大吨位异形钢桥塔施工支架设计研究

为研究不同支架方案对异形钢桥塔施工过程的影响,以新首钢大桥为背景工程做了对比分析,进而分析桥塔施工过程对桥塔-支架整体耦合模型内力、位形的影响,研究支架设计过程中的一些细部问题.结果表明:格构式支架受力明确、合理,施工方便且用钢量小,建议采用该支架方案;桥塔采用反变形的施工方案,可以很好地满足桥梁结构设计线形要求;在格构式支架设计中应避免多个斜撑相贯于立柱同一节点造成支架立柱受力不均匀、部分立柱受力急剧增大的问题;在有限元模拟中支架顶部与高塔连接建议采用铰接方式进行简化处理..     

大吨位异型钢桥塔施工支架设计细节研究

为研究不同支架方案对异型钢桥塔施工过程的影响，以新首钢大桥为背景工程，对比分析了不同桥塔施工支架方案，进而分析桥塔施工过程对桥塔-支架整体耦合模型内力、位形的影响，对支架设计过程中的一些细部问题进行对比分析。结果表明：格构式支架受力明确、合理，施工方便且用钢量小，建议实际施工中采用该支架方案；桥塔采用反变形的施工方案，可以很好地满足桥梁结构设计线形要求；在格构式支架设计中应避免多个斜撑相贯于立柱同一节点，造成支架立柱受力不均匀、部分立柱受力急剧增大的问题；在有限元模拟中支架顶部与高塔连接简化处理建议采用铰接方式。     

波形钢腹板PC连续箱梁桥支座偏移成因分析及更换技术

波形钢腹板PC连续箱梁桥能够将钢、混凝土两种材料有效结合，是一种经济、合理、高效的新型结构形式。但波形钢腹板PC连续箱梁桥不同于普通预应力混凝土连续箱梁桥，其病害原因需进行专门分析并采取针对性措施。以某高速公路一联(70+11×120+70)m波形钢腹板PC连续箱梁桥为例，结合支座纵向预偏量设置、桥梁结构类型、环境温度及桥面线形进行支座偏位原因分析，改进支座设计。基于现场情况并考虑施工条件制定更换方案，通过方案比选确定最优方案并组织实施，同时加强过程监测，保证施工安全和桥梁结构安全。盆式橡胶支座更换完成后的验收结果满足规范要求，其分析思路及更换技术可为类似桥梁结构的支座更换提供借鉴。     

银西高速铁路渭河特大桥钢腹杆组合结构总体设计

银川至西安高速铁路渭河特大桥主桥设计方案受既有公路桥、防洪评价、美观性等多因素控制,上部结构首次采用3×60 m及4×60 m等跨度钢腹杆组合连续梁结构,参考既有类似结构尺寸并结合本桥实际情况拟定出钢腹杆组合结构的桁高、桁式、节间长度、节点形式等总体构造。根据施工方案采用有限元构建全桥杆系模型和实体模型,对该新型结构进行静力计算、实体分析,从总体上把握该结构受力性能。采用大比例缩尺模型试验对节点承载能力和破坏形态进行模拟。研究结果表明:采用钢腹杆组合结构能有效减轻结构自重,减小桥墩尺寸,其刚度指标、局部应力及节点区钢结构和混凝土协同工作能力均满足规范要求,结构受力性能优越,是一种值得推荐的桥型。     

杆端缩尺钢桁架桥梁结构静力计算与优化分析

以某下承式铁路钢桁架简支梁桥的单榀Warren桁架为研究对象,对杆端缩尺钢桁架桥梁结构及其端部缩尺压杆进行有限元分析和用钢量优化,重点研究杆端缩尺参数对杆件内力、截面应力、结构刚度、结构弹性稳定、压杆极限承载力、最小用钢量等的影响.结果表明:杆件截面高度缩尺是最理想的杆端缩尺方案;随着缩尺幅度的增大,桁架结构的杆件轴力变化很小,但杆端次弯矩和剪力显著减小,且结构竖向刚度和弹性稳定性有所降低.通过适当提高缩尺段的钢材强度等级,端部缩尺压杆的极限承载力将不低于未缩尺压杆,并可在满足结构强度、刚度及稳定性要求的前提下,进一步通过杆件截面优化,得到比未缩尺设计更小的结构用钢量.     

