曲面异形“内混凝土外钢”塔柱施工方法研究

曲面异形“内混凝土外钢”斜拉桥主塔结构新颖,桥塔具有构造复杂、造型奇异等特点。桥塔施工面临钢结构吊装节段多、安装精度要求高、混凝土浇筑难度大等诸多难题。文章结合海花岛跨海3#桥工程实例,总结了塔柱施工重难点,研究了主塔总体施工方案及施工工艺措施,包括钢结构拼装及吊装工艺、桥塔安装控制测量等方面,可为同类工程提供参考。

洪塘大桥自锚式悬索桥设计要点

洪塘大桥位于福州西郊,跨越乌龙江,需原桥位拓宽改建,新建主桥采用自锚式悬索桥。基于施工期间保通车的民生要求,提出了三阶段横向拼接施工的设计方案,建成了国内第一座在改建工程中实现保通车目标的自锚式悬索桥。首次提出了主缆平弯锚固方案,改善了主缆锚固区的管养条件。采用有限元程序对桥梁运营及施工过程中的关键工序进行仿真分析,根据分析结果指导施工和施工控制,现场监测数据表明计算值与实测值相符。

小曲率半径钢混组合梁预制叠合与架设施工技术

本文针对海域互通匝道小曲率半径钢混组合梁桥架桥机架设施工难题,从钢混组合梁预制叠合施工工艺与线形控制、大横坡运梁设备改造与运梁技术、小曲率半径架桥机设计与架设工艺等方面展开研究,并对关键施工工况进行了模拟计算,系统研究了小曲率半径钢混组合梁桥后场叠合与架桥机架设施工技术,保障了杭甬高速公路复线滨海枢纽工程施工的顺利实施,也为后续小曲率半径梁桥架设提供了参考经验。

复杂竖曲线宽幅组合梁桥大跨度顶推施工控制技术

广西柳州凤凰岭大桥为(96+124+3×130+90)m连续钢-混组合梁桥,主梁为等高双箱单室钢-混组合梁,由槽形钢箱梁和混凝土桥面板构成,梁宽46.6 m,该桥竖曲线由3段圆曲线和2段直线组成。钢梁采用连续步履式顶推、跨间不设临时墩的方案施工,最大顶推跨度达130 m。由于该桥竖曲线线形复杂、顶推悬臂长度较大、桥面板及体外预应力束施工工序繁杂,为确保施工中结构安全、成桥线形和内力满足设计要求,从线形控制、导梁过墩控制、桥面板安装控制等方面进行施工控制。钢梁顶推施工时,采用几何状态传递法对各梁段安装线形进行预测与控制,确保成桥线形满足设计要求;分析临时拉索张拉、环境温度改变与导梁前端位移响应关系,计算临时拉索张拉力,通过张拉临时拉索实现导梁顺利过墩;桥面板施工时,对皮尔格铺装法进行优化,改变桥面板安装顺序,确保了钢梁及桥面板应力满足要求,并缩短了工期。通过以上施工控制,该桥钢梁顺利顶推完成,全桥线形平顺,实测主梁线形满足设计要求,成桥状态良好。

广州海心桥主桥设计

广州海心桥是跨越珠江的人行景观桥,整体造型采用“琴鸣绢舞,岭南花舟”的概念,主桥采用拱跨198.152 m的曲梁斜拱中承式钢拱桥,拱梁固结。该桥共设置2条步道,二者在边跨部分平面呈分叉分幅布置,中跨合并成整幅,标准桥宽15 m。拱肋采用二次抛物线的形式并向东倾斜10°,矢高57.95 m,矢跨比1/3.4,采用等高变宽圆端形箱形断面,拱肋桥面以下至拱脚范围采用超高性能混凝土(UHPC)包裹钢箱混凝土组合结构。主梁平面为半径129.1 m向东侧弯曲的曲线梁,中跨为单箱三室横向变高的钢箱梁,边跨为分幅单箱单室钢箱梁。吊杆采用GJ15-19挤压锚固钢绞线拉索,向心布置,共23根。拱肋插入水中拱座,下接20 m×20 m承台,并与其下的9根∅3 m型钢混凝土抗推桩共同抵抗水平推力。经计算,结构变形、刚度、人行舒适性及抗风、抗震、防撞性能均满足要求。该桥采用大节段整体吊装的快速化施工技术。

基于ANSYS的预应力混凝土曲线梁桥三维施工仿真分析

简要介绍了ANSYS软件的基本功能及其相应的二次开发工具。然后,重点讨论了基于ANSYS软件开发预应力混凝土曲线梁桥施工仿真程序中存在的一些问题。最后,利用已开发好的ANSYS软件对一座在建的预应力混凝土曲线连续刚构桥进行了三维施工仿真分析,结果表明,利用现有大型有限元软件ANSYS的二次开发工具进行预应力混凝土曲线梁桥静力问题的求解是可行的,也是有效的,为今后同类桥梁的分析提供了新的方法和途径。

