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)。     

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。     

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。     

异步施工中波形钢腹板稳定性研究

随着施工技术的不断进步，一种新型施工工艺——异步施工法逐步运用于大跨径波形钢腹板组合梁桥施工。异步施工法可极大地提高施工速度，但同时也使得波形钢腹板受力更为复杂，其在施工过程中稳定性问题较为突出。以焦作南水北调大桥为背景，比较了4种形式的临时横撑对结构稳定性的影响，基于ANSYS对临时横撑布置位置进行了参数化分析。结果表明：临时横撑可有效限制波形钢腹板在施工过程中的横向偏位和提高结构稳定性，其有效性主要取决于临时横撑对波形钢腹板的约束效应和对截面抗扭刚度的贡献；根据施工需要，上道横撑的设置应尽量靠近波形钢腹板上翼缘，而下道横撑可适当上移。     

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。     

文泰高速葛溪大桥主梁悬臂施工分析

文泰高速葛溪大桥左、右线分幅设置,主桥包含4个跨径均为(55+100+55) m的波形钢腹板PC连续刚构桥。该桥左线2号桥及右线桥均采用传统菱形挂篮悬臂施工,左线1号桥采用异步挂篮悬臂施工。为对比传统菱形挂篮与异步挂篮悬臂施工的效果,采用MIDAS Civil软件建立施工阶段有限元模型,结合现场实测数据,对2种工法施工过程中主梁的线形、应力及施工效益进行对比分析。结果表明:采用异步挂篮施工时,波形钢腹板的制造线形需要设置较大的预拱度;2种工法施工过程中箱梁顶、底板正应力水平基本一致,采用异步挂篮施工时波形钢腹板的剪应力略大;异步挂篮施工有3个独立的工作面,可以节省波形钢腹板的安装时间,经济效益明显,具有较高的操作安全性,建议在施工工法比选时优先考虑。     

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。     

顶推施工中波形钢腹板PC组合梁局部受力性能分析

波形钢腹板PC组合梁采用顶推施工时,其箱梁底板要连续不断在支墩上滑动,箱梁局部在顶推过程中的受力与成桥状态有较大不同。为了明确组合箱梁波形钢腹板在顶推施工中的局部受力性能,以国内一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板PC组合梁为例,采用板壳实体模型详细模拟了混凝土顶底板与波形钢腹板的真实结构,计算在顶推过程中组合箱梁的局部受力性能。比较了不同构造形式下的结构受力性能,为设计计算同类桥梁的局部结构提供了参考。     

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箱梁桥施工监控方案研究

随着桥梁结构形式的多样化,施工监控的重要性日显突出,成为桥梁施工技术中不可缺少的重要组成部分。本文以邢台市七里河紫金大桥工程施工监控为背景,重点介绍了波形钢腹板PC箱梁桥施工监控的技术研究,包括计算模型建立、桥梁施工期外观状态跟踪调查、位移监测、应力监测及波形钢腹板空间位置监测方法,给出了波形钢腹板PC箱梁桥梁施工监控的思路和对策。     

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。     

波形钢腹板连续梁桥错位法悬浇施工技术适用性研究

以运宝黄河大桥副桥波形钢腹板箱梁对称悬浇施工为依托,探讨错位法悬浇施工工艺在该桥型的适用性。通过建立波形钢腹板箱梁局部实体电算模型,分析在一个悬浇施工阶段内,波形钢腹板承载能力、箱梁顶底板及钢混结合区混凝土应力分布状态,根据分析结果,提出箱梁结构设计优化方案及施工工艺改进措施,为类似工程提供借鉴经验。     

钢底板-波形钢腹板连续刚构桥悬臂拼装异步施工线形控制技术研究

钢底板-波形钢腹板连续刚构桥悬臂拼装异步施工过程复杂，线形控制难度较大。通过数值分析与现场监测相结合的方式，建立有限元计算模型，讨论了剪切变形、相对湿度等因素对主梁挠度的影响，进一步优化预拱度，同时结合监测数据进行分析，结果表明：剪切变形对主梁挠度的影响较大，对于波形钢腹板刚构桥，其挠度计算不能忽略该部分的影响；在进行预拱度设置时，应重视环境相对湿度的影响；通过对主梁各工况变形的监测，主梁实际变形规律与理论基本相符，主梁合龙后线形平顺。     

