跨襄阳北铁路编组站大桥主梁悬臂施工工序优化及控制

跨襄阳北铁路编组站大桥为双独塔双索面斜拉桥,主跨主梁(上跨铁路部分)为钢-混组合梁,采用部分转体+部分悬臂安装方案施工。在悬臂施工期间,为保证跨越铁路线施工安全,采用全回转桥面吊机及梁底可移动式防护棚架等重型施工设备。为保证主梁悬臂施工安全及质量,采用MIDAS Civil软件建立大桥施工全过程空间有限元模型,从主梁整体受力方面进行施工工序优化,在优化工序后进行钢梁局部受力、钢梁安装线形分析与控制。结果表明:原斜拉索一次张拉方案施工时,主梁悬拼过程中混凝土桥面板存在开裂风险,提出安装工序优化方案为斜拉索两次张拉,并将混凝土桥面板湿接缝滞后1个节段浇筑,使主梁受力满足要求;将桥面吊机站位由第3道钢横梁调整至第2道钢横梁,保证钢梁在吊机荷载作用下的局部受力安全及稳定;钢纵梁前、后端高差从开始安装时到全部安装后的变化量最大值为4.5 mm,左、右侧钢纵梁需设置不同的安装线形,以避免出现左、右侧高差;钢纵梁竖向肋螺栓孔与钢横梁螺栓孔最大错孔量1.9 mm,对钢横梁安装影响较小。主梁悬臂施工工序优化后,根据分析采取相应的控制措施,保证了大桥在重型施工设备荷载下的安全性,成桥状态良好。

桥梁遭受船舶撞击的有限元仿真分析

桥梁在船舶碰撞时受到的动力荷载是复杂的动力非线性问题,近代非线性有限元技术为该问题提供了有效的工具。文中简述了该技术的基本原理,运用ANSYS/LS-DYNA对一艘10 000 t船和桥梁的碰撞进行了模拟,并建立了3个不同的桥墩有限元模型,从碰撞力、桥墩应力、变形等不同角度分析了不同的建模方式对碰撞结果的影响。结果表明,3种模型的计算结果具有较好的一致性,可以满足一般的工程精度要求。

大跨度钢箱梁斜拉桥施工控制

为保证厦漳跨海大桥北汊主桥(主跨780m的双塔双索面半飘浮体系钢箱梁斜拉桥)成桥后内力和线形满足设计要求,采用以无应力状态法为理论基础的施工控制方法,考虑结构非线性,进行参数识别和平差计算,根据桥梁结构特点确定合理的成桥及施工阶段状态,对该桥进行施工控制。在施工控制中利用无应力夹角确定钢箱梁现场安装位置,利用索长拔出量快速确定张拉索力,并根据大桥结构特点及温度变化情况,采用单侧顶推为主、配切为辅的中跨合龙方案,有效地控制了合龙风险。通过全面严格的施工控制,厦漳跨海大桥北汊主桥实现了高精度顺利合龙,桥梁线形及内力均符合设计要求。

侧向荷载下钢筋混凝土圆形桥墩抗裂性能研究

在分析钢筋混凝土构件抗裂性能材料力学原理的基础上,对比研究了截面抵抗矩塑性影响系数γ的计算方法和取值;考虑混凝土截面开裂时截面高度对其塑化系数α影响,根据圆形截面上力和力矩的平衡原理,推导了圆形钢筋混凝土桥墩在横向静载作用下的压弯模型开裂荷载计算公式;基于撞击荷载作用下材料动态本构关系,提出桥墩动态抗裂性能分析模型与开裂荷载计算方法;通过钢筋混凝土圆形桥墩模型的侧向静载及撞击试验对该方法和计算公式进行了验证,并讨论了轴向力对钢筋混凝土圆形截面抗裂性能的影响。

