千米级混合梁斜拉桥双目标控制施工监控体系

为确保千米级混合梁斜拉桥施工监控的高效性、高精度以及安全性,以鄂东大桥为背景,通过理论分析、有限元数值计算,在充分考虑结构非线性效应,并结合现场实际及工程面临问题的基础上,开展了特大跨度混合梁斜拉桥施工监控理念、监控方法及监控内容研究,构建了适用于该复杂结构的监控体系.首先,根据千米级混合梁斜拉桥施工控制特点及面临的问题和挑战,基于几何控制理论,构建了双目标监控体系;其次,根据双目标控制系统关键问题,重点针对初始无应力状态量的确定、关键构件计算分析、制造浇筑及安装控制、施工期安全稳定等问题进行深入研究,得到了其计算分析及安装控制方法;最后,利用建立的监控体系,对鄂东桥进行了全过程控制.研究结果表明:采用的监控系统,制造阶段误差梁顶最大为16 mm,轴线误差2.7 mm,累计梁长误差10.8 mm;非线性稳定安全系数最小2.5,满足要求;边跨混凝土线形最大误差11 mm,中跨钢箱梁最大误差157 mm;塔偏相对误差为L/12 434,混凝土梁单根拉索索力最大误差为4.50%,钢梁索力最大为6.30%,全桥应力合理,监控各项指标均满足规范要求.      

超长大跨度公铁合建桥梁结构体系研究

新建甬舟铁路西堠门公铁两用大桥连接金塘岛和册子岛,桥位处海域宽2.7 km,最大水深93 m,地形复杂,桥梁设计难度大。为研究超长大跨度公铁合建桥梁合理结构体系,结合地形地质条件,选取主跨1 500 m悬索桥、斜拉桥及斜拉悬索协作体系3种桥型方案,对上部结构设计进行详细介绍,并从静力性能、动力性能、经济性能等方面对不同结构体系进行对比分析。研究表明：(1)与斜拉体系相比,协作体系桥可减小30%～50%的主梁内力和60%的桥塔内力,一定程度上解决了加劲梁承受巨大轴压力造成屈曲问题,并有效减小了桥塔规模;(2)与悬索桥相比,协作体系可减小50%的主缆内力,主缆钢丝和锚碇的工程量相应减小,施工难度得以降低,同时协作体系扭转频率更高,降低了结构在较低风速下发生涡激振动的可能性;(3)斜拉悬索协作体系能够充分发挥斜拉结构和悬索结构的组合优势,实现超大跨度的同时具有较大的纵向刚度和竖向刚度,满足铁路行车对结构刚度的要求;(4)对于主跨1 500 m级超长大跨度公铁合建桥梁,斜拉悬索协作体系经济性更好。     

公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式研究——以赣江公铁大桥西支主桥设计为例

以赣江公铁两用大桥西支主桥设计为例,研究一种适应上层8车道公路、下层对称双线铁路+4车道公路混合布置的主梁断面形式。提出带挑臂双索面箱桁组合断面、带挑臂单索面箱桁组合断面、矩形箱桁组合断面、矩形钢桁梁断面4种主梁断面方案,采用有限元软件分析各方案静动力性能及受力特点,综合考虑方案构造特点、技术指标、工程数量、公铁运营安全、景观效果等,确定该桥选用带挑臂双索面箱桁组合断面。该桥斜拉索最大索力16 000 kN,锚固在下层钢箱梁两侧,通过有限元实体分析对锚拉板和钢锚箱式两种索梁锚固形式进行比选研究,钢锚箱形式受力合理、应力水平低、经济性好,设计采用钢锚箱形式。带挑臂双索面箱桁组合断面桥面空间布置合理、下层公铁行车干扰小、梁端竖向变形最小、经济性好,是一种适应公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式。     

嘉绍大桥多塔斜拉桥创新结构体系设计

嘉绍大桥主航道桥采用分幅四索面六塔钢箱梁斜拉桥方案,桥跨布置为70m+200m+5×428m+200m+70m=2680m,按双向八车道高速公路标准设计,是目前世界上规模最大的多塔斜拉桥.如何提高整体竖向刚度和满足索塔受力要求是结构设计的关键.通过在索塔设置X托架、索塔两侧主梁设置双支座,提高了多塔斜拉桥主梁竖向刚度及改善了索塔受力.通过在主梁设置刚性铰构造,解决了长主梁温度变形引起的索塔受力问题.     

