劲性骨架混凝土拱桥主拱圈箱形截面分环和浇筑方式

针对劲性骨架混凝土拱桥主拱圈常用的箱型截面，总结归纳主拱圈混凝土主要分环和浇筑方式及其影响因素，提出分环和浇筑的基本原则，并采用有限元法模拟分析分环浇筑方式对单箱三室截面劲性骨架混凝土拱桥内力与变形的影响。结果表明：箱形截面能较好地满足劲性骨架拱桥主拱圈受力和构造的要求，是大跨度桥梁的理想截面形式；主拱圈混凝土分环和浇筑方式主要由劲性骨架结构承载能力、施工操作性、结构整体性和经济性4个因素决定；进行分环和浇筑应遵循的基本原则包括减少分环数量，对称分环和浇筑，尽快完全包裹劲性骨架弦管，尽快形成完整箱室以及将截面复杂部分划分至易于施工混凝土环内等；跨径416 m劲性骨架拱桥的三室箱形截面主拱圈采用合理的分环和浇筑方式，可以分别降低5.9%的劲性骨架钢管应力和16.8%的管内混凝土应力，减少7.8%的拱顶下挠位移。     

600 m钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈混凝土浇筑方案研究

主拱圈混凝土浇筑是建造600 m跨径钢管混凝土劲性骨架铁路拱桥的关键环节，为此提出某600 m跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥的主拱圈混凝土浇筑方案，具体为：采用四工作面法，主拱圈截面分为6环，并设1组斜拉扣索辅助调载，适当调整1环混凝土在各工作面上的浇筑顺序和节段长度。采用有限元法对施工全过程进行模拟分析，验证该方案可行性。结果表明：在主拱圈拱脚和控制性截面应力过程线峰值处分别设置工作面，且首先在第二工作面上浇筑一定长度的混凝土节段，再同时浇筑第一、第二工作面混凝土节段，可有效降低浇筑过程中结构的瞬时应力；通过在主拱圈拱脚附近设置斜拉扣索并适时调整索力作为辅助调载措施，可达到调整拱脚截面应力和保持拱轴线合理下挠的目的；通过合理设置工作面和辅助措施，适当确定混凝土浇筑顺序和节段长度，可保证主拱圈外包混凝土浇筑期间结构应力和变形控制在容许范围内。     

铁路大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土浇筑方案分析

为保证一座新建铁路主跨337 m上承式劲性骨架混凝土拱桥主拱圈外包混凝土安全顺利施工,采用MIDAS/Civil建立施工阶段三维有限元模型,分析了不同纵向分段、横向分环浇筑方案对劲性骨架受力及挠度的影响.研究结果表明:采用多工作面浇筑可显著降低拱脚应力,改善主拱变形,但增加工作面对拱顶受力有利也有弊;增加截面横向分环可有效降低结构应力;综合考虑外包混凝土浇筑过程中的结构应力、变形、建设工期和大型临时设施的成本,采用三环六面法浇筑外包混凝土方案.     

郑万高铁梅溪河大桥拱圈外包混凝土浇筑方法探讨

为了探讨大跨度劲性骨架混凝土拱桥拱圈外包混凝土的合理浇筑方法,针对目前常采用的平衡浇筑与连续浇筑两类方法,以主跨为340 m的郑万高铁梅溪河大桥为研究背景,首先,依托劲性钢骨架的扣索系统,提出采用敏感性分析确定拉索合理位置及索力张拉大小的新方法;其次,采用Midas Civil软件建立主拱圈梁-板组合分析模型,并对分段平衡浇筑和连续浇筑法的结果进行探讨;最后,进一步分析不同工作面数量对于拱桥结构应力、挠度和稳定性的影响。研究结果表明:利用敏感性分析结果,平衡加载法和连续浇筑法均能够有效控制主拱圈截面应力和变形大小;当纵向工作面数量相同时,平衡浇筑法更有利于拱桥施工阶段的稳定性。研究成果可为大跨度混凝土拱桥的修建提供技术支撑。     

