单箱双室变截面波形钢腹板组合梁剪应力分析

为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题。基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CSW剪应力计算公式进行了对比。对各项剪应力的性质展开了研究,针对变截面CBBCSW的顶底板和参与承剪机理进行了分析,提出了底板承剪比例计算公式。以室内模型试验梁和一座单箱双室变截面CBBCSW为例,采用ANSYS有限元软件分别建立了试验梁与实桥的有限元模型,研究了不同约束体系下,剪应力在CSW上的分布以及顶底板与CSW参与承剪的规律。对比不同荷载情况下,有限元计算结果与理论公式计算结果的差异,分析不同荷载工况对顶底板与CSW参与承剪的影响。此外,分析了横隔板对单箱多室CBBCSW剪力分配的影响。研究结果表明:所提公式的理论结果与试验实测结果和有限元结果吻合较好,且底板参与承剪的比例不可忽视;变截面引起的“附加剪应力”是影响剪力传递的直接原因,弯矩的大小会直接影响底板参与承剪的比例;对称荷载下中腹板与边腹板的剪力分布几乎相同,而横隔板会改变CSW上剪力分配,靠近横隔板处的部位剪应力分布更均匀。研究结果可以为实际工程中变截面CSW的剪应力和承剪比的分析提供参考依据。

大跨径变截面钢箱梁加工技术研究

钢箱梁因其跨径大、工厂化机械制造效率高、可靠性高等优点在城市立交桥和跨线桥中被广泛采用,然而受现场施工条件、大节段运输困难和易变形等因素影响,分节段制造及精确定位拼装控制变形和减小焊接误差成为这类钢箱梁厂内加工的重点。该文结合石家庄市北片区南水北调大桥项目,对大跨径变截面钢箱梁加工技术展开研究,并研制出钢箱梁厂内加工仿真预拼装装置,有效控制梁段制作的尺寸误差,提高现场施工效率,可为类似的大跨径边界钢箱梁厂内加工拼装项目提供借鉴和参考。

深中通道泄洪区非通航孔桥主梁设计

深中通道泄洪区非通航孔桥总长6.05 km,分布于伶仃洋大桥及中山大桥2座通航孔桥两侧。泄洪区非通航孔桥采用等跨连续梁布置,4~6跨一联。主梁设计过程中,首先进行110、120、130 m三种跨径方案比选,确定采用最经济的110 m跨径方案。然后针对结构形式,提出预应力混凝土梁、钢-混组合梁和钢箱梁3种方案,从力学性能、经济性和施工风险等方面综合考虑,最终推荐采用钢箱梁方案。钢箱梁采用外形简洁流畅的封闭式断面,有利于后期维养;考虑全线景观效果,主梁高度取4 m,高跨比为1/27.5;横隔板间距取2.5 m,采用实腹式横隔板和框架式横肋的组合式设计,使箱室内部通透性更好;钢箱梁采用Q420qD钢和Q345qD钢2种材料。钢箱梁施工采用适合海上长大桥梁的大节段预制+现场拼装的施工方案。

跨海大桥钢吊箱围堰施工技术几点思考

实际进行跨海大桥钢吊箱围堰施工过程中,应充分发挥围堰施工技术的优势,结合施工现场的实际状况制定钢吊箱围堰施工方案,并将其落实到具体施工中,最大程度地提高钢吊箱围堰施工质量。本文依托双屿门跨海大桥钢吊箱围堰施工技术的应用情况进行一系列论述,阐述了跨海大桥钢吊箱围堰施工要求以及钢吊箱围堰施工技术的具体应用。

大跨度变截面钢箱梁托管桥施工技术

介绍了目前国内单跨跨度最大的变截面连续钢箱梁桥面上铺设的输水管道直径最大的托管桥钢箱梁吊装施工技术。单节箱体最重达135t,运输、储存、吊装较常规钢桥难度增大,工厂桥段制造、工厂板单元现场拼接和上下分层加工等措施,保障了施工进度和工程质量。针对梁体重量大、项目区强风天气影响桥梁吊装困难,研究了钢箱梁的安装方法和施工工艺,保障了梁体施工期安全,桥梁按合同工期安装完成发挥了工程效益。

