斜拉桁架桥悬拼施工过程的力学行为分析

为了保证斜拉桁架桥杆件悬臂拼装过程中结构的安全性,对其力学特性进行了分析研究。基于卡子湾大桥的三维有限元实体模型,计算了各施工阶段的结构线形、关键截面的应力及稳定特征值,并将结构竖向位移、杆件轴线偏位计算值、关键截面应力与现场测试值进行了对比分析。结果表明,结构实际刚度较大,使结构竖向位移测试值较计算值偏小;关键截面应力测试值与计算值的在整个施工过程中的变化趋势吻合较好,且结构从最大悬臂状态到全桥合龙阶段的结构受力状态是最不利的。从结构的稳定性来看,随着悬臂长度的增加,结构的面外稳定明显低于结构的面内稳定性,主要体现在部分桁架杆件的局部面外失稳。     

郑州黄河公铁两用桥主桥第2联悬拼施工分析

为了评定郑州黄河公铁两用桥主桥第2联连续钢桁梁悬拼施工方案的可行性,采用有限元软件MIDAS Civil建立该桥空间有限元计算模型.根据施工方案将钢桁梁悬臂拼装架设施工过程划分为9个施工阶段,分别对各施工阶段进行施工过程仿真分析,得到各个施工阶段对应的桥梁变形及杆件的应力.计算结果表明,郑州黄河公铁两用桥主桥第2联采用悬拼施工时,钢桁梁的变形值较小、各杆件的应力小于材料屈服强度,满足桥梁施工规范要求,结构处于安全的受力状态,该施工方案可行.     

独塔斜拉桥叠合梁施工支架安全性能分析

为了保证叠合梁支架的施工安全性,采用有限元软件分析与计算全桥箱梁的最大应力和最大变形,通过计算钢管桩承载力,并与相应荷载组合值比较,确定支架是否满足承载力要求和正常施工状态下桥梁各施工阶段排架顶端轨道梁的最大竖向位移。结果表明桥梁各施工阶段排架杆件的最大压应力小于Q235钢的容许应力值,满足承载力要求;桥梁施工排架弹性屈曲分析特征值为4.15,满足施工过程稳定性要求。     

无焊接重载交通钢桁架桥设计

针对施工技术有限、工期紧张条件下的重载交通桥梁设计,提出无焊接钢桁架桥方案。全桥采用栓接,消除了传统桁架结构焊接次内力降低结构承载力的弊端;通过杆件截面布置方式的调整使结构内力分布均衡。可为同类结构的设计提供参考。     

塔园大桥钢桁架主拱整体提升安装与施工控制

塔园大桥工程(Tayan Bridge)主桥为75 m+200 m+75 m三跨连续刚性吊杆钢桁架系杆拱桥。根据现场施工条件和其自身结构特点,先整体提升合龙钢桁架主拱,再安装桥道系系杆,形成系杆拱结构后进行落拱;然后安装刚性吊杆,最后进行桥道系落架,完成全桥永久结构的安装。施工时,选取较为合理的体系转换顺序,通过采用有限元计算软件模拟分析施工过程中各阶段临时结构和永久结构的内力变化,并进行动态调整,以将结构杆件内力和成桥线形控制在合理范围内。     

新建基坑对邻近在建地铁车站结构的影响研究

以南京地铁7号线在建永初路站旁某新建基坑开挖为工程背景,根据该工程的施工方案和地质情况,采用MIDAS GTS-NX软件构建三维有限元模型,通过对基坑开挖过程中在建地铁车站变形的模拟,得到车站水平位移、竖向位移、侧墙弯矩和周边地层竖向位移的分布规律;通过将基坑开挖过程中控制点的变形值与实际监测数据进行对比,得出采用现有施工方案,基坑开挖过程中在建地铁车站关键控制点的变形均满足规范要求,并在此基础上提出了减小基坑开挖和地铁施工之间交互干扰的措施。     

隧道锚与隧道上下毗邻协同施工力学行为分析

为确定隧道锚与隧道上下毗邻协同施工最佳的施工工况,依托翁开高速四坪隧道工程,利用数字模拟手段对围岩竖向位移、塑性状态和初支内力进行分析,对比分析了三种不同工况下的围岩位移、塑性状态和初支内力的情况。结果表明：采用先施工主隧道再施工隧道锚,围岩的竖向位移最大;当采用先施工隧道锚再施工主隧道时,围岩的竖向位移最小还能有效减小塑性区范围,随着土体黏聚力的增大总体位移值和塑性区范围减小;上、中台阶支护连接部位内力较大,因此,应适当采取初支加强措施,保证在施工阶段支护的稳定性。     