钢筋混凝土拱桥悬臂现浇施工控制分析

在采用悬臂现浇法施工拱桥时 ,利用塔架斜拉索法将斜拉索扣住拱圈节段 ,用设在已浇筑完的拱段上的悬臂挂篮逐段悬臂浇筑拱圈混凝土 ,施工中控制主拱圈施工阶段的内力与变形非常重要。文章以土地潭特大预制拱桥为例 ,分析采用塔架斜拉索法悬臂现浇施工时拱圈的内力与变形控制     

大跨度空腹式箱形拱桥施工技术研究

海东大道三号桥位于青海省海东市乐都区,桥梁全长117 m,结构形式为上承空腹式箱形拱桥,跨径为单跨80 m,拱轴线采用悬链线。本文介绍了上承空腹式箱形拱桥的施工工艺流程,对支架基础处理、支架搭设、支架受力检算、支架预压及支架的卸落进行了系统地分析与研究,对主拱模板制作及安装工艺、混凝土的浇筑方案进行了充分地论证分析。通过后浇带的设置,减小了混凝土收缩和支架变形对主拱结构受力的影响,而支架分次卸落防止了落架时拱圈的拉应力偏大和支架的失稳破坏。     

悬臂浇筑法中劲性骨架段的合理长度

悬臂浇筑与劲性骨架组合施工法是一种新型的钢筋混凝土拱桥施工方法,相较于悬臂浇筑施工,不仅可以缩短拱圈悬臂浇筑段的长度,减轻悬臂的质量,降低对扣锚系统的要求,而且能够尽快形成拱结构,从而减少施工风险,缩短工期,提高钢筋混凝土拱桥的经济性。从主拱圈自身受力特点、扣索力的利用效率、施工过程最大扣索力、拱圈拉应力等几个方面分析了悬臂浇筑与劲性骨架组合法中劲性骨架段合理长度的选取。结果表明劲性骨架段长度取跨度的0. 38～0. 54倍最为合理。     

应力调整在劲性骨架法施工的大跨度拱桥中的应用

分析了劲性骨架法施工的大跨度混凝土拱桥，由于拱圈截面是逐步分环外包混凝土形成的，其截面应力分布不均现象突出，作者提出在施工过程中分环调整拱环应力，其作用是改善结构性能，充分发挥材料特性。     

梁-板单元模型在劲性骨架钢筋混凝土拱桥仿真分析中的合理性研究

通过对劲性骨架钢筋混凝土拱桥的仿真方式进行分析和研究,探讨了在该类桥梁中应用最为广泛的梁-板单元模型的合理性。以一座上承式单跨劲性骨架钢筋混凝土拱桥为研究对象,分别建立主拱的梁-板单元模型和梁-实体单元模型,从结构的整体受力、局部受力和施工阶段受力3方面分析梁-板单元模型的优缺点。结果表明:梁-板单元模型建模简单,计算结果精度较好,仿真方式合理;梁-板单元模型在施工阶段分析中存在板的厚度与拱圈混凝土实际分环分段厚度不一致的问题,因此给出了按拱圈的分环面积和分环刚度等效原则共同确定对应板厚度的解决方案。     

云桂铁路南盘江特大桥主拱圈非线性稳定性评估

为探讨大跨度劲性骨架拱桥主拱圈的非线性稳定性能,以云桂铁路南盘江特大桥为工程背景,运用西南交通大学自主研发的LSB软件建立主拱圈有限元模型,考虑几何与材料非线性的影响,计算施工全过程共46个工况下的结构非线性稳定系数,并评估主拱圈在施工过程中的变化趋势。结果表明:钢管骨架拼装阶段主拱圈非线性稳定系数在2.2～26.3,拼装与拱顶合龙段相邻的19#节段时非线性稳定系数为2.2,钢管骨架合龙时非线性稳定系数为3.9;灌注钢管内混凝土阶段主拱圈非线性稳定系数在2.6～3.8,灌注下弦外侧钢管内混凝土时非线性稳定系数为2.6,随着钢管内混凝土逐渐达到其设计强度,非线性稳定系数保持相对稳定;浇筑外包混凝土阶段非线性稳定系数在2.1～4.6,浇筑边箱底板第3,6,9段外包混凝土时非线性稳定系数为2.1,是施工全过程主拱圈非线性稳定系数的最小值;施工全过程主拱圈失稳形态以面内失稳为主,其非线性稳定系数均大于安全临界值2.0,非线性稳定性能满足要求。     

