宁波舟山港主通道一体式钢管桩制造技术

宁波舟山港主通道工程70m跨非通航孔主桥和62.5m跨非通航孔引桥采用螺旋焊缝钢管桩(每根桩上、下部分壁厚不同),桩径分1.6m、1.8m、2m三种规格,最大桩长109m。针对钢管桩大直径、超长、不等壁厚等特点,钢管桩采用全自动化整桩螺旋卷制生产制造方案。制造过程中,将2根桩相同壁厚部分连起来制造,采用在线预精焊、全自动激光跟踪扫描智能化纠偏焊接技术、钢带对接外焊缝自动焊接设备和剪力环自动焊接专用机器设备,建立大直径、超长钢管桩全自动化生产线,实现钢管桩高质、快速制造。该技术的应用,使钢管桩焊接质量一次检测合格率达99.5%以上,加工效率提高2.5倍,仅用16个月,完成了24万吨钢管桩的制造。

港珠澳大桥江海直达船航道桥钢箱梁安装方案研究

港珠澳大桥江海直达船航道桥为主跨258 m的三塔中央索面钢箱梁斜拉桥,桥位处热带气旋登陆频繁且可能面临台风干扰,为选取合适的钢箱梁安装方案,从结构成桥目标状态、钢箱梁制造线形、施工可行性和施工工效等方面对悬臂拼装方案和“大节段安装+悬臂拼装”混合安装方案进行比选研究。结果表明:2种方案均能实现结构目标状态及钢箱梁制造线形,且差异较小;相比悬臂拼装方案,“大节段安装+悬臂拼装”混合安装方案可提高施工工效,有效规避并降低主体结构的渡台风险,因此选为钢箱梁安装方案。混合安装方案中,138号桥塔有索区钢箱梁采用大节段安装,139号和140号桥塔有索区钢箱梁采用悬臂拼装,采用该方案后,该桥桥面线形控制良好,全桥合龙提前实现。

海洋环境钢管桩纤维增强环氧粉末复合涂层技术

针对海洋环境下传统钢管桩飞溅区、潮差区的防腐涂层材料耐久性差、服役寿命短、易受机械损伤失效等技术难题,以宁波舟山港主通道项目为背景,结合环氧粉末涂层的优势,提出一种应用于海上钢管桩飞溅区、潮差区的新型纤维增强环氧粉末复合涂层技术。新型纤维增强环氧粉末复合涂层由性能优异的耐磨耐蚀多元有机/无机纤维和环氧粉末制成。采用复合涂层一体化缠绕施工技术,保证了多层复合涂层体系的相容性、粘结性、致密性。与以往加强级双层环氧粉末涂层相比,纤维增强环氧粉末复合涂层抗冲击强度提升100%,耐磨性提升70%,耐划伤性提升60%,该技术首次应用于宁波舟山港主通道项目,应用效果良好。

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥钢-混组合梁施工技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用85m钢-混组合连续梁桥形式,组合梁由混凝土桥面板及钢主梁通过集束式剪力钉连接而成。混凝土桥面板在预制场内一次性浇筑完成;钢主梁整孔制作分为板单元制造、分段制造、总拼3个阶段,总拼后,利用环氧砂浆将钢主梁与混凝土桥面板粘接在一起,由3 000t"天一号"运架一体船整孔运输和架设。在该桥组合梁施工中,采取了以下新技术:钢主梁底板单元纵向对接焊缝采用预设反变形胎架以单面焊双面成型的工艺焊接;横隔板及底板单元整体制造采用自动化焊接机器人焊接;钢主梁总拼时腹板对接焊缝采用轨道式数字化焊接机器人进行立位焊接,腹板与底板熔透焊缝采用无盲区焊接小车焊接。

四边简支加劲板的几何非线性自由振动及内共振

研究了加劲板非线性振动的求解方法与振动特性。将加劲板分为母板与加劲肋两个部分考虑,其中母板视为大挠度板,加劲肋视为Euler梁。分别建立板与加劲肋的应变能与动能的表达式,并用张量的形式表示。将应变能与动能代入Lagrange方程,得到一系列关于面内与面外广义坐标的非线性振动微分方程组,多模态解可以通过增量迭代法求出,而单模态解可以用椭圆函数表示。最后,对一个四边简支且不可移动的加劲板前4阶模态进行分析,分别讨论两个方向设置不同数量加劲肋的情况下非线性自振频率与振幅的关系,并分析系统的内共振,得到了加劲板非线性振动一些特性,对工程设计有一定的参考意义。

