混凝土跨线桥快速安装技术

佛山里水大道跨线桥分西、中、东三幅上跨广佛高速,为消除安全隐患、提升道路使用空间,需拆除并重建里水大道广佛跨线桥。针对西幅跨线桥改造所采用的架桥机法对交通影响大、安全风险高、效率低等问题,提出采用整体移运法快速改造中、东幅跨线桥。为提高施工的安全性,降低对交通的影响,采用分批次架设,梁体、墩柱首先在路外封闭区域预制,然后封闭交通,利用驮运子系统将梁体及墩柱快速移运至桥位,墩柱通过快速连接子系统与承台临时固定后移除驮运子系统,随后恢复原交通,最后进行墩柱永久固结施工。通过预制墩柱快速连接子系统和驮运子系统实现了墩、梁同步快速安装,解决了整体移运法在混凝土小箱梁安装过程中梁体易开裂的问题。实践证明,整体移运法具有施工效率高、交通影响低、安全性高、适应性强的优点。

先简支后连续桥梁上运梁施工安全分析

对先简支后连续桥梁上进行梁板运输作业的安全性进行了分析。根据某先简支后连续桥梁的设计参数建立了三维空间有限元模型,分析了在单跨20 m的空心板桥和单跨40 m的T梁桥上进行运梁作业时结构的内力,并对梁板间有无横向联系、运梁车跑偏等情况进行了具体分析对比。最后,根据计算分析的结果给出了合理建议。

临近既有线地段架梁方式的选择

高速铁路架设箱梁运梁方式一般有桥位跨墩提梁上桥或路基段利用运梁便道运梁上桥两种方式,对梁场位置的选择及项目的地形条件等提出了较高的要求。本文以某高铁联络线为例,研究桥位修建钢栈桥运梁上桥的方式,为箱梁的运输提供一个新的思路,从而解决困难地段的架梁问题。文中通过分析箱梁制存梁场选址及箱梁上线方式重难点,提出两种架梁比选方案,从方案可行性、费用、工期以及存在的问题等方面进行对比分析,最终给出推荐方案。推荐方案在本项目已成功实施。研究成果可对今后类似工程的设计施工提供良好的借鉴和参考价值。

一种特殊工况下的架桥方法应用

预制梁桥的主梁通常采用架桥机或吊车架设,当跨越河道桥梁上方受低空高压线限制时,上述架设方法均不适用。本文采用架桥机与地面运输系统相结合的方式,能有效解决条件受限状况下的架梁问题,可为同类工程提供参考。

900t箱梁运梁车桥面垂直提升会车施工技术

在高速铁路特长大桥箱梁架设过程中,随着架梁线路的延伸,常会出现架桥机长时间等待运梁车的施工现象。为提高架梁施工效率,需增加运梁车来提高箱梁运输能力,而运梁车在桥面无法会车,采用传统方法,工期和成本不易控制。本文结合连徐铁路邳州特大桥架梁施工环境特点,对运梁车桥面会车方案进行了研究,研发了异型门架结构桥面提升机,可随架梁线路适时转移,在最经济点完成900t箱梁运梁车会车,提高了设备使用效率,节约了施工成本。

深中通道泄洪区非通航孔桥110 m跨钢箱梁架设关键技术

深中通道4座泄洪区非通航孔桥为110 m跨连续钢箱梁桥,钢箱梁共计110片,标准梁重1627 t。钢箱梁利用“天一号”运架一体船逐孔吊装,采用托梁辅助的兜吊方式架设,上吊下托。专门设计特制吊具,配2个托梁,以适用于不同梁型。钢箱梁由3家单位制造,其中72片钢箱梁采用横向滚装上船转运,另38片不需要转运;由“天一号”沿垂直支墩的方向驶入取梁;架梁前在墩顶设置临时支点和调节千斤顶;钢箱梁架设时,利用“天一号”先右幅后左幅逐孔吊装,钢箱梁临时支承于墩顶临时支点上,精调完成后落梁于永久支座上,完成体系转换。通过船舶就位时采用精确绞锚定位技术,在起吊、落梁过程中使用整体兜吊工艺,采用三向调节千斤顶等关键技术及控制措施,确保了110 m跨钢箱梁架设的稳定性和准确性。

