不中断交通情况下拱桥更换吊杆施工工序优化研究

近年来,下承式拱桥更换吊杆的维修加固工程日渐增多,如何在不中断交通的情况下,安全高效地进行吊杆的更换施工已经成为人们关注的问题。该文以黑石铺湘江大桥维修加固工程为背景,在研究中国提篮拱桥更换吊杆的施工工艺基础上,通过考虑车辆通行影响的有限元施工仿真分析,比较了拱肋兜吊法和钢梁兜吊法的合理性,确定采用拱肋兜吊法施工工艺进行黑石铺湘江大桥吊杆更换施工;结合吊杆更换过程中监测控制流程,细化了更换吊杆的具体施工工序。     

健跳大桥吊杆更换方案比选分析研究

随着国内大量吊杆拱桥服役时间接近吊杆更换年限,多数拱桥需进行吊杆更换施工。本文以健跳大桥为例比选拱肋兜吊和桥面兜吊方案的优缺点,提出大跨径吊杆拱桥更换方案实施思路。     

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。     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

大跨隧道超浅埋段护拱反吊暗挖法设计及作用分析

通过介绍护拱反吊法在大崛坑1号隧道中部超浅埋冲沟段暗挖施工中成功应用,并利用三维数值计算模拟动态施工过程,对护拱反吊方案作用效果进行分析,总结护拱反吊法作用机制。分析结果表明：护拱反吊法在控制围岩变形,抑制塑性区发展以及对支护结构受力状态的改善等方面效果明显,是一种安全、快速有效的大跨隧道超浅埋段暗挖施工方法。     

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。     

刚性系杆拱桥更换吊杆的施工监控

琼州大桥主桥为(88+98+108+98+88)m下承式钢管混凝土系杆拱桥,该桥5跨为互相独立的无推力外部静定体系,拱肋均为钢管混凝土哑铃形断面,共118根吊杆,下锚头部位锈蚀程度严重的8根吊杆采用临时兜吊系统进行更换施工。为保证吊杆更换施工中结构受力合理及安全,采用吊杆内力和桥面标高双控制原则,对吊杆更换过程进行施工监控。利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型模拟吊杆更换施工,对吊杆拉力及桥面标高进行分析。结果表明:更换吊杆后桥面各项指标均在控制范围以内,且满足桥梁设计规范要求。     

大跨隧道超浅埋段护拱反吊暗挖法设计及作用分析

介绍护拱反吊法在大崛坑1号隧道中部超浅埋冲沟段暗挖施工中的成功应用,并利用三维数值计算模拟动态施工过程,对护拱反吊方案作用效果进行分析。分析结果表明:护拱反吊法在控制围岩变形,抑制塑性区发展以及对支护结构受力状态的改善等方面效果明显。通过分析总结护拱反吊法作用机理,为今后类似隧道的设计施工提供参考。     

中承式钢管混凝土拱桥更换吊杆的临时兜吊系统优化

对两种临时兜吊系统的拱顶锚固系统和辅助索提升系统比选论证,并对优化方案中的重要构件进行结构验算,选择应用拱上绕绳法和梁底张拉法作为某中承式钢管混凝土拱桥更换吊杆的临时兜吊系统,可实现快速、便捷的结构体系转换,能大幅提高更换吊杆施工效率。施工监控及荷载试验数据表明,体系转换过程中桥梁结构稳定,施工质量可控。     

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。     

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。     

运营中的系杆拱桥吊杆更换施工监测技术研究

以上海轨交三号线漕溪路系杆拱桥W8吊杆更换施工监测为例,研究了运营中的系杆拱桥吊杆更换施工监测技术。通过对拱肋和主梁线形、吊杆索力、结构应力的监测,及时掌握桥梁的实际状态,保证吊杆更换过程的安全,确保吊杆更换后桥梁的线形和内力状态符合设计及规范要求,验证了施工方案的可行性。漕溪路桥吊杆更换完成后,新吊杆工作状态良好,拱肋和主梁线形恢复至施工前状态,各吊杆索力相对于施工前变化率在-2.5%～2.4%之间。施工监测取得了良好的效果,相关施工技术和监测方法可以为类似工程施工提供参考。     

