悬索桥扁平钢箱梁顶推施工受力分析

某3跨地锚式悬索桥加劲梁为扁平钢箱梁,钢箱梁跨径组成为(40+430+40)m,采用多点临时墩顶推施工。为了确保钢箱梁在顶推施工过程中结构安全,建立有限元计算模型对顶推施工过程进行整体和局部受力分析。计算结果表明临时墩支点高程设置形式、滑道支承形式和横向偏位等对钢箱梁受力影响较大。根据计算结果提出了钢箱梁顶推施工过程线形控制、临时墩反力控制及局部应力施工控制等参数以及相应控制措施。实际顶推施工结果表明钢箱梁受力及线形控制较好。     

宽幅钢箱梁大跨高位顶推施工关键技术

桃花峪黄河大桥主桥为(160+406+160)m双塔三跨自锚式悬索桥,主梁为宽幅钢箱梁(梁宽39m)。钢箱梁采用单向多点同步顶推(拖拉)施工,临时墩最大跨度82m、自由高度69m,钢箱梁顶推距离685.75m。针对临时墩跨度大、自由高度高的难点,采取临时墩群桩变刚度转换,临时墩滑道设置向后初始偏心,临时墩间设置预张拉索,拼装平台长短滑道结合设计等方式,提高施工结构承载力。针对钢箱梁远距离顶推线形和梁轴线控制需求,合理设置钢箱梁节段拼装、顶推以及合龙全过程的三向调整装置。研发低摩擦系数摩擦副、优化连续顶推(拖拉)控制系统及顶推设备同步控制精度,将顶推不平衡水平力控制在竖向力的5%以下。钢箱梁按顶推流程施工,南北两合龙口依次实现精确合龙。     

顶推施工中临时墩安全性分析

某新建高速公路跨线桥主线桥和E、H匝道桥跨越已通车高速公路，采用顶推法施工。本文以该实际工程为例，计算顶推施工过程中临时墩的受力，详细分析了各工况下各临时墩的反力，研究了各临时墩的安全性。同时对四氟乙烯滑板、滑道、顶推系统等进行了验算。计算结果表明：该桥施工过程中各临时墩及各辅助构造均满足安全要求。     

横向四滑道步履式顶推宽幅钢箱梁局部应力分析

采用横向四滑道步履式顶推的宽幅钢箱梁,其与顶推支撑接触区域的局部受力特性如何缺乏研究,且对能否确保顶推安全与顺利至关重要。以泸州沱江四桥变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工为背景,采用通用有限元软件ABAQUS建立典型不利工况下"梁-壳-实-接触"混合有限元模型,对局部受力最不利的L5临时墩滑道处钢箱梁的应力及其对材料参数、施工误差的敏感性进行了分析。结果表明:典型不利工况下滑道处钢箱梁线弹性局部稳定安全系数和应力满足规范要求;无应力状态横向四滑道顶面标高相同,梁底横向标高相同;在钢箱梁自重作用下,横向四滑道支反力不等,内外侧滑道支反力分配比为1.69∶1;垫块在采用设计面积条件下,等效弹模降低至钢材的60%,滑道处钢箱梁局部受力最佳;滑道处钢箱梁主要受力构件应力对横向四滑道顶升不同步、转角偏差较为敏感;竖向顶升高差的安全阈值为±5 mm,外侧钢垫块顶面标高宜比内侧钢垫块顶面标高高2 mm;《公路桥涵施工技术规范》顶推施工轴线偏位的允许值为10 mm,对横向四滑道的钢箱梁顶推施工具有一定的富余度。     

整体式滑道在桥梁顶推施工中的应用

在传统的桥梁顶推施工中,一般采用点式滑道法。此种方法在顶推过程中存在较大的水平力,为了抵抗水平力的破坏,永久墩和临时墩通常采用增加桩基础或者斜撑材料等进行加固,耗资较大。本文结合工程特点,采用整体式滑道的方法,通过滑道传递将水平力平衡为零,就很好的解决了水平力的问题,不用担心对墩的破坏。本文永久墩和临时墩没有增加桩基础或者斜撑材料,而且整体式滑道在其他工程可以多次周转使用,降低了工程成本,为桥梁顶推施工提出了新的思路。     

