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。     

沪苏通长江公铁大桥大跨柔性拱拼装与竖转过程分析

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为主跨336 m的钢桁梁柔性拱桥,拱肋在钢桁梁上组拼成半拱,利用扣塔竖向转体,单边拱竖转重量约1 400 t。为选择合适的拱肋拼装和竖转施工控制措施及参数,采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,计算3种不同拱肋拼装施工控制措施下钢桁梁的应力和变形,并分析拱肋竖转过程中拱肋受力、整体稳定性及参数敏感性。结果表明:通过边跨压重、单边拱提前预张扣索50%索力,可有效降低钢桁梁应力峰值和下挠量,确定为拱肋拼装施工控制措施;按计算的背索和牵引索试转索力和转体到位索力进行拱肋竖转,结构受力满足要求;拱肋转体的低阶稳定系数大于4,拱肋转体到位整体稳定性满足要求;按转体过程同层牵引索相对索力偏差不超过10%、背索与设计索力偏差小于10%、转铰同轴度偏差小于10 mm进行施工控制,拱肋合龙控制结果满足要求。     

美国新西七街大桥施工应力监测分析

美国新西七街大桥是一座预制预应力混凝土网状吊杆拱桥,为了评估该桥施工过程中的受力状况并确保施工过程安全,在拱肋关键截面安装了可监测应变和温度的埋入式振弦传感器,对后张预应力张拉、主拱旋转、主拱起顶及成桥等阶段的应力数据进行了监测和分析。结果表明:在施工过程中,有限元计算较好地模拟了预应力张拉过程中结构的响应,拱肋混凝土没有出现开裂和压应力大于50%抗压强度的情况:施工过程中拱肋始终处于安全状态,但需关注拱肋处于竖立位时应力情况;通车后的静载试验表明,结构处于安全状态。     

中承式钢管混凝土悬臂拱桥施工监控研究

以漳州西洋坪大桥为工程背景,开展了中承式钢管混凝土悬臂拱桥的施工监控工作,主要进行了截面应力、拱肋线形、系杆索力以及管内混凝土温度的监测,并建立有限元模型进行了对比分析。研究数据表明,理论分析结果与实测数据基本吻合,该桥在施工过程中主体结构的受力性能合理,线形符合设计要求,拱肋截面具有较大安全储备,系杆的索力及管内混凝土的稳定性也满足设计要求。研究数据可为类似桥梁的设计与施工提供借鉴。     

钢筋混凝土箱形拱桥施工控制

为使拱桥达到理想的成桥状态,结合岭兜特大桥工程,对采用预制拱肋、缆索吊装施工的钢筋混凝土箱形拱桥,利用结构有限元分析,根据倒装-正装计算法对施工过程中结构的受力特性和变形进行预测,施工控制中对主拱的应力、线形、扣索的索力等进行监测.结果表明:在拱肋吊装过程中拱轴线变化与计算一致,拱肋合龙后各控制点的实测高程与控制高程之差、轴线偏位均满足相关规范要求;主拱圈典型截面上的实测应力值与计算应力值接近;扣索实测索力与计算索力基本吻合,岭兜特大桥达到了理想的成桥状态.     

大跨钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工抗风性能研究

为保证大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工过程的抗风安全，以某主跨342 m钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工为背景，研究该桥劲性骨架拱肋在竖转施工过程中的抗风性能及抗风措施。根据竖转施工特点，采用ANSYS软件分别建立2种最不利施工状态(拱肋竖转临界状态和拱肋合龙前状态)有限元模型计算风致响应，提出设置浪风索的抗风措施以提高抗风稳定性。结果表明：拱肋在2种最不利施工状态下会产生显著的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，危及拱肋施工安全；设置浪风索能有效降低处于竖转施工阶段的拱肋在横风作用下的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，且浪风索应力满足要求，可保证竖转施工安全。浪风索截面面积对拱脚转轴连杆应力影响较小，对拱顶横向位移影响较大，同时考虑到施工中浪风索张拉力的不均匀性，设计时宜适当增加浪风索截面尺寸，以提升结构整体抗风安全储备。     

钢桁架提篮系杆拱桥索力监控

利用MIDAS/Civil有限元软件,建立了主跨45 m的钢桁架提篮系杆拱桥的三维精细化施工全过程格子梁主梁有限元仿真模型。针对首次采用实心钢拉杆作为拱桥吊杆的系杆拱结构,从三维有限元模型中提取吊杆张拉影响矩阵。通过数显扭力扳手张拉吊杆,结合修正的频率法对吊杆拉力的测试,以及对主梁、拱肋关键截面的应力监测,成功实现了桥梁的体系转换。实测结果表明,桥梁线形、吊杆拉力、主梁及拱肋内力与设计期望值的误差均在设计允许范围内。文章研究方法与所得结论可为同类桥梁的建造提供借鉴。     

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。     

外倾式空间组合拱桥的施工监控

中山市长江北路大桥是一座非对称外倾拱肋的组合拱桥,它是由倾斜钢拱肋、曲线钢箱梁和倾斜吊杆组成的空间组合结构.为了确保该桥在施工过程中的安全,该文建立了空间有限元模型对该桥在施工过程中结构的变形和受力状态进行了模拟分析计算,并介绍了通过对拱肋变形、控制截面的应力和吊杆索力的施工监控,使该桥建成后的线形和受力状态满足设计要求.     

