钢箱组合梁斜拉桥悬拼阶段主梁变形及受力研究北大核心

为保证悬拼施工时斜拉桥钢箱组合梁的精确匹配连接,以台州湾跨海大桥通航孔桥为背景,采用有限元法研究待安装梁段与已安装悬臂梁段在施工阶段荷载作用下的竖向变形和桥面板受力,并分析吊装节段长度、吊机位置及强制匹配措施对截面竖向变形与桥面板受力的影响。结果表明:由待安装梁段自重引起的吊机反力是导致匹配截面产生较大相对竖向变形的主要因素,两侧匹配截面均在边腹板附近的相对竖向变形差最大;斜拉索锚固区和桥面吊机处混凝土桥面板开裂风险较高;吊装节段长度对匹配截面局部变形的影响较小,但其长度增加会增大局部桥面板混凝土主拉应力;通过调整桥面吊机横向位置可减小匹配截面相对竖向变形差,且中腹板强制匹配较边腹板强制匹配对桥面板受力影响小,采用“边腹板吊装+中腹板强制匹配”施工方法可实现已安装悬臂梁段与待安装梁段的精确匹配。     

大跨斜拉桥宽幅PK组合梁节段吊装精确匹配技术

望东长江公路大桥主桥为(78+228+638+228+78) m的双塔双索面组合梁斜拉桥。主梁采用分离双箱PK组合梁,采用桥面吊机节段吊装施工。针对主梁吊装过程中已安装梁段横断面竖向变形导致新吊梁段与已安装梁段无法正常匹配连接的问题,采用ANSYS软件分析梁段吊装拼接过程中产生变形差的原因,提出梁重置换法匹配和T形反力架纠偏的精确匹配技术。通过张拉斜拉索使其承受新吊装梁段的自重,卸载桥面吊机吊装新梁段时产生的前支点力,使已安装梁段的横断面竖向变形回弹归零;然后通过T形反力架施加千斤顶力消除桥面吊机自重引起的竖向变形,使已安装梁段与新吊梁段实现精确匹配。采用梁重置换法和T形反力架纠偏后,该桥施工过程中新吊梁段与已安装梁段实现精确匹配连接。     

超宽斜拉桥钢箱梁标准梁段吊装及横向高差调整施工控制

以深中通道中山大桥施工为例,分析了钢箱梁吊装桥面吊机的选型,总结了超宽斜拉桥钢箱梁标准梁段在安装过程已吊装梁段和待吊装梁段横向高差产生的原因、钢箱梁吊装的各项措施以及钢箱梁吊装的控制要点。在施工实践中,通过采取“一字梁”焊接、钢箱梁边腹板局部焊接、预张斜拉索、桥面吊机局部卸载等技术措施,确保中山大桥顺利建设施工。     

嘉绍大桥钢箱梁悬臂拼装截面变形分析

钢箱梁悬拼施工时在其梁段匹配端会产生变形差,若变形过大则影响梁段的顺利匹配。为了解钢箱梁悬臂拼装施工时梁段匹配端的相对变形及其影响因素,以在建的嘉绍大桥为工程背景,采用有限元分析软件,建模分析梁段拼接截面在吊机作用、温度梯度作用、横隔板刚度及整体刚度变化影响下的相对变形,计算结果表明:梁端拼接口相对竖向变形主要是由吊机作用梁段变形产生的;正温差比负温差对拼接口相对变形的影响大;提高钢箱梁横隔板的刚度对拼接口变形的减小作用不大。     

大跨度分体式钢箱梁斜拉桥吊装优化分析

针对斜拉桥分体式钢箱梁悬臂拼装过程中匹配高差较大的问题,以黄茅海跨海通道工程中高栏港大桥和黄茅海大桥为研究背景,使用ANSYS软件建立板壳精细化有限元模型,研究了分体式钢箱梁悬拼匹配过程中被吊梁段和已成梁段的横向变形规律,分析了桥面吊机纵横向站位、梁段起吊、吊机自重、已成梁段自重及斜拉索作用对分体式钢箱梁悬拼匹配高差的影响程度,探讨了分体式钢箱梁悬拼匹配高差的调节方案。结果表明,在满足净空条件下,桥面吊机横向应尽量靠近斜拉索布置,桥面吊机前、后支点均应位于斜拉索所在横隔板上;被吊梁段竖向变形及等效应力均较小,无需设置临时加固措施;设置横向预拱度以抵消恒载作用下分体式钢箱梁产生的横向变形,通过T形反力架可有效调整分体式钢箱梁间的匹配高差。本研究形成的吊装优化措施可为同类型分体式钢箱梁的悬拼施工提供参考。     

