工艺孔对大截面部分包覆钢-混凝土组合梁受弯性能影响的试验研究

为了研究工艺孔对大截面部分包覆钢-混凝土组合梁(大截面PEC梁)受弯性能的影响,对5根不同构造的大截面PEC梁进行了静力试验,研究了两点加载下主次梁腹板开洞方式对大截面PEC梁试件受弯性能、延性、破坏模式等的影响规律。结果表明:静力荷载作用下,各个试件均表现出良好的延性,腹部开孔对试件承载力和截面刚度有一定的削弱作用。型钢主钢件的应变与混凝土的应变沿截面高度方向均大致呈线性变化,符合平截面假定。按《部分包覆钢-混凝土组合结构技术规程》(T/CECS 719—2020)计算得到的开工艺孔的大截面PEC梁抗弯承载力与试验值误差较小,受尺寸效应影响不大,所采用计算公式安全可靠。

大跨环形矮塔斜拉桥主塔力学性能分析

以大跨度环形矮塔斜拉桥的主塔为研究对象,借助大型有限元程序midas进行了静力及地震动时程分析,通过提取杆系模型中的最不利内力,对索塔锚固区及下塔柱钢混结合段空间应力进行分析。结果表明:1)钢塔在静力及地震工况下强度及稳定均满足要求;2)索塔锚固区及钢混结合段应力状态良好、构造细节处理较为合理。

挪威贝特斯塔德大桥钢箱梁吊装施工技术

贝特斯塔德大桥为挪威新建地方公路Fv.17/720(迪雷斯塔德至马尔姆项目)的一部分,位于挪威中部斯泰恩谢尔市,跨越贝斯塔德峡湾。该桥上部结构为钢混凝土叠合梁桥,全长580m,桥宽11m,共6跨,主跨为112m×2,建成时,为中国施工企业建造的最大跨度钢箱混凝土叠合梁桥,基础采用钢管外壳钢筋混凝土斜桩,水中承台采用薄壁圆角承台,墩柱采用实心钢筋混凝土。

盾构法联络通道中提高切削效率的管片弱化研究

盾构法联络通道施工中因洞口处临时管片难以切削,施工中存在掘进周期长、盾机姿态难控制、涌水涌砂风险高等问题,但是关于此问题解决方案的研究目前还很缺乏。因此,本文以天津某地铁盾构法联络通道项目为背景,在保证结构施工及使用期间安全性的基础上,从弱化临时管片的角度出发,提出了3种弱化方式,分别为降低待切管片砼强度等级、减少玻璃纤维筋布筋量以及管片打孔,并利用有限元数值模拟对弱化的可能性及影响进行了研究。结果表明:(1)在3种弱化方式下,特殊衬砌环内力变化规律均为切削区内力减小,钢管片区内力增大,普通衬砌环的内力小幅度提高;(2)临时管片砼强度由C40降到C20后对衬砌环内力影响在15%以内,其中钢管片区内力增加量在5%以内;(3)主筋量减少70%以内对管片内力影响在2%以内;(4)管片内侧打孔使切削区弯矩降低30%左右,孔径与孔深尺寸相同变化量情况下,孔径对于内力影响大于孔深;(5)不同弱化方式弱化后的结构内力均在极限承载范围之内,3种弱化方式均可采用,从施工便利性和安全性角度来看,临时管片砼强度降低方案为最优方案。

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。

基于ABAQUS二次开发下大直径群钉抗剪性能研究

为研究大直径群钉的抗剪性能,综合考虑大直径群钉推出试验过程中材料、接触及几何非线性,采用ABAQUS软件建立推出模型。对推出模型进行二次开发,研究预留块材料强度、栓钉直径、栓钉高度和钢梁翼缘板厚度对栓钉抗剪性能的影响。主要结论如下:集束式大直径栓钉抗剪时,增大预留块材料强度等级,钢梁翼缘板翘曲程度减小,大直径栓钉应力不均匀程度减弱,显著减小了预留块受压损伤面积。增大栓钉直径可有效提高栓钉的极限抗剪承载力,但栓钉根部后方混凝土受压损伤区域也明显增大,大直径栓钉应力不均匀程度增加,群钉效应较为显著。增大栓钉高度和钢梁翼缘板厚度对平均单钉的极限抗剪承载力影响不大,为减小钢梁翼缘板翘曲程度,可优先选择增加钢梁翼缘板厚度。研究成果可为钢-混组合结构中集束式大直径栓钉抗剪设计提供参考。

