钢管混凝土拱桥吊杆张拉方案比选

邢汾高速公路沙河特大桥主桥为主跨146m的下承式钢管混凝土拱桥,吊杆采用无应力状态法施工。为确定该桥吊杆张拉顺序,保证张拉过程安全,提出了4种吊杆张拉方案(1由两端拱脚向拱顶对称张拉;2由拱顶向两端拱脚对称张拉;3由1/4拱肋和3/4拱肋处向拱脚和跨中对称张拉;4吊杆分3批张拉),采用有限元分析软件MIDAS Civil建立全桥有限元模型进行仿真计算,分析4种方案的吊杆成桥拉力、拱肋位移、拱肋核心混凝土应力、拱脚水平推力。结果表明,方案4的成桥拉力与设计成桥拉力最为接近,拱肋线性良好,拱肋截面处的混凝土压应力变化均匀,未出现较大的压应力,对拱脚水平推力影响较小。因此,选择方案4施工,在实际施工中,桥梁无需二次调索,加快了施工进度,节约了施工成本。     

钢管混凝土拱桥吊杆张拉方案优化研究

为得到钢管混凝土拱桥的合理吊杆张拉方案,基于常用的张拉方式,提出了5种基本张拉顺序,给出了吊杆张拉方案的合理性准则,结合某钢管混凝土拱桥工程实例,采用MIDAS Civil建立全桥有限元模型,对比分析了11种吊杆张拉方案,探讨了各方案对应的结构受力状况。结果表明:对称依次张拉吊杆施工方便,但易造成构件局部应力过大,影响结构安全,宜从拱脚区向拱顶区对称依次张拉吊杆;对称交替张拉吊杆可使构件应力分布更均匀,利于保证结构安全,宜从四分区或拱脚区开始对称交替张拉吊杆;与单批次吊杆张拉相比,采用多批次吊杆张拉可显著降低构件应力和吊杆张拉控制力,可考虑将对称依次张拉和对称交替张拉相组合的多批次吊杆张拉方案。     

钢管混凝土拱桥吊杆施工技术优化研究

有吊杆参与的桥梁结构均存在结构线型调整与吊杆索力优化问题,吊杆张拉状况很大程度上可决定桥梁结构最终的外形和内力分布情况。以钢管混凝土拱桥吊杆施工优化关键技术为对象,研究吊杆施工初始张拉力的确定以及不同吊杆张拉顺序对成桥状态的影响。     

飞燕式系杆拱桥施工关键工序控制分析

飞燕式系杆拱桥是在主拱两侧各设置一个半拱结构,通过系杆的张拉给边拱肋施加水平力,从而形成自平衡体系,有效平衡主拱拱脚的水平推力,使拱桥可不受地形地质限制,提高了该类型拱桥的跨越能力。本文以一座跨径组合为(22+80+22)m系杆拱桥为例,对该桥施工过程中的关键工序,系杆施工及吊杆张拉顺序进行了分析控制,并通过建立有限元模型对施工过程进行了仿真模拟,最终确定了合理的系杆和吊杆张拉顺序,分析方法可供类似工程借鉴。     

系杆拱桥吊杆张拉方案对结构受力特性影响分析

系杆拱桥是组合体系中的一种柔性系杆刚性拱。吊杆的安装与张拉是系杆拱桥施工中至关重要的环节,拱肋为主要受压构件。系梁的刚性较一般的梁要小,吊杆的张拉力不同、张拉顺序不同会对系梁体内应力和拱肋内力分布及大小产生不同的影响。为保证系杆拱桥成桥后梁体应力满足规范限值并使拱肋受力合理,探讨了吊杆的最优张拉方案。文中以兰新二线乌鲁木齐河特大桥为工程背景,通过有限元模型和室内模型试验研究了四种工况下对梁体应力及拱肋受力特性的影响。研究发现:在不同张拉顺序及张拉力下,梁体和拱肋受力并不能同时达到最优,就一种工况而言,在梁体应力合理的同时拱肋就会出现受力不理想的情况;同样,当拱肋安全储备较大时梁体应力就会出现超出规范限制的现象。在具体施工时应综合考虑拱肋、梁体及索力分布情况,并结合现场和施工难度选择相应的施工方案。     