深中通道中山大桥主桥超宽大节段钢箱梁吊装匹配技术

深中通道中山大桥主桥为主跨580 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用流线型扁平钢箱梁,梁宽46 m(含风嘴),主梁共划分69个节段,标准段长18 m、最大吊重约429 t,采用桥面吊机双悬臂吊装。由于钢箱梁节段自重大、宽度较大、横桥向竖向刚度较小等,在桥面吊机悬臂吊装过程中,会出现钢箱梁匹配面高差过大(最大约63 mm)的问题。为解决该问题,实现梁段精确匹配安装,提出3种钢箱梁吊装匹配方案：“门架+拉索”方案、“牛腿反力架”方案、“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。经有限元仿真分析综合比选,最终选择“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。该方案以箱梁竖腹板为定位点,提前焊接一字梁,采用法兰连接后锁定待拼梁段,部分焊接拼接面内箱梁形成C形焊缝;通过提前挂索并张拉部分斜拉索,减小匹配面已拼梁段横桥向竖向变形,达到箱梁匹配要求。施工中采取了匹配高差调节、局部应力控制、拼接缝宽控制等关键技术,最终将该桥钢箱梁匹配面高差减小至9.8 mm以内,钢箱梁局部应力可控,斜拉索初张过程中钢箱梁应力增量小于10 MPa,且各箱梁节段拼接缝宽可控制在1 cm以内。     

清水浦大桥组合主梁安装工艺总结

通过比选,确定了斜拉桥组合主梁的安装工艺:无索区主梁支架采用竖向支架,且利用悬拼吊机从边跨穿越索塔安装其预制桥面板;中跨主梁使用悬拼吊机进行悬拼;边跨全部梁段采用"落地支架+桥式起重机"进行安装;中跨、边跨合龙均采用自然合龙工艺,并优化了边跨合龙前桥梁状态.还对安全技术措施、为达到监控目标而采取的措施进行了介绍.注意到...     

大跨径斜拉桥扁平钢箱梁悬臂拼装截面变形分析

以池州长江大桥跨江主桥为工程背景,采用大型有限元软件ABAQUS建立空腹桁架式横隔板钢箱梁空间有限元分析模型,分析梁段拼接截面在自重作用、斜拉索作用、吊机作用、温度梯度荷载作用下的相对变形,分析横隔板刚度变化、施工工序优化对匹配梁段相对变形的影响,并与实测值对比。计算结果表明:梁段拼接口错台高度主要是由吊机作用梁段变形产生的;正温差可以减小错台高度,但不利于整体监控,负温差增大错台高度;单纯增大横隔板刚度对错台高度影响较小;优化后的施工工序很大程度改善错台高度,解决了梁段间匹配问题,并且在优化后的施工工序下匹配梁段结构受力在允许范围内。     

桥梁悬臂拼装施工中钢箱梁制造尺寸的确定

针对工程计算中确定悬臂拼装施工的钢箱梁段制造尺寸时考虑不够全面的状况,综合考虑结构整体变形和梁段局部变形的影响,根据设计目标和施工要求,提出端截面转角补偿的方法,计算梁段2个端截面处边腹板的制造倾角,进而确定梁段的制造线形和预拼线形,提出了梁段端截面处的顶、底板长度补偿和梁段轴向长度补偿的计算方法,并对广州黄埔大桥斜拉桥进行实际计算分析。研究结果表明:若忽略梁段局部变形,则预拼线形的误差会随着悬臂拼装的进行不断放大,梁段顶、底板处的焊缝质量和焊接收缩变形将难以控制。     

武汉青山长江公路大桥宽幅钢箱梁悬臂拼装横向线形匹配技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938 m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,主跨整体式钢箱梁高4.5 m、全宽48 m,采用500 t架梁吊机分节段悬臂拼装架设。钢箱梁悬臂拼装时,架梁吊机站位节段、待架节段由于荷载及约束不同,横截面变形呈现出不同的趋势,线形匹配难度大。为解决该问题,主跨钢箱梁悬臂拼装时选择上、下游分体式架梁吊机,减少架梁吊机自重;经比选选择横桥向27.7 m间距的架梁吊机站位,减小了架梁吊机荷载对横向线形匹配的影响;通过设置顶压装置(由顶压牛腿、支承底座组成),在架梁吊机站位节段、待架节段钢箱梁边腹板处施加1 500 kN顶压力,配合少量马板,一次加载完成对接口竖向变形匹配调整。施工后,钢箱梁横向线形匹配精度均满足要求。     

