马鞍山长江公铁大桥Z3号桥塔施工关键技术

巢马城际铁路马鞍山长江公铁大桥主航道桥为(112+392+2×1120+392+112)m三塔钢桁梁斜拉桥,Z3号桥塔为超高多肢钢-混组合塔,高308 m。上塔柱钢结构高87.5 m,分13个吊装节段,最重505 t;中、下塔柱混凝土结构高217.5 m,分38个节段液压爬模施工;钢-混结合段高3 m,内部采用PBL键+剪力钉+高强度钢锚杆+高强度混凝土结构形式。在中塔柱设置钢管临时横撑控制塔柱线形及应力;下横梁采用落地支架法分层施工,与对应塔柱同步浇筑;钢-混结合段混凝土采用C60细石补偿收缩混凝土+高强度灌浆料,保证了混凝土施工质量;采用工厂“2+1”立体匹配制造、“提升站+运输栈桥”钢塔节段转运等技术,并研制15000 t•m超大型塔吊,实现了钢塔柱大节段的制造、整体滩地运输和吊装;钢塔节段间采用栓焊组合连接形式,通过设置工艺隔板、双面坡口等措施控制了钢塔焊接变形;利用定位桁架临时锁定钢塔合龙段实现了钢塔的精确合龙,定位桁架受力及变形均满足要求。

四索面双塔联体分幅斜拉桥塔结构模型试验研究

为确保联塔分幅斜拉桥中塔结构的安全可靠,以宁波甬江特大桥为工程背景,进行整体桥塔3∶40缩尺模型的2种斜拉索分级加载试验,以研究联塔结构的力学行为。在满足目标状态要求的前提下,以斜拉索数量最少为原则,确定试验中斜拉索的优化布置及相应的优化索力。试验测得的结构变形、控制断面应力和斜拉索的索力与计算值吻合较好。试验结果表明:斜拉索数量最少优化方法在达到预期目标的同时提高了斜拉索的利用率;在2种工况加载过程中,未出现结构开裂情况,结构的变形和受力安全、合理,结构整体受力性能良好,但联塔部位混凝土出现局部拉应力,为相对薄弱部位。

联塔分幅斜拉桥塔结构模型试验设计及加载索力优化

以甬江特大桥为背景,进行联塔结构模型试验,通过张拉斜拉索来模拟塔的最不利受力状态,简要介绍结构模型试验的设计。为了尽可能少张拉斜拉索,便于张拉控制,建立了最少索数索力优化的数学规划模型并编制了相应的数值程序,确定了相应的等效索力和各级加载中的斜拉索张拉索力,结果表明索力优化方法可行,张拉过程中结构受力安全。

双塔联体分幅斜拉桥塔结构模型实验索力测试结果分析

以甬江特大斜拉桥为工程背景,对其整个联塔结构进行室内模型试验研究。针对模型试验中加载斜拉索的布置位置、数量及索力的确定,提出了最少索数的索力优化方法,编制了相应的数值程序。在满足预期目标的前提下,以最少斜拉索数量为原则,确定了试验中斜拉索的优化布置及相应的优化索力及各级加载索力,对优化索力和试验中的测试索力进行比较分析,结果表明索力优化方法可行,两联塔之间索力相互影响较小。

斜拉桥桥塔模型试验相似理论分析及试验设计

采用结构模型试验的相似理论,应用方程分析的方法,推导了相似指标。为了研究分幅联塔斜拉桥的联塔力学行为,对甬江特大桥整个桥塔进行缩尺模型试验研究,介绍了模型试验的结构设计和加载方法设计,建立了求解索力的数学规划模型。

发动机吊挂与机翼连接接头强度分析与试验

飞机吊挂与机翼连接接头主要用于传递来自动力装置的载荷,是飞机结构强度设计的关键件。为了精确分析吊挂与机翼连接接头强度及应力应变分布规律,设计了一套接头强度静力试验系统,研究了接头强度有限元建模方法。以总体有限元分析得到吊挂与机翼连接接头载荷为基础,建立了接头的细节有限元模型,分析了对接头强度影响较为严重的两种工况。有限元分析结果与试验结果对比,验证了接头强度有限元建模方法合理,对民机发动机吊挂与机翼接头设计具有应用参考价值。