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。     

郑州黄河公铁两用桥施工控制关键技术研究

郑州黄河公铁两用桥是斜边桁无竖杆的三主桁、单索面多塔斜拉桥,为了使该桥建成后达到设计目标受力状态,对其施工全过程进行控制,钢梁顶推过程中以最大悬臂状态关键杆件内力控制为主、线形控制为辅;顶推到位后以预制桥面板抄垫高程和索力控制为重点。建立板梁索相结合的空间模型模拟施工过程,根据计算结果确定施工临时平联布设方案,并实现顶推过程平面中线控制、顶推完成后墩顶3桁高差调整、桥面板高差控制、斜拉索张拉控制,确保各施工阶段的杆件内力、斜拉索索力和主梁线形3项指标均达到设计要求。     

Tayan大桥整体提升节段临时系杆设计及稳定性分析

Tayan大桥主桥为75 m+200 m+75 m三跨连续钢桁架拱桥,主跨为桁架拱,边跨为桁架梁,主桥主拱施工采用大节段整体提升方案。其中,主拱26个节段在跨中矮支架上原位拼装成型,并张拉临时系杆,再由提升塔提升系统提升到位。临时系杆是平衡拱脚水平推力,防止提升过程中拱产生过大下挠和杆件内力超标的重要结构。对临时系杆设计方案进行比选以确定适合本项目的最优方案,并采用2种方法对整体大节段的整体稳定性进行分析,确保大节段整体提升方案得到安全、顺利实施。     

纵向力对盾构隧道管片结构内力分配机制的影响分析——以苏通GIL电力管廊隧道工程为例

为探明施工过程中,不同纵向力及竖向荷载作用下,中间管片与两侧持环管片结构位移与内力分配的变化规律,以苏通GIL电力管廊隧道工程为背景,采用有限元方法建立局部错缝拼装管片结构模型,对目标管片在拱顶位置受拱顶竖向均布力荷载作用下弯矩与位移的分配规律进行研究,引入环间位移分配系数与弯矩分配系数揭示在不同纵向力作用下目标管片环间弯矩与位移的分配规律,揭示纵向力与环缝接缝张开量的对应关系,探明错缝拼装管片结构弯矩与位移的分配机制。结果表明:1)纵向力能够增加管片结构弯矩与位移的分配能力,有利于结构整体受力以及位移的整体协调性,其对结构内力分配的影响表现为非线性及阶段性,即当环间不产生接缝张开时,纵向力的增加对结构整体性影响较小;当环间产生张开量时,纵向力的增加在一定程度上增强了管片变形及内力的分配能力。2)纵向力使目标管片与两侧管片环缝完全接触,此时控制内力分配的主要因素为环缝接触面;直观控制因素为环缝张开量与错台量,随着环缝的张开,局部结构内力逐渐由通过接缝面传递变为通过凹凸榫传递,同时结构整体内力分配能力降低。3)常规荷载作用下,随着竖向拱顶荷载增加,当环缝凹凸榫接触后,结构内力的分配逐渐趋于某一稳定值。4)实际工程中出现纵向力损失后,由于内力的重新分配,结构会出现局部位置应力集中情况,需针对该实际工况予以特殊考虑。     

混凝土斜拉桥施工监控技术研究

斜拉桥是大跨径桥梁中最具优势的桥型之一。斜拉桥作为复杂的高次超静定结构体系,在施工中受各种复杂因素的影响,结构内力和变形与理论计算值存在一定差异。结合斜拉桥施工监控技术,对混凝土斜拉桥各施工阶段的内力和变形进行实测,并进而对下一施工阶段的内力和变形进行控制,以使结构的成桥内力和线形达到预期数值和状态。结合具体工程,对混凝土斜拉桥施工监控技术中涉及的线形和内力控制技术进行探讨,为同类工程项目提供技术借鉴。     

斜拉桥异型拱塔施工临时横撑方案比选

南宁青山大桥主桥为主跨430m的双塔混合梁斜拉桥,桥塔采用钢筋混凝土异型拱结构,塔柱采用全自动液压爬模施工,施工中沿塔柱高度方向布置了5道临时横撑。为有效控制施工过程中桥塔的变形和应力,提出4种(3种水平横撑和1种"横撑+斜撑")临时横撑方案,采用ANSYS软件建立桥塔的空间有限元模型,模拟桥塔施工全过程,分析临时横撑和塔柱的位移和应力。结果表明:"横撑+斜撑"方案的临时横撑横向和竖向位移最小,受到的应力水平最低,最能有效控制桥塔的应力和变形。因此,采用"横撑+斜撑"方案。分析该方案下横撑对桥塔的位移和空间受力影响可知:塔柱的压、拉应力分别控制在10.0 MPa和0.7 MPa内;桥塔横桥向最大位移为7.8mm,倾斜度约为1/17 600,均满足施工要求。     

