清溪西路桥异步挂篮设计及施工关键技术

合肥市清溪西路桥主桥采用(90+165+90) m连续刚构桥,分左、右2幅,主梁单幅采用单箱双室截面,单个T构划分为0～20号节段,0号块采用混凝土腹板,1～3号、20号节段采用钢-混凝土组合腹板,其余节段均采用波形钢腹板。经方案比选,连续刚构悬臂段采用自承重悬臂浇筑法(SCC工法)异步挂篮施工。异步挂篮由主桁系统、走行锚固系统、吊挂系统等组成,挂篮主桁以安装完成的波形钢腹板为支撑基础,将悬臂节段底、顶板错位分开施工,主桁杆件受力较小,挂篮规格尺寸小,经验算挂篮结构强度和刚度满足规范要求。施工时,0号块浇筑完成后安装1号、2号节段波形钢腹板,并在其上安装异步挂篮,挂篮经预压合格后施工1号节段底板,安装3号节段波形钢腹板,挂篮前移,浇筑1号节段顶板、2号节段底板,依次按循环错位法施工至18号节段,最后按先边跨后中跨顺序合龙。     

波形腹板组合梁桥大节段异步浇筑施工分析

波形腹板组合梁桥异步浇筑施工以波形钢腹板作为挂篮主要承重构件,将节段顶、底板混凝土与腹板划分成多个独立工作面,是一种新型高效的施工方法。为研究悬臂大节段波形腹板在挂篮异步施工过程中的安全、可靠性,通过实际工程——北京达摩沟大桥,利用Midas Civil建立全桥模型,对施工全过程进行整体分析,并结合该桥大节段长悬臂腹板支撑挂篮受力的特点,利用ABAQUS建立关键工况局部模型,研究腹板节段长度对异步浇筑线形控制的影响,推导节段变形计算公式。结果表明：施工全过程结构受力安全,腹板悬臂长度对浇筑前后所在节段的变形影响较大,异步浇筑过程结构呈现悬臂根部至N-1节段、N节段、N+1节段3个区域不同的受力模式,提出的变形计算公式理论值与施工实际下挠值吻合较好,可为该类桥型的异步浇筑施工提供参考。     

日本波形钢腹板桥设计与施工关键技术

波形钢腹板桥具有受力合理、自重较轻、施工方便等优点。日本是修建该类型桥梁最多的国家,以日本近期建设的4座波形钢腹板桥为例,介绍该类型桥梁的结构特点、施工工艺、防腐措施等。茨原川Ⅱ桥为(110+50) m PC连续箱梁桥,边主跨比小,主、边跨分别采用波形钢腹板、混凝土腹板,主跨侧桥台配重式设计,波形钢腹板区梁高按折线变化,在梁高转折点部位箱梁内侧设置横隔板和混凝土内衬。柳岛高架桥为多跨PC波形钢腹板箱梁桥,上、下行线分幅布置,为缩短工期,采用波形钢腹板用大型挂篮施工,减少了施工节段数量。新池山高架桥由2联波形钢腹板箱梁桥组成,其中7跨连续刚构波形钢腹板箱梁桥采用异步悬臂施工,波形钢腹板安装及主梁顶、底板混凝土浇筑在3个不同节段同时施工,节省了施工时间。安威川桥为波形钢腹板箱梁桥,上、下行线主跨分别为179 m、170 m,最大悬臂施工节段长6.4 m,采用快速施工方法,在主梁底板结合处波形钢腹板内、外侧喷镀防腐蚀金属材料。     

运宝黄河大桥主梁设计与施工关键技术

运宝黄河大桥主桥为(110+2X 200+110) m波形钢腹板低塔斜拉桥,副桥为(48+9X 90+48) m波形钢腹板刚构一连续组合体系桥。主桥主梁为整体式单箱五室截面,腹板采用波形钢腹板—混凝土腹板混合形式(中间2道为混凝土腹板,其余4道为波形钢腹板),中间箱室采用混凝土横隔板,两侧箱室采用钢横隔板;副桥主梁为分幅式单箱单室截面,腹板采用波形钢腹板;波形钢腹板与混凝土顶板采用双开孔板连接件连接,主桥中腹板与混凝土底板采用焊接角钢的翼缘型结合部,主副桥边腹板与混凝土底板采用外包型结合部,可提高结合部耐久性;波形钢腹板采用耐候钢,无需进行防腐涂装,节省后期维修养护成本。主桥采用挂篮悬臂浇筑施工,副桥采用钢腹板自承重架设工法,提高了施工效率和安全性。     

