南广铁路西江特大桥钢箱拱肋吊装施工过程仿真分析

为研究南广铁路西江特大桥主桥拱肋吊装过程中结构受力状态,指导拱肋吊装施工,对拱肋吊装施工过程进行仿真分析。该桥主桥为主跨450m的钢箱提篮拱桥,拱肋采用斜拉扣挂悬拼法施工,利用MIDAS软件建立整个拱肋有限元计算模型,采用"合理位移内力法"确定扣锚索初拉索力,对不同拆除过程中结构内力及位移变化的过程进行计算并确定拆除顺序,根据确定的扣锚索初拉索力以及拆索顺序计算出整个吊装过程的主体结构及临时设施的内力及位移。计算及实践结果表明:拱肋悬臂拼装过程中扣塔塔偏和应力以及主拱内力均满足规范要求;从跨中对称向拱脚方向拆除扣锚索的顺序为最优顺序,拆除过程中结构内力及位移变化过程平缓,无突变现象。实践表明,仿真分析结果顺利地指导了现场施工,大桥钢箱拱肋高精度合龙,吊装过程中结构施工处于安全状态。     

增加临时对拉装置拆除系杆拱桥的施工技术

为解决系杆拱桥在先系杆、后拱肋拆除过程中产生的拱肋水平推力平衡问题,在系杆拱桥拱肋端部增加临时对拉装置,先拆除系杆,利用增加的临时对拉装置承受拱肋端部的水平推力,使拱肋在系杆拆除后处于平衡稳定状态,再拆除拱肋,实现了系杆和拱肋依次吊装拆除。该施工技术无需在航道上搭设支架,拱肋和系杆也无需分段拆除,为系杆拱桥的拆除提供了新思路和技术参考。     

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。     

拆除跨径150 m桁式组合拱桥关键技术研究

花鱼洞大桥跨越饮用水源的红枫湖,建设环境要求高,原跨径150 m桁式组合拱桥拆除方案难度大、效率低、成本高。提出利用原址新建跨径180 m钢管混凝土拱桥拱肋作为悬吊支架平台拆除桁式拱桥施工工艺。采用MIDAS/Civil程序进行精细化建模,对桁式拱桥拆除过程中受力特征和变形规律进行分析,并对原桥拆除过程中变形进行现场监测。结果表明：原桥拆除过程稳定性良好;开拱后,桁式拱桥发生了体系转换,悬臂状态下1/2拱不会倾覆;实腹段箱梁顶底板拆除后,桁架拱片的最大升高均小于理论值。研究成果为今后同类型拱桥的拆除施工提供参考和借鉴。     

500 m级钢管拱桥成拱计算与控制方法

在大跨径的钢管混凝土拱桥中，钢管拱肋的斜拉扣挂成拱过程面临计算困难、大悬臂结构频繁调整、成拱状态偏离等难题。在成拱的理论计算方面，引入了基于无应力参数精确控制的成拱控制方法，明确了大跨径钢管拱斜拉扣挂施工过程控制目标。基于该控制方法，构建了钢管拱桥的成拱计算理论方法。该计算理论首次给出了钢管拱肋合龙前后的力学状态联系方程，建立了成拱后拱肋线形误差与施工过程索力的数学关系，构建了同时考虑施工全过程约束条件与成拱后线形偏差的一次调索优化模型。该一次调索优化模型可在任意给定的成拱线形误差范围和施工过程中的塔偏、封铰、合龙等耦合约束条件下，求解最优的扣背索一次张拉索力。在成拱施工控制方面，首次提出采用三维扫描技术进行大型钢管拱肋的无应力参数精确控制与检测方法，给出了详细的封铰控制、拱肋节段无应力参数控制和合龙控制的具体实施方法。在跨径为507 m的合江长江公路大桥的建设全过程,采用了所提出成拱计算理论与控制方法。实践表明:所提出的成拱计算理论具有控制目标少、计算目标明确、索力分布与张拉最优的优点；所提出的控制方法确保了钢管拱肋制造与安装无应力尺寸的精度，极大地减少了施工过程中拱肋线形误差调整次数。大桥拱肋成拱后实测结果表明，拱肋线形与应力状态与一次落架状态吻合良好。     

