铁路连续刚构桥合龙顶推力分析

针对铁路桥梁合龙大吨位顶推力理论分析及顶推力作用下结构力学性能研究不足,以某4跨连续刚构铁路桥为对象,考虑施工因素、合龙温度、混凝土收缩徐变等对桥墩水平位移的影响,拟合顶推力与桥梁水平位移的关系,推导基于水平位移的顶推力计算公式,并分析顶推力作用下桥梁结构不同阶段变形与受力。结果表明:在桥墩受力不超过规范允许条件下,顶推力与桥墩水平偏位成线性关系;施加计算顶推力下实桥的顺桥向位移与计算值偏差小于5%,公式拟合良好;施加顶推力将增加成桥阶段桥墩的拉应力;施加顶推力运营10年后,大桥的主梁下挠、桥墩顺桥向水平偏位将得到有效控制,桥梁结构安全。     

矮塔斜拉桥合龙顶推力的计算分析

中跨合龙时施加顶推力可有效解决矮塔斜拉桥通车运营期间中跨跨中下挠问题。文中以汉江特大桥主桥为工程背景,建立塔墩梁固结体系的矮塔斜拉桥计算分析模型,以关键截面的应力状态和墩底截面弯矩为控制变量,计算确定中跨合龙顶推力并对中跨合龙顶推力进行温差修正。结果表明,中跨合龙顶推力的确定应同时考虑长期效应和短期效应;应以合龙后桥梁状态与设计合龙状态等效为原则,考虑对合龙顶推力进行温差修正。     

连续刚构桥四点合龙顶推下箱梁局部受力分析

大跨连续刚构桥合龙阶段往往采用顶推技术减少或消除运营中墩顶的纵向偏位,但较大的顶推力可能引发混凝土箱梁局部开裂。针对这一问题,提出四点同步合龙顶推方法,并以西北某特大连续刚构桥为工程背景,通过有限元分析传统两点顶推和所提四点顶推方式下箱梁截面局部受力和变形规律,并分析钢垫板位置、高度及加载方式对箱梁局部受力的影响。分析结果表明,在5 000 kN顶推力作用下传统两点顶推将使箱梁局部主拉应力高达4.78 MPa,而四点顶推方式应力分布更均匀,满足顶推过程中箱梁局部受力要求,且可通过钢垫板位置、高度及加载方式优化进一步减少箱梁局部受力,为同类工程合龙顶推提供可借鉴的施工新方法。     

PC连续刚构桥合龙顶推力优化方法研究

为探究成桥运营节段最优顶推力的求解方法，基于线性规划理论，构建了考虑徐变效应的优化数学模型，联合Matlab中fminimax函数工具箱和ANSYS进行了联合迭代优化求解。计算结果表明：线性规划理论可有效解决最优顶推力计算的问题。顶推力优化后，桥墩最大偏位有显著降低，墩柱拉应力均控制在0 MPa,主梁跨中最大下挠亦有大幅下降。通过控制合龙顶推力大小，可实现对运营期桥梁墩柱偏位、应力及主梁线形的调控。     

连续刚构桥合龙段顶推力设计探讨

连续刚构桥跨中合龙时施加顶推力,可以改善上部结构混凝土收缩、徐变及温度效应对连续刚构桥主墩受力及变位产生的不利影响,但顶推力设计取值应遵循什么原则,顶推力与墩身内力及变位有什么关系并无明确论述.笔者论述了顶推力设计原则并通过2座连续刚构桥的顶推力设计进行了顶推力与墩身内力及变位的分析.     

塔墩梁固结矮塔斜拉桥合龙顶推力的简化计算方法

为确定塔墩梁固结体系矮塔斜拉桥在中跨合龙时所施加的纵向水平顶推力的合理取值范围,从控制桥墩裂缝宽度的角度出发推导其简化计算方法。基于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中的裂缝宽度公式,推导双肢薄壁墩塔墩梁固结矮塔斜拉桥在顶推阶段和正常使用阶段的桥墩裂缝宽度与顶推力的关系式,由此确定合龙顶推力的取值范围,在此基础上考虑合龙温差对顶推力进行修正。以104国道上某三塔矮塔斜拉桥为例,计算该桥在中跨合龙时的顶推力,并与有限元计算结果进行对比,验证了该简化计算方法的有效性,且该方法具有较高的精度和计算效率。     

超浅埋管幕箱涵顶进法施工稳定性数值模拟分析

依托下穿既有南昌大桥人行通道工程项目,采用有限差分法模拟箱涵顶进过程,分析箱涵顶推力变化下路基变形规律,并对地表沉降进行了监测。研究结果表明:顶推力、注浆压力变化对路基沉降槽分布范围影响较小;顶推力会对地表沉降纵向分布产生影响,顶推力越大,地表沉降空间分布越不均匀;注浆压力的改变会对地表沉降槽的形状产生影响。     

