超大跨劲性骨架拱桥缩尺模型试验方案设计研究

为对超大跨劲性骨架拱桥缩尺模型试验方案进行合理设计,以计算跨径600 m的劲性骨架拱桥——天峨龙滩特大桥为背景,围绕模型缩尺比、结构设计、材料及加载系统等关键环节,开展主拱圈缩尺模型试验方案设计研究。最终确定模型拱缩尺比为1∶10,劲性钢骨架采用单肋形式,采用与实桥主拱圈性能相近、便于施工的材料,采用阵列式滑轮组加载系统实现模型拱和实桥主拱圈的应力等效,还原外包混凝土分环分段浇筑施工,并简化劲性钢骨架与管内混凝土施工。将模型拱外包混凝土应力实测值、ANSYS建模计算得到的模型拱理论值及实桥主拱圈理论值进行对比,结果表明:模型拱和实桥主拱圈外包混凝土在施工阶段的应力变化趋势基本相同,最大绝对误差在2 MPa以内,模型拱应力实测值和理论值也吻合较好,缩尺模型试验方案设计合理。

长阳天池口清江特大桥主拱圈悬臂浇筑斜拉扣挂系统设计

长阳天池口清江特大桥主桥为净跨径242 m的非对称上承式钢筋混凝土拱桥,主拱圈采用单箱单室截面,宽9.5 m、高4.0 m。资丘岸和五峰岸半跨主拱圈各分为24个和21个节段,第1个节段采用支架现浇,其余节段采用斜拉扣挂悬臂浇筑法施工。扣索采用星式和扇形组合方式布置,位于墩顶和扣塔的扣索为星式布置,位于交界墩墩身的扣索为扇形布置,并将墩身上的扣锚索设计成连续索以避免在墩身上搭设张拉平台;扣塔由8根∅800 mm×16 mm钢管组成,两岸扣塔分别高52.68 m和60.12 m;根据锚索最大索力,设计了能承受800 kN张拉力的岩锚索。建立主拱圈悬臂浇筑施工阶段MIDAS Civil有限元模型,对斜拉扣挂系统扣锚索索力进行计算,通过拆除部分扣索和调整扣锚索索力,施工期间主拱圈截面最大拉应力、扣塔最大偏位、主拱圈成拱后线形均满足要求。

100 m~150 m跨混凝土拱桥基于特定钢拱架的预拱度快速计算方法

针对100 m~150 m跨混凝土拱桥所采用的特定钢拱架的预拱度计算问题,提出了一种用拱圈自重变形和钢拱架变形比值快速计算钢拱架预拱度的方法。为了得到不同矢跨比和拱轴系数下的钢拱架变形比值,编写了通过导入MCT文件建立Midas/Civil有限元模型的辅助程序,实现从单元、边界条件、施工阶段和施工阶段联合截面定义的全过程快速建模,对拱圈混凝土分底板、腹板、顶板三环浇筑,考虑钢拱架与拱圈的联合作用,给出了钢拱架预拱度计算公式。计算结果表明,对于常用矢跨比和拱轴系数的混凝土拱桥,拱圈分环浇筑变形与拱圈自重变形比值的平均值为4.37~4.88,为方便钢拱架弹性变形计算,建议变形比值统一取5.0。将该方法应用于一座净跨径为135 m的混凝土拱桥钢拱架预拱度计算中,得到的钢拱架弹性变形与空间模型结果最大误差为4.30%,满足工程精度要求,表明该方法合理可行,可在混凝土拱桥钢拱架预拱度计算中推广应用。

