140m双线铁路上承式劲性骨架混凝土拱桥设计

上承式劲性骨架混凝土拱桥具有适用于地质条件较好的峡谷和山谷地区的优势,是铁路大跨度桥梁的发展方向之一。其拱肋采用劲性钢管骨架,缆索吊装合龙,挂模施工外包混凝土,能够较好地解决桥下山坡陡峻、河谷水深等不利条件对施工的影响,成桥具有造型美观,结构刚度大,后期维修养护小等优点。根据桥址处的地质条件、通航要求、桥上线路布置等要求,桥型选择了主跨140 m的上承式劲性骨架混凝土拱桥。对该桥的拱轴系数、矢跨比、横肋横向倾角、拱上立柱间距等参数进行了详细研究。在此基础上,采用M idas软件建立有限元模型,从静力、动力以及屈曲3个方面进行了计算分析,结果分析表明该桥满足设计要求。     

落布溪大桥拱上连续梁施工技术探讨

钢管混凝土劲性骨架拱桥在公路行业应用较广泛,但在铁路桥中应用较少。以钢管混凝土作为劲性骨架的铁路拱桥在国内更是屈指可数。由于铁路活载大,故铁路拱桥从设计到施工都比较复杂,且铁路范围内没有成熟的施工经验和铁路行业标准。结合落布溪大桥成功建设,探讨了拱上连续梁的施工工艺、施工难点及解决措施,可为今后同类型铁路桥梁的施工提供参考和指导。     

云桂铁路南盘江特大桥桥式方案研究

南盘江特大桥是云桂铁路的重点桥梁,根据桥址处V形峡谷的地形特点,采用上承式拱桥方案显然是最佳的选择。设计研究了混凝土整体箱拱、混凝土双肋箱拱、钢桁拱和钢管混凝土拱四个方案,并进行同精度设计比选。钢桁拱方案桥梁整体刚度偏弱,造价偏高;钢管混凝土拱方案焊接质量和接头疲劳问题较难解决;混凝土拱桥方案刚度大,造价低,从技术稳妥性、施工便利性考虑,最终选择了单箱三室的整体拱圈方案。本桥的方案研究成果对山区超大跨度拱桥设计具有一定的参考意义。     

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。     

大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土方案优化

研究目的:劲性骨架拱桥以其刚度大、跨越能力强和能较好地适应山区峡谷地形等优势逐渐成为山区铁路大跨桥梁的一种主选结构形式。但是,采用该方法施工的拱肋需要经历一系列的体系转换,受力非常复杂,往往控制设计。本文以沪昆高铁北盘江特大桥为例,系统介绍劲性骨架混凝土拱桥在施工过程中的计算方法及主要影响因素,研究拱肋在施工过程中的受力状态及控制因素,分别从横向分环和纵向分段两个方面对比分析多种外包混凝土施工方案,以期为类似拱桥的设计提供参考和依据。研究结论:(1)随着截面横向分环数的增加,骨架的受力将明显降低,表明分环数量的多少直接影响着拱桥的受力,要保证分环数量不宜过少;(2)纵向分段数量并不是越多越好,尤其是工作面交界处未包混凝土的弦杆处于较不利状态;(3)本次提出的优化方案有利于降低拱顶上弦的最大应力,避免了工作面处的应力突变,保证整体受力均匀,达到了工序优化的目的。     

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。     

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。     

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.     

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。     

宜万铁路落步溪大桥提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥施工工艺研究

提篮式钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥在铁路建设中得到越来越广泛的应用,其施工过程体系多变,受力复杂。以宜万铁路落步溪大桥为背景,分别对大体积拱座混凝土施工、钢管拱骨架缆索吊装及拱肋内灌和外包混凝土浇筑等关键工序的工艺了探讨和工程实践。结果表明,本文探讨的施工工艺合理、可行,为今后同类铁路桥梁的建造提供参考和指导。     

考虑施工过程的大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥受力分析

结合宜万线铁路上一座大跨径劲性骨架混凝土拱桥,介绍了空间有限元精确模拟劲性骨架混凝土拱桥施工过程的方法.采用大型通用工程软件对该桥施工过程进行模拟,并对施工过程中的受力进行分析,进而对结构安全性作出评估,为类似拱桥的设计提供依据.     