厦漳跨海大桥南汊主桥施工控制方法

依据无应力状态控制理论,以厦漳跨海大桥南汊主桥施工为背景,研究结合梁斜拉桥标准梁段施工、边跨合龙施工、中跨合龙施工控制方法。施工中斜拉索分两次张拉,桥面板湿接缝滞后1个梁段浇筑;施工过程中以主纵梁安装、浇筑湿接缝和斜拉索第二次张拉3个阶段为重点控制工序。通过采取悬臂端压重、调整合龙口附近的斜拉索索力、对边跨支架区梁段刚性转动和竖向顶升等控制措施,使边跨合龙状态满足顺接合龙的要求。中跨采用长圆孔工具拼接板为辅的自然降温法合龙方法;根据观测结果确定夜间最大温差,计算合龙间距的变化量,进而确定工具拼接板长圆孔的尺寸及合龙梁段的实际长度。

复杂竖曲线桥梁主梁顶推转动自适应控制法

针对复杂竖曲线桥梁主梁顶推施工难度大、风险高、施工进度慢等问题,为控制主梁线形和内力,提高顶推效率、降低施工风险,提出顶推转动自适应控制法。该方法取消了主梁刚性转动,将主梁的转动分散到每一步顶推过程中,通过线形拟合、支墩固定垫块与活动垫块垫高、梁体转动、主动落梁控制等实现顶推过程自适应控制。以柳州凤凰岭大桥为背景,基于顶推转动自适应控制法进行该桥主梁顶推施工。结果表明:该方法顶推效率高,平均2.2 m/h;顶推过程结构受力安全可控,各支墩处8个支点落梁时受力分布均匀,落梁后主梁线形平顺,高程最大偏差为26 mm,表明转动自适应控制法应用效果良好;建议进一步研究更加高效的主动落梁装置。

开州湖特大桥加劲梁施工控制技术

瓮开高速开州湖特大桥为1100 m单跨钢桁梁悬索桥,钢桁梁采用缆索吊装系统由中跨跨中往桥塔方向对称整节段安装。为确保加劲梁在施工期间及成桥阶段线形和内力均满足要求,采用非线性分析软件BNLAS建立大桥施工全过程空间有限元模型进行施工控制计算。加劲梁安装过程中线形呈现先下凹再上拱的变化,梁段间均采用临时连接,上弦采用由耳板及销轴组成的铰接装置铰接,下弦断开。施工中主索鞍分9次顶推确保桥塔受力安全,成桥阶段塔偏小于1 cm。根据加劲梁线形及下弦开口量变化规律确定刚接时机,悬吊段刚接完成后加劲梁应力均小于材料容许值。根据大桥结构特点及施工方案,确定主动调整端梁姿态适应悬臂端加劲梁线形的合龙控制措施。对恒载、主缆弹性模量、温度、桥塔收缩徐变等对加劲梁成桥线形的影响进行敏感性分析,并采用实测值对计算模型进行修正。采用各项控制措施后,该桥加劲梁成桥线形平顺,跨中节点处最大误差为+17.8 cm,满足规范要求。

厦漳跨海大桥钢箱梁斜拉桥中、边跨合龙施工技术

以厦漳跨海大桥北汊主桥为背景介绍钢箱梁斜拉桥中、边跨合龙施工技术。厦漳跨海大桥北汊主桥为主跨780m的5跨连续半飘浮体系钢箱梁斜拉桥,跨径布置为(95+230+780+230+95)m,双向6车道,箱梁全宽38m。边跨辅助墩和过渡墩墩顶梁段合龙采用悬拼施工合龙方式,降低了合龙难度。中跨合龙时综合考虑温度、顶推力等因素,确定采用有顶推辅助措施的配切合龙法。全桥施工过程中采用无应力状态控制法进行施工监控。

五峰山长江大桥主缆架设控制关键技术

以新建连镇(连云港-镇江)铁路五峰山长江大桥为背景,从施工控制的角度分析了主缆索股弹性模量、钢丝直径、索股自重、钢梁重量等参数对索股长度的影响,根据实际情况确定索股长度调节量为25 cm。针对大直径主缆设置了多根参考基准索股,并分析了产生误差的原因。一般索股架设采用分层定距的方式控制线形。调整锚跨索力时,考虑温度、散索鞍偏位对锚跨索力的影响,采用千斤顶和频谱相互校核的方式确定锚跨索力系数。通过多种控制手段,主缆架设控制效果良好。