复杂环境条件下大跨钢桁梁顶推施工安全风险分析与控制

复杂环境条件下大跨连续钢桁梁顶推施工工序繁多,工艺复杂,风险源众多。以北方某跨黄河大型桥梁工程为依托,充分考虑大跨钢桁梁结构特点及周边复杂环境条件,采用层次分析法对顶推施工全过程的风险源进行识别并建立层次分析模型,采用三角模糊数法对顶推施工各级风险源权重进行计算,运用模糊综合评判法确定顶推施工风险等级,实现了复杂环境条件下大跨连续钢桁梁顶推施工定量化风险评估及分析,避免了评估专家的主观性,解决了单纯理论计算的客观性问题,根据风险分析结果提出针对性的施工风险管控措施,为钢桁梁顶推施工安全提供了保障。

临时扣塔辅助顶推的钢箱梁结构参数分析

为研究临时扣塔辅助顶推施工中大跨钢箱梁、导梁和临时扣塔的受力行为,依托主跨为90m的汾水河大桥,建立了有限元分析模型,开展了最大悬臂状态下结构自重、扣塔高度与刚度、扣索位置、索力及刚度等参数的敏感性分析。结果表明:扣索位置为导梁前端下挠的敏感性参数,当外侧和内侧扣索水平投影长度均增大20%时,导梁前端下挠分别减小73%和38%,外侧扣索宜设置在其水平投影长度为60%~80%最大悬臂长度的区域;扣索索力为扣塔偏位的敏感性参数,当外侧和内侧扣索索力分别增大33%和50%时,扣塔偏位分别减小169%和136%;导梁自重为钢箱梁应力的敏感性参数,导梁自重增加20%,钢箱梁拉应力和压应力分别增大43%和37%。研究成果可为同类型桥梁施工提供借鉴。

钢箱梁桥梁顶推施工关键技术研究

本研究论文介绍钢箱梁安装的基本步骤和工艺流程,重点分析顶推安装的总体工艺流程。接着,识别并讨论在顶推施工过程中常见的两大问题:设备和材料的适应性问题以及结构安全与稳定性问题。对于这些问题,本研究提出相应的应对策略,包括优化设备和材料选择,以及强化结构安全性评估和监控。通过这些策略,旨在提高施工效率,确保结构安全,从而推动钢箱梁桥梁顶推施工技术的发展。

钢槽梁交替式高位落梁分析

桥梁顶推到位后,有时因高位落梁无法采取限位措施,落梁时产生横向偏位,因此提出交替式高位落梁工艺,利用不同时顶升的部分支墩起到限位的作用。为研究槽形钢梁在交替式高位落梁过程中的受力性能及影响横向偏位的因素,以云南永大(永仁—大姚)高速公路永仁大桥(原名江底河特大桥)永仁岸引桥为工程背景,采用MIDAS有限元软件对交替式高位落梁进行数值模拟,建立高位落梁3种工况模型,对支点使用强制位移模拟落梁过程,得到强制位移作用下产生的支反力,对落梁时顶升同步、顶升不同步和风荷载作用对落梁的影响进行分析。结果表明,顶升同步和20 mm以内的顶升差能满足钢梁腹板的局部稳定性要求,风荷载对钢梁的横向作用由钢梁和垫块之间的摩擦力所抵消,并不会产生横向偏位。

钢箱梁吊装和顶推施工技术

钢箱梁为一种桥梁上部结构形式,因其重量轻便,强度可靠,形式灵活,安装速度快等优点而被广泛应用。目前公路工程钢箱梁主要应用于高速公路上跨既有高速、既有铁路等重要、大跨度上跨结构。钢箱梁施工一般是在厂家进行分节预制后运输到施工现场进行安装,安装方式主要有跨外吊装和顶推两种方式,结合工程实例对钢箱梁的吊装和顶推施工技术和工艺进行比较,分析不同工况下顶推工艺和吊装工艺的优劣以及注意事项。