基于最优化原理的大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土分环分段浇筑分析

针对大跨度劲性骨架拱桥施工阶段受力复杂、外包混凝土浇筑方案对劲性骨架受力影响较大的特点，提出基于最优化理论的外包混凝土分环分段数量设置方法。将主弦管应力与目标应力差值的平方设为目标函数，分环分段数量为设计变量，利用最优化原理建立外包混凝土分环分段浇筑状态下，可测变量之间的性态约束关系。以某在建主跨600 m的上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥为例，通过最优化原理求取外包混凝土分环分段数量设置的最优解，并进一步对肋间横联结构及混凝土浇筑顺序进行优化计算。结果表明：提出的基于最优化计算理论的外包混凝土分环分段设计方法是可行的；原设计方案主弦管压应力为342.6 MPa,优化后主弦管压应力仅为309.1 MPa,降低幅度可达9.8%;原设计方案拱顶最大下挠值为654 mm,优化后拱顶最大下挠值仅为629 mm,下挠值减少25 mm;肋间横联设计方面，建议采用X形空间横联而非采用I形平面横联，因前者在外包混凝土浇筑阶段的稳定性明显优于后者。     

劲性骨架长度对主拱刚度的影响

悬臂浇筑与劲性骨架组合施工法是一种新型的钢筋混凝土拱桥施工方法。相对于悬臂浇筑施工,该方法不仅可以缩短拱圈悬臂浇筑段的长度,减少悬臂的质量,降低对扣锚系统的要求,而且能够尽快形成拱结构,从而减少施工风险,缩短工期,提高钢筋混凝土拱桥的经济性,特别适用于200~400 m跨径的拱桥。用组合单元法计算了H型钢劲性骨架和钢管混凝土劲性骨架拱圈截面的刚度,建立有限元模型分析了不同劲性骨架长度对拱顶竖向位移的影响。结果表明:H型钢劲性骨架和钢管混凝土劲性骨架对拱圈截面拉压刚度增幅约为5. 66%,竖向抗弯刚度增幅约为6. 54%,且H型钢劲性骨架增幅稍大于钢管混凝土劲性骨架;劲性骨架长度在70~130 m时,拱圈刚度几乎不随劲性骨架长度变化而变化。综合各种因素得出悬臂浇筑与劲性骨架组合施工法的劲性骨架长度在跨径的0. 33~0. 62倍之间是较为合适的。     

三跨梁拱组合体系拱桥钢结构制造关键技术

针对阜阳市向阳路颍河大桥主桥的设计特点及施工要求,对三跨梁拱组合体系拱桥钢结构制造技术进行研究,阐述该组合体系拱桥的中跨正交异性钢桥面板、边跨单箱多室钢箱梁及矩形截面箱形拱圈制作的关键工艺流程,并对焊接质量控制及涂装质量控制进行详细叙述,通过合理的控制措施,有效地解决了焊缝变形、应力集中及涂装使用年限不达标等钢结构质量的突出问题。     

沪昆高铁北盘江特大桥主拱圈施工全过程非线性稳定性评估

为评估沪昆高铁北盘江特大桥主拱圈在施工阶段的非线性稳定性能,运用LSB软件建立主拱圈有限元模型,基于荷载增量法计算了施工全过程的结构非线性稳定系数,考察其随施工过程的变化趋势,并探讨横向风荷载对稳定系数的影响。结果表明:(1)钢管骨架拼装阶段主拱圈非线性稳定系数值为3.4~35.1,最小值3.4发生在拼装与拱顶合龙段相邻的20号吊装节段,钢管骨架合龙时非线性稳定系数为4.5;(2)灌注钢管内混凝土阶段主拱圈非线性稳定系数值为2.6~3.4,最小值2.6发生在灌注下弦外侧钢管内混凝土;(3)浇筑外包混凝土阶段非线性稳定系数值为2.1~4.4,最小值2.1发生在浇筑全断面以外腹板外包混凝土6个工作面的第5段,也是施工全过程主拱圈非线性稳定系数的最小值;(4)非线性稳定系数对横向风荷载的作用并不敏感。     