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。     

斜拉桥双向倾斜桥塔主动横撑设计及施工控制

为了提高双向倾斜桥塔在施工过程中的稳定性和安全性,需要合理设计横撑作为临时结构,并对其进行施工控制.以某斜塔空间扭索双索面斜拉桥方案为背景,在对全桥模型进行复核和施工阶段计算后,提出横撑设置方案;对主动横撑施工过程进行监控,并对施工误差进行分析,对拆除横撑的施工控制方法及横撑拆除时机进行研究.得出如下结论:在主动横撑设计时应主要控制中塔柱根部混凝土截面应力,以内力控制为主、变形控制为辅的原则确定主动横撑预顶力;主动横撑的预顶力值确定应该包括模型受力计算值、温度影响值以及焊接变形所产生的内力变化值;施工过程中需要提高塔柱施工、横撑焊接的质量,并合理安排横撑的拆除时机.     

大断面隧道下穿高压输电铁塔现场测试与分析

李家冲大断面公路隧道下穿既有高压输电铁塔,施工风险极高,为此对铁塔采取了H形框架梁和塔基灌浆等加固措施,以控制4个独立塔基的不均匀沉降变形。施工中对铁塔杆件、框架连梁、塔基沉降变形、隧道围岩变形及初支结构内力等变化规律进行了全程跟踪观测。测试结果表明:采用H形框架梁加固铁塔基础技术方案,提高了塔基整体刚度,有效控制了隧道施工过程中铁塔的累计沉降与不均匀沉降,各项指标均在容许标准范围内,保证了铁塔和隧道施工安全。     

西宁文汇桥加劲梁体系转换方案优化

西宁文汇桥为主跨158m双塔混凝土自锚式悬索桥,采用"先梁后缆"法施工,加劲梁采用逐节段支架现浇法施工。该桥加劲梁体系转换原方案为三轮吊索张拉,由于原方案施工周期长、施工措施费用高,提出将原方案优化为两轮吊索张拉(优化方案)。为分析优化方案的优化效果,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析优化前、后2种体系转换方案的结构内力和变形。结果表明:与原方案相比,优化方案在第1轮吊索张拉时,吊索的竖向位移均在控制界限范围内,无需临时接长,可节省施工成本;主缆和索鞍间的抗滑移安全系数和桥塔应力均变化平稳,简化了计算分析过程;优化方案可以减少一轮吊索张拉,并在缆索架设阶段进行部分二期恒载施工,提高了施工效率。     

独塔斜拉桥换索过程计算分析研究

建立独塔斜拉桥设计方案的全桥有限元模型,综合考虑主梁内力对成桥索力进行优化;计算施工阶段拉索初拉力.分析逐一卸除各拉索工况下拉索力和应力的变化及其极值;计算各换索工况下主梁和桥塔的应力变化,分析换索过程中桥梁能否正常运营.还对各换索工况下主梁竖向位移进行了分析.     

砾砂层盾构隧道管片拼装与封顶块位研究

地铁盾构隧道管片拼装方式对结构内力的影响一直引人关注,在富水性强、结构松散、不稳定的砾质砂层中,由于拼装方式的不同会引起管片结构的变形与内力变化。鉴于此,以某地铁区间隧道为工程背景,对管片在通缝与错缝拼装条件下结构内力分布及竖向位移的变化开展有限元模型计算的对比研究,并提出了管片封顶块位的优化措施。研究结果表明:在砾砂层中,错缝拼装竖向位移小于通缝拼装,内力大于通缝拼装,主要原因是错缝使管片的整体刚度得到了提高,在设计时应优先选用错缝拼装,且当封顶块位于拱腰时,管片的力学性能最好。该研究结果可为类似地层的地铁盾构隧道的设计、施工和相关研究提供参考。     

蒲山特大桥施工线形控制研究及应用

线形控制是对桥梁施工中的重要环节及过程进行线形监测与控制,保证施工过程中桥梁的安全性和稳定性处于控制之中,并且使成桥后桥梁的线形和内力满足设计要求。通过蒲山特大桥的施工监控实践,详细介绍了变截面钢管混凝土桁架拱桥线形控制的原则、方法和效果。