轮辐式索承网格屋盖钢结构单道胎架施工技术

泰安体育场作为山东省泰安市的新地标,其钢结构屋盖采用轮辐式索承网格结构,通过68榀径向索和1道中央环索形成张拉结构体系,最大悬挑跨度为45 m。通过数值分析对施工过程进行了精细化稳定性分析,针对不规则构件吊装的工程技术难点,进行了吊装方案的设计与优化;考虑到成本控制与施工周期,极具创新性地采用了径向单道胎架作为屋盖施工过程中的临时支撑,结合工程实际情况设计了胎架转换结构,并对单道胎架整体在多种可能的荷载组合作用下进行验算与校核。通过对体育场屋盖施工全过程的模拟以及对安装过程中的重难点进行优化分析,为现场施工的安全顺利开展提供了技术保障,可为其他类似采用单道胎架施工方法的工程提供施工方案设计的新思路。

吊装缆索气动干扰致气弹失稳研究

以吊装缆索的气动干扰致气弹失稳现象为研究背景,设计制作了考虑垂度效应以及气动外形相似的吊装缆索气弹模型。通过风洞试验,分析了缆索间距对吊装缆索气动干扰的临界失稳风速、振动频率以及运动轨迹等振动特性的影响,对比了双缆索体系和三缆索体系气动干扰致气弹失稳的差异。研究表明:当两根缆索串列布置时,下游缆索受上游缆索尾流干扰,发生了明显的尾流驰振,而上游缆索受下游缆索气动干扰不明显,气动稳定性较好,几乎不发生振动。当三根缆索串列布置时,不仅下游缆索受上游缆索尾流干扰发生气弹失稳,上游缆索也同样受下游缆索气动干扰而发生振动。双缆索与三缆索气动干扰致气弹失稳振动特性差异明显。

黄茅海跨海通道高栏港大桥钢箱梁施工关键技术

黄茅海跨海通道高栏港大桥为(110+248+700+248+110)m全飘浮体系双塔双索面斜拉桥,主梁为分体式钢箱梁,标准梁段重约370 t、最大悬臂拼装梁段重约468 t,采用桥面吊机进行悬臂拼装,施工阶段抗风问题突出。通过设置塔梁三向临时锚固抵抗施工过程中的不平衡力及力矩,有限元计算结果表明塔梁三向临时锚固均满足受力需求;在边跨侧设置抗风临时墩,并依据受力分析结果确定抗风临时墩的钢管桩选用∅1200 mm×12 mm,平联、斜撑选用∅426 mm×6 mm,施工阶段安全渡台;通过设置横断面预拱度保证了钢箱梁成桥横坡;采用反力牛腿法在被吊装梁段和已安装梁段匹配侧施加成对反力有效减小匹配高差,保证了钢箱梁的顺利匹配安装;边、辅墩墩顶前一梁段的斜拉索二次张拉后再进行合龙,避免了施工期间边、辅墩支座出现负反力;中跨采用单边起吊加配重和自然温差配切的合龙方式。

深中通道中山大桥主桥超宽大节段钢箱梁吊装匹配技术

深中通道中山大桥主桥为主跨580 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用流线型扁平钢箱梁,梁宽46 m(含风嘴),主梁共划分69个节段,标准段长18 m、最大吊重约429 t,采用桥面吊机双悬臂吊装。由于钢箱梁节段自重大、宽度较大、横桥向竖向刚度较小等,在桥面吊机悬臂吊装过程中,会出现钢箱梁匹配面高差过大(最大约63 mm)的问题。为解决该问题,实现梁段精确匹配安装,提出3种钢箱梁吊装匹配方案:“门架+拉索”方案、“牛腿反力架”方案、“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。经有限元仿真分析综合比选,最终选择“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。该方案以箱梁竖腹板为定位点,提前焊接一字梁,采用法兰连接后锁定待拼梁段,部分焊接拼接面内箱梁形成C形焊缝;通过提前挂索并张拉部分斜拉索,减小匹配面已拼梁段横桥向竖向变形,达到箱梁匹配要求。施工中采取了匹配高差调节、局部应力控制、拼接缝宽控制等关键技术,最终将该桥钢箱梁匹配面高差减小至9.8 mm以内,钢箱梁局部应力可控,斜拉索初张过程中钢箱梁应力增量小于10 MPa,且各箱梁节段拼接缝宽可控制在1 cm以内。

大跨度中承式拱桥钢箱格构梁缆索吊装施工技术研究

巫山大宁河大桥工程地势险要,施工风险高,钢箱格构梁吊装施工存在一定的技术难度。研究依托实际桥梁建设项目,对钢箱格构梁吊装关键技术进行了分析。研究结合具体施工环境,制订了本桥钢箱梁总体施工方案,即从两岸边跨向跨中吊装。针对不同位置处的节段,分别采用了边跨拱内吊装、拱内换钩吊装、扁担梁拱外吊装、合龙段单钩吊装的吊装方式。解决了吊装过程中遇到的施工场地狭窄,吊装施工难度大等工程难点,保证了工程质量和施工安全,以期为今后类似工程施工提供借鉴。