大跨径钢管拱两段法吊装方案研究

针对现场实际情况本文提出了大跨径钢管拱分两段浮吊吊装的方法、拱肋合龙方案和有限元模型简化方法,通过计算分析确定了合龙过程中的相关技术参数和拱肋力学状态。     

南京长江大桥双曲拱桥综合改造提升关键技术

以南京长江大桥双曲拱桥维修改造工程为例,在分析病害产生原因后,以修旧如旧、提升承载力和延长结构耐久性为原则,采用拱肋/横系梁增大截面、拱背加厚、拱上填料更换为泡沫混凝土和连续配筋板、拱肋增设牺牲阳极锌块、防排水系统改造升级以及外露混凝土增设防护涂装的双曲拱桥综合改造提升技术;对双曲拱桥综合改造提升施工关键技术进行研究,提出竖向分层水平对称、预留通道、施工设备轻型化和施工过程监控等拱上填料拆除技术,研发出满足新增截面厚度小、新老混凝土龄期差异大、干缩要求高和施工环境苛刻的拱肋增大截面高性能自密实细石混凝土,采用人工电锤+高压水冲洗混凝土凿毛工艺、灌压相结合分段泵注混凝土浇筑的拱肋增大截面施工工艺,采用拱分仓浇筑、坡度控制及防裂措施的拱上泡沫混凝土施工技术,总结出混凝土防护涂装的施工工艺和厚度控制方法;双曲拱桥综合改造提升技术成功应用于背景工程,在结构自重不增加的情况下承载力得到较大提升,耐久性和外观得到明显改善,维修改造效果显著,为其他类似双曲拱桥改造升级提供借鉴,推广应用前景广阔。     

反对称钢筋混凝土拱肋异型系杆拱桥施工控制技术

上海大庆桥为跨径60m的异型系杆拱桥,主拱横桥向反对称布置2片C50钢筋混凝土拱肋。该桥采用"先梁后拱"方案施工,即先采用满堂支架现浇系梁并张拉预应力,再在支架上现浇拱肋。在该桥施工中,先张拉吊杆再进行拱肋脱架,以改善裸拱圈在自重作用下的不利受力问题;在横梁与系梁间设置后浇带,以缓解横梁在顺桥向的受剪状态;在主梁支架拆除后再将桥面板与系梁、横梁联结,以减少桥面板参与系梁受力;吊杆采用三轮张拉方案,吊杆在拱肋脱架前进行首轮张拉,在系梁、横梁联结后进行第2轮张拉,第2轮张拉后拆除主梁支架,在桥面系施工后进行第3轮张拉;拱肋变形较大部位的吊杆先张拉,反之后张拉。该桥成桥后的结构线形与内力均满足设计要求。     

跨航道系杆拱桥拆除及施工监控技术

根据旧桥拆除施工基本原则,结合桥梁拆除有限元仿真分析和桥梁施工监控技术,研究了跨航道系杆拱桥拆除施工关键技术。鉴于航道桥梁通航要求高、跨径大、结构形式复杂等特点,制定了合理的拆除方案和可靠的监控措施。结果表明:拆除施工过程中系杆及拱肋结构的应力和变形均处于安全范围内;临时支撑的沉降量对结构的安全性影响较为敏感;对主要构件拆除施工后应尽量减小施工间歇时间;桥面系及吊杆拆除对拱肋的变形影响不大。     

大跨度钢箱拱桥拱肋安装控制技术

宁波市明州大桥主桥采用主跨450 m的中承式双肢钢箱拱结构,大桥拱肋及桥面系梁均采用全焊接钢结构,中跨拱肋的施工采用缆索吊以及斜拉扣索工艺.介绍了该桥在中跨拱肋拼装过程中的施工控制特点、方法及成果,并对施工过程进行了全过程的计算机仿真模拟控制分析,其施工控制方法和技术可供类似工程参考.     

大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态钢管应力优化研究

为了优化大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态主拱受力性能,提出了后拆扣索的新思路:在主拱圈合龙完成后对钢管采取继续保留扣索的措施,混凝土灌注完成达到强度后,再拆除扣索,钢管与混凝土共同承担后续荷载。采用有限元方法按以上思路对贵州大小井特大桥进行了分析研究。结果表明:如果混凝土灌注完成达到强度后再拆除扣索,与原方案相比,在成桥状态下拱肋上下弦钢管与管内混凝土的受力均得到改善,钢管应力值有所降低,管内混凝土应力值略有增加;在管内混凝土灌注前后扣索的索力值变化不大,扣索拉力值在允许范围内。因此通过该方法能够在一定程度上提高大跨度钢管混凝土拱桥拱肋截面的组合效率,改善主拱的受力性能。     

