嘉绍大桥钢箱梁悬臂拼装截面变形分析

钢箱梁悬拼施工时在其梁段匹配端会产生变形差,若变形过大则影响梁段的顺利匹配。为了解钢箱梁悬臂拼装施工时梁段匹配端的相对变形及其影响因素,以在建的嘉绍大桥为工程背景,采用有限元分析软件,建模分析梁段拼接截面在吊机作用、温度梯度作用、横隔板刚度及整体刚度变化影响下的相对变形,计算结果表明:梁端拼接口相对竖向变形主要是由吊机作用梁段变形产生的;正温差比负温差对拼接口相对变形的影响大;提高钢箱梁横隔板的刚度对拼接口变形的减小作用不大。     

斜拉桥扁平钢箱梁悬拼阶段截面对接变形有限元分析

以黄埔大桥北汉桥独塔双索面扁平钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用混合单元建立三维有限元模型,分析了梯度温度变化、桁架式纵隔板位置和刚度对悬拼施工中钢箱梁的横向变形问题的影响,并提出了一些相应的优化措施。分析结果表明：在自重和吊装作用力情况下,被吊装梁段和吊机作用梁段两者的变形差很大,使得梁段组装产生很大困难;钢梁自重及截面刚度是影响截面变形的主要因素。梯度正温差比负温差对截面的变形影响更大,梁段的吊装对接应该安排在气温稳定的时间。提高纵隔板的刚度和合理的布置位置可有效改善梁段整体刚度,减少截面变形差,使得吊装对接施工顺利进行。     

钢箱组合梁斜拉桥悬拼阶段主梁变形及受力研究北大核心

为保证悬拼施工时斜拉桥钢箱组合梁的精确匹配连接,以台州湾跨海大桥通航孔桥为背景,采用有限元法研究待安装梁段与已安装悬臂梁段在施工阶段荷载作用下的竖向变形和桥面板受力,并分析吊装节段长度、吊机位置及强制匹配措施对截面竖向变形与桥面板受力的影响。结果表明:由待安装梁段自重引起的吊机反力是导致匹配截面产生较大相对竖向变形的主要因素,两侧匹配截面均在边腹板附近的相对竖向变形差最大;斜拉索锚固区和桥面吊机处混凝土桥面板开裂风险较高;吊装节段长度对匹配截面局部变形的影响较小,但其长度增加会增大局部桥面板混凝土主拉应力;通过调整桥面吊机横向位置可减小匹配截面相对竖向变形差,且中腹板强制匹配较边腹板强制匹配对桥面板受力影响小,采用“边腹板吊装+中腹板强制匹配”施工方法可实现已安装悬臂梁段与待安装梁段的精确匹配。     

大跨度分体式钢箱梁斜拉桥吊装优化分析

针对斜拉桥分体式钢箱梁悬臂拼装过程中匹配高差较大的问题,以黄茅海跨海通道工程中高栏港大桥和黄茅海大桥为研究背景,使用ANSYS软件建立板壳精细化有限元模型,研究了分体式钢箱梁悬拼匹配过程中被吊梁段和已成梁段的横向变形规律,分析了桥面吊机纵横向站位、梁段起吊、吊机自重、已成梁段自重及斜拉索作用对分体式钢箱梁悬拼匹配高差的影响程度,探讨了分体式钢箱梁悬拼匹配高差的调节方案。结果表明,在满足净空条件下,桥面吊机横向应尽量靠近斜拉索布置,桥面吊机前、后支点均应位于斜拉索所在横隔板上;被吊梁段竖向变形及等效应力均较小,无需设置临时加固措施;设置横向预拱度以抵消恒载作用下分体式钢箱梁产生的横向变形,通过T形反力架可有效调整分体式钢箱梁间的匹配高差。本研究形成的吊装优化措施可为同类型分体式钢箱梁的悬拼施工提供参考。     

