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。     

公路隧道软弱破碎围岩高强钢筋格栅拱架支护性能研究

软弱破碎地层围岩稳定性差,与支护间接触压力大,支护结构应力状态复杂,因此支护结构的支护性能是满足隧道施工及运营期安全与稳定的重要保障。高强钢筋格栅拱架是以高强钢筋为主材的一种格栅拱架形式,具有支护强度高,与混凝土黏结性好,重量轻等诸多优点,但其在公路隧道软弱破碎围岩中的支护性能仍有待考量。为此,结合圆管弹性应变理论推导出的支护刚度计算公式,对不同拱架结构进行等截面换算,得出高强钢筋格栅拱架和型钢拱架的支护特征曲线;采用有限元数值计算方法将钢拱架与混凝土分部建模,进一步分析2种支护拱架的力学特性和变形特征;最后在现场开展对比试验,通过监测沉降收敛位移、围岩压力、拱架应力,分析施工中高强钢筋格栅拱架的支护性能。理论验算和数值分析结果表明,高强钢筋格栅拱架与I20b型钢拱架的极限承载力基本相同,但高强钢筋格栅拱架支护刚度相较I20b型钢拱架弱,I20b型钢拱架对变形控制能力更强;现场对比试验结果显示,2种支护拱架产生的收敛变形相差不多,且围岩接触压力分布规律基本相同,高强钢筋格栅相较I20b型钢拱架的承载应力更高,但远小于材料本身屈服强度;此外,现场施工表明采用高强钢筋格栅拱架能有效提升人工支护作业效率,对于特长公路隧道快速施工具有更好的应用价值。综合分析,高强钢筋格栅拱架在软弱破碎地层能够提供与I20b型钢拱架相近的支护抗力,适用作特长公路隧道软弱破碎围岩的初期支护拱架结构。     

桁式钢拱架在AutoCAD中的自动化绘制方法

为提高钢拱架的设计效率,针对桁式钢拱架构造设计,先计算出包含施工预拱度的拱圈拱腹坐标,后根据混凝土拱腹与拱架下弦杆中心之间的距离,计算出钢拱架下弦中心线的坐标和长度,据此求出标准段数量和拱顶非标准段长度,再以标准段下弦杆销轴中心长度为半径,运用几何方法求出各标准段与钢拱架下弦中心线的交点,得到各标准段销轴中心坐标及在A...     

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。     

现浇施工拱桥钢拱架吊装试验及仿真分析研究

以贵州山区三江河大桥为研究背景,介绍了一种能满足山区U形或V形峡谷地貌的施工方法;通过对该施工方法钢拱架吊装和预压试验进行仿真分析研究,提供了合理的扣索索力,保证了拱架施工安全。     

基于弹性-刚性支撑法的钢拱架预抬高值确定

钢拱架现浇主拱圈施工法是山区大跨径拱桥常用施工方法,施工控制的核心为拱圈现浇安全及拱圈线形,而钢拱架是保证拱肋安全和线形的重要结构,其预抬高值不仅关系到钢拱架的顺利合龙,也关系到主拱圈的成桥线形能否满足设计要求。文中提出基于弹性-刚性支撑法的钢拱架吊装预抬高值确定方法并应用于实际工程中,结果表明该方法能保证施工安全和精度。     

日本户田建设开发钢拱架拼装远程无人化施工系统

正户田建设开发了一种钢拱架拼装远程无人化施工系统,以减少山岭隧道工程中施工人员发生工伤的情况。该系统延长了钢拱架拼装机和混凝土喷射机一体化设备的抓举装置,搭载了测位棱镜和远程螺栓紧固装置等。钢拱架拼装、紧固螺栓和定位作业只需要1人即可独立完成。户田建设已在筑波技术研究所进行了钢拱架拼装试验,确认了其性能,并计划2021年开始用于工程试验。     

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.     

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。     

钢管混凝土拱桥钢管外鼓病害检测及加固

钢管拱肋横向约束设计不合理或施工工艺不当时,钢拱肋会在混凝土灌注过程中出现管壁膨胀现象。通过对拱肋灌注混凝土过程中出现钢管外鼓现象的某钢管混凝土拱肋进行检测及受力分析,提出了加固处理建议,为类似工程病害加固处理提供参考。     

考虑初应力的哑铃型钢管混凝土拱肋极限承载力统一解

为了研究钢管初应力对钢管混凝土拱肋极限承载力的影响,针对实际工程中普遍采用的哑铃型钢管混凝土拱肋,考虑中间主应力、材料拉压比、初应力、初始缺陷、矢跨比和长细比等因素的影响,采用统一强度理论和修正的等效梁柱法,推导出一个新的初应力影响系数的计算公式,并建立其极限承载力的统一解。应用提出的计算公式分别对有、无初应力的哑铃型钢管混凝土拱肋的极限承载力进行计算,并将无初应力拱肋的计算结果与相关文献的试验结果及计算结果进行对比。分析结果表明：所提出的计算公式具有较好的精确度,验证了该计算方法的可行性;研究结果可为工程应用提供参考。     