GQJS在波形钢腹板连续箱梁桥施工过程计算中的应用

为研究波形钢腹板组合箱梁的变形特点,以山东鄄城黄河公路大桥为工程依托,基于桥梁结构分析软件GQJS采用了两种单元离散方式进行该桥的施工过程分析。方法1简称"1节点法",即顶底板混凝土和中间钢腹板单元共用节点,顶底板挠曲变形符合平截面假定,并用平钢板代替波形钢腹板,为考虑波形钢腹板褶皱效应,将波形钢板Q345钢材的弹性模量按轴向刚度等效的方法进行折减。方法2简称"2节点法",即顶底板混凝土单元节点独立,由钢腹板连接顶底板单元,顶底板挠曲变形不符合平截面假定,可以有相对位移,波形钢腹板控制上下节点相对位移。研究结果表明:采用1节点法和2节点法所得变形计算结果相差不大,并且都与实测结果相吻合,证明这两种单元离散方式均是可行的。     

顶推施工中波形钢腹板PC组合梁临时预应力钢束的合理设置

为了分析波形钢腹板PC组合梁在桥梁顶推施工过程中临时预应力钢束的对结构受力的影响,确保桥梁在顶推施工过程混凝土结构不发生破坏,以国内第一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板PC组合梁为例,采用板壳实体模型详细模拟了波形腹板组合箱梁的结构和具体的体内、体外预应力,计算了分析了顶推施工最不利工况下临时预应力钢束的合理位置设置、预应力大小和钢束数量对组合梁受力的影响情况,提出确保梁体结构安全的临时预应力钢束的合理设置方法,可为同类结构设计施工提供参考。     

大跨度波形钢腹板组合箱梁桥关键技术研究

波形钢腹板组合箱梁桥有效解决了钢筋砼结构腹板开裂问题,同时也解决了纯钢结构桥面铺装的粘结性问题,显著降低了结构自重,提高了结构的整体刚度及抗震能力。文中结合工程实践,对大跨度波形钢腹板组合箱梁桥施工关键技术进行分析。     

波形钢腹板-钢管组合箱梁受力性能分析

结合传统波形钢腹板组合箱梁和钢桁架的优点,将传统波形钢腹板组合箱梁下缘混凝土底板改进为钢管桁架结构,提出一种波形钢腹板-钢管组合箱梁新型结构形式。该结构充分发挥材料优势,具有自重轻、抗震性能好、结构抗裂性和整体性能优异的优点,同时施工方便,施工工艺灵活,更适合在城市中、小跨径梁桥中使用。将该组合结构应用于某一实际工程中,采用有限元软件对其抗弯性能和结构模态进行分析,并对比研究了钢管内填充混凝土与否对结构受力性能的影响。结果表明:钢管内填充混凝土可以有效增加结构整体刚度,改善结构受力。分析成果应用于工程设计和施工,取得了良好的工程经济效益和社会效益,可供类似工程进行参考借鉴。     

大跨径波形钢腹板梁桥试设计及探索

波形钢腹板组合箱梁从根本上回避了一般预应力混凝土箱梁桥腹板开裂病害问题,合理地将钢、混凝土两种材料结合,改善结构力学性能并减轻结构自重,理论上波形钢腹板梁桥可以超过混凝土腹板梁桥达到更大的跨度。由于梁桥中墩墩顶处负弯矩承载力有限,通过负弯矩对比的方式,试设计主跨360 m的波形钢腹板组合梁桥,并建立有限元模型,对结构抗弯、抗剪承载力,以及连接件等进行计算,结果表明试设计方案是成立的。钢腹板整体屈曲稳定性是制约波形钢腹板梁桥跨径增大的主要因素之一。为解决现有的波形钢腹板型号应用在大跨度梁桥中整体屈曲强度折减较严重的问题,研究设置纵向横隔和采用大尺寸波形钢腹板型号的应对措施,从而为波形钢腹板梁桥向更大跨度发展做出积极探索。     

大跨波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁桥施工控制研究

为提高波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁桥施工控制精度,使之更好地符合设计预期,以伊朗德黑兰北部高速公路主跨153m的波形钢腹板预应力混凝土箱形连续梁桥为背景,对该桥参数敏感性分析、主梁应力和线形监测与控制、波形钢腹板竖向高程控制等内容进行研究。通过参数敏感性分析明确了箱梁自重对主梁应力和变形的影响程度,为确定施工控制参数提供了基础。针对波形钢腹板竖向高程,采用了竖向高程和前后两段夹角双控,以高程控制为主,前后两段夹角控制为辅的控制方法。结果表明:通过施工控制主梁线形和应力满足规范精度要求,波形钢腹板竖向定位精度较高。