大跨斜拉桥宽幅PK组合梁节段吊装精确匹配技术

望东长江公路大桥主桥为(78+228+638+228+78) m的双塔双索面组合梁斜拉桥。主梁采用分离双箱PK组合梁,采用桥面吊机节段吊装施工。针对主梁吊装过程中已安装梁段横断面竖向变形导致新吊梁段与已安装梁段无法正常匹配连接的问题,采用ANSYS软件分析梁段吊装拼接过程中产生变形差的原因,提出梁重置换法匹配和T形反力架纠偏的精确匹配技术。通过张拉斜拉索使其承受新吊装梁段的自重,卸载桥面吊机吊装新梁段时产生的前支点力,使已安装梁段的横断面竖向变形回弹归零;然后通过T形反力架施加千斤顶力消除桥面吊机自重引起的竖向变形,使已安装梁段与新吊梁段实现精确匹配。采用梁重置换法和T形反力架纠偏后,该桥施工过程中新吊梁段与已安装梁段实现精确匹配连接。     

拓宽方式对旧T梁荷载横向分布的影响研究

为研究拼接拓宽的不同方式对旧桥活载受力的影响,以某T梁桥为背景,建立了12种拓宽方式的三维实体有限元模型,计算了每种方式中旧梁的荷载横向分布系数,并进行对比分析.结果表明:增加新旧梁刚度比、设置新旧梁横隔板及提高横隔板高度能较大幅度减小旧梁的荷载横向分布系数;此外,相对于单侧拓宽,对称拓宽下旧梁的荷载横向分布系数更小.因此,为减小拓宽后旧桥的活载受力,在其他条件允许的前提下,建议适当增加新旧梁刚度比,并在新旧梁间设置横隔板及增加横隔板高度,具体取值应结合实际工程确定.     

分段施工单箱双室悬臂箱梁的剪力滞效应

为研究悬臂施工单箱双室悬臂箱梁的剪力滞效应特点,建立分段施工的悬臂箱梁有限元模型,对自重荷载作用下的顶、底板正应力进行分析。结果表明:分段施工对悬臂端部附近2个梁段影响最明显,剪力滞系数最大值应提高10%,对远离悬臂端部梁段的影响可忽略;中横隔板的设置对单箱双室悬臂箱梁横的2个梁段的正应力分布有一定影响,剪力滞系数最大值可提高5%,对远离横隔板梁段的剪力滞效应基本无影响。     

厦漳跨海大桥南汊主桥施工控制方法

依据无应力状态控制理论,以厦漳跨海大桥南汊主桥施工为背景,研究结合梁斜拉桥标准梁段施工、边跨合龙施工、中跨合龙施工控制方法.施工中斜拉索分两次张拉,桥面板湿接缝滞后1个梁段浇筑;施工过程中以主纵梁安装、浇筑湿接缝和斜拉索第二次张拉3个阶段为重点控制工序.通过采取悬臂端压重、调整合龙口附近的斜拉索索力、对边跨支架区梁段刚性转动和竖向顶升等控制措施,使边跨合龙状态满足顺接合龙的要求.中跨采用长圆孔工具拼接板为辅的自然降温法合龙方法;根据观测结果确定夜间最大温差,计算合龙间距的变化量,进而确定工具拼接板长圆孔的尺寸及合龙梁段的实际长度.     

台州湾跨海大桥通航孔桥悬拼匹配关键问题研究

台州湾跨海大桥通航孔桥为主跨488m的双塔双索面组合梁斜拉桥,在主梁悬臂拼装过程中,采用"焊接边腹板—提前挂索—吊机卸载"技术完成梁段匹配连接。为了确定该技术的合理吊机卸载比及提前挂索的合理预张力,采用Abaqus建立部分悬拼梁段的有限元模型,研究匹配截面的变形规律及吊机卸载比对不匹配变形值的影响,分析提前挂索的索力对边腹板焊缝和斜拉索锚固区桥面板受力的影响,并采用曲线拟合的方法给出提前挂索的合理预张力计算公式。结果表明:吊机的合理卸载比为37%,提前挂索的合理预张力与一张索力的比值为60%～74%。     

大跨预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

采用MIDAS/Civil建立某大跨预应力连续梁桥有限元模型,分析不同施工阶段荷载作用下桥梁位移和应力变化及施工过程中温度对主梁挠度的影响。结果表明,一个梁段施工完成后会影响前一个梁段标高,但各梁段控制偏差变化趋势大致相同;梁段悬臂越长,浇筑、张拉前后挠度越大;温度对悬臂梁段变形有很大影响,温度越高,悬臂竖向变形越大;大跨径连续梁桥悬臂施工时,预应力张拉产生的位移只能抵消一部分恒载位移;浇筑、张拉前后箱梁实测应力大多小于理论值,最大悬臂时梁段的预应力储备增大。     