钢箱梁顶推法施工临时墩优化布置及安全控制研究

为了保证钢箱梁顶推法施工过程中的安全,以武汉市九龙大桥主桥顶推法施工过程为工程背景,研究钢箱梁顶推过程中临时墩的优化布置以及施工过程中的安全控制问题。根据理论推导,得出顶推过程中临时墩位置最优范围。采用自适应法的控制原理,借用MIDAS/Civil建立顶推施工过程有限元模型,提出顶推法施工过程中安全控制的措施。通过对顶推过程中的位移和应力进行监控测量,得出测试数据,并与理论值进行对比分析,从而指导钢箱梁顶推施工过程中的安全控制。研究结果表明,临时墩布置最优范围能够减小顶推过程对钢箱梁以及临时墩受力的不利影响,采用的安全控制技术能够有效地指导工程施工,方法是可行的。     

大跨预制箱梁分幅架设施工过程中花瓶形桥墩空间受力分析

花瓶形桥墩由于造型美观,节约空间而得到广泛应用;然而,实施大跨预制箱梁的分幅架设施工,荷载工况变化大,桥墩受力复杂。因此,对花瓶墩进行准确的架设过程空间受力分析至关重要。该文通过对某高速公路工程大悬臂花瓶墩建立实体有限元模型,针对结构异形的特点,考虑4种不利工况下不同传力路径应力分布状况,研究非对称大跨预制箱梁分幅架设全过程花瓶墩的复杂空间受力状态。结果表明:花瓶墩在各种不利施工工况下整体受力表现为受压状态,横桥向受力良好;然而在移梁侧局部应力较大,特别是架桥机中支腿所在桥墩的临时支座间墩顶混凝土存在纵向拉应力超过混凝土标准抗拉强度的风险,可能产生受拉裂缝。     

斜拉桥施工期取代临时墩的拉索平衡结构体系研究

斜拉桥上部结构双悬臂施工时,可采用临时拉索平衡结构体系代替传统的临时墩来抵抗不平衡荷载作用。为分析施工期拉索平衡结构体系下大跨度斜拉桥的结构受力和抗风性能,以港珠澳大桥青州航道桥为背景进行研究。基于平衡措施设计的基本原则,在桥梁边、中跨主梁与桥塔承台间设计了临时拉索连接的结构体系,采用MIDAS Civil软件建立全桥模型,分析双悬臂施工中最不利工况下的桥梁受力,并进行了比例为1∶70的全桥气动弹性模型风洞试验。结果表明:拉索平衡结构体系能够增强大跨径斜拉桥双悬臂施工状态下抵抗各种不平衡静荷载作用的能力,提高桥梁抵抗动风荷载作用的能力,降低施工期的抖振响应;拉索平衡结构体系下的桥梁受力和抗风性能均满足要求,该体系能够保证斜拉桥在上部结构施工中的结构安全。     

跨越多层立交大跨径、宽截面钢箱梁整体式顶推施工技术

武汉二环线武昌接线梅家山立交主线高架桥第四联为(36.95+62+36.95)m钢箱梁桥,钢箱梁总重达1 800t,标准段桥面宽26.04m。为确保现有交通不被中断,采用节段拼装、整体顶推的方式完成该联钢箱梁的安装。沿顺桥向设置7处临时墩,临时墩采用钢管立柱通过联结系形成整体受力,尽量利用桥墩承台做其基础;钢管立柱顶部设置滑道梁和抄垫支座,滑道梁采用钢箱梁结构,钢箱梁与滑道梁之间设置聚四氟乙烯滑板,以减小顶推摩擦力;导梁设计全长约35m,采取变截面分段设计;横向限位装置安装在墩顶的凹槽上;选用2套自动连续顶推系统进行顶推施工,1套连续千斤顶最大顶推力为500kN,正常顶推速度约10m/h。     