互通匝道小半径曲线连续钢箱梁上跨新建高速公路施工技术

钢箱梁具有结构轻、强度高、跨度大、成桥造型美观等优点。结合国道109新线高速工程灵山互通D匝道桥上跨张家庄2号大桥工程项目施工,围绕钢箱梁节段划分、机械选型、吊装要点、钢梁焊接等方面进行分析和研究,可为今后类似工程施工提供有益借鉴。

三跨连续钢箱系杆拱桥的设计与施工

壁虎河大桥复建工程为扬州市重大民生工程。桥梁跨越省级流域性骨干河道壁虎河,该河为淮河入江水道,承担重要泄洪和排涝功能。主桥采用(41+150+41)m三跨连续钢箱系杆拱结构,桥梁采用少支架拼装施工,桥梁布跨和施工方案已充分考虑河道的排泄影响。通过主要介绍跨壁虎河三跨连续钢箱系杆拱桥的总体设计、结构设计、结构计算、施工方案等内容,为类似工程提供参考和借鉴。

赤壁长江公路大桥主桥4号桥塔墩结合梁墩顶节段施工技术

赤壁长江公路大桥主桥为(90+240+720+240+90)m钢-混结合梁斜拉桥,主梁分为121个节段,由双边箱截面钢主梁、横梁、小纵梁等组成,4号桥塔墩墩顶钢梁共3个节段,考虑枯水期施工边跨侧滩地外露,采用浮吊拼装+墩顶拖拉法施工。桥塔墩设置墩旁支架辅助钢梁架设,墩旁支架采用简易支架,设计为分离直立柱结构,避免了传统斜立柱支架体系结构复杂且受限于围堰尺寸的影响;墩旁支架设置钢梁拖拉系统及钢梁姿态调节装置,以实现钢梁的拼装、纵移和姿态调整。墩顶钢梁利用浮吊在中跨侧依次拼装单节段钢梁杆件后向边跨侧分次拖拉,墩顶钢梁全部就位后,采用竖向调节装置通过“顶落梁”工艺精调钢梁高程和横向调节装置对钢梁横向偏位进行纠偏,保证墩顶节段姿态满足设计要求。借助主梁永久结构简化塔区临时约束设计,抵抗风荷载、施工不平衡荷载和不平衡索力造成的钢梁平动和转动,确保主梁悬臂节段施工安全。

常泰长江大桥主航道桥索塔交叉锚固体系制造关键技术

常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的钢桁梁斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔。桥塔上塔柱采用钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构,内设多组钢锚箱与索导管形成交叉锚固体系。针对索塔交叉锚固体系钢锚箱及锚孔空间位置与斜交角度精确定位难度大、分段式索导管精确定位与同心度要求高等制造难点,在上塔柱制造过程中的零件下料、板单元制作、块体拼焊、块体水平预拼装工序环节,采用参数化建模、对称交替小线能量多层多道焊接工艺、块体整体机加工、专用测量工装定位等关键技术,对钢锚箱、锚孔及索导管空间位置与斜交角度进行精准控制,实现了全桥钢塔77个块体共1150个交叉锚固体系特征点的高精度定位(偏差值≤5 mm),有效保证了索塔交叉锚固体系的制造精度。