深中通道中山大桥主桥超宽大节段钢箱梁吊装匹配技术

深中通道中山大桥主桥为主跨580 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用流线型扁平钢箱梁,梁宽46 m(含风嘴),主梁共划分69个节段,标准段长18 m、最大吊重约429 t,采用桥面吊机双悬臂吊装。由于钢箱梁节段自重大、宽度较大、横桥向竖向刚度较小等,在桥面吊机悬臂吊装过程中,会出现钢箱梁匹配面高差过大(最大约63 mm)的问题。为解决该问题,实现梁段精确匹配安装,提出3种钢箱梁吊装匹配方案：“门架+拉索”方案、“牛腿反力架”方案、“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。经有限元仿真分析综合比选,最终选择“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。该方案以箱梁竖腹板为定位点,提前焊接一字梁,采用法兰连接后锁定待拼梁段,部分焊接拼接面内箱梁形成C形焊缝;通过提前挂索并张拉部分斜拉索,减小匹配面已拼梁段横桥向竖向变形,达到箱梁匹配要求。施工中采取了匹配高差调节、局部应力控制、拼接缝宽控制等关键技术,最终将该桥钢箱梁匹配面高差减小至9.8 mm以内,钢箱梁局部应力可控,斜拉索初张过程中钢箱梁应力增量小于10 MPa,且各箱梁节段拼接缝宽可控制在1 cm以内。     

马来西亚槟城二桥斜拉桥横隔梁的设计计算方法

马来西亚槟城二桥工程是采用英国标准的桥梁设计施工总承包工程,其主通航孔桥为主跨240m的肋板式主梁混凝土斜拉桥,设计采用悬臂浇筑施工。设计分析发现施工过程中已浇主梁梁段影响后续施工梁段横隔梁的受力和变形,后浇梁段横隔梁的结构自重、横隔梁预应力钢束和斜拉索张拉影响已浇梁段横隔梁的内力。为合理指导肋板式混凝土主梁横隔梁的设计,提出能准确反映这种横隔梁受力模式的实用计算方法——考虑施工过程的空间梁格法。应用表明,该方法可真实、动态地模拟横隔梁各施工阶段受力,避免简化方法的设计不足。     

组合梁斜拉桥主梁双节段循环安装施工技术

椒江二桥主桥为(70+140+480+140+70)m双塔双索面半封闭钢箱组合梁斜拉桥,0号块、辅助墩及边跨密索区梁段采用搭设支架浮吊安装,其余梁段均采用桥面吊机悬臂安装.为在中跨合龙前合理避过台风高发季,对比分析主梁单节段、双节段循环安装的工期.通过优化施工安装方案,增加临时加固措施,确定主梁采用双节段循环安装方案.双节段循环安装时施工梁段分次吊装,2条湿接缝一次施工,梁段精确调位及匹配需在温度相对恒定时进行;双节段循环安装状态下在湿接缝处有组合梁和钢梁2种截面形式,刚度发生突变,为补强湿接缝处钢梁引起的刚度减小,增加临时支撑加固措施.     

独塔斜拉自锚式悬索桥吊杆锚固区有限元仿真分析

该文采用大型有限元分析软件Ansys对独塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥吊杆锚固区建立计算模型,分析了该桥在最不利荷载组合下,吊杆力最大区段对应的锚固区各构件的应力与变形情况。分析结果表明:采用该构造形式锚固区整体刚度不足,构件最大位移达3.7mm;在钢板焊接处出现了应力集中情况,应力值大于设计允许值。根据分析结果确定了锚固区整体刚度及钢锚梁与横隔板焊接处局部应力控制成为进一步优化设计的控制因素。对此该文初步提出了两种设计优化方案,即改变横隔板厚度和对横隔板增加横向与纵向肋条,以此提高横隔板刚度,改善构件应力集中现象。     