钢板-混凝土组合剪力墙裂缝控制及监测分析

以实际工程为背景,对1.7 m厚钢板-混凝土组合剪力墙的裂缝控制及监测进行分析。大体积混凝土构件,由于其水化热比较高容易产生温度裂缝,基于此首先对原材料及配合比进行优化设计,降低混凝土水化热。然后对大厚度组合剪力墙浇筑后采取合理的养护措施控制其内部温度以及对裂缝发生情况进行实测分析,最后经过一系列针对性的裂缝控制措施及监测结果表明,采用优化设计对大厚度组合剪力墙的裂缝控制优于同类工程的裂缝控制效果。

文山马鹿塘特大桥主桥设计关键技术

文山马鹿塘特大桥主桥为(63+137+480+137+63)m双塔双索面斜拉桥,大桥单侧与连拱隧道相接。主梁采用双工字形钢-混组合梁,桥面全宽32.2 m;桥塔采用钻石形混凝土塔,两岸桥塔塔高分别为247 m和254 m;斜拉索按空间双索面对称布置。整幅式桥梁桥隧顺接采用双线分离设计,避免了桥梁整体加宽或设置整体式大跨隧道,同时缩短了连拱隧道长度。为降低汽车、温度和风等荷载作用下的结构响应,在塔梁间设置了弹性刚度为12 MN/m的纵向弹性约束体系,静、动力作用下梁端位移分别下降37.4%和35.9%、桥塔塔柱底纵向弯矩分别降低19%和20%,静力作用下钢主梁应力减小约30 MPa、桥面板抗裂应力储备提高1.13 MPa。辅助墩墩顶主梁采用10 cm落梁设计,墩顶组合梁桥面板抗裂应力储备提升117.7%,且其它主体结构受力未发生显著变化。组合梁采用双节段循环施工方案,有效缩短了主梁施工工期。

桥梁工程大跨双塔钢混组合梁施工控制技术研究

以某地区的大跨度桥梁工程双塔钢混组合梁结构为例,结合该工程实际情况分析该工程的施工控制难点,并确定施工控制原则后,进行主塔线形控制、主梁应力控制、斜拉索索力控制、钢箱梁合龙控制。对控制效果进行测试后得出:梁顶高程最大控制误差为15.6mm,斜拉索的索力控制偏差结果均在5%以内,满足桥梁工程的施工标准规范。

基于有限元的钢混组合梁施工阶段局部剪力钉受力性能分析

为了解钢混组合梁施工阶段的受力性能,以沁河特大桥主桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立主桥模型,对完整施工阶段进行模拟,分析全过程结构内力,进而确定组合梁受力最不利工况;采用Abaqus软件对组合梁进行局部精细化模型建立,分析钢混界面处剪力钉在最不利工况下的受力性能。结果表明:边跨(第一跨、第五跨)存在最大正弯矩,在二期铺装阶段完成后第五跨跨中正弯矩达到139 488 kN·m, 2-3跨合龙后,第一跨跨中正弯矩达到117 502 kN·m;应力在梁截面横向分配不均匀,二期铺装阶段剪力钉出现最大剪力43.8 kN,小于容许值50.1 kN,在施工阶段组合梁钢混界面剪力钉受力安全。

基于BIM技术与挣值法的大跨钢混组合梁桥施工进度优化

以太行高速公路焦作至济源段沁河特大桥钢混组合梁桥段为依托,针对该工程整孔架设且施加二次反提等特点,基于BIM技术建立跨度80 m钢混组合梁桥三维模型,通过可视化模型提取相应工程量并利用WBS对桥梁上部结构进行任务分解,编制进度计划,结合挣值分析法确定偏差率并对后续施工阶段提出调整措施,选出最优方案以指导实际施工。结果表明:钢混组合梁段经进度检查后发现滞后工作,若按原计划进行,预计12周完成的工作将延迟至15周;经过缩短吊装工作工期、调整人员设备投入等方案调整后,在第12周赶上计划进度,总工期减少68 d。挣值法与BIM三维建模、施工模拟结合,能够使工程进度得到有效控制的同时减少成本,可为进度优化向智慧方向发展提供参考。

跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站抗震设计探讨

针对跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站结构抗震冗余度低,在高烈度地区应用较少,为更好地分析高架车站抗震受力全过程,以某跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站工程实例为背景,根据建筑规范和城市轨道交通规范要求设定合理的抗震性能目标,并研究构件抗震受力历时过程中的受力情况。采用大型有限元Midas作为主要计算软件,选取合理的地震波,进行多遇地震和设防地震有限元计算时采用弹性时程分析方法,且对振型分解反应谱法地震作用进行相应的放大,结果分析构件满足抗震性能目标要求。进行罕遇地震计算时,为更好地模拟工程实际情况,计算模型考虑桩土共同作用,采用结构-承台-桩基整体计算建模方法,进行弹塑性时程分析,关键构件采用截面纤维模型进行计算,能够反映关键构件在大震作用下进入破损阶段之后的行为,可以查看关键构件截面混凝土的开裂和压碎历史,钢材或钢筋的屈服和硬化过程。研究结果表明结构构件均满足抗震性能目标:(1)关键构件的钢材纤维受拉受压均未超过屈服强度,保持弹性工作状态,混凝土纤维受拉开裂,受压未达到屈服强度,同时延性系数D/D1小于1,均说明关键构件满足抗震性能为压弯、抗剪不屈服的目标;(2)桩基的钢筋纤维受拉、受压均未超过屈服强度,混凝土纤维受拉开裂,受压未达到屈服强度,满足抗震性能为压弯、抗剪不屈服的目标;(3)地震作用下,带有桩模型与无桩模型的基底剪力有一定差距,表现为带有桩基模型的地震剪力较大,设计时应考虑桩土共同作用。

沪苏通长江公铁大桥防船撞设施施工关键技术

沪苏通长江公铁大桥主跨跨度1 092 m,桥区河段航道为Ⅰ-(1)航道。大桥主通航孔按代表船型5万吨级集装箱船和10万吨级散货船、代表船队16×3 000 t级内河船队考虑防撞标准。防船撞设施采用钢-复合材料浮式结构,具有结构复杂、平面尺寸大、质量大等特点。采用如下总体施工方案,即工厂内分段加工制造,整体预拼装后解体,再将各分段通过龙门吊移至港池内,在港池内组装成大节段,通过拖船拖带浮运至桥址,用螺栓连接成整体,实现了安全、优质、快速安装。

钢混组合结构大直径栓钉的群钉效应研究

为了深入研究群钉效应对大直径栓钉抗剪性能的影响,通过对以往试验数据进行有限元分析,探讨了群钉效应影响下大直径栓钉抗剪强度与抗剪刚度降低的现象,并根据计算结果提出了大直径栓钉极限抗剪强度与抗剪刚度的拟合公式。计算结果表明:大直径栓钉的间距越小群钉效应越明显,与单钉相比群钉抗剪强度与抗剪刚度均有明显的下降;在群钉情形下,弹性阶段的剪力不均匀系数呈马蹄形分布,塑性阶段的剪力不均匀系数呈斜线状分布,但栓钉间距过小时剪力不均匀系数呈月牙形分布;栓钉处于弹性阶段时,内侧栓钉的根部剪力比单钉根部剪力小,外侧栓钉的根部剪力一般比单钉根部剪力小,但栓钉间距较大时,外侧栓钉的根部剪力会超过单钉根部剪力;栓钉处于塑性阶段时,内侧栓钉有效抗剪高度比单钉的高,外侧栓钉有效抗剪高度比单钉的低;大直径栓钉的间距与直径之比小于3.33时群钉效应明显,高于8.33时群钉效应几乎消失。