鄄城黄河公路特大桥波形钢腹板PC结合梁施工技术

山东鄄城黄河大桥为主跨120 m的大跨径全连续波形钢腹板PC结合梁公路桥。综述该桥主要施工技术:采用支架法施工0号块;利用特制桁架安装定位首块波形钢腹板;通过标高、轴线及节段钢腹板变形控制桥梁线形;波形钢腹板悬臂节段采用桁车悬浇施工;波形钢腹板现场采用螺栓先临时固定后施焊的连接方法;钢-混凝土结合部位施工时应重点控制混凝土施工,同时设置横坡及安装止水带来防水。     

波形钢腹板PC连续梁异步悬臂施工工序研究

为研究波形钢腹板PC连续梁桥在异步悬臂施工不同工序下的受力性能及施工工期,以主桥长360m的奉化江大桥为背景,采用有限元软件建立该桥箱梁的1～4号节段模型,分析按不同顺序浇筑箱梁顶、底板混凝土,吊装波形钢腹板时箱梁结构受力,并比较所需工期。结果表明:异步悬臂施工时,PC梁箱室中间小部分顶板混凝土处于受拉状态;波形钢腹板位移变化较大。若仅考虑结构受力,先浇筑前一节段顶板,再浇筑本节段底板,最后吊装后一节段波形钢腹板的方案施工期间挠度最小,受力最优;若综合考虑结构受力性能和施工周期的影响,同时浇筑前一节段顶板和本节段底板,最后吊装后一节段波形钢腹板的施工工序最优。     

波形钢腹板在施工中空间位置的定位研究

滁河大桥是主跨96m的波形钢腹板预应力混凝土组合连续梁桥,跨径布置为(53+96+53)m,采用对称悬臂浇筑法施工。在滁河大桥的施工中发现波形钢腹板空间定位对桥梁成桥后的受力影响较大,为解决波形钢腹板组合梁桥悬臂对称施工过程中波形钢腹板空间位置的定位问题,根据该工程的施工监控方案,结合该桥设计的特点,对滁河大桥波形钢腹板施工中空间位置的定位进行了专门的研究,采用了数学上关于空间上不在一条直线上的3个点可以确定平面准确位置的定理,对施工中的钢腹板进行定位,通过对理论计算的数据与施工现场实测数据进行对比分析,论证了该方法的可行性与实用性。     

墨临高速地约科1号大桥主桥总体设计

地约科1号大桥位于云南省墨江至临沧高速公路上,主桥为72+125+72m波形钢腹板预应力混凝土连续刚构桥,上部结构采用单箱单室截面。波形钢腹板与混凝土顶板连接采用双开口板翼缘型结合部,与混凝土底板采用外包型结合部,外包型结合部包括焊钉、小开孔板、小纵板三部分,为本桥首创的连接构造形式,可大大提高的连接可靠性和耐久性,并在中跨合龙段附近加设矮隔板改善径向力作用下混凝土底板应力。主桥采用悬臂异步浇筑工法,并对该工法进行了合理优化,提高了施工效率和安全性。     

波形钢腹板PC箱梁桥施工工艺研究

针对波形钢腹板PC(预应力混凝土)箱梁桥传统节段悬臂浇筑施工中存在的问题,将波形钢腹板预制装配化施工和异步悬臂浇筑施工工艺相结合,开发一种预制装配化波形钢腹板PC箱梁桥节段悬臂施工方法,将传统工艺中在空中悬臂完成的节段悬臂浇筑及底板与波形钢腹板连接施工作业转变为工厂化预制,降低节段悬臂施工中高空作业工序组织难度,并通过与传统施工工艺工期和经济效益对比分析其推广价值。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥异步施工全过程分析