超大型钢桁梁步履式顶推+滑块滑移施工受力分析

西安地铁10号线渭河特大桥主桥为主跨300 m的曲线上加劲连续钢桁梁桥,采用公轨合建,双层桥面布置,上部结构采用超大型钢桁梁与曲线加劲弦组合结构。主桥施工时先架设钢桁梁,再施工刚性加劲弦。钢桁梁采用步履式顶推+滑块滑移施工,顶推采用南、北双向同步施工。为保证顶推施工过程中主体结构及临时支撑结构的受力安全,采用MIDAS Gen软件建立主桥有限元模型,采用生死单元法进行施工全过程分析,对钢桁梁承载力、支座反力、合龙阶段落梁变形调整值、合龙阶段温度效应影响、顶推过程中不同步的影响以及瞬时阵风作用下顶推体系承载力进行分析验算。结果表明:钢桁梁的承载力及瞬时阵风作用下顶推体系承载力均满足规范要求;钢桁梁顶推时墩顶最大支座反力取值24000 kN;南侧W05墩与北侧L08临时墩落梁变形调整值分别取-60 mm和-40 mm,以消除合龙口端部下挠变形;以环境温度20℃为参考值,整体升温不超过10℃和上、下弦温度梯度为10℃以内时对合龙影响不大;顶推过程中横、纵向瞬时不同步位移建议分别控制在5 mm和20 mm以内。

马鞍山长江公铁大桥主航道桥边辅跨钢桁梁顶推施工关键技术

马鞍山长江公铁大桥主航道桥为(112+392+2×1 120+392+112) m三塔三索面钢桁梁斜拉桥,Z1号墩至Z3号塔之间的边辅跨钢桁梁长504 m,分为19个施工节段采用顶推法施工,节段总重26 446.73 t。合理设置顶推施工大临结构,优化架梁起重机和节点式自动顶推系统,在顶推过程中对钢桁梁线形进行监测和纠偏,监测钢桁梁、钢导梁、临时墩及墩旁托架应力与沉降变形,确保钢桁梁顶推各项性能满足规范或计算限值要求;通过对架梁起重机、顶推系统及临时墩监测关键数据的实时采集分析,驱动BIM模型进行数据控制和全过程数字孪生,实现了变高空操作为平地操作。采用MIDAS Civil软件对钢桁梁顶推施工控制工况进行有限元分析,结果表明钢桁梁与大临结构的强度、刚度及稳定性满足要求。

洪奇门特大桥钢箱梁智能顶推施工关键技术

南沙至中山高速公路洪奇门特大桥主桥为(80.5+222.5+520+222.5+80.5)m双塔双索面半飘浮体系钢箱梁斜拉桥。大桥位于珠三角近海冲积平原滨海区,边跨分别位于洪奇沥水道浅滩区及大堤内侧,钢箱梁采用边跨顶推、中跨悬臂架设的施工方案。考虑钢箱梁顶推距离长、重量大、工期长,为确保施工安全并提高工效,边跨钢箱梁采用智能顶推施工,研发了一套完整的全场景智能化成套技术。将非均匀载荷条件下桥梁顶推智能同步控制技术、基于动态监测数据驱动的桥梁顶推智能纠偏控制技术、基于数字孪生的桥梁顶推施工智能监测与控制系统相结合,使结构状态和设备控制形成联动,50个钢箱梁节段顶推施工平均工效可达3.8 m/h,实现了桥梁顶推施工全过程状态的实时监测、动态可视、预警及智能控制。

管棚对顶推地道桥路面沉降抑制作用分析研究

为研究地道桥顶推施工全过程中管棚对路面沉降的抑制作用,结合某市政次干道下穿机场高速通道工程实例,建立了无管棚和Φ402管棚的三维有限元数值仿真模型,采用“分层分块开挖方法”和“生死单元方法”来模拟顶推施工过程中既有路面沉降规律,以及管棚自身的应力和变形特征。结果表明:所建立的三维数值仿真模型较好地模拟了管棚超前支护下的路面沉降,计算结果与现场监测较为吻合;在顶推施工过程中,采用Φ402管棚可以有效抑制路面沉降,尤其是进口附近的路面沉降,最大沉降基本满足<20 mm的沉降要求;管棚变形分4个明显的分段特征,地道桥结构左侧刚度小,右侧刚度大,管棚表现为明显的空间扭曲状态。为更好地控制地表位移,左侧管棚间距可适当加密,右侧管棚可适当稀疏,顶进结束后,应及时对地道顶部进行注浆处理,从而减少路面的总沉降量。研究结果可以为管棚超前支护下桥式盾构顶进施工提供参考借鉴。