跨河道大跨径钢混组合梁整体吊装技术应用研究

随着桥梁结构形式地不断发展,钢混组合梁作为一种新型结构,在国内已得到广泛应用。由于其结构形式具有自重轻、抗弯刚度大、截面尺寸小等特点,钢混组合梁结构形式能有效减少对桥梁基础的要求。钢混组合梁在公路建设中,能够减少钢材使用、降低工程造价、施工难度低等优点,因此其应用越发广泛。研究以沪通铁路长江大桥四线特大桥为例,介绍了一种跨河道大跨径钢混组合梁整体吊装施工技术,并阐述了其施工工艺及特点。

大跨径深水区简支钢混叠合梁施工技术与工艺研究

以某跨湖大桥60m跨径的简支钢混叠合梁为依托,建立了钢结构临时墩法精细化MIDAS CIVIL三维数值分析模型,深入开展了深水区钢结构临时墩搭设、大跨径钢混叠合梁制作和分段安装等方面的施工关键技术研究工作,提出了临时墩搭设,叠合梁分段运输、制作和安装等具体可行的工法流程方案,并在该依托工程施工过程中得到了良好的验证。研究结果表明,分段钢混叠合梁施工方法与工艺,不仅可以提高桥梁结构的安全可靠性,还可以加快钢混叠合梁的施工进度和节省钢梁架设设备的额外投入等,研究成果能为今后类似桥梁施工提供理论及实践基础,特别是对深水区大跨径桥梁施工方面具有重要的意义。

小半径大跨度体外预应力钢混组合梁桥设计研究

通过介绍城区改造项目地理位置,拟定桥梁设计方案,阐述了狭小空间互通桥梁的设计理念。在跨路净空受限的条件下,钢混组合梁极大限度降低梁高。结合有限元计算分析,拟定钢梁和混凝土桥面板尺寸,并采用主梁箱体内施加体外预应力的方式,增加主梁抗弯、抗剪承载力及主梁刚度,从而改善小半径、大跨度跨路桥梁的受力状态,为类似交通改造工程的桥梁设计提供参考。

大跨度现浇钢混叠合梁桥面板技术研究

旨在对大跨度钢–混凝土叠合梁桥的面板浇筑技术进行分析。以北清路快速化改造项目为例,根据项目实际情况对施工技术难点进行分析。为确保施工质量,该项目以实际情况为依据采取相应的技术,包括一次性横向施工、钢梁支撑、施加叠合梁负弯矩区桥面板预应力、钢混叠合梁支点压重。施工技术在实际应用过程中应注意一系列要点,包括控制面板浇筑质量、设置临时支撑体系等。桥面施工完毕后,确保其强度已达到90%的设计要求,面板材料经过7天保养后,其硬度可达到51.3 MPa。在大跨度钢–混凝土叠合梁桥的面板施工中选择合适的浇筑技术,可有效提升施工质量,保障桥梁的安全使用。

大跨简支钢混组合梁桥设计探析

结合实际工程项目,对大跨简支钢混组合梁桥设计进行了探讨,研究确定合理截面型式及横向布置,分析采取临时支墩和桥面板混凝土纵向分段浇筑等施工措施对最终成桥阶段梁体的影响。研究认为,大跨简支钢混组合梁桥宜采用闭口钢箱截面,其设计通常受应力控制,横向布设宜结合钢箱顶底板应力合理拟定主梁根数及间距。施工过程会影响成桥状态,采用临时支墩和桥面板混凝土纵向分段浇筑,可有效改善钢箱顶板应力状况,但对底板应力影响不大。

特大桥钢箱梁顶推施工与质量控制措施研究

特大桥是一类比较特殊的桥梁,其单孔跨径通常在150 m以上。在特大桥工程项目建设中,上部结构以钢混组合梁为主,使钢箱梁的顶推施工成为此类桥梁的关键环节。因此,要掌握钢箱梁顶推施工要点,并采取有效的技术措施控制顶推质量。基于此,文章依托工程实例,对特大桥钢箱梁顶推施工与质量控制措施展开论述,主要介绍了钢箱梁顶推施工要点及钢箱梁顶推质量控制措施,以供参考。