太原市机场路祥云桥桥塔设计

太原市机场路祥云桥主桥为独塔混合梁斜拉桥,桥塔由3根塔柱组成,空间呈火炬造型,在桥面以上为钢塔柱,在桥面以下为混凝土结构。钢塔柱内部加劲肋按照半刚性加劲肋的原则设计;塔柱联结系采用刚接方案,3根塔柱之间设置20道空间水平联结系;在钢塔柱与混凝土塔柱间设置钢-混凝土结合段(高7.05 m),主要传力构件为PBL剪力键;塔顶钢塔帽将3根塔柱顶端固结,其下段为连接塔柱的重要受力构件,上段为装饰构造;斜拉索在中塔柱内采用双锚箱的方式锚固,在边塔柱内采用锚梁的方式锚固;斜拉索向塔柱圆弧外侧拉伸锚固;3根塔柱采用整体式基础方案,承台间设置系梁。

输电铁塔单变双拼角钢转换节点承载力研究

鉴于输电铁塔单变双角钢转换节点基础理论和设计规范的欠缺,开展单变双角钢转换节点承载力的数值仿真和设计理论研究。对工程常见构型的单变双角钢转换节点进行有限元建模及其仿真计算分析,探究该节点在受拉、受压荷载条件下的受力机理和破坏模式,以此获得转换节点各部件(上单角钢、下双拼角钢、上下靴板以及水平过渡板)匹配设计基本原则,为提出设计推荐公式提供重要依据;基于屈服线法理论提出单变双角钢转换节点整体承载力设计推荐公式,并借助“塑性分析,弹性设计”的思想对承载力的预测考虑合理的安全储备,便于工程设计;采用屈服线法设计公式和现行相关设计公式对相同构型的单变双角钢转换节点分别进行承载力计算。对比结果表明,屈服线法设计公式计算结果与有限元仿真最为接近,平均相差仅为0.82%,能较好地反映单变双角钢转换节点的整体承载力。研究成果可对现行设计规范及理论提供参考。

鄂东长江公路大桥结构设计方案研究

为研究千米级混合梁斜拉桥结构设计,以鄂东长江公路大桥为依托,通过结构计算与试验模拟,从钢-混凝土结合段位置的选择、索距、桥塔、主梁、主梁钢-混凝土结合段等方面对该桥结构设计方案进行研究。结果表明:钢-混凝土结合段设置在中跨侧距桥塔中心12.5 m处,结合段位置主梁的变形和内力均较小;中跨标准梁段宜采用15 m索距,边跨宜采用7.5 m索距;该桥桥面以上塔高为180.5 m;索塔锚固形式采用钢锚箱方案,并设置弧形预应力筋减少和控制主桥索塔锚固区外壁裂缝;主梁采用PK断面,可充分发挥全截面的性能;采用优化的"混凝土后设承压板"的钢-混凝土结合段型式,应力和刚度过渡较为平顺。

联塔分幅斜拉桥塔结构模型试验设计理论与方法研究

甬江特大桥为联塔四索面双幅预应力混凝土主梁斜拉桥,联塔部位承受复杂的弯曲、扭转以及剪切等复合内力传递,两幅桥的受力呈现出耦合状态。为了确保联塔结构的安全可靠,对整个桥塔进行3∶40的缩尺模型试验研究。介绍了模型试验的结构设计和加载方法设计,为今后类似结构试验模型的研制提供参考。

混合梁斜拉桥钢混结合段设计

钢混结合段的设计是混合梁斜拉桥的关键技术之一,钢混结合段的位置、类型及细部构造设计直接影响到桥梁的安全性和耐久性。结合宁波市福明路斜拉桥钢混结合段的设计,介绍钢混结合段位置的确定、结构形式的选择、细部构造及结构计算分析。分析表明本桥钢混结合段受力合理,传力平顺,刚度过渡平稳。

大跨度组合梁斜拉桥结构设计方案研究

为使大跨度组合梁斜拉桥的结构性能更优,以某(80+290+768+70+70+70+60)m双塔双索面半飘浮体系混合梁斜拉桥方案为背景,从主梁断面型式、主梁参数(梁高、断面面积、桥面板厚度)、桥塔高度、桥面铺装及主梁钢-混结合段位置等对结构性能的影响进行对比分析。结果表明:主跨800m左右的组合梁斜拉桥在理论计算分析上具备可实施性;箱形断面组合梁较为适合用于大跨、宽幅组合梁斜拉桥;提高钢主梁断面的有效面积和桥塔高度对改善组合梁斜拉桥受力状况有较大帮助;大跨度组合梁斜拉桥桥面铺装厚度应结合总体受力、大气环境、荷载类型等因素考虑;钢-混结合段位置选取应兼顾受力特性、施工工艺简便和经济性。