斜拉-自锚式悬索组合体系的体系转换优化

研究目的:对于新型体系桥梁的施工,应在施工前对桥梁的结构体系形式进行分析、研究,根据桥梁特点对施工方案进行优化,本文以汉中西二环斜拉-自锚式悬索组合体系桥为基础,分析、研究了新组合结构的结构特点及优化过程。研究结论:通过研究优化,满足了施工的安全、合理、可操作性等诸方面要求,消除了施工可能存在的巨大隐患,保证施工能安全、顺利进行。新型桥梁结构,应在施工前对桥梁结构特点进行分析,对施工方案进行优化,以更好地理解桥梁的结构特点,从而更加安全、可靠地完成施工过程。     

银西高铁大跨连续刚构加劲钢桁组合结构设计

银西高铁漠谷河2号桥主桥采用(97+2×180+97)m连续刚构加桁组合结构,是目前国内同类型桥梁的最大跨度。对该桥的设计方法进行详细介绍,对主桥的方案选择及控制因素进行分析,对梁桁组合机构的加劲钢桁桁长及桁高的选择、连接节点的设计、徐变变形其他控制措施和梁桁温差引起的桥面竖向位移等设计难点进行了研究,为该结构在高速铁路桥梁中的应用奠定了基础。     

兰渝线洛塘河车站特大桥设计

结合兰渝线洛塘河车站特大桥的设计,分析了山区车站桥梁布孔受到的制约因素;提出山区桥梁需重视刷方地段的防护设计,设计中采用了"下挡上防"的综合防护体系,引桥采用适应山坡的不等高双柱墩配大直径矩形挖孔桩方案,减少了环境破坏,保证了施工、运营安全。本文还通过对主桥四线双幅(68+3×120+68)m预应力混凝土连续梁的结构分析,确定了布束原则,即由于高速铁路桥梁对主梁工后混凝土徐变有较高要求,在满足结构功能的前提下,应尽量优化钢束布置,减少钢束用量,降低梁体应力。同时,通过全桥车桥耦合动力仿真分析,表明该桥具有良好的振动性能。     

考虑施工阶段的高铁系杆拱桥吊杆张拉优化研究

将影响矩阵法引入系杆拱桥,建立以优化前后吊杆成桥索力差值向量二范数平方的最小值为目标函数,以吊杆张拉力为变量,以各个施工及成桥阶段中系梁和拱肋的挠度、应力以及吊杆索力作为约束条件的优化模型,通过该优化模型的计算来减少施工阶段的吊杆张拉次数。基于该优化模型,以新建某高铁线144 m下承式尼尔森体系简支拱桥为工程实例,获得施工阶段1次张拉的吊杆张拉力。研究结果表明:优化后采用吊杆1次张拉方案的系梁和拱肋的挠度、内力与设计状态较接近,验证了该优化模型的可靠性和有效性。该优化方法可为同类型桥梁的设计和施工提供参考。     

甬舟铁路桃夭门大桥方案研究与设计

甬舟铁路桃夭门大桥跨越桃夭门水道,根据线形、技术、经济条件比选,最终确定采用经富翅岛与公路桥并行方案,主桥与公路桥对孔布置,一跨跨越通航水域。并对钢-混结合梁斜拉桥和钢桁梁斜拉桥进行多方面比选,推荐采用钢-混结合梁斜拉桥方案,通过对结构进行静力分析、车-桥及风-车-桥耦合振动分析,验证结构的安全性和舒适性。研究结果表明钢-混结合梁斜拉桥适用于高铁桥梁。该桥型将首次应用于高速铁路,将为我国铁路桥梁的设计研究提供借鉴和新思路。     