预应力混凝土连续箱梁施工质量评价指标调查

基于3座预应力混凝土连续箱梁桥的拆除工程，对预应力混凝土箱梁结构的预应力孔道灌浆饱满度、混凝土超方量及混凝土保护层厚度等施工质量评价指标进行了实地调查，并对实测指标进行了统计分析，揭示了预应力混凝土连续箱梁的施工质量现状。结果表明：中国预应力混凝土连续箱梁的总体混凝土超方率偏大，超方率一般在10％～20％，混凝土超方主要集中在箱梁顶板和底板；箱梁纵向预应力孔道灌浆不密实的比例超过50％，横向预应力孔道灌浆未达到密实状态的比例也超过70％，上述情况将使结构预应力损失增大；同时，截面混凝土超方及预应力损失增大将使预应力混凝土箱梁截面主拉应力增长明显，从而增大结构开裂的可能性；提出的量化分析指标有助于正确认识预应力混凝土箱梁桥上部结构普遍开裂和下挠过大的内在原因，为此类结构的研究提供了重要的依据。

无背索曲塔曲梁斜拉桥施工优化

为优化无背索曲塔曲梁斜拉桥施工顺序,对桥梁施工进行全过程模拟,确保桥梁在施工过程中的安全及正常使用状态下受力合理,以无背索曲塔曲梁斜拉桥——东莞水道桥为工程背景,采用MIDAS/CIVIL空间有限元分析软件,分析在钢主梁悬臂施工前拆除支架,同时,钢主梁节段与对应主塔节段同步悬臂施工的情况下,对施工工期、造价、主塔应力及变形、主梁的应力及变形、拉索初拉力的影响。结果表明：（1）优化施工顺序后,结构传力更明确,能有效缩短工期,节省工程投资。（2）优化前后主塔应力分布规律一致,应力影响小;优化后内、外弧侧主塔位移不对称性明显,对主塔x方向位移影响较大。（3）优化后对钢主梁受力有所改善,对混凝土主梁受力影响小;主梁z方向位移影响较大,发生在主跨3/4跨径处,需要调整施工预拱度。（4）优化施工顺序后,2#~5#拉索初拉力均有所增大,拉索安全系数均满足设计规范要求。

全装配式钢-混凝土组合构件抗剪性能试验研究

为探索全装配式剪力钉(PCSS)的力学性能,设计了大比例PCSS剪力连接构件并进行推出试验。试验结果表明:大比例PCSS剪力连接件分3阶段受力,①弹性阶段:当0<P≤0.5P u时,PCSS剪力钉荷载-滑移曲线斜率保持不变,滑移按直线变化,表明构件处于弹性阶段受力,抗剪刚度保持不变;②弹塑性阶段:当0.5 P u<P≤0.8P u时,PCSS剪力钉荷载-滑移曲线斜率不断减小,表明构件处于弹塑性阶段受力,抗剪刚度减小;③破坏阶段:当P>0.8P u时,曲线变化平缓,构件在荷载作用下界面上产生了较大的滑移,加速构件破坏,直到栓钉剪断,试验停止。当大、小构件进行力学性能比较时,小构件的受力性能较大构件好,但是实际情况中PCSS剪力连接件多表现为大比例构件形式,大构件考虑尺寸效应和群钉效应影响因素更能模拟出栓钉的实际受力状态。并依据现有剪力钉计算方法,推荐了PCSS剪力钉的适用极限承载力计算公式。

连续梁桥悬臂施工整体稳定性可靠度分析

建立了预应力混凝土连续梁桥悬臂施工期间整体稳定性可靠度分析模型 ,该模型突破了传统将支座视为理想铰支的简化方法 ,倾覆失效时考虑了偏心受压 ,使设计更为合理 ,并就此模型对各设计变量及参数作了较全面的分析 。

混凝土弯坡桥沥青铺装系汽车荷载组成及平面布置研究

通过对国内6个区域、52个路段、4个大型货站调查得到各类交通组成频谱及不同车型轴载谱,分析了目前混凝土桥面铺装系设计汽车列车荷载的特性。得到了目前国内主流重卡的"车-轴-轮-胎组"及轴载分布;结合汽车列车弯道行驶印痕分析,提出了适合于数值分析时最不利荷位确定的弯坡桥汽车列车荷载模型;建立了荷载模型的平面布置。

预应力混凝土曲线连续梁桥分阶段施工的工程控制

应用主动控制原理 ,综合考虑预应力混凝土曲线连续梁桥分阶段施工时的施工过程及各种因素的影响 ,利用结构分析、施工试验及施工监测相结合的方法 ,对预应力混凝土曲线连续梁桥分阶段施工时的受力特点及工程控制进行了研究 ,从而可以达到对预应力混凝土曲线连续梁桥的施工过程进行主动控制的目的。