竖转施工钢-混凝土组合拱桥转动铰力学性能分析

转动铰是连接拱桥拱座与拱肋的临时施工构造,在放张式竖转合龙过程中,转动铰是全桥转体施工成功与否的关键.针对重庆万盛藻渡大桥,建立该桥转动铰实体接触有限元模型,研究转动铰局部应力分布.结果表明:施工过程中转动铰结构整体处于较低的应力状态,局部存在应力集中现象,并据此提出2个控制因素.     

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。     

钢管混凝土拱桥拱肋水化热温度场和温度应力分析

常山南门溪大桥为钢管混凝土提篮拱桥,拱肋施工正处于冬季,针对该桥拱肋采用集束式钢管混凝土结构,截面混凝土所占比例较大,钢管又相对薄弱的情况,采用LUSAS通用有限元软件,分析拱肋混凝土水化热,对拱肋水化热产生的温度场及温度应力进行计算。分析表明:冬季施工拱肋混凝土水化热引起的温度梯度大,温度应力明显,在施工与监控过程中应考虑其影响。     

悬链线等截面双曲拱桥的检测评定及加固研究

东岳桥是一座等截面悬链线双曲拱桥,通过检测发现该桥的病害状况并进行安全性评定,采用拱肋下缘增加钢筋砼拱板、将肋拱变为封闭箱拱的方法加固改造该桥,提高桥梁承载能力和改善桥梁竖向与横向刚度;采用有限元计算方法建立加固后桥梁的空间有限元模型,计算结构内力情况并确定其抗力效应,结果表明加固后桥梁承载能力能达到公路-Ⅱ级的要求.     

某桥梁转体系统的局部应力分析

以某转体施工桥梁为对象,采用有限元方法研究分析了转体系统的混凝土局部应力情况。研究表明:该桥梁转体系统的混凝土局部应力均满足规范要求。计算结果已为该桥梁转体系统的设计提供依据,其分析方法可为同类结构提供参考。     

高速铁路大跨钢管混凝土提篮式拱桥施工监控

为确保高速铁路大跨度混凝土提篮式拱桥的线形、应力及内力满足要求,以京沪高铁跨沪宁高速公路128m下承式尼尔森体系钢管混凝土提篮式系杆拱桥为例,根据有限元分析理论,采用大型空间有限元分析软件MIDAS Civil建立空间模型进行理论分析,对系梁、拱肋、吊杆进行线形、应力及索力监控.结果显示,系梁在前期施工期间沉降量较小,拆除拱肋临时支架以后的施工阶段中拱肋沉降量与理论计算值较接近,对整体线形影响不大;系梁和拱肋各应力测试截面实测应力变化趋势与理论值吻合良好,处于安全范围;吊杆实测索力与目标索力相对差值在±5％以内,满足设计要求.     

贵州鸭池河特大桥主桥拱肋混合接头局部应力研究

成贵铁路贵州鸭池河特大桥的拱肋包含钢桁架外包混凝土结构与双叠合梁结构2种结构类型,其拱肋接头处是桥梁的关键部位。文中研究了鸭池河大桥钢-混凝土结合拱肋混合接头的传力机理、力学特性、承载及变形能力,对混合结构的局部应力进行了有限元仿真研究,分析了局部应力的产生原因,同时介绍了拱肋的局部优化设计。     

大跨度钢筋砼拱桥扣索索力计算分析

大跨径混凝土箱型拱桥采用缆索吊装施工时通常采用分段吊装的方法,拱桥整体结构的形成要通过一系列结构体系的变化。大跨度钢筋混凝土拱桥缆索吊装施工时,扣索索力的大小直接影响到拱桥最终的受力状态和成桥线形,因此,索力大小的计算已成为拱肋安装的重要内容。以某大桥为工程背景,采用大型桥梁结构有限元软件Midas/civil建立空间有限元模型,并进行正装计算分析,针对某大桥拱肋吊装过程中扣索索力、应力的控制,计算各个阶段的索力,内力以及拱肋的强度,并将计算值与设计值、实测值进行对比。结果表明实测值与计算值相差不大,误差在容许范围内。     

大跨径钢管混凝土劲性骨架拱肋施工阶段受力与稳定分析

向莆铁路尤溪大桥为一座上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥,拱肋结构刚度大,跨越能力强,但拱肋结构的形成过程体系多变,受力复杂,为了研究该桥施工过程中钢管混凝土劲性骨架拱肋的内力和稳定性,建立了空间有限元分析模型,模拟施工过程中钢管混凝土截面和钢筋混凝土箱形截面的形成过程。根据计算结果可知,弦杆钢管内灌注混凝土的顺序对弦杆应力影响不大,拱肋外包混凝土分层浇筑方案对混凝土的应力有较大影响,该桥三环浇筑方案外包混凝土没有出现拉应力,实际施工中应确保每一层混凝土浇筑过程中的各段混凝土的浇筑同时进行,尽可能达到实际施工与计算模型两者吻合。施工过程中钢管骨架最大悬臂阶段及钢管骨架合龙灌注混凝土后的稳定系数均大于4,满足规范要求。     

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。     

钢筋混凝土拱桥悬臂浇注施工模型试验设计与索力优化

以西昌~攀枝花高速公路上的白沙沟1号大桥为工程背景,进行悬臂浇注施工模型试验,模拟悬臂浇注施工全过程;建立平面有限元计算模型,采用应力平衡法进行索力优化。主拱合龙前,调整计算扣索力,并对合龙后的拆索顺序进行了设计计算。结果表明,拱肋施工过程中,采用二次调索进行悬臂浇注施工,拱肋控制断面的拉应力控制在1.5 MPa以内,结构受力是安全的;成拱后控制断面基本处于均压状态,内力分布是安全合理的。为模型制作提供了技术依据和理论指导,也为原桥的设计、计算提供了参考。