组合梁斜拉桥整体节段悬臂拼装足尺模型试验

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,组合梁采用整体节段安装、节段间桥面板胶拼等施工工艺。为验证该桥整体节段胶接缝悬臂拼装工艺的可行性,确定匹配连接原则,掌握已成梁段与被吊梁段的横向相对变形量,选取5个梁段进行足尺模型试验,并与有限元模型理论值进行对比分析。结果表明:整体节段悬臂拼装匹配连接受梁段制造误差以及横向受力差异的影响较小,胶接缝悬臂拼装工艺是可行的;匹配口实测横向相对变形最大为2.5mm,较理论计算值偏小,表明该桥实际刚度较大。     

钢箱梁桥面铺装体系结构优化研究

采用有限元分析的结构优化设计方法对钢箱梁桥面铺装体系进行整体优化研究。建立钢桥面铺装体系的有限元模型,选择包括钢板厚度、梯形加劲肋刚度、横隔板间距、铺装厚度等结构参数作为设计变量,建立铺装最大拉应力、铺装与钢板层间最大剪应力、加劲肋挠跨比、钢桥面板最大拉应力等指标的约束条件,采用零阶方法进行优化计算。结果表明,优化设计可以节省材料,降低造价。通过减小梯形加劲肋间距和横隔板间距,增大桥面板厚度和梯形加劲肋高度,可改善铺装的受力状况。     

某特大跨径悬索桥跨缆吊机静载试验研究

跨缆吊机作为悬索桥加劲梁吊装的专用提升安装设备,其承载能力直接决定梁段吊装施工的安全。该文以某特大跨径悬索桥跨缆吊机为对象,采用Ansys软件建立跨缆吊机的主要承重结构钢桁架的三维有限元模型,并进行结构受力分析,由计算后的结果拟定静载试验方案。测试结果表明:此跨缆吊机设计结构受力情况良好、合理,计算稳定系数为11.1,实测最大应力为148.1MPa,最大位移为30.1mm,为跨度的1/1 176,且实测残余应力、位移均较小,跨缆吊机各个组成构件的强度和整体刚度均比设计值大,结构处于弹性工作状态,满足梁段吊装施工的承载力要求。     

箱形梁桥横隔板的作用分析

利用大型有限元分析软件ansys对庐铜高速公路段某混凝土箱形梁桥进行计算,对比分析箱梁桥在跨间设置与不设横隔板情况下的箱梁横截面正应力、抗扭刚度、以及截面变形等因素的变化,分析结果显示加设横隔板后,箱梁受力有明显改善.     

曲线钢箱梁横隔板变形对焊缝细节疲劳应力的影响研究北大核心

为了研究横隔板变形对曲线钢箱梁桥焊缝细节疲劳应力的影响,以某三跨连续钢箱梁高架桥为背景,建立正常横隔板和变形横隔板的钢箱梁模型,针对横隔板分别与U肋、腹板加劲肋、底板开口肋连接焊缝3处细节,研究横隔板变形对各细节应力影响面和最不利工况下应力状态的影响,对比面内、外应力对各细节疲劳损伤的贡献。结果表明:横隔板变形对横隔板-腹板加劲肋细节和横隔板-底板开口肋细节应力影响范围和最不利位置影响显著,并且会导致各疲劳细节的拉应力和压应力有较大增幅,相对于正常横隔板而言更容易产生疲劳损伤;横隔板变形会导致各细节面外应力占比增大,促使面外应力成为各连接焊缝疲劳损伤的主要因素。     

望东长江公路大桥上部结构装配化架设方法研究

望东长江公路大桥主桥为主跨638m的双塔双索面组合梁斜拉桥,其上部结构采用工厂化、装配化的方案架设。为解决组合梁整体吊装施工时存在的桥面板开裂及梁段不匹配的问题,采用RM2006和ANSYS软件分别建立全桥及梁段局部有限元模型,对斜拉索分次超张退张法和防错台架设法进行研究,提出一种基于节段全过程状态(内力状态、几何状态)优化的上部结构装配化架设方法。结果表明:斜拉索分次超张退张法可优化节段施工全过程内力,解决了新梁段起吊对前序梁段引起的较大桥面板拉应力问题;通过斜拉索张拉与钢主梁工地连接工序的优化调整,改善了已架设梁段与待架设梁段匹配时的几何状态,保证了梁段匹配的可靠性。