大跨度桥梁钢-混叠合梁的弯曲波传播特性

针对工程中广泛应用的大跨度叠合梁,分析车辆冲击荷载作用下的弯曲波传播情况。考虑桥面板与钢梁的耦合效应,利用Timoshenko梁理论分析叠合梁的弯曲波,对弯曲波的弥散关系进行讨论,并对弯曲波在任意位置的传递路径进行分析。通过工程案例,对叠合梁在冲击荷载作用下的弯曲波传播规律进行研究,得到一些实用性结论,可供桥梁工程结构分析参考。

港珠澳大桥江海直达船航道桥整体式钢塔制造技术

港珠澳大桥江海直达船航道桥为(110+129+258+258+129+110)m三塔钢箱梁斜拉桥,桥塔采用海豚形全钢结构塔身,由主、副塔柱及联系杆组成,塔高约109m,单个桥塔重约2 600t,采用大节段整体制造方案施工。为保证节段拼装精度及制造质量,板单元采用自动化制造;小节段拼装采用长线连续匹配预拼装工艺,并使用了无损固定工装和设备;通过翻身接刀及二次找正完成大端面加工;由于主塔柱节段较重,采用模块运输车及顶升方式完成主塔柱小节段整体拼装与上胎定位,副塔柱小节段采用龙门吊定位,完成主、副塔柱连接后,通过液压千斤顶组将整塔提升2m,进行胎架置换和装饰块安装。该桥钢塔制造后,经检测钢塔的垂直度及轴线偏差均满足《港珠澳大桥桥梁工程施工质量验收标准》的要求。

虎门大桥辅航道270m连续刚构桥主墩的施工及监控

虎门大桥辅航道270m连续刚构桥于1996年6月合拢,其精度如下:桥轴线误差小于5.5mm,高程合拢误差小于3.3mm。该误差远小于设计要求的15mm,证明辅航道桥主墩的施工和监控是成功的,其经验值得推广和借鉴。

港珠澳大桥九洲航道桥钢塔制作技术优化及创新

介绍了港珠澳大桥九洲航道桥钢塔在焊缝设计、焊接工艺以及精细化管理等方面的技术特点。在对比分析了国内外钢桥建造技术特点的同时,针对钢塔结构的制作难点,重点介绍了钢塔大节段制作过程中板单元自动化焊接、无码组焊、无损吊装及翻身等工艺的优化措施和创新应用,并阐述了其应用效果。此外,对钢塔整体制作的工艺过程也进行了详细介绍。

大跨度斜拉桥不同动力分析模型的比较

较系统的介绍了大跨度斜拉桥体系的建模过程,通过建立不同模型的对比分析。旨在为大跨空间斜拉结构的抗震模拟提供合乎精度要求的模型,为实际的斜拉桥抗震计算提供参考。

减小桥面系与主桁共同作用效应的技术措施方案比选

针对桥面系与主桁共同作用效应较大,设置可移动纵梁构造相对复杂且增加制造、安装和后期维养的工作量等问题,以平潭海峡公铁两用大桥80m跨径简支钢桁梁为背景,对减小桥面系与主桁共同作用效应的技术措施方案进行比选。该桥公路桥面采用纵横梁的结合梁桥面系,针对该桥结构、施工特点,提出纵梁预先缩短后安装、减小桥面系与主桁共同作用跨度、减小桥面系参与主桁共同作用长度等3种技术措施方案,采用有限元软件建立双层结合简支钢桁梁模型,计算横梁纵向变形、横梁应力和纵梁应力,并进行对比。结果表明,3种方案均对减小桥面系与主桁共同作用效应有效,纵梁预先缩短后安装方案通过调整纵梁安装缩短量,可以完全抵消共同作用效应,其余2个方案不能达到完全消除共同作用效应的影响。该桥最终采用纵梁预先缩短后安装的技术措施方案。

跨海桥梁大型预制墩身施工关键技术

宁波舟山港主通道舟岱大桥70m跨非通航孔桥长12.32km,上部结构为预应力混凝土箱梁,下部结构为预制空心薄壁墩、现浇承台、钢管桩基础。预制墩采用C45海工混凝土,高11.29~49.67m,根据桥面高程不同,墩身分为4类整体或分节预制,共694个节段。墩身预制施工中,墩身外模采用液压自动开合模板;墩身标准截面的水平钢筋网片采用机器人焊接;墩身钢筋骨架采用水平匹配绑扎和竖转翻身吊装对接技术;分节墩身交接面采用高精度专用模板匹配压模施工技术。墩身与承台连接时,墩身与承台之间采用橡胶防水带+环氧砂浆封闭的止水方案;墩身内腔混凝土分2层浇筑,并优化混凝土配合比;墩身节段间采用自锁式预应力连接技术。

