复杂工况条件下大跨径桥梁拱梁结合段吊装技术研究与应用

在某些特定环境下大跨径桥梁施工过程中,拱肋吊装施工阶段由于受限于复杂地理位置及工况,导致安装过程产生较多难点。通过研究分析,采取对原设计节段的再划分,解决拱肋节段的陆路运输受限问题、建立三维模型分析及优化解决吊点设置等一系列施工方法,以确保复杂的异形拱肋吊装作业顺利进行。

上海浦星公路230m组合桥面系杆拱桥设计

上海浦星公路主桥采用下承式组合桥面系杆拱桥,跨径为230 m,桥宽43.4 m。主拱拱轴线采用二次抛物线,矢跨比为1/5,拱肋高3.6 m,拱肋之间通过6道一字横撑连接,拱肋内倾角度12°。拱桥采用提篮拱布置,主拱由拱肋和横撑组成。拱肋采用焊接矩形钢箱结构,沿拱轴线保持等高等宽。吊杆锚固拱上采用叉耳板,系梁上采用锚管;叉耳板和锚管均插入隔板。桥面系为组合桥面结构,桥面板采用C50厚260 mm预制混凝土板。关键技术问题包括合理成桥状态确定、吊杆和系杆锚固设计、混凝土桥面板开裂控制分析和拱梁结合部构造分析等。计算分析表明,该桥的静力、动力及稳定性满足设计要求。

菱湖大桥主跨钢拱肋快速安装施工方案设计

无锡菱湖大桥主桥为中承式三跨钢桁架系杆拱桥,跨越三级航道。为解决跨内河航道安装钢拱肋施工难度大、安全风险高、封航压力大等难题,采用支架、浮吊联合施工技术吊装大节段钢拱肋,并通过有限元仿真、现场监测进行验证。结果表明,支架、浮吊联合施工技术方案安全合理。吊装过程中,钢拱肋最小应力为-48MPa,第一阶稳定性系数最小为34.8,最大整体稳定应力比为0.3,支架立柱最小组合应力为-46.4MPa,最大偏位为7.92mm,结构受力和稳定性满足要求。

拱肋截面变化对刚性系杆拱桥受力性能影响分析

以一跨度为96 m刚性系杆拱桥为实例,建立拱肋不同变截面模型,探讨了拱肋截面变化幅度对该体系桥梁的受力性能影响.分析结果表明:拱肋变化对其自身变形、应力等受力性能影响较大,对结构动力特性及稳定性影响也较大,对系梁影响相对较小;分析表明:在跨度100 m左右刚性系杆拱桥中,对于连续变截面拱肋,拱顶与拱脚处面积之比在5/6时结构受力较为合理.

跨度430m铁路钢管混凝土拱桥主拱设计

依托拉林铁路藏木雅鲁藏布江特大桥,对主跨430 m中承式钢管混凝土拱桥主拱拱圈的拱轴线、矢跨比、拱肋截面、拱肋高度及拱肋倾角进行对比分析,确定主拱主要设计参数,拱轴线采用悬链线,矢跨比为1/3.84,拱肋截面采用全桁式截面。研究提出铁路大跨度拱桥计算拱肋高度的推荐公式,并对场地狭窄V形峡谷区钢管混凝土主拱结构进行简要介绍,钢管桁架节段利用缆索吊机悬臂拼装架设,钢管内灌注自密实无收缩混凝土,单管采用四级接力泵送混凝土。该研究可为类似结构设计提供参考。

哑铃型钢管混凝土拱肋压注混凝土施工研究

哑铃型截面钢管混凝土拱肋在压注混凝土施工的过程中,存在钢腹板的局部应力超过钢材屈服应力甚至会拉裂破坏的问题。应用空间有限元程序就此进行分析,分析中考虑钢材的弹塑性性能,对同类型拱桥的设计与施工具有借鉴意义。

钢管混凝土拱梁组合体系的探讨

针对近年来已建钢管混凝土拱桥设计施工现状 ,结合广东韶关两座正在施工的钢管混凝土拱梁组合体系桥 ,从拱肋截面型式、吊杆构造、行车道梁等方面存在的问题进行了一些探讨 ,提出了解决这些问题的一些方法 。

