大直径、大跨度钢管混凝土顶升施工技术

研究目的:根据雁盐黄河大桥钢管混凝土施工,对泵送顶升钢管混凝土进行研究,解决钢管混凝土的施工难题。研究方法:结合桥址、地形等进行经济技术比较,采用结构分析计算和结构变形等方法,对对称顶升钢管混凝土进行了研究。研究结论:通过雁盐黄河大桥钢管凝土泵送顶升施工实践,说明钢管混凝土配合比设计和设备选型是保证混凝土连续灌注的关键,对大跨度、大直径钢管混凝土拱桥可以采用两岸对称、上下游不对称的方式泵送顶升施工灌注钢管混凝土。     

钢管自密实混凝土轴压受力机理试验研究

通过钢管混凝土短柱轴压试验,研究不同混凝土强度等级、钢管中部是否开小孔或不同高度的横槽以及不同加载方式对钢管自密实混凝土极限承载力、荷载—变形曲线和荷载—横向变形系数曲线的影响,探究钢管自密实混凝土的轴压受力机理。试验结果表明:当钢管与混凝土轴压同时受荷时,采用不同尺寸的应变片或中部某标距范围内的位移计测试可准确记录钢管的轴向变形;随着混凝土强度等级的提高,钢管自密实混凝土极限承载力不断增大,而剩余承载力基本不变;钢管与混凝土是否同时受荷对极限承载力和剩余承载力影响不大;钢管开小孔,钢管自密实混凝土轴向压缩变形性能减弱,钢管轴向承压能力减弱,而极限承载力和剩余承载力基本不变;钢管开槽,其受力机理发生变化,变形性能减弱,极限承载力降低,钢管更多地参与横向受拉工作。     

钢管砼拱桥泵送顶升混凝土施工技术探讨

钢管内混凝土与钢管共同形成钢管拱桥的主要受力结构,是钢管拱桥的"生命线"工程,因此钢管内混凝土能否顺利施作具有重大意义。结合实际施工对混凝土的泵送过程的几个技术问题进行论述:混凝土的技术性能、拱肋内混凝土的泵送先后次序安排、钢管所承载的泵送压力计算、泵送口的截止阀门设置、进料短管与钢管拱肋间的连接构造、针对缀板的加强措施、输送泵的选型、减小泵送压力的施工措施等,以期对钢管内砼施工提供技术借鉴。     

钢管混凝土拱桥新规范中的设计新理念

最新发布的《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG/T D65-06-2015)以及《钢管混凝土拱桥技术规范》(GB50923—2013)传达出一些钢管混凝土拱桥的设计新理念,主要包括:(1)钢管混凝土拱桥的钢管应优先采用直缝焊接管;(2)钢管混凝土拱桥的管内混凝土推荐采用自密实补偿收缩混凝土;(3)哑铃形截面钢管混凝土拱腹腔内的混凝土不应计入主拱截面受力;(4)钢管混凝土主拱节段应采用焊接对接接头;(5)钢管混凝土拱桥宜采用以直代曲法形成主拱线形;(6)中、下承式拱桥悬吊桥面系应具有整体强健性且横梁间必须设置加劲纵梁形成连续结构体系。     

受多重约束的钢管内混凝土受力性能数值分析

基于受多重约束的钢管内混凝土受力性能试验研究结果,运用有限元软件ANSYS建立带有芯钢管的钢管混凝土节点核心区有限元分析模型,进行受多重约束的钢管内混凝土受力性能数值分析,与试验结果进行了对比,并对影响钢管内混凝土承载能力的因素进行了分析。研究结果表明有限元模型计算所得极限承载力与实测结果吻合较好,同时得到了混凝土强度、外围箍筋强度、芯钢管强度与受多重约束的芯钢管内混凝土极限承载力关系曲线。     

南京南站钢管混凝土施工技术研究

研究目的:南京南站"桥建合一"结构,大量采用钢管混凝土柱,但在施工过程中,由于现场施工环境和施工条件的限制,遇到诸多实际工程难题,因此有必要对钢管混凝土施工技术进行研究。针对诸如钢管混凝土柱一次性浇筑高度较大(最大高度18.22 m)、钢管直径较大(直径1 200 mm)、钢管吊装焊接与混凝土浇筑交替进行,管内混凝土流动性和稳定性控制等困难,通过借鉴已往混凝土施工经验,制定各种质量保证措施,应用在实际工程中,确保了混凝土施工的顺利完成。研究结论:(1)一次性浇筑18.22 m钢管混凝土,混凝土原材料可以采用半自密实或自密实混凝土,管内半自密混凝土需人工浇灌和高频振捣;(2)通过混凝土原材料的选择、配合比优化设计以及各种质量保证措施,可以保证钢管混凝土良好的流动性和体积稳定性,从而保证钢管混凝土的填充性能和质量。(3)通过南京南站现场检验,抽样超声波检测可以准确探查钢管混凝土缺陷,有效保障钢管混凝土质量。     