钢管混凝土拱梁组合桥整体架设施工受力性能分析

针对钢管混凝土拱梁组合桥在整体架设过程中,钢系梁稳定性差、混凝土系梁需配置较多预应力钢束的缺点,提出采用钢管劲性骨架系梁的整体架设施工方法。为研究钢管劲性骨架系梁在施工过程中对拱梁组合桥各主要构件的内力分配影响效果,以某公路下承式钢管混凝土拱梁组合桥为背景,采用MIDAS Civil和Abaqus软件分别建立实际桥梁的整体杆系有限元模型和拱脚结点实体有限元模型,对施工阶段各主要构件进行受力性能分析。结果表明:通过分批张拉钢管劲性骨架中的系杆,可以减小各施工阶段钢管劲性骨架的钢管应力;钢管劲性骨架可以有效分担施工过程中的拱肋应力,使拱肋和钢管劲性骨架受力均匀;拱脚结点以纵向受压为主;拱肋受力均匀,稳定计算满足要求;靠近拱脚的吊杆应力稍大于跨中的吊杆应力,吊杆应力满足要求。     

V型刚构连续梁组合拱桥吊杆张拉过程仿真分析研究

V型刚构连续梁组合钢管混凝土拱桥是一种内外超静定结构,施工过程复杂,随着施工过程结构不断的发生着体系转换。吊杆张拉过程也直接影响吊杆的最终成桥索力和结构的成桥受力状态。通过对年楚河特大桥主桥V型刚构加拱组合结构吊杆施工过程有限元仿真模拟计算,研究了该桥吊杆采用一级张拉和多级张拉对结构变形、受力的影响。考虑该桥的实际情况提出针对该桥的吊杆张拉施工过程。     

连续梁拱组合体系桥梁施工力学行为实测分析

对连续梁拱组合体系桥梁在施工过程中的受力性能进行了实桥测试和有限元模拟分析。结果显示,结构系梁、拱肋及横梁等构件在桥梁施工过程中均处于受压状态,最大压应力为13.7MPa,出现在第4次吊杆张拉完成后中拱拱肋1/4截面下缘,拱脚位置压应力水平不高;采用分阶段多次张拉,可以有效的调整该种组合体系桥梁的吊杆张拉力;有限元计算结果与实测结果吻合良好。     

内外拱肋连接顺序对斜靠式拱桥施m的影响

以平顶山市城东河路湛河桥主桥———斜靠式钢筋混凝土拱桥为研究对象,在先张拉内吊杆后张拉外吊杆的基础上,考虑先连接内外拱肋和先张拉内吊杆后连接内外拱肋两种施工顺序,采用有限元程序Midas/Civil建立两种施工顺序有限元计算模型,分析改变内外拱肋的连接时间和顺序,对斜靠式拱桥施工过程的内力、应力、位移以及稳定性的影响,计算结果表明,内、外拱肋连接对桥梁结构的内力、位移和稳定性影响比较大,先连接内外拱肋施工优于先张拉内吊杆施工,论文所得结论已为该桥施工监控直接服务,可为同类桥梁建造提供一定的参考。     

钢箱系杆拱桥吊杆张拉顺序方案研究

为确定某淮河大桥右汊航道桥(钢箱系杆拱桥)的吊杆张拉顺序,提出3种吊杆张拉方案,采用MIDAS/Civil建立全桥有限元模型,使用倒拆分析法对比分析3种方案下的吊杆张拉控制力和结构内力。结果表明,从中拱对称向两边拱交替张拉的初始控制力良好,拱肋受力更均匀合理,推荐选择该方案进行施工。     

大跨度单肋拱桥吊杆张拉过程分析

采用Midas/Civil有限元软件建立干沟桥平面有限元模型,运用无应力状态法对拱桥的吊杆张拉顺序、张拉次数及张拉时机进行了对比分析计算,得到了较为合理的2轮张拉的吊杆张拉方案,并成功运用到施工控制过程中.     

广州从化大桥工程主桥施工关键技术设计

广州从化大桥主桥为单跨136 m下承式拱梁组合桥,由1根主拱肋与旁侧2根副拱肋组成倒三角钢管混凝土空间组合拱.为确保桥梁结构的施工安全与成桥质量,从梁拱施工顺序、钢管拱肋制作安装、管内混凝土灌注、系梁预应力钢束张拉、吊杆安装与张拉等方面对主桥施工关键技术进行了设计研究.     

