沪苏通长江公铁大桥大跨柔性拱拼装与竖转过程分析

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为主跨336 m的钢桁梁柔性拱桥,拱肋在钢桁梁上组拼成半拱,利用扣塔竖向转体,单边拱竖转重量约1 400 t。为选择合适的拱肋拼装和竖转施工控制措施及参数,采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,计算3种不同拱肋拼装施工控制措施下钢桁梁的应力和变形,并分析拱肋竖转过程中拱肋受力、整体稳定性及参数敏感性。结果表明:通过边跨压重、单边拱提前预张扣索50%索力,可有效降低钢桁梁应力峰值和下挠量,确定为拱肋拼装施工控制措施;按计算的背索和牵引索试转索力和转体到位索力进行拱肋竖转,结构受力满足要求;拱肋转体的低阶稳定系数大于4,拱肋转体到位整体稳定性满足要求;按转体过程同层牵引索相对索力偏差不超过10%、背索与设计索力偏差小于10%、转铰同轴度偏差小于10 mm进行施工控制,拱肋合龙控制结果满足要求。     

独塔斜拉桥钢塔竖转施工计算分析

竖转施工方法可降低索塔结构高空拼装难度,便于结构尺寸精度控制,提高焊接质量和工效,被广泛应用于斜拉桥施工。为分析独塔斜拉桥钢塔竖转施工过程中的受力状态,运用ANSYS软件模拟独塔斜拉桥竖转施工过程,计算钢塔在不同阶段的应力、变形和稳定性。结果表明,转体启动阶段和结束阶段钢塔受力状态最不利,应重点监测。在启动阶段,钢塔的变形较大,应作为主要控制监测指标。     

大跨度矮塔斜拉桥V形钢主塔的竖转施工与结构分析

由于机场航空限高60 m的要求,宁波中兴大桥主桥采用了大跨度矮塔斜拉桥的设计方案,其V形钢主塔施工采用桥面上拼装然后竖转成型的施工方法。钢主塔竖转施工是主桥施工的一个重点与难点,着重介绍了钢主塔的吊装节段划分与竖转施工的主要步骤。根据施工步骤进行了主塔竖转过程的结构整体分析,得到了钢主塔及临时结构的整体受力特性。为进一步验证钢主塔竖转过程结构的安全性,对关键节点-竖转上转餃、下转铉以及上对拉较进行了有限元仿真分析,得到了关键节点的局部应力与变形。结构的整体与局部分析结果有效验证了钢主塔竖转过程中结构的强度与刚度能够满足相关规范的要求。     

斜拉桥施工过程中的索力控制与优化研究

根据斜拉桥结构受力特性和施工控制的需要，在模拟斜拉桥实际施工过程计算的基础上，通过建立斜拉桥施工初始索力和主梁（或塔）内力关系的数学模型，以成桥时主梁内力最小为控制目标，以各施工阶段的塔梁受力及塔梁变形为约束条件，采用有限元方法优化出斜拉桥施工初始索力和成桥恒载时的最终索力，保证了结构受力合理和施工安全。     

斜拉桥异形景观钢索塔竖转施工技术研究

转体施工方法将高空作业转化为地面作业,便利化程度高,经济效益显著,在索塔建设中的应用逐渐增多。依托某异形景观钢索塔的施工,对转体方案的可行性进行充分论证,并采用有限元仿真分析方法,对稳定安全、合理受力状态等关键问题进行分析,结果表明：对于异形索塔,竖转工艺具有质量可控、安全程度高、施工效率高的优势;竖转施工与竖拼施工影响索塔受力状态,可通过优化转动角度达到合理受力状态;基于有限元仿真分析,优化转动角度及索力,通过监测控制可保障斜拉桥力学性能。     

考虑预应力的大跨径RC拱桥悬浇阶段关键参数影响效应分析

对比分析了预应力效应对悬臂浇筑拱桥施工过程中拱圈截面应力、变形、索力、塔偏及局部应力等关键因素的影响。计算结果表明:预应力效应可有效降低截面应力峰值,改善截面受力,同时在一定程度能增大拱圈刚度,减小扣锚索应力幅,预应力效应对塔偏没有显著影响,实际工程中可不考虑。     

V 型桥塔竖转转轴设计与受力性能研究

以宁波中兴大桥为背景,针对矮塔斜拉桥V型桥塔竖转施工转轴受力性能展开研究。转轴在桥塔转动过程中,受集中荷载效应较大,易产生破坏,威胁桥梁建造安全,V型桥塔对拉不同步转动受力性能更为复杂。建立桥塔竖转整体计算模型,分析集中荷载效应最不利施工状态;根据最不利施工状态建立竖转转轴局部分析模型,分析其局部受力性能。结果表明,V型桥塔在竖转施工过程中,转轴的强度和刚度均能满足安全要求。     