大跨度钢桁梁柔性拱拱肋施工方案研究

南沙港铁路洪奇沥水道桥为主跨360m的下承式钢桁梁柔性拱桥,钢桁梁采用华伦式,柔性拱采用焊接箱形截面。由于拱肋结构的特殊性,其柔度大,提出拱肋竖转方案和两侧原位拼装中间部分提升后合龙的"三大段+提升"方案,采用有限元软件对2种方案进行全桥施工过程分析计算,特别是拱肋施工过程中的稳定性。结合结构受力、临时结构的用量、工期、施工风险等方面的对比分析,"三大段+提升"方案不但节约了工期和临时结构的投入,同时避免了拱肋在施工中容易失稳的不利因素,保证了结构在施工过程中的安全性,最终确定该桥钢拱采用"三大段+提升"方案。

铁路136 m跨钢管混凝土系杆拱桥拱肋截面形式设计研究

格丑沟特大桥跨度136m,为铁路钢管混凝土简支系杆拱桥,拱肋采用空腹式哑铃形拱肋截面形式,在铁路钢管混凝土系杆拱桥中首次采用,通过对几种典型拱肋截面形式的对比分析研究,得出大跨度钢管混凝土系杆拱桥应用于铁路桥梁时,一种合理的拱肋结构形式和截面构造尺寸。

铁路钢管混凝土系杆拱桥拱肋截面形式分析

以红柠铁路格丑沟特大桥136m钢管混凝土简支系杆拱桥为工程背景,对铁路钢管混凝土系杆拱桥拱肋的截面选择进行了分析、研究,可供类似桥梁工程设计参考。

上弦杆截面变化对拱式渡槽结构受力性能影响研究

为明确上弦杆截面变化对拱式渡槽结构受力性能的影响,优化拱式渡槽结构上弦杆截面尺寸。文中以一跨度40 m,矢高7.4 m的上承式空腹桁架拱式渡槽为研究实例,利用三维有限元软件MIDAS/CIIVL建立上弦杆不同截面尺寸的空腹桁架拱模型,分析上弦杆截面尺寸变化对该拱式渡槽支撑结构体系——上承式空腹桁架拱各组成杆件受力性能的影响。结果表明:上弦杆截面尺寸变化对其自身、拱脚、下弦杆的变形、应力等受力性能有较大影响,对渡槽整体结构的稳定性影响也较大,对支撑结构其他组成构件的受力性能影响较小。在满足混凝土抗拉、抗压强度设计规范的基础上,为使该渡槽结构既安全又经济,建议选用上弦杆截面尺寸为30 cm×45 cm的方案较为合理。

钢管混凝土拱桥设计中的几个问题

８０年代末开始，钢管混凝土在我国公路和城市拱桥中得到应用，发展很快，在全国已建工程达一百多座。跨度最大的有乌江二桥，Ｌ＝３６０ｍ，采用了５－４管集束式拱肋和四川万县长江大桥，Ｌ＝４２０ｍ，采用了钢管混凝土劲性骨架箱形截面拱肋。在拱桥的推广应用中，出现了很多创新工作，对钢管混凝土在桥梁工程的应用中作出了贡献。同时，在某些设计中也还存在一些不足之处，作者就这些问题提出建议，供有关方面参考。

800m级变截面钢管混凝土飞燕拱与自锚悬索组合桥研讨

针对800 m级超大跨径钢管混凝土拱桥的需求,提出了单叶双曲面状变截面钢管混凝土飞燕拱与自锚悬索的组合桥.钢管混凝土飞燕式拱桥的推力可与自锚悬索桥的拉力平衡,形成自平衡结构体系,且以拱肋结构受力为主,自锚悬索体系受力为辅,两者协同工作,优势互补;另外,由于采用了单叶双曲面状变截面钢管的四肢空间桁架拱肋结构形式,从而能减轻跨中拱肋节段结构自重,降低跨中节段施工吊装风险和难度,增加拱脚处截面尺寸,使得拱桥结构的质量中心和刚度中心有效降低,增加了组合桥的稳定性.将组合桥这一结构形式应用于实际工程中,进行工程参数设计,并根据建立的Midas有限元模型进行内力分析计算、模态分析和屈曲分析,验证了该结构技术措施的优越性.

