肋间斜杆、副拱肋间曲杆和曲杆间水平拉索组成;吊杆呈空间放射布置,吊杆上锚点通过锚管或锚梁锚固于主拱拱肋内,下锚点通过钢锚箱锚固于主梁外侧斜腹板上;鹅形塔柱为空间曲面塔柱,根部与主梁固结形成整体刚性节点;桥面铺装采用UHPC桥面铺装。主桥施工采用先顶推主梁再梁上少支架竖转架设拱肋的分部顶推和架设方案。     

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。     

大跨度外倾式非对称系杆拱桥施工监控研究

南宁大桥为主跨300 m的外倾式非对称系杆拱桥,钢拱肋和钢箱梁采用“先拱后梁、无支架缆索吊装”施工方案.为确保结构在施工过程中的安全,并使其成桥内力及线形符合设计要求,通过建立有限元模型进行施工过程的分阶段计算,并对施工过程中混凝土拱肋、钢拱肋、钢箱梁及塔架的应力和位移,承台的沉降,扣锚索、横拉索、吊杆、系杆、主缆及起重索的索力等进行现场监控.施工监控结果表明:结构的内力和线形均满足设计要求,与设计理想状态吻合较好;整个过程安全可控.     

某大跨网状吊杆拱桥设计与施工方案研究

深圳市深汕合作区某大桥采用230 m主跨网状吊杆拱桥一跨过河设计方案,主桥全宽56 m,主梁采用纵横梁体系钢-混组合梁断面;主拱采用六边形箱形断面,拱轴线按二次抛物线设计,矢跨比为1/5.5,拱高为41.273 m。大桥采用无柔性系杆体系,采取先梁后拱架设工序;结合内河航道无大节段钢梁运输条件、桥址处位于台风高发期的复杂施工条件,提出了主梁采用岸边原位拼装、支架滑移法施工方案,主拱采用拱脚段低位拼装、跨中段整体提升安装方案。该桥的设计理念和施工方案验证了网状吊杆拱桥在市政桥梁中的适用性、可实施性和经济性,相关研究和设计成果为今后同类桥型设计和施工提供借鉴。     

宜昌香溪长江公路大桥主桥设计

宜昌香溪长江公路大桥主桥为钢桁架全推力中承式无铰拱桥,拱轴计算跨径为519m。拱肋采用空间变截面桁架结构,拱轴线采用悬链线形,拱轴系数为2.0。桁架拱采用2片主桁,主桁采用柏式桁架,主桁节点采用焊接整体节点。拱脚采用厚承压板格构+预应力的钢-混结合段构造。拱上立柱采用钢箱排架结构。桥面梁采用格子梁体系,在钢纵、横梁顶面布置焊钉与钢筋混凝土桥面板形成结合梁结构,桥面结构采用纵向部分固结+纵向限位+横向多点拉索减震的支承方式。吊杆采用整束挤压钢绞线吊杆。拱座采用分离式钢筋混凝土结构,拱座基础采用明挖扩大基础。上部结构安装采用斜拉扣挂、缆索吊装系统,拱肋主桁采用节段整体吊装,两岸对称悬臂拼装的方式架设。     

大跨度外倾非对称式系杆拱桥施工控制研究

成都市红星路南延线跨府河桥梁工程采用44 m+150 m+55 m的孔跨布置的曲线梁非对称外倾拱桥。钢箱拱和钢箱梁采用满堂支架法施工,全部完成拼装焊接后对吊杆和系杆进行张拉,完成体系转换,拆除钢箱拱和钢梁支架,施工过程比较复杂。因此,合理的体系转换是保证支架拆除过程中和拆除后结构安全的前提,并且决定了成桥下结构的应力状态和线形状态。采用桥梁专业软件Midas/Civil建立全桥有限元模型,根据实际施工过程进行仿真模拟计算分析。通过施工过程中现场实际数据与理论计算的数据进行对比分析,运用综合控制方法进行施工监控,对设计初期参数进行反复的修正和调整,最终桥梁结构的线形状态和应力状态满足设计要求。     

