系杆拱桥吊杆张拉方案优化试验研究

以兰新二线新疆乌鲁木齐河特大桥1跨128 m系杆拱桥为背景,建立室内1/16缩尺模型,参照等跨径的3座系杆拱桥索力张拉力进行系杆拱桥吊杆索力张拉试验。设计了4种张拉方案分析系杆拱桥张拉过程中索力变化规律及拆除支架后系梁的应力分布和线形变化情况,推荐了整体受力合理的张拉方案。吊杆在张拉过程中表现出明显的应力重分布,且应力重分布规律呈非线性变化。试验中最先张拉的5#,13#吊杆索力受到的影响最大。拆除支架后系梁变形呈抛物线状,吊杆索力、系梁挠度和系梁应力均增大。     

系杆拱桥吊杆索力张拉的模型试验研究

钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力张拉是系杆拱桥施工的重要步骤。本文结合相似比理论,根据现场实际桥梁模拟浇筑1∶16试验模型,采用有限元分析得出实际桥型与实验室模拟桥型的索力张拉值。通过与兰新铁路第二双线实际桥梁的张拉值对比,得出索力张拉顺序对各个吊杆索力的影响,以及索力在第一次张拉完成后实测值与预期张拉值的相差值,通过实测值反推出系杆拱桥索力张拉初始值。实验室桥梁模型模拟实际桥型进行索力的测定和调整,对现场施工以及对系杆拱桥的调索具有指导意义。     

系杆拱桥吊杆千斤顶张拉力确定方法及其应用

在影响矩阵法的基础上,考虑到先梁后拱施工的系杆拱桥其吊杆采用二次张拉施工,针对吊杆单根、2根或多根分批同步等张拉工艺,推导出吊杆千斤顶张拉力的计算方法和公式。结合工程实例应用给出了具体的算法,对应用中的关键技术问题进行探讨。该文的计算过程和方法可供斜拉桥和系杆拱桥设计和施工监控时采用。     

基于差值法的系杆拱桥更换吊杆方案优化研究

采用临时吊杆法更换中承式钢筋混凝土系杆拱桥吊杆,通过临时吊杆梯度转移吊杆力,完成吊杆更换。在现有等步长更换的基础上,为减小更换吊杆对相邻吊杆索力和桥面线形的影响,对吊杆张拉方案进行研究,提出采用差值法进行梯度张拉和卸载。研究表明,采用差值法更换吊杆,可以明显减小桥面线形的变化量,减小对相邻吊杆索力的影响,并且至张拉完毕索力和线形均在限值范围之内,无需二次调索。     

飞燕式钢管砼拱桥系杆与吊杆施工分析与控制

102国道跨伊通河大桥为主跨158 m的飞燕式异型钢管混凝土拱桥,结合该桥介绍了钢管混凝土拱桥系杆与吊杆在施工中的关键问题。利用MIDAS软件模拟了主桥系杆施工的张拉过程,模拟中考虑了桩-土的相互作用对结构受力及变形的影响。提出了考虑张拉顺序时吊杆张拉力的计算方法,该方法可以满足各吊杆均匀张拉的原则,并以此确定了桥例的吊杆张拉力。通过比较考虑张拉顺序与未考虑张拉顺序时吊杆张拉长度的分析结果,证明了张拉顺序对吊杆张拉力及张拉长度的确定有较大影响。     

考虑施工阶段的高铁系杆拱桥吊杆张拉优化研究

将影响矩阵法引入系杆拱桥,建立以优化前后吊杆成桥索力差值向量二范数平方的最小值为目标函数,以吊杆张拉力为变量,以各个施工及成桥阶段中系梁和拱肋的挠度、应力以及吊杆索力作为约束条件的优化模型,通过该优化模型的计算来减少施工阶段的吊杆张拉次数。基于该优化模型,以新建某高铁线144 m下承式尼尔森体系简支拱桥为工程实例,获得施工阶段1次张拉的吊杆张拉力。研究结果表明:优化后采用吊杆1次张拉方案的系梁和拱肋的挠度、内力与设计状态较接近,验证了该优化模型的可靠性和有效性。该优化方法可为同类型桥梁的设计和施工提供参考。     