高铁钢箱梁跨中单临时支墩顶推施工关键技术

研究目的:顶推施工过程中,因新建线路小角度斜交既有线路,造成了跨越既有线路段临时支墩难以布置、主梁悬挑跨径大的问题,增加了施工难度,同时给施工的安全性提出了挑战。为解决该问题,本文依托于广汕高铁跨深汕西高速大桥的工程,通过Midas有限元模拟分析以及对实桥应力和位移的监测,研究了高铁钢箱梁跨中单临时支墩顶推施工关键技术。研究结论:(1)跨中无临时支墩顶推方案不满足施工要求;(2)跨中单临时支墩顶推方案顶推施工过程中主梁的应力、位移都处于安全状态,满足施工要求;(3)成桥后的线形、应力状态满足设计预期要求;(4)在路内不允许设置临时支墩的小角度斜交顶推施工中,跨中单临时支墩顶推方案可作为备选方案,本文涉及的施工及监测方法可为类似工程提供一定借鉴作用。

悬索-斜拉协作体系桥梁总体设计

韶关某跨江桥受航道和用地条件边界约束,桥梁跨径组合采用(23+340+23)m,全宽8.2 m,主跨恒载总重量达1500t;本桥边中跨比例远超出常规大跨桥型跨径比例范围,如何选择合理的桥型方案直接影响桥梁的安全性和经济性。为探索特殊条件下的桥梁设计方案,构造出一种新型地锚式悬索-斜拉协作体系结构;340m中跨采用单主缆悬索体系,23m边跨采用斜拉背索体系,主缆和背索通过塔顶钢锚箱平衡边中跨拉力;通过设置小角度微型抗风缆,有效解决了通航净空受限条件下抗风缆布置难题。通过方案比较和结构分析表明,在特定的条件下,采用背索斜拉-主跨悬索协作体系合理可行,为今后大跨桥梁建设,提供了可靠的参考和借鉴。

高速匝道钢箱梁桥步履顶推施工研究

增设新出入口作为城区段高速网络改扩建扩容的一种方式,新增匝道需跨既有线路修建。在“保通高效”的要求下,匝道钢箱梁步履顶推作业具有施工占地少、基建土方施工少、曲直通适、施工速度快、无需封闭现有交通的特点在工程中得到广泛应用。其施工原理是通过钢箱梁及导梁节段预拼,以分布于钢箱梁底的顶推设备,通过系统控制设备同步运行将结构推送至预定位置落梁成桥。本文主要就高速匝道钢箱梁步履顶推施工技术进行了分析。

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。

跨高速铁路运营线钢箱梁拖拉快速施工方案与控制

为研究桥梁跨越繁忙高速铁路运营线的施工方案与施工控制,以常益长高速铁路(常德—益阳—长沙)跨既有石长铁路(石门—长沙)拱形塔斜拉桥的钢箱主梁施工为依托,开展施工方案分析,通过有限元分析研究施工临时塔索方案及施工全过程主梁受力与变形,并结合现场实测对施工进行控制。结果表明:基于滚轮式重物移送器两侧相对拖拉法施工及无合龙段的合龙施工方案能够满足一个天窗期内快速施工要求。临时塔索方案合龙面高差为0.2 mm,转角差基本为0,扣塔受力与稳定性良好,拖拉至就位全过程中主梁应力均在合理范围内,满足合龙要求。各关键工况下线形及应力监控理论值与实测值吻合良好,线形误差在2 mm以内,控制截面主梁上下缘应力最大误差均在10%以内,应力远小于容许应力200 MPa,施工过程控制精度高。

海上全断面超宽钢箱梁吊装施工技术

澳氹四桥南引桥为(6×80+60)m连续变宽钢箱梁桥,钢梁为钢箱+挑臂形式,宽48.4~61.7 m。南引桥钢梁沿纵向分12个大节段,大节段钢梁分成中间钢箱和两侧翼缘,在工厂制造后运到桥位,中间钢箱利用浮吊架设成联后安装翼缘吊机进行两侧翼缘安装(S5~S7号墩间大节段除外)。由于南引桥西侧存在污水管道,S5~S7号墩超宽钢箱梁分为7个大节段制造,中间钢箱与两侧翼缘在工厂整体焊接,利用浮吊定点在S5号墩西侧起吊全断面大节段钢梁至滑移支架,由S5号墩向S7号墩方向逐节段滑移到位,最大滑移重量715 t。针对航空限高及钢梁节段重量的吊装要求,建造2200 t L臂架起重船,非自航浮吊;制造组合吊具,以满足不同规格、不同重量的梁段吊装需求。施工时,浮吊和运梁船抛锚定位后,浮吊在高潮位取梁并携梁缓慢移位到架梁区域,分级落梁后浮吊退出,完成海上全断面超宽钢箱梁的吊装施工。