基于FCM-CSIs的跨海铁路大桥投资分析及施工组织优化研究

杭州湾跨海铁路大桥是一座集大跨、长联和高墩为一体的超长跨海高速铁路桥梁集群,建成后将是世界上最长大的高速铁路跨海桥梁。项目建设条件复杂,施工条件恶劣,现场有效作业时间短,施工组织及投资控制难度大。为科学合理编制概预算和施工组织方案,控制工程投资,指导设计和施工,需利用数学模型方法开展投资分析及施工组织优化研究。结合杭州湾跨海大桥特点,基于模糊C均值聚类模型FCM,根据桥梁结构形式、桥梁跨度等因素将15个桥梁区段聚合为航道桥、深水区引桥、浅滩区引桥等5类。利用显著性成本分析CSIs方法,识别出钢管桩、混凝土箱梁和钢围堰是影响跨海大桥成本的显著项目。基于灵敏度分析方法,识别出施工用电、钢管桩、混凝土、钢筋、钢桁梁、钢围堰以及大型运输船等7类因素是影响项目造价的敏感因素。研究结果表明：利用模糊C均值聚类模型,可有效减少杭州湾跨海大桥投资分析段落,降低投资分析难度;利用显著性成本分析可有效识别影响跨海大桥成本的关键部位,为合理编制施工组织方案、降低工程投资提供可靠依据。研究成果可用于识别复杂重点工程的关键部位和影响成本的关键因素,有效节约工程投资,合理编制施工组织方案,为类似项目提供新的思路和...     

BIM技术在高铁简支梁拱组合体系桥施工中的应用

郑万铁路128 m下承式简支梁拱组合体系桥建筑高度低,桥梁竖、横向刚度大,施工难度高。为有效管理桥梁施工、大幅度减少施工安全隐患和更好地实现设计意图,采用BIM技术建立桥梁三维模型,检查施工方案的合理性,及时发现局部标高错误的设计纰漏,避免"边干边审"传统模式下造成的误工、返工现象,并实现技术交底形象化,完成了碰撞检测和设计优化。同时,还解决了四维进度模拟和快速准确算量等常规施工管理中的难题。通过介绍BIM技术在桥梁施工过程中的具体应用与效果,为类似工程提供指导和借鉴。     

高架快速路上跨宝鸡东编组站方案比选

宝鸡市斗中路高架快速路,跨越宝鸡东编组站的10股轨道线和铁路专用线,同时桥下的城市主干路以框架桥的形式下穿宝鸡东编组站。桥位处需保留现状的地面交通、铁路框架桥和周围的高层建筑,桥址处空间局促,建设条件复杂,导致桥梁墩位布置困难。桥梁的布置方案与施工方案相互影响和制约。上跨方案是控制整条快速路的关键节点。综合考虑主墩的合理位置、恰当的孔跨布置和适宜的施工方案,对矮塔斜拉桥、刚构桥等方案进行详细的对比分析,确定采用(97+97)m的转体刚构桥方案。该方案的安全性和经济性均较优。该桥方案的研究过程和方法,为类似的复杂城市环境下,建设高架桥梁跨越铁路编组站提供参考和借鉴。     

空间索面斜拉桥索塔锚固方案研究

结合实际工程,利用有限元软件Midas FEA,对某公铁两用斜拉桥的索塔锚固区进行详细分析,从适用、经济、技术先进、施工控制等方面,分别对适合本桥索塔的锚固方案进行对比分析,最终确定U形+短直预应力钢束锚固方案为本桥最佳锚固方案。给出U形+短直预应力钢束锚固方案的分析结果,可供类似桥梁提供参考。     

城市快速通道跨越铁路大型编组站桥梁方案比选研究

郑州市农业路快速通道工程上跨郑州北铁路编组站30余股道线及京广铁路,同时桥下既有道路下穿郑州北编组站。桥址处密布框架桥、公路桥,桥梁建设的可行性墩位少,施工方案影响桥梁方案。研究并选择合理的桥梁方案对本工程十分必要。通过对桥址处多个可行性墩位的研究,选择合理的施工方案和孔跨布置方案,进而确定4个桥梁方案,再从铁路安全、技术、工期、经济等方面对桥梁方案进行详细的分析比较,推荐合理的桥梁方案。比选结果表明:(126+200+126)m双塔斜拉桥为推荐桥梁方案,该桥梁方案的研究过程及方法可为同类型涉铁工程设计提供参考和借鉴。     