南叶公路桥主桥施工过程中两个关键技术问题的探讨

南叶公路桥主桥为一跨径127 m的钢管混凝土系杆拱桥,采用先拱后桥的施工方法。主桥施工过程中,在系梁没有张拉预应力之前,拱肋拱脚的水平力由临时水平拉索以及拱脚处水平止推装置共同承受,然后通过分批张拉系梁预应力钢束来替换。临时水平拉索与水平止推装置的共同受力与系梁预应力的张拉控制是主桥施工过程的两个关键技术问题。结合实际施工情况并通过详细的结构分析,合理控制了临时水平拉索与水平止推装置所承受的水平力;通过分析对系梁预应力钢束张拉顺序进行了优化,实现了水平力的替换并有效控制了系梁的混凝土压应力水平,确保了主桥施工的顺利完成。     

V型刚构连续梁组合拱桥拱肋混凝土灌注顺序仿真分析研究

V型刚构连续梁组合拱桥是充分将钢管混凝土拱桥和V型刚构桥的各自造型、美观、受力等优点融合一体的一种新型桥梁结构形式。不同的拱肋混凝土顶升灌注施工顺序,对主拱肋钢管应力和变形会产生不同的影响。通过V形刚构加拱组合结构拱肋混凝土采用上述两种顶升灌注施工顺序进行仿真模拟分析,主要目的是研究两种拱肋混凝土顶升灌注对V型刚构连续梁组合拱桥主拱肋应力和变形的影响。     

钢管混凝土系杆拱桥施工中受力性能及稳定性分析

为给钢管混凝土系杆拱桥施工监控提供理论依据,以南水北调工程南阳市姚湾跨渠公路桥为背景,采用有限元软件建立全桥三维空间模型,详细考虑混凝土灌注次序、混凝土徐变效应、吊杆张拉次序、系梁多次张拉等环节,对结构施工全过程的内力和变形历程及系梁浇筑过程中支架受力进行分析.结果表明,施工过程中拱肋钢管及管内混凝土应力满足规范要求;各分支钢管中混凝土的压应力与混凝土灌注次序有关;钢管内灌注混凝土的徐变会使钢管混凝土截面发生应力重分布;拱肋支架满足整体稳定性和分支稳定性要求.     

大跨度中承式钢管混凝土拱桥设计

以某中承式钢管混凝土拱桥为研究对象,该桥主跨190m,主拱圈由四肢钢管组成的等宽度等高度空间桁架结构,拱脚临时铰采用转轴铰,拱上立柱为钢管混凝土立柱,吊杆采用高强钢绞线,桥面系为钢纵梁、钢横梁和钢筋混凝土桥面板的组合结构。利用大型通用有限元程序MIDAS-Civil进行全桥结构施工、运营阶段静力分析,计算结果表明施工和运营阶段各杆件的应力和稳定性能满足规范要求。     

变截面钢管混凝土桁架拱桥拱脚应力分析及抗裂预防措施

钢管混凝土桁架拱桥拱脚为拱肋、系梁、端横梁、支座的交汇部位,受力复杂,在设计考虑不充分或施工过程中处理不当,容易导致拱脚裂缝的产生,影响结构的耐久性。该文以蒲山特大桥为例,借助有限元程序Midas/Civil建立了变截面钢管混凝土桁架拱桥及其拱脚的三维有限元模型,进行了拱脚在荷载及自重作用下的空间应力分析,提出拱脚抗裂的预防措施。     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

刚性系杆拱桥吊杆张拉力迭代计算方法与张拉方案对比研究

为研究吊杆张拉力,确定高效计算方法,现以某主跨106 m的刚性系杆拱桥为工程案例,基于数值迭代理论,将非线性问题化为一系列线性问题,提出以单一指标控制的迭代计算方法。通过对比5种不同张拉方案的迭代次数和吊杆张拉安全储备,提出最佳张拉方案,并与实测吊杆力数据进行对比,验证算法可行性。结果表明:不同的张拉方案,均可得到满足工程精度要求的成桥吊杆力,但各方案的吊杆张拉安全储备差异性较大,故推选迭代次数较少、张拉安全储备较高的方案为最佳张拉方案;迭代计算方法适用范围广,算法原理浅显,方便施工技术人员的具体操作求解,可作为拱桥吊杆张拉力的优化方法之一;结合实测数据,成桥实测吊杆力与设计吊杆力的最大偏差为7%,满足规范控制要求,证明本算法可用于现场的施工指导。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注过程稳定性研究

为指导钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注施工,以主跨575m的中承式钢管混凝土拱桥——广西平南三桥为背景,基于稳定性基本理论,建立主桁拱结构的有限元模型,对拱肋混凝土灌注过程中主拱肋的线形、应力和稳定性进行研究。结果表明:混凝土由拱脚灌注到拱顶过程中,主拱肋存在横向偏位和竖向偏位,灌注初期的偏位大于灌注后期,跨中截面的偏位大于其它截面;拱肋混凝土灌注过程中,钢管和核心混凝土的应力不断变化,最大应力主要集中在拱脚截面,且小于材料的允许值,钢管应力变化幅度大于混凝土应力变化幅度;结构稳定系数逐渐降低,灌注初期结构的稳定系数降低幅度大于灌注后期结构的稳定系数降低幅度。