带加强圈的多跨钢波纹板拱涵施工力学行为试验研究

以4孔跨度9m钢波纹板拱涵为背景开展现场试验研究,针对拱背浇筑泡沫混凝土和拱顶回填土体施工过程,分析不同拱跨、有无加强圈断面关键位置的受力和变形特征。主要结论为:不同拱跨与有无加强圈对拱涵位移影响较小,且拱涵变形总体较小,最大约为4mm,应力满足设计标准,但拱脚截面应进行重点监控;不对称回填和不同回填材料造成边中跨、边跨两侧应力存在差异,在拱顶回填中,边跨钢波纹板、钢筋和加强圈内混凝土的应力均比中跨对应位置要大,最大差值分别为31.06,27.29,1.93MPa;加强圈仅在拱顶回填时充分参与受力,能显著减小拱脚波峰位置钢波纹板应力,减小量约为其设计强度的10%。

钢混加强圈对钢波纹板裸拱涵动力特性的影响研究

基于现场试验和数值仿真手段研究了设置钢混加强圈的钢波纹板拱涵的动力特性。首先,采用锤击试验原理,测试了某实际钢波纹板裸拱的轴向、环向及局部振动传递特性。然后,采用有限元法计算了结构振动响应,并与试验结果对比验证其可靠性。在此基础上,分析了有无加强圈、加强圈间距、加强圈填充混凝土的影响规律。结果表明:钢混加强圈能有效提高钢波纹板拱涵结构的整体刚度,并起到显著阻振隔振效果;与不设加强圈相比,设加强圈时相同距离测点的加速度频响衰减量增大约30dB;空心钢板加强圈和钢混加强圈均能对振动衰减起积极作用,但钢混加强圈的隔振效果远好于空心钢板加强圈。

加强圈对钢波纹板拱涵受力行为的影响研究

为研究大跨度钢波纹板拱涵在增设混凝土加强圈后的受力行为,建立考虑土–拱相互作用的精细化有限元模型,并与CHBDC的分析方法进行对比。在此基础上,研究加强圈承担的截面内力及其在拱脚、拱腰和拱顶等部位的分布规律,并讨论加强圈厚度、间距和宽度对拱涵力学行为的影响。研究表明:采用CHBDC方法计算钢波纹板拱涵时,轴力将被低估,其与精细化有限元计算结果的比值为0.38~0.48;钢波纹板拱涵的轴力起控制作用,加强圈使得最大轴力减小了22.14%;在拱脚位置,加强圈承担的截面轴力最大,占比50.32%;加强圈各部位的轴力贡献度与其设计参数呈正相关,增大加强圈宽度优于增加厚度和减小间距。

C80钢纤维混凝土拱圈温度试验分析

为了研究C80钢纤维混凝土水化热过程和日照作用下的温度场分布情况,以某山区拱桥拱肋为研究对象,对拱圈夏冬季节1#节段浇筑过程和浇筑完成后截面温度进行了持续监测,分析了在水化热过程中和日照作用下拱圈截面的温度场演变特征。结果表明:混凝土拱圈在浇筑初期快速升温,冬季最大峰值温度达到了44.8℃,夏季最大峰值温度达到了59.2℃,拱圈截面板厚方向测点最大温差达到了7.4℃。拱圈在拆模后箱外侧混凝土温度随外界环境变化呈现周期性波动,顶底板同一时刻峰值温差达到了5.6℃。

圆竹-钢组合拱桥变形控制关键技术

为探究圆竹-钢组合拱桥拱圈等部位的变形控制技术,以武夷山玲珑大桥为研究对象,通过Midas Civil软件建立模型,分析其在设计阶段,不同荷载组合下,不同的桥面系、拱圈截面、横向连接和拱脚连接方式下的拱圈竖向与横向位移。结果表明:采用组合桥面系、横向连接以及提高拱圈与拱脚的刚度能在一定程度上减少拱圈等部位的变形。为更有效地控制变形,还需要结合实际施工过程中的变形控制技术和软件对各个施工阶段的模拟。综合应用设计阶段的分析和施工阶段中的变形控制技术,可以有效预防和控制圆竹-钢组合拱桥的变形问题,确保结构的安全性和稳定性。研究结果可为其他类似圆竹结构工程的建设提供参考。