系杆拱桥吊杆更换数值模拟与方案优化

以某下承式钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,首先创建了全桥的有限元三维模型,计算了实际待更换吊杆损伤对结构性能的影响。其次,确定了吊杆更换方案和吊杆张拉步长,基于临时吊杆法,详细模拟了吊杆更换的整个过程,分析了在此过程中系杆和拱肋位置吊点的位移变化及吊杆索力变化。最后,将等步长与不等步长两类更换旧吊杆的施工方式进行了对比研究。研究结果表明:吊杆失效对失效位置处桥梁的节点位移,内力和弯矩值都有较为显著影响。设计合理的吊杆更换方案和选择适当的张拉步长能使更换过程高效稳定地进行。采用等步长与不等步长更换都能使吊杆更换平稳地进行,不等步长方案相对更为安全。     

钢箱拱卧式平吊过程中的局部受力分析

针对地形相对平坦的地理条件,重庆笋溪河大桥采用半跨钢箱拱肋整体预制和吊装合龙的施工方法,该文对吊装方案进行了比选,分析钢箱卧式平吊过程中吊点处钢箱局部受力特性,分别对钢箱吊点处不设置加强钢板和设置加强钢板建立有限元模型分析钢箱局部变形和应力状态;分析设置加钢板钢箱局部受力的传递特性.得出钢箱设置加强钢板吊装时变形很小、钢箱受力均匀,更能满足钢箱卧式平吊方案.     

系杆拱桥更换吊杆方法研究

介绍了临时吊杆法更换吊杆方案,通过有限元计算分析比较,给出了临时吊杆法的临时吊杆的张拉步长的确定。通过分析各个吊杆在同等步长条件下进行更换时,主梁、拱肋、吊杆各自的内力变化,得出最不利吊杆。结合桥梁吊杆更换模拟分析了吊杆更换时对拱桥各个构件的影响程度,同时得出吊杆最优更换顺序。     

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.     

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。     

一座新颖的蝴蝶拱桥设计

绍兴市迪荡湖环湖1号桥采用空间四索面吊杆的三跨下承式异形拱桥,主要受力结构由两道外倾的拱肋、弧形的主梁组成,辅以吊杆连接,拱脚和桥面梁体刚结。该桥上下行分幅,每幅桥由一根外倾拱肋通过一组横桥向两根的吊杆吊住桥面横梁形成基本结构体系,吊杆为外倾的拱肋提供了横向稳定约束,较之其他由单根吊杆的结构,受力更为合理。结构新颖,外形美观,对称的拱肋、弧形的景观平台和外倾的拱肋错落有致,观光人行道的圆弧曲线融于桥梁整体造型之中,远远望去,犹如一只彩蝶在迪荡湖上翩翩起舞。     

湛河提篮式拱桥施工控制研究

以平顶山市湛河提篮式拱桥为工程实例,根据该提篮式拱桥的结构特点和施工方案,制定出桥梁的施工控制方案,并运用于该桥施工监控实践中。桥梁施工监控结果表明:各施工阶段桥面系应力实测值与计算值基本吻合,桥梁在施工阶段安全可靠;系杆梁与拱肋在吊杆张拉前后的标高变化与理论控制值吻合较好,桥梁线形控制较好;通过吊杆张力测定,全桥吊杆张力分布较为均匀且与理论值基本吻合。     

上跨电气化铁路系杆拱桥吊杆更换技术

顺河高架系杆拱桥为长90 m的下承式拱桥,是连接济南市南北交通的干线,并跨越胶济铁路济南东站西侧交通要道。检测发现该桥吊杆存在不同程度的损伤,需全部更换。新吊杆采用GJ15-19型环氧钢绞线整束挤压式吊杆,内部钢绞线采用5层隔离防腐,以提高耐久性。桥梁跨越高铁等电气化线路,下部作业空间受限,施工窗口期短,采用配置转换梁的抱箍式临时兜吊系统和梁底移动式挂篮更换吊杆。抱箍式临时兜吊系统张拉端设置在拱肋与桥面之间,避免了施工对公路交通的影响,且抱箍可拆卸重复利用;转换梁和梁底移动式挂篮克服了梁下作业空间小的难题,实现了铁路运营零干扰的目标。吊杆更换时首先安装临时吊杆实现第一次荷载转移后拆除原吊杆,然后安装新吊杆实现第二次荷载转移,全桥吊杆更换完成后进行全桥调索,最后进行新吊杆防腐和临时吊杆拆除。吊杆更换后桥梁受力状态良好,桥面线形满足设计要求。