空间四索面斜拉桥横向索力优化研究

嘉绍大桥主航道桥为双幅、空间四索面斜拉桥,两幅钢箱梁之间通过间隔布置的箱形横梁和工字形横梁来承受拉索的横向水平分力.在获得平面索力后,为解决索力的横向分配问题,提出了斜拉索横向索力分配的原则和具体算法,经过验证,该方法得到的索力能保证在成桥竖向线形与设计线形一致的条件下,成桥后的截面横坡与设计一致且横梁处于最优的受力状态.     

多塔斜拉桥刚性铰合龙施工控制技术研究

嘉绍跨江大桥主航道桥全长2680m,作为嘉绍大桥释放温度变形的特殊结构,刚性铰构造复杂、重量大、安装精度要求高,其安全、准确地安装成为大桥顺利施工和运营的关键.为保证刚性铰合龙过程的安全与合龙精度,提出了完善的合龙方案;通过对多种偏载工况的分析,根据多种指标的限值提出了合龙过程中的偏载限值;为了保证结构安全,提出了减弱偏载效应的处理方法.本研究成果可为其他大跨度斜拉桥的合龙施工提供有益参考.     

鸭绿江界河斜拉桥主墩塔柱液压爬模施工

鸭绿江界河斜拉桥22号主墩塔柱高度及横断面尺寸较大,经综合比较,决定采用先进的液化自动爬模施工技术,其集模板支架操作平台为一体,利用自身液压系统及已施工完成的主体结构,随结构的升高而升高,保证了整体施工进度.     

宁波大榭第二大桥总体设计

大榭第二大桥为大榭岛对外与北仑联结的第二座特大型跨海桥梁工程,全长约5.5 km,由主桥、大榭侧及北仑侧引桥、炮台岗深路堑及老329国道简易立交组成,主桥采用大型单索面帆形混合塔斜拉桥.介绍了全桥总体布置、主桥及两侧引桥结构的设计与构思.     

单索面斜拉桥钢—混组合索塔施工抗风性能研究

大榭第二大桥为单索面斜拉桥,为了验证其钢—混组合索塔在施工过程中的抗风安全性,采用有限元数值分析方法,对索塔在下横梁浇筑前、上横梁浇筑前、裸塔阶段等3种施工控制状态,在20年一遇台风作用下的静阵风荷载响应进行了分析,并进一步分析了裸塔状态下施加临时风缆后对抗风性能的改善情况.研究结果表明:索塔施工过程中风荷载作用下产生的最大拉应力出现在裸塔阶段,位于横桥向迎风侧中塔柱根部,与恒载效应组合后,最大拉应力值为5.04 MPa,;最大拉应力产生的裂缝宽度为0.067 mm,小于规范规定的限值(0.15 mm);裸塔状态下施加临时风缆可以显著减小混凝土塔柱的最大拉应力.     

重载交通下特大型单索面帆形混合塔斜拉桥设计技术

以宁波大榭第二大桥特大型单索面帆形混合塔斜拉桥为背景,分析了重载交通作用下的荷载取值、检算标准及对桥梁结构的影响,研究探讨了单索面斜拉桥的抗扭、抗倾覆、剪力滞、抗风性能及制造与安装要求等技术问题,详细论述了帆形混合塔的总体受力性能及钢塔锚索区与钢—混结合部等重要节点构造的技术要点.