马鞍山公铁两用长江大桥大节段钢桁梁滩地长距转运、存放关键技术

马鞍山公铁两用长江大桥主航道桥为(112+392+2×1120+392+112)m三塔钢桁梁斜拉桥,钢桁梁采用全焊节段设计、制造,标准节段长28 m,节段最大重量约1800 t。边跨及辅助跨钢桁梁采用顶推架设,主跨钢桁梁节段采用架梁吊机原位起吊悬臂架设。为解决该桥岸上和滩地范围钢桁梁节段无法船运至起吊位置架设的难题,提出在Z4号墩附近设提升站,提升站与Z3号墩间设运梁栈桥(平行于施工栈桥),提升站提升钢桁梁节段至运梁栈桥上,再运输至起吊位置或存放于运梁栈桥上的方案。提升站采用立柱+纵梁+横梁的门式结构,通过横梁顶设置的4套提升系统和纵梁顶设置的2套纵移系统,实现了钢桁梁节段的同步提升、纵移和下放。运梁栈桥采用钢管桩+双层分配梁+焊接工字形主纵梁+钢轨的结构形式,对齐钢桁梁边桁双幅布置,标准跨度15 m,降低了防洪影响。钢桁梁节段转运时采用4台轮轨式运梁台车运输,通过液压油缸保持各支点反力恒定,保证了运输中钢桁梁和运梁栈桥受力安全。钢桁梁节段运输到存放位置后,运梁台车油缸卸落,通过钢桁梁节段支点处的垫梁支撑在运梁栈桥主纵梁两侧的存梁立柱上,台车驶离,实现了钢桁梁节段存放。

大件车作用下独柱墩弯桥倾覆风险快速预测

为了实现大件运输车辆作用下独柱墩弯桥倾覆风险的快速预测,首先对基于刚体转动理论的简化计算方法进行改进,引入车辆转弯模型考虑车轮轨迹,实现车辆荷载的准确和快速加载,定义了稳定因子η并提出质心加载法用于确定倾覆轴线;结合变形体理论,提出采用端点偏移的方法对倾覆轴位置进行修正;采用阈值法快速评价桥梁的倾覆风险性,并通过建立ABAQUS实体模型分析了大量桥梁的倾覆过程,确定阈值[kc]的取值;在此基础上建立了独柱墩弯桥倾覆风险快速预测流程。研究结果表明:大件车以稳定状态通过弯桥时其质心轨迹为一圆弧;对倾覆轴线位置进行修正可以考虑主梁变形能力对稳定效应的削减,相比于原简化方法,由改进方法计算的抗倾覆稳定能力kc对桥梁的倾覆风险具有更强的表征能力;抗倾覆稳定能力阈值取值为1.10;基于MATLAB程序语言,编制了弯桥倾覆风险快速预测程序,通过批量输入大件车待通行线路上的独柱墩弯桥信息即可计算出各个桥梁的抗倾覆稳定能力kc,将kc与抗倾覆能力阈值进行比较从而预测出有倾覆风险的桥梁,实现大件车作用下独柱墩弯倾覆风险快速预测。

深中通道“天一号”一体式吊具研制与应用

深中通道S07标段水域主线非通航孔桥共有293片预制箱梁,均采用工厂一体化预制、大节段整体吊装的施工方案,箱梁最大吊重3080 t,最高吊高63.4 m。浮吊采用“天一号”运架一体船;吊具吊梁方式为上吊下托,采用1个吊梁扁担、2个托梁设计,可适应多种箱梁架设。利用MIDAS Civil软件建立有限元模型,分析吊具结构吊装过程中力学性能,对吊具关键杆件吊装过程应力和倾角进行监测。计算和监测结果表明:在不同工况下,吊具各杆件强度及连接强度均满足要求,吊具最大竖向变形(179 mm)小于容许变形(206.2 mm),刚度满足使用要求;托梁A在110 m钢梁及60 m标准宽混凝土梁架设工况、托梁B在60 m变宽混凝土梁架设工况下最大组合应力和剪应力均满足使用要求;吊具关键杆件的应力和倾角监测数据均在设计范围内,结构安全。