大跨径钢-混组合斜拉桥UHPC湿接缝层间纵向剪力影响研究

为探讨UHPC材料相较于C60混凝土作为湿接缝对钢-混结构层间纵向剪力的影响,依托富翅门组合结构斜拉桥工程,对UHPC进行试验分析,并基于Midas/Civil平台建立了主桥空间有限元模型,分别在恒载和承载能力极限状态下,分析了UHPC作为接缝材料替换C60前后的钢-混结构层间纵向剪力。结果表明,在恒载作用下梁段剪力最大变化量为144 kN,在承载能力极限状态下梁段剪力最大变化量为455 kN,控制设计的变化幅度基本均在3%以内,不会造成层间剪力受力性能的退化和影响剪力钉的安全性。

连续结构大直径基桩水平承载力特征值确定方法研究

基桩水平承载力特征值通常由基桩容许水平变形值确定。连续结构(如桥梁)更关注墩顶水平位移容许限值对基桩水平承载性能的影响,判定连续跨越工程单桩水平承载力特征值时,应综合考虑基桩变形以及墩台变形限值等因素。通过分析刚性墩、柔性墩的水平变形特征,并根据墩柱变形限值要求得到海床(地面)处基桩的水平位移限值的分布特征。在此基础上,结合地基土承载特性,提出采用墩顶水平位移容许限值和海床(地面)处桩身水平位移限值两项指标综合判定连续结构(如桥梁)单桩水平承载力特征值的方法。结合实体工程试桩进行了实例分析,分析结果表明:判定的试桩单桩水平承载力特征值小于根据相关规范得到的判定值,说明通过试桩试验分析单桩水平承载性能的方法合理可行。

阻尼器参数的选取对斜拉桥抗震性能的影响

基于流体粘滞阻尼器自身的力学特性,分析了设置流体粘滞阻尼器对大跨度斜拉桥的减震效果,着重分析了阻尼器参数对减震效果的影响。结果表明,流体粘滞阻尼器能显著地减小梁端纵向位移及主塔塔底弯矩,减震效果取决于阻尼器参数的选取。

正交异性钢桥面板局部振动分析

基于能量原理研究正交异性钢桥面板的局部振动,将正交异性钢桥面板视为双向加劲板,纵向加劲肋与横隔板均按质量与刚度进行等效,加劲肋视为梁单元,母板按经典薄板理论计算。板的振型函数用2个独立的梁振型函数的乘积表示,在加劲板频率方程的推导过程中,考虑加劲肋的偏心及扭转,同时考虑母板的膜应变能,并选择3类常见的边界条件进行实例分析。研究结果表明:提出的方法与ANSYS软件计算结果比较吻合;加劲肋的偏心对低阶频率影响较大,加劲肋的扭转刚度对高阶频率的影响较大,等效正交异性板法不适于计算加劲板的高阶频率。

港珠澳大桥通航孔钢箱梁桥面板的静动力特性研究

以港珠澳大桥江海直达通道为工程背景,对桥面加劲板的静力与动力特性进行研究.运用组合板梁单元法分析梯形肋加劲板,其中顶板用平板壳单元分析,而构成梯形肋的各个子板件则用板梁单元分析.同时,构造了8节点的实体板单元进行铺装层的模拟.重点研究桥面铺装对桥面板位移、应力以及自振频率的影响,并将计算结果与ANSYS有限元分析结果进行比较.结果表明:本文方法计算结果与ANSYS计算值均比较吻合,从而验证了本文方法的准确性,同时由于本文方法的自由度少,划分单元数量少,因此计算效率更高;另外,桥面铺装不仅具有自重效应,而且对桥面结构有一定的刚度贡献,因此在分析桥面结构力学特性尤其是在精确分析时,需要考虑桥面铺装的作用,且不能简单地以等效荷载的形式考虑.

不锈钢筋在跨海桥梁耐久性设计中的应用

通过对国内外海洋环境桥梁的腐蚀现状介绍,根据海洋环境桥梁腐蚀机理和我国海洋工程耐久性设计研究成果,结合港珠澳大桥耐久性研究成果,对处于浪溅区构件的耐久性设计进行了分析,在满足120年设计使用寿命的前提下,结合全寿命周期成本,对港珠澳大桥组合梁处于浪溅区的墩身及承台的采用不锈钢钢筋的耐久性设计外加措施进行论述。

港珠澳大桥钢结构防腐涂装项目管理模式构建

介绍港珠澳大桥钢结构工程概况及防腐涂装技术特点,建立并运行完善的质量管理体系,推行钢结构车间化涂装模式,引入钢结构涂装5S管理模式,整合优势资源,加强技术培训,首制工程的施工质量在批量化生产中得以保证,事实证明,系统构建的港珠澳大桥钢结构防腐涂装项目管理模式是成功的。