为进一步研究波形钢腹板PC组合箱梁桥的新型施工工艺——异步悬臂浇筑施工,以山东小清河特大桥为工程背景,基于Midas FEA有限元分析软件,建立全桥上部结构精细化实体有限元模型,通过划分62个施工阶段来模拟异步施工全过程,并对施工过程中混凝土和波形钢腹板的应力及结构挠度进行详细分析。研究结果表明:在异步施工过程中,结构受力合理,应力始终处于安全范围内,验证了工法的可行性,并根据结构应力和挠度变化规律对施工监控提出了建议。     

大跨波形钢腹板组合箱梁桥悬臂施工力学分析

基于某13跨波形钢腹板连续梁桥,采用实际监测法和有限元数值模拟法,研究了波形钢腹板组合箱梁桥悬臂浇筑施工过程中温度效应和应力状态两个关键力学问题。研究结果表明,波形钢腹板组合箱梁桥悬臂施工过程中,大气温度变化可以引起梁体产生不可忽略的位移。施工过程中混凝土顶、底板由于剪力滞效应影响,纵向正应力呈现不均匀分布,而腹板剪应力分布均匀,且基本不受预应力施加的影响。     

波形钢腹板箱梁桥异步施工节段足尺模型试验研究

为了研究波形钢腹板箱梁桥异步施工过程中结构的受力性能,验证各关键部位的安全性,以奉化江大桥主桥为背景,针对该桥异步施工过程中的受力最不利工况——主梁16号节段的底板浇筑工况设计制作足尺模型(长7.2m、宽2.3m),采用两点加载方式进行静载试验,研究施工荷载作用下梁体挠度、波形钢腹板侧向变形、波形钢腹板及钢翼缘板的应力分布。结果表明:施工荷载作用下,混凝土顶、底板均未出现裂缝,波形钢腹板剪应力远小于其抗剪强度设计值,波形钢腹板自承重异步施工可满足结构受力要求,具有足够的安全储备;波形钢腹板作为自承重结构在竖向荷载作用下产生的竖向挠度及侧向变形较大;波形钢腹板上翼缘板挂篮作用点处为结构受力关键部位,施工时应对其进行局部加强。     

波形钢腹板PC连续梁桥异步施工临时横撑设计研究

为指导波形钢腹板PC连续梁桥异步悬臂施工中主梁临时横撑的优化设计,以奉化江大桥为背景,采用有限元法建立0～7号节段异步悬臂施工实体模型进行静力及屈曲分析,并对主梁临时横撑的结构形式、布置方式及槽钢型号进行比选。结果表明:相对于上下平联+中间桁架撑和上下平联+剪刀撑,采用上下2榀桁架撑可保证结构安全性及施工便捷性;相较于布置单道临时横撑,布置2道临时横撑更能保证波形钢腹板施工期的稳定性、可大幅度减少波形钢腹板的位移量;临时横撑采用12.6型槽钢,能充分发挥材料性能,经济性好。     

宽幅波形钢腹板PC组合箱梁桥悬臂施工控制关键技术研究

波形钢腹板PC组合箱梁是一种具有自重轻、跨径大、造型轻盈美观等特点的新型组合结构梁桥。本文以一座主梁跨径为(65m+98m+65m)的宽幅波形钢腹板PC组合箱梁桥为依托,提出该桥型悬臂施工过程及关键技术,包括钢腹板安装技术,挂篮悬臂浇筑施工,合龙段施工技术等。根据该宽幅波形钢腹板PC组合箱梁的施工特点,对施工质量控制要点进行分析,提出针对宽幅波形钢腹板PC组合箱梁悬臂施工合理有效的质量控制措施,以期为同类桥梁的施工与质量控制提供有益的指导。     

波形钢腹板PC箱梁桥的设计与工程实例分析

波形钢腹板PC箱梁桥具有自重轻、抗震性能好、受力合理明确、造型美观、施工方便等优点.用压杆稳定性理论有限元法给出波形钢腹板非弹性的剪切屈曲临界应力曲线,得出了为充分利用材料,设计宜控制屈曲发生在屈服区、非弹性区的原则,并给出波形钢腹板PC箱梁桥计算流程.以山东鄄城黄河公路大桥为例,介绍波形钢腹板PC箱梁桥的主桥设计与施工,分析其经济效益.该桥主桥跨度为70 m+11×120 m+70 m,波形钢腹板与混凝土顶、底板采用埋入式剪力键的连接方式,主桥采用悬臂施工,与常规PC箱梁桥相比可以节约12%的费用.     