弱横向联系变截面肋拱桥的弹性稳定计算方法研究

在肋拱桥的设计中 ,常采用弱横向联系变截面拱肋。桥涵设计规范中用组合压杆法计算临界荷载有其局限性。文章用当量压杆法推导出了实用弱横向联系变截面肋拱桥的纵向稳定临界荷载计算公式 ,并用能量法推导出了弱横向联系变截面肋拱桥的横向稳定临界荷载计算公式 ,同时考虑了拱肋的扭曲效应和矢跨比效应。这种方法计算结果更趋于准确。

钢管混凝土系杆拱桥菱形变截面钢管拱肋定位测量技术

袁泽桥主桥是国内首座带副拱中承式菱形变截面钢管混凝土系杆拱桥。变截面钢管拱肋空间定位是施工控制关键所在,通过在桥两岸布设大地四边形测量控制网,在变截面菱形钢管拱肋上合理布设测量控制点,施工过程中进行严格线形控制,并进行合龙前测量控制,安装全过程利用Excel计算工具指导施工测量放样,利用CAD三维图形与实测数据对比,成功地解决了变截面钢管拱肋空间定位中难题,对于各种不规则构件的空间定位测量,均可值得借鉴。

肋拱桥关键截面箱型转换加固技术试验研究

以重庆丰都庙包大桥为原型,制作了2片钢筋混凝土肋拱模型,首先采用"肋拱桥关键截面箱型转换加固技术"对其中1片进行加固处治,然后对加固前、后肋拱模型实施全过程破坏试验。通过对比分析加固前、后肋拱模型的应变、挠度、横向分布比率、裂缝及破坏模式等指标,得到以下结论:肋拱桥关键截面箱型转换加固后,新增设的钢筋混凝土箱型封闭层能与原肋拱协调变形、共同承担活载。

基于遗传算法的大跨钢管混凝土桁式拱肋多目标优化

钢管混凝土拱桥因受力性能好、施工方便、稳定性好、美观等诸多优点,成为了近年来发展最快的桥型之一。此外,钢管混凝土拱桥相对梁桥跨度更大,相对于悬索桥和斜拉桥经济性更好,是目前主跨300~500 m的主要建设桥型。然而传统大跨钢管混凝土拱桥设计中拱肋截面参数确定存在效率低及现有以造价为单目标的结构优化方法所得到结构的性能偏低等问题,基于此,平均单位长度拱肋造价和截面面内抗弯刚度被选取作为优化目标,建立了4管桁式钢管混凝土变截面拱肋的多目标优化模型,并利用NSGA-Ⅱ遗传算法进行了求解,实现了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋造价和稳定性2个方面的优化。实例计算结果表明:NSGA-Ⅱ遗传算法可快速、准确地求解出钢管混凝土变截面拱肋以造价和抗弯刚度表征的Pareto最优解集,是该类组合结构多目标优化问题一种高效的求解手段;所得到的Pareto最优解集可供工程决策者和设计者快速选择出同时满足造价较低和抗弯刚度较大的最优拱肋截面参数,显著提高了设计效率和设计方案的合理性;拱肋截面面内抗弯刚度与结构整体竖向刚度及面内稳定性的相关性强,选择该参数作为表征结构性能的优化目标具有一定的合理性;优化后结构的面内刚度和稳定性均满足规范要求,同时造价大幅度降低,优化效果良好。

某下承式钢管拱肋钢箱梁系杆拱桥拱梁接合部设计

某下承式钢管拱肋钢箱梁系杆拱桥主桥为不等跨三连拱桥,跨径布置为(60+136+208+136+60)m。结构体系为墩梁分离、拱梁固结,拱肋由外倾式钢管主拱和空间曲线的钢管副拱组成。边跨60m主梁采用混凝土箱梁,拱跨主梁为钢箱梁。下部结构采用Y形混凝土桥墩。钢管拱肋与钢箱梁连接处采用了一种新型的连接构造形式,在钢箱梁顶面对应纵腹板及横隔板的位置熔透焊一个矩形结构,将钢管拱肋伸入到矩形结构中,拱肋与钢箱梁通过矩形结构连接成整体,内力通过矩形结构顺利传递。利用有限元程序ANSYS建立拱梁接合部局部模型进行分析,结果表明,整体受力性能良好、传力可靠,是一种合理的构造设计。

双曲拱桥的病害分析与加固方法探讨

针对双曲拱桥产生病害的原因进行深入细致的分析,提出相应的加固处理措施,并通过工程实例,验证双曲拱桥加固方法的可行性,可为日后同类桥梁进行改造加固提供参考依据。

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋混凝土施工技术仿真

大跨度劲性骨架钢管混凝土拱桥在施工过程中的应力、线型和稳定性控制是非常重要的,关系到桥梁安全.为保证施工安全,必须在施工前对桥梁的施工过程进行有限元仿真分析.对某大跨度拱桥拱肋混凝土的施工过程进行了模拟仿真,说明分环分段施工拱肋混凝土的方案是可行的,且各个施工阶段的稳定性也符合要求.为同类桥梁的施工仿真提供参考和借鉴.