钢管混凝土系杆拱桥吊杆力计算及调索方法研究

基于杠杆原理,采用解析方法计算钢管混凝土系杆拱桥吊杆力,探讨系杆拱桥成桥后吊杆张力的调整方法,指出常用的调整吊杆张拉力方法的适用范围,针对工程中常用的影响矩阵法进行改进。以某钢管混凝土系杆拱桥为例,利用桥梁结构分析专用软件建立分析模型,得到钢管混凝土系杆拱桥吊杆的影响矩阵,分析改进前后影响矩阵法调整吊杆力的效果。分析结果表明:采用杠杆原理计算钢管混凝土系杆拱桥的吊杆张拉力简单快捷,利用改进后的影响矩阵法进行钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉力的调整,更符合吊杆调整的实际施工过程,吊杆成桥主动张拉力以成桥恒载产生的索力为控制目标值,且吊杆力的调整以结构线形为主。     

整束挤压式吊杆安装及张拉施工关键技术

阜阳市向阳路颍河大桥主桥为(47+148+47) m三跨下承式梁拱组合体系钢结构拱桥。全桥共设吊杆42根,采用钢绞线整束挤压可更换成品吊杆体系。为安全、高效地完成吊杆安装,研发了一种拱桥柔性吊杆高空安装操作平台,借助起吊设备能高效精确地将吊杆固定端叉耳与拱圈耳板对接。为最大限度减少吊杆张拉对桥梁结构内力及线形的影响,针对整束挤压式吊杆构造特点,研发双顶对称同轴专用张拉工装与之配套施工,对纵横桥向同一编号的4根吊杆同步进行张拉。通过MIDAS/Civil程序对不同张拉工况进行有限元分析,确定合理的张拉顺序,减少了吊杆索力调整次数。通过施工实践及监控实测表明:吊杆安装及张拉方法在技术上是可行的,吊杆张拉顺序是合理的。     

钢管混凝土系杆拱桥施工关键技术及整体稳定性分析

介绍了某铁路客运专线跨径113.3 m钢管混凝土系杆拱桥施工关键技术,包括支架搭设、主梁施工、钢管混凝土灌注及吊杆张拉等。并对施工及运营过程中该桥的整体稳定性进行了分析,得出的结论可供同类桥梁参考。     

先梁后拱法施工轨道交通梁拱体系桥梁

结合实际工程对梁拱组合体系桥吊杆控制张拉力4种确定方法(倒拆法、正装-倒拆迭代法、无应力状态控制法和影响矩阵法)的实施步骤及结果进行有限元计算研究分析,并针对从拱脚向拱顶、拱顶向拱脚及1/4主跨向两侧3种张拉顺序过程中的结构受力状态进行有限元计算对比分析,结果表明:不同吊杆张拉顺序下各构件均能满足设计需求,但对于体系复杂、规模较大的梁拱组合体系,吊杆张拉过程可能出现部分构件受力超标现象,因此需重视吊杆张拉顺序比选.     

蒲山系杆拱桥吊杆张拉力的空间计算分析

以蒲山大桥为工程实例,采用有限元软件MIDAS/Civil建立了该下承式钢管混凝土拱桥的空间有限元计算模型,考虑拱桥吊杆在空间上的相互影响,给出了根据吊杆的张拉顺序利用逆序法计算拱桥吊杆第1次张拉时的初始张拉力,用影响矩阵法计算拱桥吊杆第2次、第3次张拉时的张拉力计算方法,得出了拱桥吊杆的初始张拉力按此结果进行吊杆张拉施工,吊杆内力整体上符合设计要求,所得结果可用于指导该拱桥吊杆的张拉施工,并可为同类桥梁的施工提供参考。     

跨度128m系杆拱桥模型试验研究

为预测待建系杆拱桥系梁挠度变化规律,依据相似原理制作了1∶16全尺寸缩尺模型。试验分析了全尺寸模型在吊杆张拉阶段各主要位置的挠度变化,对比分析了模型试验和实际桥梁在相同工况、相同位置处的挠度值。结果显示模型与实桥经换算在相同工况、相同位置处挠度误差在3%~8%,由此验证了缩尺模型的合理性,可用于待建桥梁相应位置挠度预测,从而保证成桥线形,使其满足设计要求。     

