马鞍山大桥三塔悬索桥塔梁固结体系钢箱梁施工关键技术

特大跨径三塔悬索桥首次运用塔梁固结体系,即钢箱梁在中塔位置设计为塔梁固结结构,体系转换施工时存在钢箱梁弯曲应力及扭转剪应力较大、中塔顶主缆的不平衡水平力较大的情况。为了解决上述问题,优化钢箱梁吊装及合龙顺序对整体结构受力的影响、索鞍顶推对塔柱的影响,明确塔梁固结前后施工流程、全过程线形监控措施等,结合马鞍山长江公路大桥左汊三塔悬索桥塔梁固结施工实践,对钢箱梁施工进行了详细的介绍说明,并总结出各施工工序的精细化措施,保证了大桥钢箱梁的顺利合龙和桥面线形的平顺性要求。     

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥钢箱梁设计特色

马鞍山长江公路大桥左汊主桥为三塔两跨悬索桥,其主梁采用钢箱梁结构.根据结构受力合理、施工方便、节省材料等原则设计了钢箱梁.横隔板采用空腹桁架式结构,既满足结构受力要求,又可减轻结构重量、便于施工;在中塔位置采用下横梁与钢箱梁不等高的固结设计,使下横梁内力及钢箱梁应力满足设计要求;塔梁固结设计增大了钢箱梁的竖向刚度,减小了中塔顶主缆的不平衡水平力;在标准节段与塔梁固结段设置变高段使塔梁固结位置应力传递匀顺;将锚拉板与钢箱梁内纵腹板连为一体并伸出钢箱梁顶板,桥面荷载直接通过纵向腹板及横隔板耳板传给吊索,避免了设置复杂的吊索锚固加劲构造及吊索锚固耳板与桥面板间直接承受拉力的焊缝.     

大跨连续刚构桥墩梁固结处模型试验

龙河特大桥为大跨超高空心薄壁柔性墩连续刚构桥,为深入探究大桥墩梁固结处的力学行为特点,对墩梁固结处开展1∶6缩尺模型试验.通过相似理论分析,确定模型各物理量的相似关系.针对结构及受力特点,对模型尺寸、预应力、配重、普通钢筋、加载和测试方案等进行设计.按照实桥实际工况进行加载试验,并结合数值理论仿真分析.试验及理论分析结果表明:设计模型和加载方法及试验工况能很好地反映大桥墩梁固结处实际状况,试验过程中各工况下大桥墩梁固处结构处于安全状况,在2倍活载作用下结构还有一定安全储备.     

槽形梁斜拉桥塔梁固结区受力分析及构造细节

某槽形梁斜拉桥塔梁固结区采用预应力混凝土结构,槽形主梁在两侧与塔柱固结、主梁下设横梁与桥塔形成横向框架体系.为研究该槽形梁斜拉桥塔梁固结区的受力特性并验证结构安全性,采用有限元软件ANSYS建立塔梁固结区空间模型,验证模型正确性后分析固结区结构的应力分布情况,并探讨了槽形梁底板上缘与塔柱交接角、槽形梁过人洞与塔柱人洞交接角以及塔柱过人洞折角等构造细节对固结区应力的影响.结果表明:塔梁固结区整体应力满足使用要求,但存在局部应力集中现象.最大主压应力、最大主拉应力分别出现在槽形梁底板上缘与塔柱交接角处及槽形梁过人洞与下塔柱人洞交接角处.构造细节改进后,塔梁固结区应力集中程度明显降低.     

大跨连续刚构桥墩梁固结处模型试验设计

龙河特大桥为大跨超高空心薄壁柔性墩连续刚构桥,为深入探究大桥墩梁固结处力学行为特点,对墩梁固结处开展1:6缩尺模型试验.通过相似理论分析,确定模型各物理参量相似关系.针对结构及受力特点,对模型尺寸、预应力、配重、普通钢筋、加载和测试方案等进行设计.根据实桥有限元分析结果,确定试验工况.为确保能按试验工况加载,设计了一种新型特殊加载装置——“新型组合式加载装置”.试验表明,龙河大桥试验模型设计合理、试验加载方法可行,新型模型试验加载装置经济实用,各试验工况得到顺利完成,并且试验结果能较好反映实桥墩梁固结处受力特点规律.     

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥结构体系选择

马鞍山长江公路大桥左汊主桥为主跨2×1 080 m的三塔悬索桥,为解决该桥在不平衡活载作用下引起中塔两侧主缆缆力差值较大的问题,需要选择合理的结构体系,对塔梁固结、支座约束、半飘浮与全飘浮4种结构体系进行对比分析.采用有限元软件BNLAS分析4种结构体系的力学特性,计算结果表明:塔梁固结结构体系抗滑安全系数最高、结构刚度最大、中塔钢结构段应力在容许范围内、抗风与抗震性能优于飘浮体系、不需要设置支座;4种结构体系在缆索受力方面差异很小;塔梁固结体系加劲梁受力较大但可以通过调整梁高来控制应力.经综合比选,该三塔悬索桥最终采用塔梁固结的结构体系.     

矮塔斜拉桥塔墩梁固结段局部应力分析

以某矮塔斜拉桥塔墩梁固结区为研究对象,采用midas FEA大型有限元程序建立塔墩梁固结区实体模型,选取施工阶段及运营阶段的最不利工况,分析塔墩梁固结区空间应力情况。计算分析表明:塔墩梁固结区总体应力水平较为合理,但局部区域存在应力集中,设计中宜进行局部优化。     

矮塔斜拉桥塔梁同步施工阶段塔梁墩固结部位局部应力分析

文中以采用塔梁同步施工的新建某矮塔斜拉桥为工程背景,采用有限元软件建立塔梁墩固结部位局部实体分析模型,对桥梁整个塔梁同步施工过程进行模拟,分析重要施工阶段的塔梁墩固结部位局部应力大小及分布规律,并将有限元计算结果与实测数据对比,相互验证计算结果和测试结果的准确性.     