牌楼长江大桥钢箱梁“梁重转移”吊装技术应用分析

牌楼长江大桥主桥为主跨730m的双塔混合梁斜拉桥,主跨钢箱梁采用桥面吊机吊装。针对钢箱梁传统吊装技术因匹配高差产生的附加剪切应力问题,提出"梁重转移"吊装技术,在待拼装节段吊装到位后,先临时锁定节段间翼缘板和斜腹板,然后提前张拉待拼装节段的斜拉索至桥面吊机松钩,再临时锁定节段间顶、底板,调整2次临时锁定区域的压力状态,最后施焊,第2次张拉待拼装节段的斜拉索,达到减小匹配高差和附加剪切应力的目的。采用ANSYS软件建立钢箱梁节段模型,在钢箱梁吊装过程中监测钢箱梁的竖向变形和竖向应变,对比2种吊装技术下匹配高差和附加剪切应力可知该技术能大幅减小匹配高差和附加剪切应力。该技术已成功应用于该桥钢箱梁吊装施工。     

苏通大桥宽、重标准梁段吊装与匹配技术

苏通长江公路大桥为主跨1088m钢箱梁斜拉桥,上部结构标准梁段宽度达41m,重量达450t,采用桥面吊机悬臂安装。由于桥位处于长江黄金水道,航运密集,对梁段吊装和通航安全管理均提出了很高要求。同时,主桥上部结构采用几何控制法,要求梁段间无应力匹配,并在安装现场重现预拼装无应力线形,对匹配及主梁安装线形控制技术也提出了很高要求。文章结合苏通大桥上部结构施工,介绍了宽、重钢箱梁节段吊装、匹配和安装线形控制要点。     

组合梁斜拉桥主梁双节段循环安装施工技术

椒江二桥主桥为(70+140+480+140+70)m双塔双索面半封闭钢箱组合梁斜拉桥,0号块、辅助墩及边跨密索区梁段采用搭设支架浮吊安装,其余梁段均采用桥面吊机悬臂安装.为在中跨合龙前合理避过台风高发季,对比分析主梁单节段、双节段循环安装的工期.通过优化施工安装方案,增加临时加固措施,确定主梁采用双节段循环安装方案.双节段循环安装时施工梁段分次吊装,2条湿接缝一次施工,梁段精确调位及匹配需在温度相对恒定时进行;双节段循环安装状态下在湿接缝处有组合梁和钢梁2种截面形式,刚度发生突变,为补强湿接缝处钢梁引起的刚度减小,增加临时支撑加固措施.     

襄阳庞公大桥主桥加劲梁架设施工技术

襄阳庞公大桥主桥为2×378m三塔两跨悬索桥,两主跨关于中塔对称布置。加劲梁采用钢-混凝土结合梁结构,由钢梁通过剪力钉与混凝土桥面板结合而成。全桥共分为84个节段。加劲梁采用梁段内桥面板与钢梁厂内结合、梁段间桥面板放置于已结合桥面板上进行整体吊装的思路。两主跨各布置两台300t液压提升式缆载吊机分节段起吊架设,由跨中向边塔同步对称进行,其中最大节段吊重约260t。受塔区无吊索、地形限制、梁段发运等影响,现场搭设存梁支架及存梁台座,利用起重船提前进行塔区存梁及场内滑移存梁,对于起重船吊装性能不足梁段采用矮支架存梁+缆载吊机"荡移法"架设。最后,在塔柱两侧采用"预偏+顶推"方式合龙。吊装过程中考虑中塔鞍槽抗滑稳定性及塔底应力情况,进行加载控制及索鞍顶推复位。     

斜拉桥扁平钢箱梁悬拼阶段截面对接变形有限元分析

以黄埔大桥北汉桥独塔双索面扁平钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用混合单元建立三维有限元模型,分析了梯度温度变化、桁架式纵隔板位置和刚度对悬拼施工中钢箱梁的横向变形问题的影响,并提出了一些相应的优化措施。分析结果表明：在自重和吊装作用力情况下,被吊装梁段和吊机作用梁段两者的变形差很大,使得梁段组装产生很大困难;钢梁自重及截面刚度是影响截面变形的主要因素。梯度正温差比负温差对截面的变形影响更大,梁段的吊装对接应该安排在气温稳定的时间。提高纵隔板的刚度和合理的布置位置可有效改善梁段整体刚度,减少截面变形差,使得吊装对接施工顺利进行。     