现浇混凝土箱梁顶推施工临时结构设计关键技术

顶推施工存在节约施工用地、减少高空作业、不中断下方通车及通航等诸多优点,特别适用于跨既有铁路、高速公路、繁忙航道、高山峡谷等条件下的桥梁施工。在顶推施工中,临时墩(串联桁架)、滑道梁和导梁为主要的大型临时受力结构,其可靠性是顶推施工成败的关键,以云南嵩明~昆明高速公路第3合同段杨林东特大桥上跨沪昆铁路桥为实例,介绍箱梁顶推施工中临时墩、滑道梁、导梁等大型临时结构的设计与施工。     

复杂预制线形钢箱梁顶推计算分析

某桥为自锚式悬索桥,钢箱梁采用分幅、单向顶推法施工,柔性墩多点顶推工艺.结合该桥的施工监控项目,采用ANSYS 有限元分析软件对钢箱梁、钢导梁、顶推平台及临时墩约束等进行模拟,分析钢箱梁顶推施工全过程,并对顶推过程中的局部应力和稳定性进行计算.钢箱梁在顶推过程中,临时墩标高的调整要紧密结合钢箱梁的5段连续预拱度曲线,实际调整中,包括临时墩的沉降测量值.计算结果表明顶推施工控制基本符合结构受力要求.     

重庆市曾家岩嘉陵江大桥钢桁梁架设方案研究

重庆市曾家岩嘉陵江大桥为刚性悬索加劲连续钢桁梁公轨两用桥,跨径布置为(135+270+135)m,主桁采用2片桁架结构,整体受力。为保证大桥钢桁梁的顺利合龙,对总体架设方案和主要受力阶段进行了研究。确定了主桁架设采用悬臂散拼工艺,采用从主墩到桥台,刚性悬索与主梁杆件同步的架设方式。结合该桥的工程特点,建立全桥板梁混合模型,采用无应力状态法进行计算,加劲悬索合龙的临时索最大索力为12 400kN,满足规范要求;主桁中跨合龙采用了张拉临时钢绞线斜拉索、预偏安装以及边跨梁端顶升的措施,其最大顶升力为4 200kN、梁端最大预偏量为68.5cm,通过常规千斤顶实施。主桁最大单悬臂的临时索最大索力为8 850kN,加劲悬索、上弦杆、墩顶立柱的最大正应力分别为152MPa、162MPa、134MPa,满足规范要求。     

辅助墩对高墩大跨PC斜拉桥的静力影响分析

通过分析辅助墩对重庆涪陵乌江大桥主梁应力、索塔弯矩、主梁竖向变形、拉索应力的影响,探讨了高墩大跨PC斜拉桥的受力与辅助墩的关系,研究表明在合理的位置设置辅助墩能很好地改善结构的受力和变形,并分析了设置辅助墩的最合理位置。     

九堡大桥斜腹板槽形钢梁顶推局部受力分析

杭州九堡大桥南引桥为斜腹板槽形钢梁和混凝土桥面板组成的大跨度组合结构桥梁。槽形钢梁采用顶推法施工,不设临时墩,最大悬臂长85m,顶推总长度916m;支撑反力由腹板承受,应力集中现象明显。利用有限元软件MIDAS／Civil进行顶推施工仿真模拟,研究了各墩支撑反力的变化规律以及垫板刚度对槽形钢梁局部受力的影响,并分析了钢梁的应力变化规律。     

考虑滑道脱空的多滑道PC箱梁顶推过程中受力性能研究

通过建立某顶推连续PC箱梁ANSYS参数化模型,分析顶推过程中滑道脱空工况下支反力及主梁受力变化规律。计算结果表明:滑道脱空对支反力影响较大,多滑道同时脱空可引起相邻滑道支力剧烈增大;在脱空状态下,主梁顶板压应力降低,底板压应力增大,节段变形基本呈横向分布,多滑道脱空时节段变形影响大于单滑道脱空。     