联塔斜拉桥桥塔模型试验

为了研究斜拉桥桥塔联塔结构的整体力学性能,结合国内某座斜拉桥变更后方案设计开展了桥塔3∶40的缩尺模型试验研究。介绍了模型的设计原则、相似关系和测试工况,对模型的加载方案、应变和变形测点布置进行了讨论。重点是通过对试验结构的分析以及与理论计算的比较,全面研究了联塔结构在多种工况下的结构行为。结果表明:实测值与理论计算值吻合良好,结构设计安全可靠。

斜拉桥钢混桥塔温度效应分析

结合一斜拉桥钢混桥塔的施工,应用有限元方法,分析桥塔在初始温度一定,外界气温骤然降温时,整个桥塔内钢板和混凝土的温度场分布情况,以及在温度作用下桥塔内产生的温度应力与变形.计算表明,在外界温度突然降温的情况下,桥塔的桥轴方向会形成较大的温度梯度;桥塔的顺桥方向,在钢混结合段处的钢板外表面及其被混凝土包围的内腹板中会出现较大压应力;桥塔的竖向方向,桥塔上段钢箱段和混凝土段的外表面会出现拉应力,承压板顶面会形成最不利的拉应力,而在钢混结合段处,外表面会出现压应力.

超宽幅主梁扭背索独塔斜拉桥总体设计

厦漳同城大道沙洲岛特大桥西溪主桥采用(88+200)m扭背索独塔斜拉桥,塔墩梁固结体系。主梁采用钢-混混合梁,其中主跨为整幅钢箱梁,梁宽47 m;边跨为预应力混凝土箱梁,梁宽51 m;钢-混结合面位于主跨距桥塔理论跨径线15 m处。桥塔采用独柱式钢筋混凝土斜塔,总高134.6 m,桥塔向边跨倾斜8°,其下布置整体式承台,钻孔桩群桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度1670 MPa平行钢丝拉索,边跨斜拉索为双索面空间扭背索,主跨斜拉索为准单索面。针对超宽桥面,采用空间梁格法分析剪力滞的影响,将混凝土梁纵腹板由6道增至8道。按3 m顺桥向标准间距设置钢箱梁实体式横隔板,可使该桥宽幅主梁偏载、扭转效应导致的应力增量控制在允许范围内。对塔墩梁结合部进行有限元精细化分析,针对应力集中情况,优化局部构造和配筋设计,经计算,优化后结构受力满足设计要求。

江西吉水赣江二桥工程总体设计

吉水赣江二桥工程桥梁全长1310 m,主桥采用跨径为2×110 m的独塔斜拉桥,江中引桥采用40 m标准跨径预应力混凝土预制小箱梁桥,陆上引桥采用预应力混凝土大箱梁桥。斜拉桥采用预应力混凝土双肋式主梁、双索面斜拉索,主塔上塔柱采用钢结构,下塔柱采用混凝土结构,中间设置钢混结合段。钢混结合段采用有格室后承压板形式,钢与混凝土间通过焊钉和开孔板连接件结合。为研究其受力性能,进行了缩尺比为1:3的模型加载试验。试验结果表明,该桥结合段受力合理。重点介绍该工程总体设计、科研试验及主塔技术特色。