塔梁固结体系斜拉桥的下横梁预加应力效应研究

塔梁固结体系斜拉桥结构刚度大,但斜拉桥索塔巨大刚度对于索塔下横梁内预应力钢筋的张拉将产生不利影响,导致下横梁内预应力储备不足,对结构后期受力很不利.该文运用有限元分析方法,对索塔下横梁预应力张拉效果进行了对比分析研究,说明索塔刚度对下横梁预应力施加效果的影响程度,并提出了若干改进下横梁内预应力钢筋张拉效果的方法,以供类似桥梁设计和施工时参考.     

异型矮塔斜拉桥塔墩梁固结部位应力分析

以泸州茜草大桥设计方案为工程背景,通过MIDAS/CIVIL进行整体分析,确定塔柱根部最不利荷载。利用大型通用有限元软件Ansys对塔墩梁固结部位进行应力分析,由此了解该结构部位的应力分布情况。     

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥中塔刚度研究

为合理设计马鞍山长江公路大桥左汊主桥(主跨2×1 080m的三塔悬索桥)的中塔,在综合考虑三塔悬索桥中塔结构受力特点(要求其中塔的刚度大小要适宜)、设计潮位、水位落差及通航状况、后期养护条件后,确定中塔采用钢-混凝土叠合塔形式,即叠合面在桥面以下,上段为钢结构,下段为预应力混凝土结构。对中塔刚度进行计算分析,结果表明,叠合中塔刚度中钢结构段所占比例达96.26%,混凝土段影响很小,混凝土段弹性模量变化对中塔刚度及全桥力学行为影响很小。     

马鞍山长江公路大桥左汊主桥北边塔塔柱施工技术

马鞍山长江公路大桥左汊三塔悬索桥边塔为门式C50混凝土结构,塔柱高165.3m,分37个节段施工,第1节段高4.7m,第2～36节段为标准节段(高4.5m),第37节段高3.1m。1～3节段采用脚手架搭设施工,4～37节段采用液压爬模施工。塔柱施工关键技术有:劲性骨架制作及安装,主筋吊装,钢筋定位,钢筋保护层控制;模板间错台控制,模板拉杆设计,模板精确定位,混凝土面局部凹凸不平控制,上、下2节段混凝土面接缝控制;混凝土配合比、输送、布料、振捣及养护。实践表明,通过精心设计与组织施工,钢筋保护层厚度、混凝土面局部凹凸和新老混凝土错台等均得到了有效控制,研制的混凝土多溜槽系统成功解决了混凝土布料不均等问题。     

武汉阳逻长江公路大桥荷载试验研究

武汉阳逻长江公路大桥是一座主跨为1 280 m的单跨双塔钢箱梁悬索桥。介绍桥梁静动力试验结果,结合有限元分析,将试验结果与计算结果及规范值进行比较,评价桥梁现状。     

九江长江公路大桥混合梁结合段构造分析

九江长江公路大桥为主跨818m的大跨径单侧混合梁斜拉桥,其钢梁加劲过渡段采用T肋加劲、同时在端部增设板肋加劲的新型过渡方式。为研究结合部连接件受力分布及内力分担比例,选取包含结合段的主梁节段,建立考虑钢-混凝土间相对滑移和接触的实体-板壳有限元计算模型,对结合段受力性能进行分析。结果表明:承压板分担了约70%的轴压力,过渡段刚度变化较为均匀,应力过渡平顺,该桥结合段受力合理。     

九江长江公路大桥宽幅主梁结合段剪力滞效应分析

九江长江公路大桥主桥为双塔双索面混合梁斜拉桥。该桥主梁宽高比大,钢-混结合段构造和受力复杂,剪力滞效应显著。为研究钢-混结合段剪力滞效应分布对主梁受力及结构布置的影响,选取含结合段的主梁节段建立模型,采用有限元法分析结合段钢梁及混凝土梁关键截面顶、底板在设计控制工况内力作用下的应力和剪力滞系数分布。分析结果表明:结合段混凝土梁存在较强的剪力滞效应,底板靠斜底板处剪力滞系数最大,达到1.5,在未考虑纵向预应力作用的情况下,混凝土梁底板存在较强的顺桥向拉应力,建议根据剪力滞系数分布加强纵向预应力布置。     

上海长江大桥斜拉桥索梁锚固区静力试验研究

上海长江大桥主桥为主跨730 m的公轨两用斜拉桥,钢箱梁采用锚箱式斜拉索锚固结构形式。采用1∶2缩尺静力模型试验和精细化有限元分析方法,研究该斜拉桥锚箱式索梁锚固区的应力分布、应力大小和索梁锚固结构的极限承载力。介绍模型设计和加载方法,讨论边界条件对局部试验模型的影响,采用非线性有限元法分析锚箱式索梁锚固区的极限承载力。     

混凝土斜拉桥塔梁临时固结构造设计

在混凝土斜拉桥主梁悬臂施工过程中,采用传统的塔梁临时固结构造存在临时固结处的主梁容易开裂问题。为此,以某实桥为例,在对传统临时固结进行分析后构思了新的临时固结构造。分析表明,新构思的临时固结满足预期要求并能避免主梁开裂。