矩形钢管混凝土梁受弯性能试验研究

通过8根矩形钢管混凝土梁的试验,研究分析了矩形钢管混凝土梁的受力特点和承载能力,结果表明：矩形钢管混凝土梁具有优良的变形能力、较高的承载力和稳定的后期承载力与变形性能,钢与混凝土得到了充分利用。将矩形钢管混凝土梁的受力性能与钢筋混凝土梁和钢梁的受力性能进行了对比分析,矩形钢管混凝土梁在承载力、变形能力、经济效益等方面较之其他梁有一定的优势。     

圆钢管混凝土轴压短柱受力机理影响因素分析

根据钢管混凝土轴压短柱弹塑性全过程分析理论,在试验验证的基础上,对钢管混凝土轴压短柱受力机理进行数值仿真,分析了钢管混凝土加载过程中各内力随纵向应变的变化情况,探讨了含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度对钢管混凝土力学性能的影响。研究结果表明:钢管混凝土在受荷过程中,核心混凝土由于受到钢管的约束其纵向应力有较大提高,延性得到显著提高,钢管为混凝土提供径向约束,但其纵向应力大幅度降低;在其他条件相同的情况下,含钢率和钢材屈服强度越高,则钢管混凝土轴压短柱套箍作用越强,承载力越高,延性越好;而混凝土强度越高,则试件套箍作用越弱,延性越差,但承载力越高。     

铁路桥梁钢管混凝土结构基本设计参数研究

桥梁结构具有跨度大、承受活载的特点,叠加法能较好地反映大跨度钢管混凝土拱桥施工和运营过程钢管、混凝土应力变化以及结构位移变化的情况。在钢管混凝土桥梁结构设计中,钢管混凝土截面的轴压强度、徐变终极系数、轴压刚度、抗弯刚度等是基本的设计参数,通过分析典型钢管混凝土桥梁的长期测试资料和钢管混凝土结构统一理论的研究成果,对以上关键参数结合铁路桥梁工程的技术特点进行了研究,推导了叠加法设计公式的相关参数。     

高温下钢管混凝土温度场的非线性有限元分析

在高温下,材料的热工性能随温度变化而变化,为了对钢管混凝土耐火性能进行理论分析,了解高温下钢管混凝土的承载力及变形变化规律,首先必须分析钢管混凝土的温度场.高温下混凝土中的自由水汽化、水化物和凝胶等发生分解,这些物理化学反应将吸收热能,从而造成温度滞后.在合理地确定了火灾情况下钢管混凝土柱受火模型的基础上,应用有限元程序ANSYS,假定钢管和混凝土完全接触,采用增大混凝土比热的办法考虑温度滞后的现象,可以较准确计算四面均匀受火下钢管混凝土柱的温度场.其研究工作有助于进一步深入认识钢管混凝土柱在高温下的力学性能和耐火极限.     

高速铁路(110+208+110)m连续梁-钢管混凝土拱屈曲分析

以高速铁路桥梁比较方案(110+208+110) m连续梁-钢管混凝土拱组合结构桥为背景,探求几何非线性及几何-材料双重非线性对大跨度钢管混凝土拱屈曲失稳的影响程度,研究考虑上述非线性因素后钢管混凝土拱弹塑性屈曲因子的衰减系数。结合相关规范和文献,采用空间有限元软件CSIBridge,以钢管混凝土统一理论为材料本构模型建立全桥空间模型,对结构按实际作用荷载工况进行弹性及弹塑性屈曲分析。结果表明:材料非线性对钢管混凝土拱屈曲失稳的影响比几何非线性的影响大得多,考虑几何-材料双重非线性后钢管混凝土拱弹塑性屈曲因子衰减系数约为0.55。桥式方案中钢管混凝土拱弹性及弹塑性稳定系数均满足国家标准及行业标准要求。     

高速铁路钢管混凝土系杆拱桥吊杆纠偏分析

以高速铁路上某钢管混凝土系杆拱桥为实例,分析该桥吊杆偏位的原因及其影响,并对其成桥及运营各时期监测索力的差别进行判别,采用有限元软件Midas/Civil建立该下承式钢管混凝土系杆拱桥的空间有限元计算模型,根据索力监测数据结果通过迭代计算得出相应时期的拱桥状态,分析该拱桥在吊杆纠偏工况下的桥梁结构安全及其变形对列车运营安全的影响,并为后续的纠偏施工给出具体的操作建议,所得结果可用于指导该桥的吊杆纠偏施工,并可为同类桥梁的施工积累更多的可供借鉴的理论和实践经验。     