斜拉桥组合索-塔锚固箱格式连接受力机理试验研究

在钢锚梁-钢牛腿的组合索-塔锚固中,斜拉索水平分力主要由钢锚梁承担,竖向分力由钢壁板上的剪力连接件传递至混凝土塔壁承担。传统的组合索-塔锚固结合部多采用焊钉连接件,除了承受竖向剪力外,还会承受较大拉拔力,使塔壁产生拉应力进而降低组合索塔锚固区的耐久性和承载力。随着斜拉桥跨径的不断增加,要求组合索-塔锚固结合部具有更优越的抗拉拔性能以抵抗由于钢牛腿的偏心传力引起的顺桥向弯矩,具有更优越的竖向抗剪性能以均匀传递索力的竖向分力。为此,提出了一种可运用于钢牛腿支承型钢锚梁的新型箱格式连接构造,并开展了结合部1∶2缩尺模型试验,以研究新型箱格式连接的受力机理与承载性能。试验结果表明:斜拉索组合索-塔锚固箱格式连接具有较好的承载能力、刚度和抗裂性,在1.8P荷载作用时,除板件局部达到屈服强度外,其余钢结构和普通钢筋均处于弹性工作状态,承载性能良好,结构安全可靠;由于箱格式连接构造外面板对塔壁混凝土形成“套箍”作用,2.2P荷载作用下钢混最大脱离量仅约1.0 mm,最大竖向滑移量仅不到0.8 mm,说明结构具有良好的整体刚度;试件加载至2.5P时塔壁表面未出现明显开裂,表明新型钢箱格式连接构造具有较好的抗裂性,有利于提高组合索塔锚固结构的耐久性。

高矮塔斜拉桥横向减震体系关键参数联合优化

为探究由钢阻尼器与抗风支座组成的横向减震体系关键参数对斜拉桥横向地震响应的影响,以某高矮塔斜拉桥为例,基于结构内力与位移响应相平衡的原则,运用正交试验设计法设定参数联合优化的分析工况,分别以结构内力与位移响应、钢阻尼器耗能为优化指标,探究算例中减震体系关键参数钢阻尼器屈服力及抗风支座初始间隙对优化指标的影响。结果表明:辅助墩内力及高塔侧边跨主梁梁端位移响应的控制因子具有显著的参数耦合效应,参数优化时需联合考虑;在墩台设置钢阻尼器可显著降低辅助墩内力及梁端位移响应,但不能有效降低桥塔内力响应。

太原摄乐大桥异型钢-混混合塔柱施工技术

太原市摄乐大桥主桥为(30+2×150+30)m的空间交叉索面异型独塔斜拉桥,桥塔横桥向为"Λ"形,无横梁,高113.8m,下塔柱为钢筋混凝土结构,采用模板现浇施工,中、上塔柱为钢结构,采用大节段整体吊装施工。在该桥塔柱施工过程中,混凝土下塔柱锚固钢筋采用"劲性骨架+定位板"进行精确定位;在内倾式混凝土下塔柱两肢之间建立支撑桁架对塔柱进行支撑,空间曲面模板外侧横肋取直,与支撑桁架支撑面相适应;钢-混结合段采用定位支架进行精确定位,在支架顶部设置定位孔,在钢-混结合段底部设置变径销轴;钢塔在工厂分节段制造,现场组拼成大节段,利用D5200-240塔吊进行吊装,塔吊扶墙与塔柱第2道横撑采用一体化设计,以实现快速化施工。

钢-混组合桥塔结合段承载性能模型试验研究

为了揭示钢-混组合塔结合段承载性能及传力机理,在分析前承压板式、后承压板式和插入式结合段受力的基础上,结合肇庆市阅江大桥钢-混组合桥塔结合段构造,建立了后承压板式有限元模型。根据模型计算结果,后承压板式结合段剪力钉竖向剪力从上往下呈现出逐渐增加的趋势,距离承压板越远,剪力钉承受的剪力越大,在结合段底部达到峰值,承压板传递的轴力占总轴力的比例为68%,其余轴力通过剪力钉传递,传力效果较好。并对后承压板式结合段进行了1∶4缩尺模型试验,测试了结构变形和应力分布。有限元和试验结果表明:结合段的连接件剪力分布规律取决于结合段类型以及承压板的位置,后承压板式结合段具有较高的承载能力和传力流畅性;加载至约为2倍设计荷载,模型试件仍然表现为较强线性行为;结合段钢结构应力从上至下逐渐减小,混凝土应力逐渐增加,整个加载过程中钢-混凝土最大滑移量不超过0.1 mm,传力可靠性高,具有较好的应用前景。针对承压板下部分混凝土应力水平稍高的试验结果,实际设计钢混结合段内混凝土C60采用钢纤维混凝土,改善了结构抗压能力。同时为改善钢混结合段承压板和壁板转角合围处混凝土存在应力集中现象,施工时采用试拌试验、压浆等方式保证了钢材和混凝土之间的密实度,达到了良好的使用效果。