新成昆铁路跨隧道内溶洞桥梁结构设计

新成昆铁路老鼻山隧道掌子面施工揭示溶洞,存在洞顶掉块、溶洞水倒灌等风险,需采用合适的跨越方案。采用调查分析方法对溶洞类型进行判定,提出“拱桥+护桥”结构跨越溶洞方案,并进行了结构设计。为了支撑该拱桥与护桥结构的工程设计,采用有限元方法,建立桥梁结构的三维空间仿真分析模型,针对施工阶段和成桥阶段,从变形、受力等角度系统分析了拱桥主拱圈的静力性能,并讨论受力最不利截面的强度和裂缝情况。研究表明,溶洞内水源补给主要为基岩裂隙水,溶洞整体稳定;在施工阶段,主拱圈最大压应力和最大拉应力分别为5.94 MPa和2.74 MPa,出现在主拱圈拱脚的下缘和上缘位置;在成桥阶段,跨中拱顶和拱脚是不同荷载组合下的最不利截面,混凝土和钢筋的最大正应力分别为11.88 MPa和189.07 MPa,裂缝最大宽度为0.19 mm,应力和裂缝均满足相关规范要求。     

主跨416 m劲性骨架外包混凝土拱桥线形应力施工监控技术

南盘江特大桥是云桂铁路全线的重难点控制性工程,也是世界客货共线铁路中斜拉扣挂＋分环分段组合法模筑拱圈混凝土最大跨度的劲性骨架外包混凝土拱桥,施工难度位居世界同类桥梁前列,其主桥为单跨416 m上承式劲性骨架外包混凝土拱桥.根据施工全过程中实际发生的各项影响桥梁应力、索力与变形的参数,结合施工过程中监测的各阶段应力、索力与变形数据,及时分析与理论计算预测值的差异并找出原因,提出修正对策,确保全桥建成以后桥梁的应力状态和外形曲线与设计达到最佳吻合.为后续同类桥梁劲性骨架安装和拱圈外包混凝土保质量、保安全、快速、高效施工提供参考.     

大跨度拱桥施工阶段非线性稳定分析若干问题的探讨

本文讨论了用有限元法分析了大跨度拱桥施工阶段的非线性稳定问题，重点研究了施工过程中主拱圈的非线性行为、失稳原因、失稳判别准则和失稳模态，说明了有限元程序实现的方法，基于某跨江大桥施工阶段稳定性分析研究，提出了若干建议。     

主跨416 m劲性骨架外包混凝土拱桥高墩爬模施工技术

南盘江特大桥主桥为416 m劲性骨架外包混凝土拱桥,是云桂铁路全线的重难点工程,也是世界铁路中斜拉扣挂＋分环分段组合法模筑拱圈混凝土最大跨度的混凝土拱桥.本桥交界墩高102 m,综合利用塔吊、缆索吊及工业电梯等设施配合自升式液压爬模系统进行交界墩施工.综合介绍了交界墩自升式爬模使用原理、施工工艺、施工过程安全、质量控制措施.通过交界墩实际施工效果来看,该技术充分保证了交界墩的安全、质量和施工进度,可为类似工程的应用提供参考.     

大跨度钢管混凝土劲性骨架箱形拱桥平转施工稳定性研究

大跨度转体拱桥为了实现自重轻,施工方便,往往转出的半跨桥体为开口薄壁板结构,导致桥梁整体在转动及二期荷载施加过程中的稳定问题显得较为突出。为改善其稳定性,半跨转体桥体采用带混凝土底板的小直径钢管混凝土劲性骨架即半跨钢混组合结构的箱形拱空间网架。以四川化成大桥(净跨150 m)为研究对象,建立有限元模型,并对其从施工到成桥过程中的不同阶段进行稳定性分析,找出了结构易发生失稳的薄弱环节,重点分析了二期混凝土浇筑顺序对结构稳定性的影响。通过有限元分析,给出了不同施工阶段的稳定安全系数,得出更安全的施工方案,同时对成桥阶段拱桥的稳定性进行了分析。     

移动主索缆索吊机架设拱桥施工技术

简述柚子树大桥3孔连续等跨薄壁箱形拱桥采用移动主索缆索吊机拼装架设的施工过程,重点介绍缆索吊机的结构和几项关键技术.