大跨径钢管混凝土桁架拱桥稳定性分析

对小三峡大桥主桥即中承式钢管混凝土桁架拱桥的空间稳定性进行了分析。采用Midas/civil有限元程序建立该拱桥的空间有限元计算模型,对其进行了空间稳定性计算与分析。计算结果表明:该拱桥拱肋的横向刚度较小,可以通过优化拱肋截面尺寸与改善横撑结构形式达到提高拱肋横向刚度的目的;桥面系面外刚度略小,需要加强预制小T梁与横梁的连接,同时加大边纵梁的截面尺寸并与横梁固结,以提高桥面系的面外刚度,使桥面系形成强大的梁格体系,共同抵抗外荷载的作用。     

朔准黄河桥极限承载力分析

研究目的:大跨度钢管混凝土拱桥以其特有的自重轻、强度大、抗变形能力强、施工方便和外形美观等优点,被大量地的用于桥梁结构中。本文以一座在建360 m钢管混凝土拱桥为例,采用通用程序ANSYS建立该桥的空间有限元计算模型,分别对该桥进行裸拱状态和考虑拱上建筑共同作用状态下的特征值屈曲稳定性分析、考虑几何和材料双重非线性的极限承载力分析,并对计算结果进行比较分析,给出拱桥极限桥承载力计算的一般性方法。研究结论:(1)考虑拱上结构的特征值屈曲分析结果最小值为13.477,裸拱的特征值屈曲分析结果最小值为6.673,均大于规范要求的4～5,拱肋截面满足面内和面外的稳定性要求;(2)拱桥极限承载力计算结果最小值为2.252,表明在双重非线性及结构初始缺陷的影响下,主力工况下,全桥结构的安全系数为2.252,满足考虑结构的非线性影响弹塑性稳定安全系数不得小于2的要求,结构设计合理;(3)拱上墩柱等拱上结构对全桥的计算刚度有较大的贡献,但对全桥的极限承载力影响较小;(4)特征值屈曲分析结果是非保守的计算结果,在实际结构设计过程中,必须考虑双重非线性及初始缺陷等对结构极限承载力的影响。     

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。     

站前大道下承式钢管混凝土系杆拱桥设计

郑州市中牟县站前大道桥采用单跨85 m、桥宽44.8 m的下承式钢管混凝土系杆拱,这种结构是一种无推力的梁拱组合体系,在跨线控制工程上较多采用。介绍该桥方案设计、结构有限元计算要点和主要计算成果,并介绍利用Midas有限元模型对吊杆的张拉顺序和拱轴线进行优化的方法。计算分析显示该桥设计合理,各设计值满足规范要求。     

东苕溪桥尼尔森体系提篮拱的制造安装技术

宣杭铁路东苕滇特大桥主桥采用计算跨度112m的尼尔森体系提蓝式钢管混凝土系杆拱桥，拱肋制造以折代曲，采用厂内半跨立体预拼、现场分段立体组拼、缆索吊机起吊、扣索塔架斜拉扣挂分段悬拼方案进行施工。     

南盘江特大桥钢管混凝土真空一次压注技术

根据云桂南盘江特大桥主桥上承式钢管混凝土拱桥的结构形式,钢管拱管内混凝土采用真空辅助一次压注顶升进行施工。介绍了管内混凝土采用真空辅助一次压注顶升的主要施工工艺和控制要点,为今后国内类似的大跨度钢管拱真空辅助一次压注施工积累了经验。     

京沪高速铁路96m系杆拱桥施工关键技术

铁路下承式尼尔森体系钢管混凝土系杆拱桥,具有造型美观,建筑高度低,跨越能力强,外部静定结构,桥梁竖、横向刚度大,满足高速铁路高速、安全、平稳、舒适的运营要求。结合后八丁特大桥工程实践,介绍了膺架设计和搭设、系梁混凝土、拱肋、钢管混凝土、吊杆等方面施工工艺和方法,总结了施工中的注意事项,对类似工程具有较好的指导和借鉴意义。     

搭建带绝缘板钢拱托架拆除跨既有电气化铁路石拱桥施工技术

以新建襄渝铁路二线拆除跨既有线石拱桥施工为实例,介绍了采用搭设带绝缘板的钢结构临时防护拱架,拆除跨既有电气化铁路石拱桥施工技术。施工时确保既有线行车安全,对同类型既有线施工具有借鉴意义。