基于内力平衡法的矮塔斜拉桥合理成桥状态研究

作为近年来发展的一种新桥型,矮塔斜拉桥在其结构、受力上都有自身的特点。合理成桥状态是指斜拉桥成桥后,在全部恒载作用下,各构件的受力均满足某种理想状态。在矮塔斜拉桥设计过程中,确定其合理成桥状态是非常重要的部分,为确定矮塔斜拉桥的合力成桥状态,以常山矮塔斜拉桥为研究背景,首先基于内力平衡法对主梁弯矩可行域进行求解,并以此主梁弯矩可行域作为索力控制目标初步得到满足主梁受力要求的索力值,进而增加更多的索力控制条件对初定的索力值做进一步优化,以得出既满足主梁受力要求同时分布均匀的索力值,该组索力所确定的成桥状态就是该桥合理成桥状态。该文章为同类桥型设计分享经验。     

大跨钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工抗风性能研究

为保证大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工过程的抗风安全，以某主跨342 m钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工为背景，研究该桥劲性骨架拱肋在竖转施工过程中的抗风性能及抗风措施。根据竖转施工特点，采用ANSYS软件分别建立2种最不利施工状态(拱肋竖转临界状态和拱肋合龙前状态)有限元模型计算风致响应，提出设置浪风索的抗风措施以提高抗风稳定性。结果表明：拱肋在2种最不利施工状态下会产生显著的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，危及拱肋施工安全；设置浪风索能有效降低处于竖转施工阶段的拱肋在横风作用下的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力，且浪风索应力满足要求，可保证竖转施工安全。浪风索截面面积对拱脚转轴连杆应力影响较小，对拱顶横向位移影响较大，同时考虑到施工中浪风索张拉力的不均匀性，设计时宜适当增加浪风索截面尺寸，以提升结构整体抗风安全储备。     

刚性索悬索桥主缆张拉施工控制方法

为掌握刚性索悬索桥施工过程中桥梁真实的应力和线形状态,针对刚性索悬索桥的主缆在塔上张拉,其索力形成机理为主动受力的特点,研究计入主缆外包钢套筒、吊杆外包钢套筒作用的主缆张拉有限元法,并采用该方法对无应力索长控制法、张拉力控制法、塔顶有效索力控制法和跨中有效索力控制法4种主缆张拉控制应力方法确定的成桥状态进行比较。结果表明:无应力索长法与张拉力控制法的索力差距十分微小、主缆的存余有效索力与常规悬索桥模型的较为接近、成桥状态的变形最小,较利于结合构件安装线形的调整控制成桥线形。经有限元模拟和张拉控制应力修正,对某刚性索悬索桥进行了施工控制,结果表明实桥测试数据与理论计算符合良好。     

钢筋混凝土箱形拱桥施工控制

为使拱桥达到理想的成桥状态,结合岭兜特大桥工程,对采用预制拱肋、缆索吊装施工的钢筋混凝土箱形拱桥,利用结构有限元分析,根据倒装-正装计算法对施工过程中结构的受力特性和变形进行预测,施工控制中对主拱的应力、线形、扣索的索力等进行监测.结果表明:在拱肋吊装过程中拱轴线变化与计算一致,拱肋合龙后各控制点的实测高程与控制高程之差、轴线偏位均满足相关规范要求;主拱圈典型截面上的实测应力值与计算应力值接近;扣索实测索力与计算索力基本吻合,岭兜特大桥达到了理想的成桥状态.     

长山跨海矮塔斜拉桥成桥工作性状三维数值分析

长山大桥是目前国内最大跨径的预应力混凝土矮塔斜拉桥,为更为准确分析其成桥状态下工作性状,通过建立全桥三维精细化有限元数值模型,合理考虑预应力钢筋和索力作用影响,针对自重、二期恒载、预应力荷载以及车道荷载作用下结构体系受力变形特性进行了三维数值分析,得到一些有意义的结论,可为相关工程实践提供参考。计算结果表明,在大型数值分析过程中需对预应力钢筋进行精细化考虑,以真实反映索力与预应力共同作用下的复杂工作受力变形状态。     

外倾式空间组合拱桥的施工监控

中山市长江北路大桥是一座非对称外倾拱肋的组合拱桥,它是由倾斜钢拱肋、曲线钢箱梁和倾斜吊杆组成的空间组合结构.为了确保该桥在施工过程中的安全,该文建立了空间有限元模型对该桥在施工过程中结构的变形和受力状态进行了模拟分析计算,并介绍了通过对拱肋变形、控制截面的应力和吊杆索力的施工监控,使该桥建成后的线形和受力状态满足设计要求.     