武汉杨泗港长江大桥主桥加劲梁架设施工技术

武汉杨泗港长江大桥主桥为主跨1 700 m的单跨双层公路悬索桥,加劲梁采用全焊接钢桁梁结构,共49个节段,其中标准梁段长36 m、宽32.5 m、桁高10 m,重约1 010 t。加劲梁采用大节段制造、运输和架设总体思路施工。利用900 t液压提升式缆载吊机由跨中向两侧架设加劲梁,其中,无吊索区2个梁段采用单台缆载吊机"荡移法"架设,其余47个梁段均采用2台缆载吊机"抬吊"架设。加劲梁架设时,先利用2台缆载吊机架设跨中区域7个梁段,再利用4台缆载吊机对称架设剩余42个梁段,最后在塔柱两侧采用"预偏法"合龙。在加劲梁架设过程中,采用了"节段间临时连接+部分配重"的方案施工;并根据加劲梁架设顺序对航道布置进行了2个阶段的动态调整。     

云南红河特大桥加劲梁施工方案研究

云南红河特大桥主桥采用单跨700m的悬索桥,加劲梁采用整体式流线型扁平钢箱梁结构,共59个梁段,标准梁段长12m,最大梁段重144.3t。针对桥址区地形陡峻,加劲梁节段运输、吊装难度大等难点,采用缆索吊机吊装加劲梁,缆索吊机跨度布置为(315.2+700+166.1)m,额定吊重160t;设计一套自动化旋转吊具调整加劲梁的方位,以满足吊装纵移空间的要求;斜拉扣挂式墩旁起吊平台由桥塔下横梁墩旁托架、先吊装的端部2个梁段及斜拉扣索组成。端部梁段采用缆索吊机结合纵向牵引荡移装置倾斜吊装;其余梁段利用斜拉扣挂式墩旁起吊平台垂直起吊,从跨中往两岸对称吊装,梁段间采用"全铰法"进行临时连接;合龙段位于两端,利用设于墩旁托架上的三向千斤顶调整对接。     

强涌潮水域分幅式钢箱梁安装技术

嘉绍大桥主桥为六塔四索面分幅式钢箱梁斜拉桥,跨中采用刚性铰结构.无索区梁段采用多功能变幅式桥面吊机吊装,研发专用设备进行钢箱梁滑移.标准梁段由4台桥面吊机同步吊装,采用快速软连接装置、临时横梁构造等多项装置解决标准梁段吊装和轴线控制难题.合龙段采用顶推施工工艺.主要介绍在强涌潮水域中安装分幅式钢箱梁的关键技术及创新工艺.     

杨泗港长江大桥主桥全焊结构钢桁梁安装施工技术

杨泗港长江大桥主桥为单跨1 700m的地锚式悬索桥。加劲梁为华伦式钢桁梁,采用千吨级整体节段吊装、全焊结构新技术。单节段加劲梁采用2台900t缆载吊机抬吊安装,最大吊重约1 010t,全桥共配置4台吊机,由跨中向两岸桥塔逐段对称吊装。加劲梁按成桥线形制造安装,规避产生永久施工内力;加劲梁吊装过程中采取了部分配重+临时连接的最优临时连接方案。汉阳侧岸滩区域梁段采用荡移+滑移、墩顶无吊索区域梁段采用荡移、其余标准梁段均采用2台吊机垂直抬吊架设。主索鞍随着加劲梁的吊装分3个阶段顶推复位;采用预偏法施工合龙段;合龙后从跨中向两岸桥塔依次上下左右对称进行栓焊永久连接。     

苏通大桥多功能桥面吊机设计与使用

苏通长江公路大桥为主跨1088m钢箱梁斜拉桥,上部结构标准梁段采用桥面吊机悬臂安装.由于主桥通航净空高,而且主梁节段宽、重,加上桥区恶劣的气象和水文条件,以及长索梁端牵引需要,对桥面吊机结构和性能提出了较高要求.该文介绍了苏通大桥集梁段吊装和长索牵引角度调整装置功能为一体的桥面吊机的设计与使用要点.