深中通道浅滩区非通航孔桥大型预制箱梁陆上移运技术

深中通道浅滩区非通航孔桥上部结构为60 m跨整体预制混凝土箱梁,箱梁为单箱双室截面,共计155片,梁重2800~3180 t。箱梁预制完成后,采用专门研制的纵、横移台车,按照“横移→纵移→横移”方案进行陆上移运。预制场配置3套横移台车(单套2台)和1套纵移台车(单套由2列台车组成),台车均采用智能化、模块化设计,各个系统控制集成于PLC控制模块;预制场布置6组(12条)横移滑道和1组(2条)纵移轨道。横移台车移梁施工时,利用竖向千斤顶将箱梁顶升至离模板面5~6 cm,将台车4个边支点的机械锁旋转上升到位,通过横向千斤顶配合两侧抓钩,利用台车底部钢板上的反力键槽往前顶推横移箱梁至存梁台座存放。箱梁架设时,纵移台车对位完成后,横移台车在存梁区取梁横移至纵移台车上锁定,纵移台车纵移至出海码头,横移台车再次横移至码头前端,由“天一号”运架一体船进行架梁施工。通过上述台车智能化移运技术,确保了大型箱梁移运施工安全、高效和梁体质量。

节段预制拼装桥梁“梁上运梁”仿真分析研究

对于节段预制拼装桥梁,采用“梁上运梁”施工方案具有保护沿线生态环境、降低施工成本等优势。但是,会对施工期桥梁结构的受力安全性带来不利影响。文中以锡澄市域轨道交通工程35 m节段预制拼装简支箱梁标准跨为工程背景,给出节段预制拼装“梁上运梁”主要施工步骤。基于杆系有限元和实体有限元模型,对施工阶段桥梁结构的整体和局部力学性能进行仿真分析,并从经济性、施工工期等方面对“梁上运梁”和“梁下运梁”2种方案进行对比分析。结果表明,采用“梁上运梁”施工方案能够保障施工期结构受力安全的要求,并可节省成本。

千吨级运架分体机施工技术

广湛高速铁路DK303+265—DK361+784段29座桥采取双线简支箱梁架设,需面对架设数量多(1 201孔)、运距长(29.5km)、架桥机整机穿越5座隧道及隧道口架梁等问题。针对此特殊工况及施工难点,选用陆吾号千吨级运架分体机(架桥机1台、运梁车2台)和1 000t轮胎式搬梁机1台作为预制箱梁搬运架施工装备。陆吾号千吨级运架分体机具有轮胎驱动过孔走行一次纵移到位、搭载智能安全管理6大子系统、低位过隧、隧道口架梁、180°整机掉头转场、运梁车可遥控行走等多项核心技术,满足全线各种复杂工况的运架梁要求。陆吾号千吨级运架分体机首次在国内高速铁路桥梁工程中应用,提高了运架速度并降低了预制梁运架过程中安全风险,实现了智能化驾驶、信息化管理和少人化作业。

架桥机逆法拆除旧桥施工协同关键技术研究

通过对比分析两种切实可行的旧桥拆除方案,考虑施工安全、成本、工期等问题后选出最优施工方案。进行旧桥上部结构、下部结构最不利工况的安全性验算后,在拆除过程中以“化整为零”的思路、“移梁不移机”的原则对板梁进行左、右协同逐片拆除,确保了下部结构的稳定。并针对施工过程中出现的运梁车荷载作用下桥梁承载力不足、运输场地空间受限等工程实际问题,利用现场材料自主研制运梁设备,并通过有限元模拟分析方式验算运梁设备结构安全性。

大节段桥隧一体钢箱梁主要施工技术项点研究

本文依托瑞典斯鲁森大桥工程,该桥钢箱梁为桥隧一体半穿式结构,其造型新颖,结构复杂。针对该桥型的特殊构造,分析研究了其钢箱梁施工过程中采取的倒装与正装相结合的钢箱梁模块化制造技术、超大钢箱梁多仓室快速、准确气密性检测技术、不锈钢U形肋嵌补段对接焊缝无衬垫熔透焊成型技术、驳船托运钢梁+半潜船装载远洋运输技术。

