斜拉桥施工阶段二次调索计算方法

为保证施工阶段的结构安全,一些斜拉桥的施工需要进行2次分步张拉斜拉索,而由于二次调索控制目标不同,需要采用不同的调索计算方法。针对施工期间存在2种阶段控制目标的斜拉桥,以主梁脱离支架和内力分布合理作为控制目标,采用以梁塔拉压及弯曲应变能最小为约束条件的最小能量法进行初张力优化计算,以设计成桥索力作为控制目标,采用差值法进行正装迭代计算确定第2次张拉索力,并结合工程实例,利用有限元法实现了二次张拉索力计算。2种方法组合使用所确定的施工张拉索力能够满足施工控制要求,最终成桥状态亦达到设计要求。     

祁家黄河大桥设计

祁家黄河大桥为单跨180 m的上承式钢管混凝土拱桥,综述该桥主桥设计。该桥矢跨比为1/5;拱圈采用等截面悬链线,由横哑铃形桁式双肋组成;拱上立柱采用钢管混凝土柱框架结构,桥面板边孔采用20 m空心板梁与路基相接,次边孔采用16 m跨空心板,其余孔均采用标准的13 m跨空心板;该桥采用重力式拱座;拱肋吊段采用内法兰盘连接。该桥采用斜拉扣挂式无支架缆索法施工,利用钢丝绳作扣索,设计中取消了扣塔,直接将部分扣索锚固于桥台处。     

武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇基础设计

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为三塔四跨结合梁悬索桥,加劲梁跨径布置为(200+2×850+200)m。该桥南锚碇基础经多方案比选采用圆形嵌岩地下连续墙基础。地下连续墙外径68m、壁厚1.5 m,底板厚6 m,顶板厚14.5 m。导墙由2个L形钢筋混凝土墙组成,墙间距1.6 m;帽梁总宽4.0 m、高2.5 m;内衬厚1.5~2.5 m;在地下连续墙外围设置环形防渗帷幕。采用理正深基坑软件分析地下连续墙施工全过程的受力,进行结构配筋。采用软件FLAC3D建立基坑及周围土体三维模型,分析基坑开挖对长江大堤变形的影响,分析结果表明,正常施工时,周边建筑及长江大堤的安全可以得到保证。     

曹妃甸工业区1号桥斜拉桥设计

曹妃甸工业区1号桥位于北方寒冷强震区,由通航孔桥、非通航孔桥及引桥组成,综述该桥通航孔桥设计。根据建设条件及景观要求,通航孔桥为跨径2×138 m独塔单索面斜拉桥;桥塔为独柱形,造型为船帆式;索塔锚固区采用外露式钢锚箱方案;主梁采用单箱三室钢-混凝土箱形结合梁;斜拉索采用7 mm镀锌平行钢丝;桥塔墩采用群桩基础。抗震性能研究表明,强震区大型独塔斜拉桥应尽量避免采用塔、梁、墩固结体系,以减小桥梁结构的地震响应。     

波形钢腹板连续刚构桥的地震响应分析

为研究波形钢腹板连续刚构桥地震响应特性,分别对主跨160 m的PC及波形钢腹板连续刚构桥进行时程响应分析。采用MIDAS建立2种连续刚构桥模型,分析模型基本动力特性和在3种地震波作用下的地震响应。分析结果表明:波形钢腹板连续刚构桥振型贡献率无明显集中现象;地震波作用下,桥墩及主梁产生的轴力和绕横桥向弯矩较PC连续刚构桥大,绕顺桥向弯矩较PC连续刚构桥小;主梁跨中节点位移顺、横桥向均较PC连续刚构桥大;加速度衰减速度,顺桥向较PC连续刚构桥小,横桥向较PC连续刚构桥大;在主梁截面设计中,仍以静力计算结果控制。     

大跨度连续刚构桥抗震响应特性评估研究

为判断已建桥梁结构的抗震特性,迭代拟合了规范反应谱对应的人工加速度时程。分别采用反应谱法及时程分析方法对运营期大跨度连续刚构桥进行了E1级及E2级抗震特性研究,研究结果表明：本桥地震响应低阶参与振型与地震动峰值对应卓越频率值并不吻合,本桥在E1及E2地震作用下,墩身及主梁结构响应值较小,地震动作用下不会发生桥梁碰撞特征。     

悬索桥结构分析中鞍座单元的研究及应用

在悬索桥的有限元计算中往往忽略鞍座对主缆的影响而直接采用成桥理论IP点建模,这种简化会对主缆线形计算带来误差。为提高有限元计算悬索桥主缆线形的精度,提出一种能精确模拟主缆和鞍座约束关系的3节点单元——鞍座单元。采用该单元可基于弹性悬链线的解析解迭代出主缆与鞍座的切点坐标,再根据该单元刚度矩阵元素的含义并利用静力平衡条件直接推导出其切线刚度矩阵。以国内某主跨1 650 m的悬索桥为例,将鞍座单元的切线刚度矩阵引入到该桥有限元整体计算中,计算结果表明,鞍座单元能精确模拟主缆与鞍座的实际情况,将其引入悬索桥的结构计算中能大幅度提高计算精度。     

铁路空心墩寒潮作用下温度应力场试验研究

为改善寒潮作用引起的空心墩外表面混凝土受拉甚至开裂,以新杨家湾特大桥7号墩及牛角坪特大桥3号墩为工程背景进行铁路空心墩在寒潮作用下温度与应力场的试验研究。分别对两桥墩缩尺模型进行试验,采取从内部加热的方法模拟寒潮对桥墩混凝土的作用,并根据试验测得的寒潮温度场,采用有限元软件ANSYS分析桥墩模型相应的寒潮温度应力。模型试验结果与有限元分析结果一致表明:寒潮降温越快,对空心墩墩壁温度场影响深度越浅,桥墩外表面拉应力越大,越有可能造成表面开裂。     

长春伊通河大桥总体设计、试验及施工关键技术

长春伊通河大桥主桥为三跨飞燕式钢管混凝土异型拱桥。该桥拱肋由主拱肋、稳定拱肋及斜撑和横撑构成;V腿采用预应力混凝土单箱双室箱形结构;边跨加劲梁采用预应力混凝土梁,与V腿及主拱拱脚段固结,主跨加劲梁采用钢箱梁,简支在拱脚处牛腿上;主拱共设16对斜吊杆,全桥共设6根水平系杆。根据相似理论进行大尺寸钢管混凝土柱承载力试验、全桥缩尺模型静力试验及模拟地震振动台试验,并总结该桥施工过程中的关键技术和控制要素。试验结果表明该桥主拱肋强度安全系数较高,其整体静力性能和抗震性能均满足规范要求。     

东平水道大桥的施工监控

武广客运专线东平水道大桥主桥采用连续钢桁拱结构,大桥成形过程复杂,为了确保该桥施工安全,结合有限元法和现代监测手段,对其进行施工全过程的监测与控制。采用MIDASCivil 2006软件建立该桥理论计算模型,对各施工阶段进行计算分析,根据现场实测数据,对主要参数进行识别修正,准确地分析结构的实际状态。由应力、索力、温度及线形监测结果可知,主桥合龙后线形流畅,预拱度设置合理,达到了预期的效果,控制成果满足设计及相关规范的要求。