基于悬拼钢拱架法的钢筋混凝土拱桥主拱圈现浇施工关键技术及数值模拟

钢拱架代替落地支架或节段悬臂拼装等施工方法,应用于山区跨越深水峡谷的拱圈现浇具有一定的优势,值得推广应用。该文通过介绍三岔河大桥钢拱架悬臂扣索法拼装、拱架水箱法预压和主拱圈分环分层浇筑等关键施工技术,有效地解决了跨越深水峡谷桥梁施工过程中的常见难题,并基于Midas Civil有限元方法整体建模,对其采用的关键施工技术进行了数值模拟分析,指导并监控了该桥的施工建设,可为类似工程施工及受力计算分析提供借鉴。     

考虑拱圈与拱架联合效应的拱架受力性能研究

为了研究混凝土箱形拱桥分环分段施工过程中,先期浇筑的混凝土拱环和钢拱架产生联合作用后,结构力学性能的变化,借助结构分析软件Midas/Civil建立了施工过程中拱架、主拱圈数值模型,对比分析了考虑拱圈和拱架联合作用与拱架单独作用时结构内力的变化。研究表明:考虑拱圈与拱架的联合作用,拱架仅承担拱圈重量的60%左右,节省了钢拱架的用钢量。     

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...     

大跨度钢管混凝土拱桥整体吊装法施工的抗风研究

南昌生米大桥主桥为两主跨跨径228m的钢管混凝土连拱,该桥主拱肋的施工在国内首次使用大型门式膺架进行整体吊装,为了保证该桥主拱架设期间的安全,对其进行了风洞试验。首先给出了主拱肋的动力特性计算结果,然后对风洞试验的结果进行了分析,重点讨论了主拱肋最大悬臂状态和合龙状态的风偏角影响以及上游已安装拱肋的尾流对下游拱的影响。结果表明,主拱肋在施工期间未出现涡激振动,先架设的上游拱对后架设的下游拱的动力响应有影响。     

装配式（可调）钢拱架在现浇混凝土拱桥的应用

拱桥跨越深沟峡谷时,由于受地形条件限制,无法采用传统的落地支架施工,采用装配式钢拱架现浇拱圈为拱桥提供了最有效的施工方法。施工过程中拱架的稳定性及变形决定了拱圈施工安全及浇筑质量。现以湖南某上承式钢筋混凝土拱桥为例,阐述装配式钢拱架选型及设计、安装、受力验算、预压及拱架拆除等内容。     

长春伊通河大桥总体设计、试验及施工关键技术

长春伊通河大桥主桥为三跨飞燕式钢管混凝土异型拱桥。该桥拱肋由主拱肋、稳定拱肋及斜撑和横撑构成;V腿采用预应力混凝土单箱双室箱形结构;边跨加劲梁采用预应力混凝土梁,与V腿及主拱拱脚段固结,主跨加劲梁采用钢箱梁,简支在拱脚处牛腿上;主拱共设16对斜吊杆,全桥共设6根水平系杆。根据相似理论进行大尺寸钢管混凝土柱承载力试验、全桥缩尺模型静力试验及模拟地震振动台试验,并总结该桥施工过程中的关键技术和控制要素。试验结果表明该桥主拱肋强度安全系数较高,其整体静力性能和抗震性能均满足规范要求。     

预应力钢拱加固双曲拱桥的设计分析

在我国,由于许多混凝土双曲拱桥荷载设计标准偏低和长期超载,导致其主拱应力水平过高,威胁了行车安全,急待加固。文中首次提出了预应力钢拱承托加固法,该加固方法可以在不中断交通、不影响通航净空的情况下,通过在加固钢拱内建立预压应力,达到有效降低双曲拱桥混凝土主拱的应力水平并提高其承载能力的目的。结合工程实例,文中分析预应力钢拱承托加固法的设计原理,并介绍了加固设计方法。     

关于《公路钢管混凝土拱桥设计规范》中拱肋刚度取值问题的探讨

针对钢管混凝土拱桥设计时拱肋刚度取值方法各异的问题,即现行《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG/T D65-06-2015)采用统一理论,而《钢管混凝土拱桥技术规范》(GB50923-2013)采用叠加理论。以实桥工程为依托,采用有限元分析的方法,对钢管混凝土拱肋在不同计算理论下的内力和位移进行分析。结果表明,两种理论下钢管混凝土拱肋轴力几乎没有变化,而弯矩则有较大差异,同时拱肋位移也相差较大。对其原因进行探究,为工程实践提供参考。     

钢管初应力对大跨度哑铃形钢管混凝土拱肋极限承载力影响研究

钢管混凝土拱桥在施工过程中钢管会产生初应力,这对拱肋的极限承载力有多大影响？至今没人提出具体的研究数据。根据钢管混凝土拱桥施工顺序,介绍了初应力的种类和计算方法,并根据理论编制程序,计算一哑铃型拱肋,分析了初应力对哑铃型拱肋的极限承载力影响。结果表明初应力的存在使拱肋的极限承载力降低,最大可达到接近20%,并且不同的含钢率,不同的初应力系数,其折减速率不尽相同。为保证钢管混凝土拱桥设计与施工安全,建议初应力系数控制在0.6以内。