施工预应力及合龙顶推力对多跨连续刚构桥力学性能的影响分析

预应力混凝土连续刚构桥施工过程中预应力张拉和合龙顶推力对成桥结构的力学性能存在重要影响。通过一四跨预应力混凝土连续刚构桥施工预应力和合龙顶推力对成桥结构内力和位移影响的参数化分析,获得了分段张拉预应力大小与合龙顶推力对四跨连续预应力混凝土刚构桥成桥内力的影响规律。结果表明:合理预应力及顶推力的施加对此类桥梁在安全性、结构线型以及耐久性方面都能取得较好的提高效果,可为类似工程参考。     

大跨径混凝土矮塔斜拉桥合龙顶推力计算研究

本文以温州深门特大桥主桥为背景工程,通过MIDAS/Civil 2012模拟全桥施工阶段,重点计算比较不同合龙顶推力作用下对主梁应力、桥墩内力和应力的影响,为合龙顶推方案的实施提供数值理论基础。     

浅埋矩形顶管群密贴施工的顶推力分析研究

为明确矩形顶管群密贴施工中顶管顶推力的发展规律与影响因素,以圆形顶管顶推力计算理论为基础,依托实际的试验工程背景,分7个工况分别进行顶推力的统计分析。通过多工况理论估算与实测数据对比,验证管顶推力的实测值与理论值在规律上的一致性,同时得出该理论值较实测值偏小的结论。针对试验工程中出现的减摩失效、顶管背土、姿态异常等问题展开研究,通过对比分析不同工况实测顶推力发展规律,最终得出: 就本工程而言,减摩泥浆的减摩效果明显,顶推力减小约38.2％; 顶管背土与顶管姿态对顶推力具有较大的负面影响,其中,顶管背土导致每节顶推力增加约16.7％,顶管姿态异常引起顶推力额外增加17.8节的理论推力。     

连续钢构中跨合拢顶推力计算与试验

连续刚构合拢段施工时,由于合拢温度的差异和混凝土收缩徐变产生的影响,均会使主墩和主梁分别产生结构变位和次内力,为了抵消上述因素产生的影响,需要在合拢前对合拢段两端进行顶推施工。顶推施工的关键在于确定合理的顶推力及合拢顶推方案,本文以三跨连续刚构中跨合拢段施工为例,介绍了顶推力设计的原则,并建立了Midas有限元模型对合拢温差及混凝土收缩徐变产生的影响进行理论计算,然后再进行现场顶推力测试效果分析,为同类工程提供参考。     

矮塔斜拉桥中跨合龙施工技术控制

矮塔斜拉桥为多次超静定结构,其后期变形及内力状态受合龙温度和混凝土收缩徐变影响较大。两者一起将使主塔在运营阶段处于偏心受压状态,受力较为不利,且会影响桥梁线形美观,并危及结构安全。为消除由合龙温差及收缩徐变对后期结构状态的影响,在连续刚构合龙时对梁体施加一个水平顶推力,使合龙前各主墩产生一定的反向预偏量,以此抵消上述因素引起的结构位移和二次内力。本文通过介绍南澳大桥中跨合龙施工过程中的平衡重设置、顶推力施加、劲性骨架锁定等关键工序操作要点及实施效果,分析总结了应重点注意事项,为类似工程施工提供参考。     

高墩多跨连续刚构桥合龙技术探讨

为研究有无顶推力合龙对多跨连续刚构桥合龙施工的影响,以三圣特大桥为例,建立5跨连续刚构桥的有限元模型,分别计算施工、合龙温度、混凝土收缩徐变等工况下引起的墩顶水平位移,推导出该桥顶推力的计算公式并得到合理顶推力值,分析在有无顶推力作用下桥梁结构的位移和应力变化。结果表明,顶推力与桥墩的墩顶水平位移线性相关;墩高较高(H≥80 m)时,有无顶推合龙的桥梁都处于安全状态,但不顶推合龙技术能降低施工难度,缩短施工周期,经济效益更为显著。     

V形墩刚构桥顶推过程局部应力分析

宁波奉化江大桥为V形墩连续刚构桥,中跨合龙时采用了顶推施工工艺。顶推过程中V墩受力复杂,故应用大型通用有限元软件ANSYS对其关键施工阶段进行模拟计算。据此,分析了各个阶段下V墩关键部位的空间受力情况,同时,比较了不同顶推力下V墩受力情况。     