装配式双肢钢拱塔竖转吊装的力学研究与非线性稳定性分析

为深入研究装配式双肢钢拱塔在竖转吊装过程中的力学性能以及非线性稳定性,以一座双肢钢拱塔斜拉桥为工程背景,考虑几何非线性与材料非线性,采用ANSYS软件建立整个竖转吊装体系的有限元分析模型,并以竖转角度为唯一控制变量,定量地将整个竖转吊装过程划分成15个施工工况,通过分析各施工工况下竖转吊装体系的内力、变形以及非线性稳定系数的变化趋势来评定竖转吊装的安全性与可行性。研究结果表明,在整个竖转吊装过程中,起重门式塔架的跨中位移、应力峰值以及牵引索的应力均随竖转角度的增加而基本呈线性递减趋势;竖转角度的增加会导致钢拱塔主要的受弯区域由其顶部向腹部逐步转移,因此需要合理地上调中下部牵引索在吊装之前的预张力,从而优化钢拱塔吊装时的内力分布;整个竖转吊装体系的非线性稳定性系数均极大程度上地满足规范要求。     

双套拱塔斜拉桥索力张拉优化及控制

为研究双套拱塔斜拉桥施工控制技术,尤其是塔间索及斜拉索的张拉方案合理性及张拉控制方法,以小凌河大桥为背景,采用MIDAS Civil有限元软件建立该桥空间计算模型,进行施工过程的模拟计算,根据计算结果对拉索安装和张拉方案进行了优化。优化后,赋予塔间索初张拉无应力长度,二次调索时调整到成桥状态的无应力长度;斜拉索自内而外安装并张拉,索力小于250kN的斜拉索,调整其初张拉无应力长度使索力满足测量要求,其他斜拉索直接张拉到设计的无应力长度。监控结果表明,采用优化后的索力张拉方法对该类桥梁进行施工控制,整个施工过程中结构安全、受力明确,得到的成桥索力误差小。     

攀枝花新密地大桥拱圈悬臂浇注施工监控

攀枝花新密地大桥为主跨182m的混凝土拱桥,采用悬臂浇筑法施工拱圈,为确保施工过程的安全性和成桥状态的准确性,需要在施工各阶段对线形、索力及应力等参数进行监控。以上游拱圈监控工作为背景,利用MIDAS Civil建立全桥空间分析模型,基于正装法计算出各拱段浇筑及张拉过程的理想结构参数,在误差允许范围内合理调整扣锚索的索力来调整悬臂结构的实际状态,再根据拱段实测参数修正监控计算模型,达到计算模型与实桥施工状态的统一。施工过程中对拱圈线形、扣索和锚索的索力、拱圈应力、临时塔位移等结构参数的监控结果表明,主拱圈各项参数控制良好,满足设计要求。     

联塔分幅斜拉桥塔结构模型试验设计及加载索力优化

以甬江特大桥为背景,进行联塔结构模型试验,通过张拉斜拉索来模拟塔的最不利受力状态,简要介绍结构模型试验的设计。为了尽可能少张拉斜拉索,便于张拉控制,建立了最少索数索力优化的数学规划模型并编制了相应的数值程序,确定了相应的等效索力和各级加载中的斜拉索张拉索力,结果表明索力优化方法可行,张拉过程中结构受力安全。     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

港珠澳大桥九洲航道桥辅助墩支点顶升受力分析

港珠澳大桥九洲航道桥为主跨268m双塔单索面钢-混组合梁斜拉桥,辅助墩负弯矩区主梁采用支点顶升法施工。为研究该桥辅助墩支点顶升及回落施工对结构受力的影响,采用MIDAS Civil软件建立全桥空间有限元模型,分析顶升施工全过程中桥塔、主梁、斜拉索的受力。结果表明:顶升施工中桥塔、主梁变形较大,顶升回落后其变形基本恢复至顶升前状态;顶升施工中塔梁固结段位置处桥塔结构应力变化显著,桥面板后叠合区域的钢梁结构应力变化较为明显;顶升后斜拉索索力出现较大幅度的降低,顶升回落后斜拉索索力基本与顶升前索力相一致;支点顶升法能够有效地改善负弯矩区桥面板的受力情况,对负弯矩区施加预应力的效果明显。     

矮塔斜拉桥箱梁挂篮悬浇施工控制研究

矮塔斜拉桥为高次超静定结构,由于斜拉桥结构体系和荷载状态会在施工阶段不断变化,相应的结构内力和变形也随之生变化。所以需要对施工阶段进行详尽的分析和理论计算,对施工的顺序做出明确的规定,并在施工中加以有效地管理和控制,确保斜拉桥在施工过程中结构的受力状态和变形始终处于控制状态。