跨高速中承式拱桥支架无损切割吊装拆除施工工艺研究

本研究通过对爆破、机械拆除、SPMT快速拆除、支架无损切割吊装拆除等四种方案的对比分析,确定了跨线中承式拱桥支架无损切割吊装拆除施工工艺。利用Midas软件对拆除过程进行施工阶段模拟及分析,总结拆除过程中应力及变形规律及拆桥应注意事项。最后通过实桥拆除验证该方案的效果及拆除难点。结果表明,施工的难点及重点是拱圈的拆除和吊装;支架无损切割吊装拆除工艺拆桥具有快速、低噪音、环保等优点,桥梁可在交通管制的规定时间内拆除完毕,拆桥效果良好,为高速公路中承式拱天桥提供一种新的拆除工艺。

大挑臂下承式连续梁拱组合桥设计

西宁祥瑞大桥为(40+120+40)m大挑臂下承式连续梁拱组合桥。主梁采用大挑臂钢箱组合梁,钢梁采用单箱三室槽形结构,桥面板采用钢筋混凝土结构。主拱采用由2片分离的拱肋及横向风撑组成的组合式拱圈,拱肋呈“纺锤”形。吊杆采用高强度钢绞线整束挤压拉索,索体采用多重防腐层和抗辐射老化措施。系杆由37股∅s 15.2 mm新型高强度钢绞线组成,分布在钢梁中间箱室内。桥墩采用花瓶形钢筋混凝土实体墙式墩,基础采用6根∅2.0 m钻孔灌注桩。彩虹状的拱桥造型极具地域特色,景观效果良好。大挑臂钢箱组合梁结构横向刚度大、抗扭性能好,具有良好的受力性能及经济性能。全桥采用先梁后拱的施工方案,钢梁采用顶推施工,拱肋采用液压提升系统安装,预制桥面板在大挑臂横梁上使用桥面吊机施工。

基于悬拼钢拱架法的钢筋混凝土拱桥主拱圈现浇施工关键技术及数值模拟

钢拱架代替落地支架或节段悬臂拼装等施工方法,应用于山区跨越深水峡谷的拱圈现浇具有一定的优势,值得推广应用。该文通过介绍三岔河大桥钢拱架悬臂扣索法拼装、拱架水箱法预压和主拱圈分环分层浇筑等关键施工技术,有效地解决了跨越深水峡谷桥梁施工过程中的常见难题,并基于Midas Civil有限元方法整体建模,对其采用的关键施工技术进行了数值模拟分析,指导并监控了该桥的施工建设,可为类似工程施工及受力计算分析提供借鉴。

圬工拱桥UHPC加固方案分析

针对圬工拱桥开裂突出的问题,在介绍圬工拱圈设计计算理论的基础上,结合圬工拱桥的实际运营情况,利用断裂力学理论,分析了圬工拱圈的开裂原因,提出了运用超高性能混凝土(UHPC)加固圬工拱桥的加固方案。通过红岩桥的应用验证,结果表明使用所提方案加固后的拱桥各截面都能满足正常使用极限和承载能力极限状态要求。

青州市张庄渡槽重建中墩加固拱圈位移监测

为精准监测拱圈位移,确保文物渡槽拱圈施工加固安全,研究提出了一种渡槽拱圈位移测试新方法。工程应用表明,与现有技术相比,在局部重建加固施工过程中,可实现实时监控和记录位移,避免在拆除并重建中墩过程中因检测失误而造成拱圈沉降位移,消除了施工过程中的安全隐患,解决了施工过程中位移难以精准监测的技术难题,提升了施工效率和施工质量。

某圬工拱桥主拱圈纵向开裂原因分析及处治措施

阐述了某拱桥主拱圈裂缝病害情况及产生原因,结合现场检测、荷载试验及原桥验算,确定该圬工拱桥不能满足设计荷载要求,通过加固验算,提出主拱圈套拱加固及墩台病害耐久性维护方案,达到圬工拱桥病害处治的目的。