边中跨同时合龙对高墩大跨连续刚构桥性能影响分析

目前绝大多数刚构桥的合龙成桥顺序是由边跨向中跨逐次合龙,合龙段施工时需进行多次结构体系转换。文中以贵州某大桥主桥为研究背景,通过有限元建模,分析高墩大跨连续刚构桥在边中跨同时合龙下成桥工况和运营10年后的结构性能变化,同时根据桥墩受力最优原则,结合影响矩阵法与最小二乘法优化计算合龙前的顶推力。结果表明,不同合龙顺序对桥墩最大应力和主梁最大应力影响较小,对主梁成桥线形及运营10年后线形有一定影响;在优化后顶推力作用下,运营10年后主墩纵向偏位较小,边中跨同时合龙方案可行。     

北盘江大桥合龙顶推方案研究

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m双幅预应力混凝土空腹式连续刚构桥.该桥结构跨度较大,运营阶段受混凝土部分收缩徐变及合龙温度影响,主墩及次边墩墩顶水平位移较大,对桥墩结构受力较为不利,需在中跨及次边跨合龙前进行水平顶推施工,且2幅桥梁之间在主墩斜腿处存在平联连接,2幅桥梁合龙顶推施工相互影响,与常规2幅相互独立的桥梁顶推施工差异较大.为保证顶推施工中改善各墩的受力状态,以消除各墩墩顶水平位移为原则,分析成桥状态下墩顶位移,确定了合理的顶推量及顶推力.并对2幅独立合龙顶推、双幅同步合龙顶推方案中各主墩的扭转、合龙口标高及顶推量等参数进行对比分析,确定了双幅同步合龙顶推方案较为合理.     

大跨径PC连续刚构桥长期下挠影响因素分析

以栗子坪大桥——大跨径预应力混凝土连续刚构桥为工程实例,采用有限元程序Midas/Civil对其进行施工过程和运营阶段仿真计算,分析混凝土超方、预应力损失、混凝土收缩徐变、刚度损失等因素对大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨中长期挠度的影响。计算结果表明:混凝土超方和桥面铺装施工误差导致的自重增加均可引起桥梁跨中长期挠度增加,后者超重使桥梁跨中长期挠度增加更大;预应力损失对桥梁跨中长期下挠影响非常显著,其中顶板束预应力损失影响最大,其次是腹板束,底板束影响最小;桥梁跨中长期挠度与终极徐变系数、环境相对湿度的变化有很大关系;梁体刚度降低使桥梁跨中长期挠度增加较多,且早期刚度的降低对桥梁跨中挠度增加影响较大。     

基于裂缝控制的连续刚构桥合理合龙顶推力

为防止顶推力过大导致结构开裂,基于顶推过程中和正常使用时顶推力和墩底裂缝的关系,以墩底混凝土裂缝宽度不超限为控制条件确定顶推力的上下限值为约束条件,将合理顶推力的求解问题转化为线性规划问题,得出顶推力求解公式。通过沮河大桥实例验证,顶推力计算方法可保证顶推力的作用,且顶推力不会使墩底裂缝宽度超限。     

大跨度连续刚构桥合龙顶推效应分析及方案研究

以山西省晋济（山西晋城-河南济源）高速公路南河特大桥为例,分析了连续刚构桥合龙项推力对施工预拱度和连续刚构结构性能的影响及顶推力与梁体位移的关系,介绍了连续刚构桥合龙顶推方案及其实现。     

低温条件下大跨径混合梁斜拉桥合龙顶推技术研究

为研究大跨径混合梁斜拉桥中跨合龙施工技术,以主跨340 m的重庆高家花园轨道环线专用桥为工程背景,借助Midas/Civil2015有限元软件对其施工过程进行了仿真模拟,并对合龙顶推位移量和合龙顶推力的两个关键合龙参数的计算方法进行了系统研究。首先提出基于刚性支承连续梁法,对合龙前斜拉桥最大悬臂结构进行等效简化,利用结构温度作用位移公式计算出不同温差下的梁体伸缩量,进而确定出合龙顶推位移量,并将其与有限元软件计算值进行对比,吻合程度较高。又将现场监测的实测值与之对比,误差较小,验证了合龙顶推量数值计算方法的可靠性。其次,通过对影响主梁顶推各个因素进行分析,得出了顶推力计算公式,并利用影响矩阵和Matlab软件有效计算出不同合龙顶推位移量的顶推力数值,确定了两者变化关系。将现场监测的顶推力实测值与其对比,实测值呈台阶式增长关系,理论值呈线性增长关系,实测值均匀地分布在理论值两侧,一定程度上验证了顶推力数值计算方法的可行性。最后,介绍了缝接合龙法的现场施工过程,并依次从成桥后的斜拉索附加索力、主梁附加应力、主梁线形变化及主塔偏移方面对成桥状态进行了对比验证分析,成桥状态良好。