跨既有高速桥梁大跨径钢箱梁步履式顶推施工关键技术

针对上跨既有高速公路的钢箱梁施工,由于其交通量大,为保证通行,施工安全的要求高。尤其是大跨径桥梁,拖拉式顶推往往无法满足现场需求。故采用步履式顶推施工是较优选择。就近年来我国自主研发的步履式顶推技术[1],针对跨既有高速桥梁大跨径钢箱梁施工,简述了其中的施工关键点和难点。

跨线钢箱梁顶推施工技术研究

交通运输网是一个城市经济发展水平的重要标志,在地表交通趋于饱和的当下,高空跨路运输为城市经济文化的交流做了有效的补充。扶余钢箱梁工程跨越京哈铁路,利用“液压同步顶推”技术采取“累积滑移”的施工工艺进行安装。为保证钢箱梁的顺利施工,对施工过程中的临时支撑与导梁进行设计,并进行施工验算,模拟结果表明,顶推施工工艺能够满足钢箱梁的安装,各技术保障措施在合理安全的范围之内,为现场的施工提供有效的技术理论支持。

复杂市域环境跨河道现场预拼后吊装钢箱梁施工技术研究

在钢箱梁安装过程中通常会遇到大跨度钢箱梁吊装的施工问题,由于跨河道施工条件限制,常规施工方法具有临时支撑搭设困难、钢箱梁整体焊接质量不易保证、钢箱梁预拱度控制困难等缺点。针对以上问题,有必要对其进行改进。论文对复杂市域环境跨河道现场预拼后吊装钢箱梁施工技术进行介绍,介绍如何进行钢箱梁施工,如何做好钢箱梁施工质量控制。

深中通道海中锚碇上方钢箱梁架设方案比选

深中通道东、西泄洪区非通航孔桥采用110 m跨连续钢箱梁体系,两桥均有2孔钢箱梁上跨伶仃洋大桥海中锚碇,受锚碇自身和围堰等结构物影响,架设难度大。针对工程特点,提出大节段吊装、小节段顶推和大节段顶推3种架设方案,结合施工效率、临时结构用量、设备投入和施工风险等方面的对比分析。考虑到大节段顶推方案临时结构投入少,工期可控,同时避免了新设备的投入,综合经济性最优,最终确定采用该方案进行锚碇上方钢箱梁架设。采用ANSYS有限元软件建立钢箱梁板壳单元模型,对钢箱梁顶推全过程进行仿真分析。仿真分析结果表明:钢箱梁在中腹板局部进行加固后可满足顶推受力要求,大节段顶推方案安全可行。该方案实际施工过程高效、平稳,平均顶推速度可达20 m/d。

大跨度桥梁钢箱梁吊装施工技术

依托南方某跨海大桥口岸海陆衔接段大跨度连续钢箱梁工程,对钢箱梁吊装施工技术进行了研究,并通过地基承载力验算和Midas/Civil数值模拟验证了施工方案的安全性与可行性。该工程采用了连续钢箱梁桥,由于受到场地限制,故对钢箱梁挑臂段进行了拆分,并根据运输车辆的最大载质量将钢箱梁分段运输至现场后进行小节段拼装,拼装完成后按轴线段吊装,最后焊接挑臂。笔者研究的施工工艺采用后确保了施工过程的安全性,并提高了拼装精度和成桥线形质量。该研究成果可为相关工程提供借鉴。