杭甬复线桥梁施工与架运成套设备方案

结合工程实例,介绍了1800 t箱梁架运成套设备用于杭甬复线宁波段一期工程高架桥部分50 m/1800 t预制箱梁的运输与架设,分析说明了运架设备的总体方案设计,研究了超高段和小曲线架梁技术。运梁车通过调整左右车均衡来保证转体梁喂梁需求,架桥机支腿高度上采用螺旋机构与伸缩柱的组合设计,横向上相对主梁可横移可旋转设计,成功解决了小曲线超高渐变段架桥机架梁难题。此研究成果已应用于杭甬复线宁波段一期工程。

杭州湾大桥梁上运梁过程仿真分析

对杭州湾大桥非通航孔滩涂区的50 m箱梁上运梁过程进行空间仿真分析。按照实际工况荷载,考虑预应力空间效应,施加等效节点力,并合理考虑支座等细部建模,建立精密的三维实体有限元仿真模型。混凝土的材料特性按现行公路桥梁设计规范取值,考虑最不利计算荷载,支座底部按刚性单元模拟,而与梁相接触层的弹性模量满足梁端回转变形时不出现拉应力,在结构离散时尽可能细分单元网格,由于梁端的应力相对复杂,采用比跨中更密的单元网格。计算承重箱梁整体变形和空间应力分布特性,结果为,由于载荷位置在支座附近,变形相对较小,最大挠度在反拱位移之内。支座截面的最大主拉应力发生在底板上表面侧,超过混凝土的开裂强度,因此,对该区域的混凝土应采取加劲处理,以防止混凝土拉裂;最大主压应力发生在架桥机肢腿处附近,小于混凝土的抗压强度。

大跨度钢-混凝土组合箱梁施工技术

上海长江隧桥工程105 m钢-混凝土组合箱梁是目前国内最大的组合结构连续箱梁,采用梁场预制,大型浮吊海上长距离运输、架设的先进施工技术。简要介绍施工工艺流程及关键施工技术。

港珠澳大桥组合梁建造技术

结合港珠澳大桥组合梁桥的工程概况、结构特点及难点,系统介绍港珠澳桥组合梁的总体施工方案设计,以及桥面板预制的质量控制措施、钢主梁制作技术、预拼装、桥面板叠合,组合梁节段的装船、运输、吊装、桥位连接、体系转换等,并重点对钢主梁制造过程中采用的自动化、机械化施工工艺和无码组焊、线形控制等技术进行了阐述,表明:组合梁总体施工方案合理可行,施工质量、几何精度及线形等控制措施得当。

厦深铁路榕江特大桥主桥车-桥耦合振动分析

厦深铁路榕江特大桥主桥为(110+2×220+110)m下承式大跨度刚性桁梁柔性拱组合体系桥。为了解其在设计时速下车-桥系统的动力性能,基于ANSYS软件建立全桥有限元模型,分析其自振特性,采用SIMPACK和ANSYS联合数值仿真分析方法,计算CRH2动车组列车运行时桥梁和列车组的动力响应,并与现场实测值和规范限值进行对比,评价该桥在列车设计时速下车-桥系统的安全性和舒适性。结果表明:双线行车可有效减小桥梁跨中的横向振动,但对列车响应的影响很小;车速250km/h时桥梁各动力响应值均大于车速220km/h时的值,且均满足规范限值;在各工况下,列车组的车辆脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和车体加速度均小于标准限值,舒适性指标均为优或良,列车运行安全性和舒适性满足规范要求。

大型整体预制箱梁的运输架设

以杭州湾跨海大桥70m箱梁为实例,介绍了大型整体预制箱梁的运输架设技术。对箱梁陆上纵横移、海上运输及整孔架设中的机具设备和施工中的关键技术作一阐述,并采用有限元程序计算了箱梁在运输各状态中的受力及变形。