128m尼尔森体系提篮拱桥的施工控制

为了解尼尔森体系提篮拱桥在施工中的内力和线形状态是否满足设计要求,以合福高铁跨越合肥市包河大道的128m提篮拱桥为例,采用有限元软件MIDAS Civil进行尼尔森体系提篮拱桥的空间有限元计算分析,在施工控制中主要对系梁、拱肋的应力和线形以及吊杆的内力进行监测。监测结果表明,整个施工过程中系梁变形较小,拱肋的变形较为明显,两者在拆除系梁支架阶段的累计变形量与理论值均吻合较好;系梁与拱肋的应力水平均满足设计要求,处于安全合理的范围;吊杆内力测试结果与理论目标值相差均在±5%以内,满足设计要求。     

钢管桁架拱肋的加工与质量控制

结合钢结构桁架桥梁的施工经验,阐述了钢管桁架拱肋的加工制作过程和质量控制要点,强调制作过程中必须加强对拱肋质量的有效控制,采用正确的焊接工艺和科学的质量管理方法,以提高钢管桁架拱肋的施工质量。     

吊桥式缆索吊装施工方法的构想与实施

为适应拱桥大跨径发展的需要。提出吊桥式缆索吊装施工方法的基本构想。通过广东南海三山西桥拱肋吊装实践证明，员桥式缆索吊装施工方法不仅解决了大跨径拱桥拱肋吊装的节段数量和节段重量限制的矛盾，而且工艺简单、操作方便、使拱肋吊装施工的安全性和稳定性大大提高。     

混凝土梁拱组合桥拆架时对结构的受力分析

通过对拱肋拆除支架过程进行模拟与结构分析,发现不同拆除方法对应的结构内力及结构挠度有很大的不同.对于无绞拱,拱脚的应力情况复杂,且易出现拉应力而导致裂缝的出现.该文以五圆湾大桥设计为例,在对各拆架方案进行验算后发现对应不同的施工方法,拱脚处的拉应力变化较大.为了保证在施工过程中拱肋的安全性,文中主要对该混凝土梁拱组合桥的主要设计进行了计算和施工中拆架顺序与方法对结构受力影响进行了分析,对拆除支架的方案进行了优化,为以后建造此类桥梁提供一定的借鉴.     

中承式钢箱提篮拱桥拱肋安装施工技术

车田江大桥主桥为280 m中承式钢箱提篮拱，拱肋采用全焊钢箱结构，拱肋安装采用缆索吊装和斜拉扣挂工艺。通过介绍该桥拱肋节段悬臂拼装施工技术，如拱肋首节段采用定位支架精确定位，拱肋标准节段采用缆索吊机配合斜拉扣挂系统进行精确安装，合龙段通过持续观测、吊装姿态模拟及精确配切等技术实现了拱肋的顺利合龙，可为类似工程提供参考。     

南宁大桥非对称外倾式钢箱拱制造技术

南宁大桥主桥为300 m跨径的曲线梁非对称外倾拱桥。拱肋由钢箱拱节段与混凝土拱肋组成,根据钢拱肋的结构特点,全桥采用三维放样技术进行整体精确放样,其制造分为单元件制造、节段匹配制造、节段预拼装及工地连接4个工艺阶段。单元件采用整体大板块工艺,拱肋节段采用总成与预拼一体化制造,倒角构造部位的面板及其上面的加劲肋直接在拱肋总成时散装。该桥采用大节段合龙。     

某钢管混凝土拱桥斜拉扣挂系统拆扣方案研究

针对某大跨径钢管混凝土(简称CFST)拱桥的斜拉扣挂系统扣索多、部分扣索角度小,调索可操作性差的实际情况,将扣索一次张拉到位、通过预拱度实现线形控制的迭代优化算法应用于拱肋吊装的线形控制和索力计算.为克服这种方法难以调整主拱肋内力和预抬高量可能偏大的缺陷,并注意到合龙前后拆除扣索的时间、顺序和方法的差异会对拱肋的线形、内力产生影响,提出修正拆扣方案,将部分扣索调整到合龙之前拆除,并对几种可行方案进行了分析和优化比选,确定了一个最佳的,更利于施工控制的方案.     

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。     

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.