预应力混凝土连续梁桥0号块沉降雷达测控

针对传统人工沉降监测实时性弱、连续性差、精度低等问题,提出应用毫米波雷达实时动态监测预应力混凝土连续梁桥0号块沉降变形。以河北高碑店市白沟河特大桥为背景,在该桥0号块布设毫米波雷达靶标,通过地面雷达与测点信号传导获取0号块沉降变形数据,同时开展传统的人工沉降监测,将2种监测方案获取的数据与有限元模拟结果进行对比。结果表明:毫米波雷达能够在施工全周期内全天候条件下开展工作,雷达监测数据具备连续性强、稳定性高、采集量大等特点,可实现预应力混凝土连续梁桥悬浇0号块沉降变形的实时动态监测;基于雷达监测数据量大的特点,通过数理统计方法展开分析的有效数据截取率高,准确度高;毫米波雷达监测0号块变形数据的拟合程度优于人工监测数据,与有限元模拟结果的拟合曲线相关性更强。

混凝土桥梁耐久性施工控制技术研究

研究了混凝土桥梁耐久性施工控制问题,首先分析了混凝土桥梁耐久性的病害形式和影响因素,然后分别从施工技术参数控制和指标预测控制两个方面讨论了提高桥梁耐久性施工的具体技术。基于技术参数的耐久性控制包括原材料选择和配合比控制。提出了一种基于灰色BP神经网络的耐久性指标预测模型,试验验证了该模型能够有效预测桥梁的耐久性指标。

预应力混凝土曲线连续刚构桥结构行为分析

研究了悬臂施工的高墩大跨预应力混凝土曲线连续刚构桥在施工阶段和成桥阶段的结构行为,讨论了由于主梁平面弯曲对结构变形和应力的影响,为曲线刚构桥提供相应的设计建议和施工控制思路,具有现实意义。

水泥砼弯坡桥沥青铺装系设计关键指标研究

针对砼弯坡桥受力特殊性、主导病害形式及其成因,对其沥青铺装系结构设计采用了拉应力、剪应力双指标控制,且在抗剪指标中考虑了混合料及其界面浸水72 h最不利状态;其次,在防水粘结层设计时提出了中心旋转试验法(CCRDT-the Central Composite Rotatable Design Techniques)与麦克·劳德法(Mc Leod)相结合的C-M设计法.

索力随机误差对组合梁无背索斜拉桥受力影响

为研究索力初拉力随机误差对主塔、主梁和拉索的应力,主塔、主梁的变形及结构可靠度的影响情况,以混合梁无背索斜拉桥——东莞水道桥为工程背景,考虑桥梁施工过程,建立ANSYS空间分析模型,采用蒙特卡罗函数和拉丁超立方抽样技术,分析结构响应的敏感性因素及百分比,并对控制截面应力进行了可靠性分析。结果表明:(1)主塔、主梁的应力及变形和拉索的应力非对称性显著,对应的敏感参数差异较大,其中边跨主梁及塔身应力、位移标准差受拉索初拉力影响小。(2)成桥索力受拉索初拉力影响最显著,且主要受自身初拉力误差影响,拉索安装误差可按照斜拉桥设计细则执行。

混凝土拱桥拱架法施工风险分析及对策

参考《公路桥梁和隧道工程安全风险评估指南》原则与思路首次制定了拱架施工评估指标体系,并基于风险矩阵法对山区已经完工的3座采用拱架法施工且不同跨径的上承式钢筋混凝土拱桥建设阶段的各专项风险进行了评估。研究表明:常规风险评估多存在评估风险等级偏低的情况,跨径越小风险等级一般越低,地方项目评估指标(B^H)可根据实际参考资料考虑降低一级,并针对拱架施工技术方面的风险源事件提出了风险对策。

预应力混凝土连续弯箱梁桥同步顶升纠扭施工

既有预应力混凝土连续弯箱梁桥在运营阶段经常出现支座变形、脱空及梁体扭转、偏位等病害,使桥梁结构受力趋于不利状态。以上海市一座匝道桥梁加固处理为对象,在对该桥病害原因进行分析的基础上,介绍采用PLC液压同步技术对桥梁进行整体同步顶升(不对称布顶)更换支座、纠扭、增设支座调整扭矩与支座反力等改造措施。实施结果表明:同步顶升控制系统较好地保证了顶升位移的精度;支座反力测定简便、可靠;病害弯桥基本恢复到原设计状态,实施效果良好。

复杂曲线钢混组合梁线形控制关键技术

简要介绍了山区复杂曲线钢板-混凝土组合梁结构特点与施工方案,分析了钢板-混凝土组合梁线形控制难点,针对钢板-混凝土组合梁线形控制开展了预拱度计算、工厂制造预拱度设置技术、吊装节段制作线形控制技术、顶推施工线形控制技术以及落梁过程的预拱度及线形控制技术等方面研究,解决了山区复杂曲线钢板-混凝土组合梁线形控制难题。