运营中的系杆拱桥吊杆更换施工监测技术研究

以上海轨交三号线漕溪路系杆拱桥W8吊杆更换施工监测为例,研究了运营中的系杆拱桥吊杆更换施工监测技术。通过对拱肋和主梁线形、吊杆索力、结构应力的监测,及时掌握桥梁的实际状态,保证吊杆更换过程的安全,确保吊杆更换后桥梁的线形和内力状态符合设计及规范要求,验证了施工方案的可行性。漕溪路桥吊杆更换完成后,新吊杆工作状态良好,拱肋和主梁线形恢复至施工前状态,各吊杆索力相对于施工前变化率在-2.5%～2.4%之间。施工监测取得了良好的效果,相关施工技术和监测方法可以为类似工程施工提供参考。     

竖转提升工艺下拱肋体系转换与合龙控制方法研究

由于竖转提升工艺下大跨度拱肋在合龙前、后的力学状态相差较大,为确保合龙后拱肋的力学状态满足要求,根据拱结构的受力特点提出了一种基于自平衡原理的体系转换方法;并根据拱肋节段的制造安装工艺提出了基于无应力状态法的拱肋合龙控制方法。为验证上述方法的正确性和有效性,以赵家沟大桥的竖转提升为背景,采用ANSYS有限元软件建立该桥竖转提升模型进行数值模拟分析,并对拱肋合龙前、后的力学状态进行监测。结果表明:各构件的力学状态均满足设计要求;合龙后拱肋应力的实测值与计算值基本一致,拱肋实测线形与设计线形偏差较小。实践证明,基于自平衡原理的体系转换法是可行的,无应力状态合龙法可用于指导竖转提升工艺下的拱肋合龙控制。     

盘锦内湖中桥主桥钢拱肋竖转提升施工技术

盘锦辽东湾新区内湖中桥主桥为系杆拱桥与连续梁桥的组合结构,主梁采用连续钢箱梁,主拱为全焊接钢箱拱肋,跨径布置为(31+62+200+62+31)m。拱肋结构由边拱、主拱圈及辅助拱构成。拱肋分节段在厂内加工制作,拱肋节段制作完成后用平板车运至桥位施工现场,在现场支架上进行卧拼后利用临时塔架分别将北侧、南侧半跨拱肋进行竖转提升,提升到位后进行合龙段吊装焊接施工。整个施工过程运用有限元分析软件进行模拟计算,在拱肋竖转提升过程中实时监测提升索拉力、塔架顶部位移及拱肋线形等相关指标,保证钢拱肋线形满足要求。     

泉州湾跨海大桥主桥组合梁整体节段制造关键技术

泉州湾跨海大桥主桥组合梁采用整体节段制造安装、场地横向反拱及节段间桥面板胶接缝拼接等全新施工工艺,国内外均无实施先例。针对组合梁整体节段制造工艺中存在的技术难题,开展了大量的方案比选及试验研究工作,该文介绍了桥面板匹配预制、总拼场地布置、钢梁横向反拱施加预应力、组合梁匹配拼装等关键技术。     

沪通长江大桥主航道桥主桁制造关键技术

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m双塔三索面公铁两用斜拉桥,主桁采用"N"形桁,由上、下弦杆以及斜、直竖杆构成,弦杆与斜竖杆焊接连接,相邻2个主桁之间弦杆采用高强度螺栓连接。主桁采用杆件→主桁(块体)→整体节段的制造工艺。主桁上弦杆制造时,采用分段接料以及制定合理的组焊顺序确保杆件线形;锚箱制造采用了先组焊后整体机加工工艺;上弦杆箱体两端高强度螺栓孔采用双龙门数控钻床钻制;主桁拼装中采用单片拼装和连续匹配拼装技术。首个整体节段在连续匹配过程中高强度螺栓孔重合率100%,外形尺寸、安装精度、制造线形完全符合制造规范要求。