商合杭铁路1-140m先拱后梁法平行系杆拱结构设计

新建商合杭铁路西苕溪右线特大桥跨越长兴港采用1-140 m系杆拱方案,为预应力混凝土平行钢管混凝土拱桥,采用先拱后梁方法施工。介绍采用无砟轨道时系杆拱设计方案,并根据实际施工阶段建立有限元模型计算分析,确定结构的合理形式及先拱后梁施工工序,计算拱肋、系梁、吊杆等结构应力、刚度、稳定性等设计参数。分析结果表明:(1)该桥主体结构应力、变形等均满足规范要求;(2)系杆拱应用于无砟轨道时,静活载梁端转角引起钢轨上拨及下压量宜按1 mm限值控制;(3)先拱后梁系杆拱采用施工阶段分批张拉钢绞线系杆形式,实现无支架施工,满足不中断通航要求。     

刚性系杆拱桥成桥吊杆索力优化方法的适用性研究

针对刚性系杆拱桥的成桥吊杆索力优化问题,在综述常见的几种索力优化方法基础上,结合具体的工程实例,通过比较分析吊杆索力及其相应的系梁、拱肋弯矩,探讨这些方法在确定刚性系杆拱桥成桥吊杆优化索力上的适用性。研究结果表明：刚性支承连续梁法和零位移法不适用于此类系杆拱桥,内力平衡法和刚性吊杆法不适用于本文的工程实例;弯曲能量最小法和弯矩最小法适用于在初步设计阶段确定此类系杆拱桥的成桥吊杆索力;有约束的弯曲能量最小法适用于在施工图设计阶段和施工监控过程中确定此类系杆拱桥的成桥吊杆索力。     

下承式系杆拱桥主跨施工技术

结合工程实例,重点叙述下承式系杆拱桥的主跨支架设计及基础处理、混凝土拱座施工控制、钢管拱吊装、钢管混凝土压注、吊杆预应力张拉等关键技术。     

跨度128m铁路简支系杆拱桥设计及吊杆优化分析

为研究恒载及活载在简支系杆拱桥结构中的分布,介绍1座128 m铁路简支系杆拱桥的设计,探讨拱脚截面有限元模拟时的处理方法,建立该桥的有限元分析模型,对比分析吊杆刚度对结构在恒载和活载下受力的影响。研究结论为:吊杆刚度对系杆拱桥的荷载分配及梁、拱应力有着较大的影响,且在吊杆刚度较小时影响显著,影响率随着吊杆刚度的增加而减小;对于系杆拱桥,吊杆起着重要的联系作用,设计时需要根据梁和拱的承载能力进行整体合理设计。     

下承式钢管混凝土无风撑系杆拱桥的设计与施工的实例分析

通过温州南塘河大桥设计和施工的样例,分析下承式钢管混凝土无风撑系杆拱桥在设计与施工过程中一些应注意的问题,同时对吊杆合理张拉力的确定作一些探讨.     

钢管混凝土系杆拱桥拱肋及吊杆施工监控

以在建郑州—万州铁路河南段一座128 m钢管混凝土系杆拱桥为工程实例,介绍了施工中拱肋及吊杆的监控要点。选取拱肋线形、拱肋应力、吊杆索力作为主要的监控对象,通过有限元分析,选取了拱脚、1/4拱、拱顶作为拱肋线形、应力的监控截面。根据工程实际情况,选择合适的仪器(HF-5B型桥梁光电挠度仪)进行数据采集,提高了测量精度。同时,结合虚功原理运用MIDAS/Civil建立了考虑现场实际的全桥仿真模型,获得了经实测数据验证的吊杆张拉影响矩阵,用于指导吊杆张拉,并将各施工阶段的实测值与有限元计算值进行对比,指导现场施工。结果表明,各施工阶段的拱肋线形、应力及调整后的吊杆索力均在合理范围之内,满足设计要求。     

济南市顺河高架系杆拱桥吊杆更换设计

济南市顺河高架系杆拱桥跨越多股电气化铁路干线,跨径组成为1—90 m下承式钢管混凝土柔性系杆刚架拱桥,介绍该桥的吊杆更换设计。从3个方面介绍中小跨径系杆拱桥吊杆更换的设计思路:新吊杆结构型式选取、临时吊杆体系对比、电气化铁路上方更换吊杆施工注意事项。对施工监控、钢管混凝土脱粘、系杆松弛进行简单说明。模拟试验结果验证了该吊杆更换方法是可行的。     

无支架先拱后梁系杆拱桥施工技术

详细介绍上海市嘉(定)金(山)高速公路吴淞江大桥主跨85m系杆拱桥采用无支架先拱后梁施工技术,从端横梁和拱脚施工、钢管拱制作安装、钢管拱内混凝土顶升、系梁和中横梁预制安装、吊杆张拉、施工过程中水平力控制等方面进行了阐述。