波形钢腹板刚构-连续组合体系桥合龙关键技术研究

为保证波形钢腹板刚构-连续组合体系桥的合龙精度,以(55+4×100+55) m波形钢腹板刚构-连续组合桥——文泰高速珊溪大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立该桥施工阶段有限元模型,分析不同合龙顺序和体系转换时机对桥梁结构位移及应力的影响。结果表明：合龙顺序和体系转换时机对主梁成桥应力影响较小,对主梁成桥竖向位移、主墩墩顶成桥水平位移影响显著;珊溪大桥采用“边跨→次边跨→中跨”的合龙顺序,并在中跨合龙后进行体系转换,有利于全桥线形控制、改善主墩受力状态。采用上述合龙顺序和体系转换时机,该桥次边跨及中跨合龙时的高差控制在10 mm以内;成桥线形实测值与理论值最大相差17 mm,该桥的合龙实施效果较好。     

波形钢腹板PC梁桥施工期局部应力分析

以某大桥波形钢腹板异步浇筑施工为背景,针对波形钢腹板施工期局部应力集中问题,采用有限元分析软件Ansys建立波形钢腹板有限元模型并模拟异步浇筑施工过程。基于有限元模型和现场实测数据,得到了各施工工况下桥梁关键截面波形钢腹板的局部应力状态。研究表明:有限元模型与实测应力数据相对吻合,随着施工的进行,各项应力值均不断增大,0#块根部波形钢腹板剪应力实测值在施工到8#悬臂节段时达到最大值(23.3 MPa),低于有限元计算值(26.5 MPa)和钢腹板材料的强度设计值(310 MPa)。     

偏载作用下单箱三室波形钢腹板悬臂梁的力学特性

为了解单箱三室波形钢腹板组合梁悬臂施工状态下的扭转效应,设计制作了1片单箱三室波形钢腹板双悬臂梁模型,研究了该类悬臂梁在偏载作用下梁体变形、截面翘曲应力、翘曲应变及波形钢腹板附加剪应力等力学性能,并以国内某单箱三室波形钢组合梁桥为背景,采用有限元模型分析了不同工况下最大悬臂施工阶段单箱三室波形钢腹板截面的力学性能。结果表明:偏载作用下,波形钢腹板上纵向翘曲应变明显小于混凝土顶底板,计算时可忽略波形钢腹板纵向翘曲应力的影响;截面最大翘曲正应力出现在混凝土底板角点处,钢腹板附加剪应力沿梁高方向呈均匀分布,且加载侧边腹板附加应力值明显大于中腹板;实际工程中,考虑恒载作用时,截面底板翘曲应力约占弯曲应力的20%,故在进行该类桥设计计算时,不可忽略混凝土板翘曲正应力和波形钢腹板附加剪应力的影响。     

三角形挂篮和菱形挂篮有限元对比分析

随着上跨既有线施工的新建铁路项目的增多,挂篮悬臂施工方法工程经验和理论验算变得十分重要,为同类工程提供参考。结合京沈客专下桃花吐连续梁桥和铁营子连续梁桥的悬臂浇筑工法,基于Midas Civil软件平台,采用数值分析方法对三角形挂篮和菱形挂篮进行有限元计算,对比分析了两种挂篮的刚度、强度和整体稳定性。研究结果表明:模型理论变形值与预压试验变形值十分接近,建模方法较为准确;三角形挂篮的整体刚度优于菱形挂篮,施工荷载下变形较小;菱形挂篮的一阶屈曲稳定系数约为三角形挂篮的2倍,菱形挂篮的稳定性优于三角形挂篮;就桁架和横梁的受力而言,菱形挂篮优于三角形挂篮。     

波形钢腹板PC组合连续箱梁桥施工监控

以南京市长江第四大桥北接线滁河大桥为背景,结合波形钢腹板PC组合连续箱梁桥的结构特点,通过全桥的施工过程仿真计算,对该类型桥梁的施工控制进行了研究。介绍了该桥挂篮悬臂施工中的主要监控内容、监控计算、监控方法及监控效果。