赣龙铁路吊钟岩特大桥主桥设计

赣龙铁路吊钟岩特大桥主桥在方案设计中经多方案比选,采用劲性钢管骨架钢筋混凝土上承式拱桥,桥式新颖美观,桥梁结构跨越能力强,结构刚度大,适用于铁路活载大、刚度要求高的特点,这种结构有利于推动大跨度铁路桥梁的技术进步与发展。综合介绍了主桥的桥式选择及主桥设计。     

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.     

跨越峡谷大跨度缆索吊设计及应用

结合云南某新建铁路劲性骨架混凝土拱桥实际,针对劲性骨架吊装、拱肋混凝土浇筑和拱上结构施工的工程特点,对大跨度缆索吊装体系进行初步设计,确定了缆索吊的基本参数,通过荷载计算,对主索等关键结构和部件进行分项设计,可为类似工程提供参考.     

重载铁路中承式拱桥拱肋方案设计研究

蒙华铁路龙门黄河大桥采用中承式拱桥方案,拱肋为主要受力结构,承受轴向压力。结合拱跨与拱肋的匹配性和历史统计资料,从拱轴线形及系数、拱肋横倾角、截面构造、横向联接系、结构自重、拱肋刚度和稳定性、施工方法及工期、后期运营养护维修等方面,对钢管混凝土桁式拱肋和劲性骨架拱肋两种拱肋方案进行对比分析,最终选定钢管混凝土桁式拱肋方案。     

山区铁路跨越V形峡谷桥梁方案比选研究

新建瓮马铁路乌江特大桥跨越乌江峡谷,桥址处地势起伏较大,相对高差约400 m,自然坡度60°～85°,沟深谷陡,交通不便.为克服铁路桥梁跨越V形峡谷难题,综合考虑桥位设计控制因素,选取钢箱梁悬索桥、上承式钢管混凝土桁架拱桥及上承式劲性骨架混凝土拱桥3种桥型方案,对桥型结构方案和施工方案进行详细介绍,并从可行性、静力性能...     

赣龙铁路吊钟岩主桥钢骨架及转体设计

赣龙铁路吊钟岩特大桥主桥为劲性钢管骨架钢筋混凝土上承式拱桥,设计跨度140 m。拱肋采用劲性钢管骨架,转体合龙,挂模施工外包混凝土,较好地解决了桥梁施工对桥下公路行车的干扰。介绍劲性钢管骨架计算方法、结构设计及骨架转体构造。     

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。     

新建铁路兰州至合作线祁家渡黄河大桥主桥抗震计算分析

新建铁路兰州至合作线祁家渡黄河大桥,主桥跨度为180 m劲性骨架混凝土拱桥。通过建立动力有限元模型,分析主桥的动力特性;然后采用反应谱方法、线性时程分析方法对该桥的地震反应进行了分析;并对主桥拱肋、立柱、拱肋横撑等构件的关键截面进行了抗震验算,计算结果均满足设计规范的要求。     

大跨度钢筋混凝土拱桥劲性骨架加工制作

劲性骨架法是目前特大跨径混凝土拱桥施工的主要方法,钢管拱的加工制作是钢管混凝土拱桥施工成败的关键之一。以云桂铁路南盘江特大桥钢管拱加工制作为例,从劲性骨架加工制作的总体规划、技术准备、材料的预处理、片段的分段制作程序、钢管拱卧拼装匹配组装、钢管拱吊装节段立拼组装等进行了详细的介绍,以供同类工程参考。