京广高铁联络线160 m四线混合连续梁桥设计及关键技术

京广高铁联络线流溪河特大桥主桥采用(70+160+70) m四线混合连续梁方案跨越流溪河。该桥为四线铁路钢混混合梁式桥,文中介绍了该桥工程概况、结构构造及主要计算结果。为确定四线铁路混合连续梁桥的关键技术,采用结构分析软件对该桥等效跨度、边中跨比、钢梁长跨比等结构参数进行对比研究,得出0.875倍预应力混凝土连续梁跨度为等效跨度、0.45～0.5的合理边中跨比、0.35～0.4的合理钢梁长跨比等结论。该桥中跨跨中设63 m钢梁,截面采用易于运输、施工方案更灵活的分离双箱钢梁截面,提高了结构适应性;中跨钢梁的设置减小了结构自重和梁高,提高了桥梁的跨越能力,减少工后徐变;中跨中钢梁替换常规混凝土梁,大大减小了主跨自重,边跨长度可进一步减小,有利于满足高速铁路刚度要求;钢梁采用整体吊装施工方案,减少了悬灌节段数,缩短了施工工期,为铁路高速发展提供了便利。     

某全焊钢桁架连续梁桥加固方案研究

研究目的:现行加固规范针对钢桁架连续梁桥加固中优先考虑增大杆件截面,但是针对无法卸载的桥梁,杆件在负荷情况下焊接增大截面存在较大安全风险,而节点板加固难度更大;针对全焊接的钢桁架桥,更换杆件及节点板无法实施。本文旨在通过对某某全焊钢桁架连续梁桥加固方案研究,提出一种适合的加固方法,并解决其中的关键技术。研究结论:(1)针对某钢桁架连续梁桥承载能力不足的问题,在不卸载的前提下,通过多种方案比选,创新性地提出了新增主桁的加固方案;(2)为达到新旧结构共同受力,降低原桁架承受的荷载,采取了顶升新桁架的方式进行受力体系转换;(3)计算分析和加固后两年的检验证明了加固方案安全合理,加固效果明显;(4)本研究提出的新增主桁加固可应用于同类桥梁工程中。     

盖挖法地下车站围护结构及顶板节点设计

以某盖挖法地铁车站施工为研究对象,探讨围护桩与车站主体结构结合的最佳结构形式,以及围护桩与主体结构关键连接节点的结构设计方案,并结合盖挖法工程特点及基坑开挖工况,将主体结构顶板参与围护体系同步计入计算模型,采用连续介质有限元法进行基坑设计。相关计算比较表明,设置结合梁替代以往扩大桩顶冠梁或设置连接件的优化方案,使结构受力体系更加明确,可有效减小主体结构构件尺寸,侧墙用钢量减少约30%。在进一步简化连接节点设计基础上,有效解决了节点处防水等施工难题。     

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。     

大尺度矩形钢吊箱上波流力计算方法研究

新建福平铁路平潭海峡公铁两用大桥为国内首座公铁两用跨海桥梁,桥址处风大、浪高、涌急、水深、潮差大、台风频繁且强度大,自然条件极其恶劣。大桥主墩B40承台采用单壁矩形钢吊箱围堰施工,围堰重1 500多t,结构尺寸大,属于大尺度结构,现有规范中对大尺度矩形结构上波流力计算公式尚不成熟。为更精确得到钢吊箱上波流力,本文通过现场实测和数值模拟分析的方法,对钢吊箱围堰上动水压力和波流力进行研究,对比模拟与实测结果,完善钢吊箱围堰三维数值计算模型,并利用模拟结果,对现行规范中的矩形围堰计算公式进行优化完善。