大跨度复杂竖曲线钢梁顶推控制关键技术

以柳州凤凰岭大桥为背景,其具有顶推跨径大、钢梁线形复杂等特点,介绍了凤凰岭大桥钢梁顶推过程中的关键技术,包括顶推控制、钢梁预拼和桥位拼装、顶推过程扣锚索调整、顶推到位整体落梁等方面;钢梁顶推过程中通过调整各支点的相对高程和扣锚索索力来控制各支墩支反力、钢梁导梁结构应力等参数,采用“隔墩交替落梁”的方法,平稳地将钢梁从顶推支撑线高度落至设计标高。柳州凤凰岭大桥较好地完成了钢梁顶推控制,对同类桥梁施工有很好的借鉴意义。

无合龙段变高度连续钢箱梁桥顶推施工关键技术研究

以某实际工程为背景,介绍了适用于大跨变高度连续钢箱梁桥在跨中不具备设置临时墩条件下的顶推施工方法以及结构内力、线形控制技术。针对主梁梁高变化大和梁底曲线的结构特点,通过主梁立面姿态旋转的方法降低顶推抄垫高度,并采用步履机顶设置转动球冠和调整楔形块的方式适应梁底曲线与顶推设备的贴合需求。针对顶推施工过程中主梁端部挠度过大、合龙口相对高差明显、悬臂根部负弯矩显著增大的问题,基于无应力状态法思想,研究采用了两侧对顶加临时扣索辅助合龙的工艺,优化了结构成桥内力状态,降低线形控制风险;并对顶推过程中钢箱梁底板局部稳定、纵向倾覆稳定性等问题进行了计算分析,提出了相应控制措施。

大跨度钢桁梁跨既有线桥梁工程箱梁顶推施工技术研究

以重庆市新九中路主线桥为研究对象,提出大跨度钢桁梁跨既有线桥梁工程箱梁顶推施工技术。考虑到箱梁顶推过程中临时墩受力情况,得出最优的临时墩布置方案,并采用钢管立柱形式连接临时墩。按照最大顶推跨径的0.6~0.8倍,加工具有变高度工字形断面的导梁结构,并通过预埋段浇筑、导梁横连、高强螺栓拧紧等方式实现导梁整体安装。在临时墩上方放置滑道和滑块,完成顶推滑动装置的整体搭建。借助多台智能步履式千斤顶和电子计算机自动控制平台,进行多点同步箱梁顶推施工,并通过带有纠偏导向轮的限位装置实现顶推施工纠偏处理。根据施工结果,运用该顶推技术建设完成的箱梁梁体中线偏差总是低于2 mm,很好地满足了大跨度桥梁工程箱梁施工要求。

基于新型窄幅钢组梁结构设计与步履式整体顶推施工技术研究

本文重点介绍了大跨径桥梁建设中跨越公路、铁路、河流等特殊部位,主要论述顶推工况分析及步履式多点同步顶推工艺的施工方法。即采用滑移步履式顶推施工技术,根据组合结构钢混梁的受力特点及现场施工环境,应用尾部滑移顶推装置和前部步履式平移顶推装置,利用“顶”“推”两个步骤的原理交错进行,先将整体钢梁托起,再向前托送,之后将钢箱主梁置于临时桥墩上,顶推油缸缩缸到底,继续实现下一个循环,通过往复顶推步骤的循环,最终将钢箱梁送到预定的位置,保证施工质量和安全。

小半径高、宽渐变钢箱梁跨高速公路顶推方案研究

上跨现状高速公路常采用顶推法施工,对于小半径高、宽渐变钢箱梁传统做法采用曲线顶推方案,传统做法存在顶推工艺复杂、技术难度大、工期长、下部结构造价高等问题,应用范围有限。以白云五线匝道主桥上跨广清高速钢箱梁为工程背景,详细分析小半径高、宽渐变钢箱梁结构特点,提出变宽曲梁直顶的新方案,同时根据顶推梁变宽特点,对墩顶垫梁宽度进行合理布置,以满足受力明确和减少用钢的设计要求。对钢箱梁在顶推过程各工况的受力进行分析,验证顶推方案的合理性。曲梁直顶很好的环境适应性、工期短、受力明确和良好的经济性,可为同类型顶推方案提供参考。