月牙形系杆拱桥设计方案研究

拱桥的结构型式优美,空间造型符合景观性要求,在平原区得到广泛应用。文章依托浙江阜溪桥,提出一种月牙形系杆拱桥设计方案,对月牙形拱圈的空间定位方法进行研究。采用Midas Civil有限元分析软件建立空间计算模型,对月牙形系杆拱桥的拱圈、桥面系及吊杆等构件进行了系统的强度、刚度和稳定性验算。验算结果表明,月牙形系杆拱桥满足结构受力需求,是一种新颖可行的桥型结构。

桥梁人行道现浇拱圈工程中的满堂支架及现浇施工要点分析

文章主要结合济南市济阳区滨河市政设施建设项目,立足施工重难点,分析了满堂支架施工和现浇施工的要点。分析表明,在桥梁人行道现浇拱圈工程施工中,搭设满堂支架可为钢筋、混凝土、模板等各道工序提供安全、稳定的操作平台,进而保障桥梁人行道现浇拱圈工程施工任务顺利完成。

Preliminary research on cycloid as a line type of the arch dam

Currently, there are a wide range of line types in the field of arch dam designing and construction, and each of them may have their own strength and weakness disparately. A trade-off between the size, stress, as well as the construction cost and complex- ity of the dam needs to be made in order to arrive at a new solution called the cycloid arch dam. Through redevelopment of VBA us- ing AutoCAD, the arch ring and the center of the arch line have been designed. Also, the stress analysis on parabola and cycloid have been done, which provides a theoretical principle that the cycloid could be regarded as a new line type of the arch dam.

隧道开挖及仰拱初期支护成环施工工艺研究

文章以朗晃Ⅱ号隧道为研究对象,分析了隧道开挖及仰拱初期支护成环施工工艺。该工艺对提高隧道施工效率、保证施工安全、降低成本和提高工程质量具有重要意义。其中,在隧道开挖环节,阐述了隧道开挖方法选择和开挖面稳定措施;在仰拱初期支护成环施工中,提出了仰拱初期支护的重要性和仰拱初期支护成环施工工艺,为实际施工提供了科学依据和参考。研究结果表明:隧道开挖及仰拱初期支护成环施工工艺为隧道施工工艺的改进和发展提供了新思路和方法。

地铁浅埋暗挖法超近距穿越邻近建筑物施工技术分析

地铁浅埋暗挖法是一项超近距穿越邻近建筑物的施工技术,应用该项技术能实现地铁线路的顺利延伸,不会影响周边建筑物的安全。文中对地铁浅埋暗挖法超近距穿越邻近建筑物施工技术进行研究,在深入分析技术原理、工艺流程和施工实践基础上,给城市地铁建设提供更加科学的施工方案。

重庆渝湘复线双堡特大桥主桥设计

重庆渝湘复线双堡特大桥主桥为2×405 m连续上承式钢管混凝土变截面桁架拱桥,矢跨比1/4.75,悬链线拱轴线,拱轴系数1.55。主拱圈由两幅拱肋和风撑组成。拱肋采用四肢格构式结构,单幅拱肋宽7.5 m,两幅拱肋横向中心距17.5 m。拱肋弦管采用Q390D钢,直径1400 mm,内灌C70自密实混凝土。风撑采用米字撑。拱上立柱采用双肢排架式空心矩形截面钢箱结构,桥面系采用连续钢-混组合梁,单跨27 m。中央拱座基础采用“浅挖拱座+桩基础”的构造形式,以适应岩溶发育区地质条件及降低连拱效应。拱肋采用900 m超长缆索吊装配合自平衡斜拉扣挂系统大节段吊装,桥面系采用地面组拼并张拉预应力、整体吊装的装配式施工方案。