波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工结构性能及参数分析

为研究波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工的可行性,指导顶推施工设计,以吉安市深圳大桥为背景,对顶推施工中结构性能及顶推施工设计参数对结构性能的影响进行研究。该桥为(61+8+61)m波形钢腹板PC组合小箱梁桥,小箱梁分3段,每段采用分块预制组拼顶推施工,钢导梁由第一段小箱梁的波形钢腹板、纵梁、大横梁、加劲肋等组成。采用有限元法模拟顶推施工过程,分析主梁弯矩和应力以及导梁前端挠度,研究导梁刚度、自重以及临时墩位置等参数对主梁受力性能的影响。结果表明:采用该顶推方案,主梁受力性能满足要求;施工时需将导梁设置预抛高,确保其安全通过临时墩;导梁刚度和重量均宜控制在一定的范围,且在满足导梁刚度的情况下,应尽量减轻导梁自重;设置临时墩可以减少钢束用量、简化导梁构造,在条件允许的情况下,临时墩应靠近跨中的位置。     

采用结合梁建造先缆后梁自锚式悬索桥的研究

自锚式悬索桥传统上采用先架梁、后挂缆的施工顺序,需设立大量的临时支架以支撑主梁,使该类桥式的应用推广受到了限制。针对100~500m中等跨度的自锚式悬索桥,文章提出一种先架缆、后挂梁的设计施工方案。并计算施工过程中墩顶必须承受的最大水平拉力以及钢纵梁的最大轴向压应力。结果表明,在一定跨度范围内,墩顶最大水平分力以及纵梁的压应力可以接受,故此法能够克服目前自锚悬索桥需设立临时支架的弊端。     

混凝土连续梁桥空心墩墩顶局部应力分析

大跨度预应力混凝土连续梁桥桥墩是结构的关键部位之一,桥墩墩顶截面的受力很复杂。本文通过建立某连续梁桥空心墩的空间有限元模型,分析了空心墩在竖向荷载及温度荷载作用下的墩顶局部应力分布特征,指出在墩顶对称轴附近存在较大拉应力,特别在墩实体过渡段下部;而且在骤然降温时,桥墩外表面出现较大横向拉应力。因此要注意配筋,防止出现裂缝。     

禹门口黄河公路大桥临时墩设计关键技术

禹门口黄河公路大桥为主跨565m双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,边跨设计无辅助墩。主梁采用全回转桥面吊机双悬臂拼装施工,最大双悬臂长度达200m,边跨需增设临时墩,以提高施工期结构抗风性能、降低安全风险。通过设计难点分析,以施工全过程临时墩受力安全为原则,确定在11号和12号墩边跨侧距塔柱中心160m处设临时墩(由桩基础、钢管墩身、承重梁和横向限位等组成),其高度分别为39.6m和41.3m;临时墩与钢主梁采用临时铰(允许纵向位移)连接;临时墩的锁定和解除时机分别为13号斜拉索二张后和Z18号钢主梁安装后。采用有限元软件MIDAS Civil 2019建立全桥空间模型分析临时墩受力及钢主梁位移,并进行施工过程实时监测。结果表明:临时墩受力安全,结构可靠。     

大跨高墩钢箱梁多点同步顶推技术

武西高速公路桃花峪黄河大桥主桥为(160+406+160)m三跨自锚式悬索桥,钢箱梁架设采用多点连续同步顶推技术.该桥钢箱梁顶推距离为726 m,顶推总重量为16 109 t,支墩最大跨度82 m,钢梁底距地面50m,顶推施工难度大.通过合理布置临时墩和水平索,精心设计钢导梁和滑道,采用先进的多点同步控制系统,保证了钢梁顶推顺利进行,顶推过程中顶推摩擦系数、顶推同步性、钢梁线形、临时墩墩顶位移均满足施工需要.