大跨径多联超长距离钢梁顶推施工设备管理

在安罗黄河高速南副桥跨径布置采用100m标准跨径设计,总长度为3400m。单幅单跨钢梁约953T,南副桥钢梁总重量约6.48万T,采用双向异幅错位顶推施工工艺,总顶推距离为6800m,单次顶推距离为1700m。由于钢梁吊装及顶推频率较高,对钢梁起吊及顶推设备管理要求较高。本文主要介绍了顶推施工过程中钢梁吊装及顶推过程中涉及的龙门吊及步履式三向顶推千斤顶的管理及技术要点,确保钢梁安全吊装及高精度高效率顶推。

跨既有道路钢箱梁步履式多点顶推法技术研究

山湖大道跨沪渝高速桥第二联为钢箱梁,跨径布置为(43+63+45)=151m。本工程钢箱梁跨越既有高速公路,跨度和宽度较大,又临近高压线铁塔,施工环境复杂,经过研究论证,最终采用了原位吊装结合多点同步顶推施工工艺。顶推设备采用的是SLBLJ-500A型液压式步履机。本文通过对本工程钢箱梁多点同步顶推施工技术控制研究,为后期跨线大跨度钢结构顶推施工提供了借鉴意义。

大跨度钢箱梁步履式顶推施工控制研究

大跨度钢箱梁步履式顶推施工控制是确保施工过程中结构安全,成桥线形和应力符合设计要求的关键。本文以官溪河大桥主桥为工程背景,对大跨度钢箱梁步履式顶推施工控制进行研究。采用有限元仿真分析方法对全桥施工过程进行分析,研究顶推施工过程中主梁线形和应力的变化规律,确定各梁段施工预拱度。制定现场施工监控方案并开展施工中线形和应力实时监测,通过对理论值与实测值对比分析,表明施工过程中全桥线形和应力控制良好,施工过程结构安全。

基于国际工程案例分析的公路桥无导梁顶推工法应用特点研究

鉴于噪声小、造价低、作业面小、适用高桥墩等优点,在国际工程领域,近年来无导梁顶推法作为一种相对较为新颖和现代化的工法也得到更多的实践,然而相关研究却非常有限。本文基于对传统混凝土桥顶推工法的总结,结合国外工程实例分析了无导梁顶推法的关键工序和应用实践方法,在此基础上进一步分析了此类工法的关键技术,为同类项目提供参考。

钢箱梁顶推施工中临时结构受力特性研究

以某钢箱梁顶推施工工程为背景,通过MIDASCivil有限元模拟软件建立钢箱梁顶推临时支架模型,根据现场施工方案确定计算工况,分析临时结构在各工况下的应力、位移变化规律,并对各阶段临时结构的稳定性进行了验算。结果表明,临时支架在各计算工况下的变形、应力和稳定性均满足规范要求。在顶推施工阶段,钢管的组合应力最大,故钢管为临时支架的最危险构件,施工时需对其重点关注。而且,主梁偏移对临时结构的受力有不利影响,需在主梁发生偏移时及时进行纠正。

桥梁顶推施工中重要参数误差影响分析及施工监测研究

提出利用关键因素独立影响分析法,对桥梁建设中的钢箱梁顶推施工方式中的参数误差进行分析,并采用应力监测法及变形监测法监测钢箱梁顶推施工中的应力变化及钢箱梁轴线端点偏差,研究分析了会在施工过程中产生的重要参数,再对这些参数进行分析。结果显示,横向偏差对钢箱梁的底板加劲N1应力的影响较大,偏差小于10cm时,底板加劲N1应力变化较小,偏差增加至12cm时,该构件应力陡升,应力监测显示钢箱梁顶推施工过程中,应力实际值的变化趋势与应力理论值的变化趋势一致,横向位移监测显示,智能控制系统可以对梁体的偏差进行及时的调整。