兴联路大通道主航道桥主墩双壁钢围堰施工技术

兴联路大通道主航道桥为(165+380+165) m双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,主墩采用哑铃形承台,承台尺寸为62.5 m(横向)×22.6 m(纵向)×7.0 m(高),中间系梁宽11.4 m。其中,51号主墩承台顶、底高程分别为+18.0 m和+11.0 m,河床平均高程为+19.0 m,常水位为+29.8 m。主墩承台采用双壁钢套箱围堰方案施工,51号主墩围堰长66.3 m、宽26.4 m、高24.0 m,壁厚1.8 m,内设3层内支撑,封底混凝土厚3.0 m,围堰抽水水头高度约18.8 m。钢围堰加工前,采用模块化思路,将钢围堰整体竖向分3节、横向分20块;底节钢围堰带钢护筒群整体加工制作,利用2艘800 t浮吊整体吊装下水,利用3艘拖轮将钢围堰带钢护筒群整体浮运至桥位,依次进行水上钢围堰和钢护筒浮态接高;设置水平定位系统,钢围堰精确定位下沉着床,浇筑封底混凝土及隔舱混凝土。该桥承台施工中钢围堰未发生漏水情况,整体质量良好。

双跨连续拱桥缆索吊装系统设计及计算分析

以某世界在建最大跨2×405 m的上承式双跨连续拱桥为工程背景,详细介绍了其缆索吊装系统设计并利用有限元程序MIDAS/civil对其缆索吊装过程进行了仿真分析,实测结果表明:采用“过程最优,结果可控”扣索一次张拉施工优化计算方法来进行施工控制计算,可将拱肋松索后拱圈线形与目标线形的线形偏差控制在24 mm内,实际扣索张拉力与理论扣索张拉力最大误差控制在9%以内,计算精度较高。

矿井提升系统建模和振动特性分析

针对矿井提升机时变长度柔性悬、垂绳索轴向耦合运动非线性响应的复杂性,提出了一种考虑绳索-天轮摩擦的提升悬、垂绳索轴向耦合动力学模型。首先,利用任意拉格朗日-欧拉描述和绝对节点坐标公式(ALE_ANCF)建立了绳索单元的动力学模型;其次,建立一种双节点直线过渡式绳索单元模拟与刚性体接触的钢丝绳;然后,建立变质量罐笼的无约束动力学方程,组合钢丝绳、罐笼的动力学方程,得到提升系统的微分代数方程(DAEs);最后,通过实验测试结果验证了模型的正确性。研究表明:在提升系统下放制动阶段,垂绳的轴向振动位移约为悬绳的10倍。

常泰长江大桥主航道桥5号桥塔中塔柱钢筋部品装配化施工关键技术

常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的公铁两用双塔钢桁梁斜拉桥,5号桥塔采用钢-混混合空间钻石型桥塔,高352 m,分为上、中、下塔柱,中塔柱单塔肢为正八边形截面。5号桥塔中塔柱采用“装配化设计、工业化生产、快速化安装”的钢筋部品装配化施工方案。在钢筋厂内,首先采用研发的钢筋片体和钢筋块体柔性制造生产线进行钢筋片体自动化成型和钢筋块体机械化成型;然后将钢筋块体运输至塔下施工平台,通过步履式组拼胎架组拼成钢筋部品;最后采用塔吊将部品整体吊装上塔,通过锥套锁紧钢筋接头进行快速连接。采用钢筋部品装配化施工技术,减少塔上高空作业人数60%~70%,降低了劳动强度和高空作业安全风险,每节段塔上钢筋施工时间缩短至1~1.5 d,提升了钢筋施工效率,塔柱浇筑后钢筋保护层厚度合格率超过97%,保证了工程施工品质。

基于贝叶斯网络的桥梁缆索吊装施工风险识别与评估

针对桥梁缆索吊装施工中可能会遇到的各类风险,引入贝叶斯网络对缆索吊装施工风险进行评估。首先通过资料调研明确桥梁缆索吊装的施工步骤及各步骤中隐含的各类风险因素。其次,结合专家调查所获得的数据,建立贝叶斯网络,推断出风险因素发生概率,实现桥梁缆索吊装施工风险评估。最后以某拱桥施工安全风险评估为例验证所提方法的可行性及可靠性。结果表明缆索安装、主拱圈合龙、临时支架坍塌、局部吊点受力过大而损坏、人员与结构物碰撞、扣索张拉中断裂、接缝处出现不完整或不均匀闭合等风险因素是导致缆索吊装工程出现风险的关键致险因素,整体的缆索吊装工程出现中等风险的可能性更大。

单塔式缆索吊在大跨度钢拱桥吊装施工中的应用

本文主要介绍了在新安江大桥钢拱桥施工中,针对钢拱桥结构型式及桥址区域地质状况及地形条件,通过采用单塔式缆索吊的施工方法,从而很好地解决了大跨度钢拱桥拱肋吊装的难题,保证了大吨位吊装的安全性,提高了拱肋安装的精确度。利用有利地形条件,采用单塔缆索吊,不但降低了施工措施费用,而且减少了对周边地形的扰动,最大限度地保护了新安江两岸的生态环境,为类似施工提供相关经验。

斜拉桥双边箱轻型组合梁节段吊装精确匹配技术

丹江口水库特大桥为主跨760m的双边箱轻型组合梁斜拉桥。为提高建造效率、减少现场焊接,拟采用大吨位桥面起重机,实现16m大节段一次吊装。但大吨位起重机、大节段起吊带来巨大的集中荷载,导致新吊梁段与既有梁段之间存在变形差,无法正常匹配连接。为实现梁段精确匹配,采用ABAQUS建立了双边箱轻型组合梁精细化模型,模拟了主梁吊装、拉索张拉全过程,提出了体外预应力-分级张拉-梁重置换一体化双边箱轻型组合梁纠偏技术体系,有效减小了主梁新、旧梁段变形差,提高了装配精度。分析和实测结果表明,该一体化技术可有效减小吊装过程中的新、旧梁段变形差,提高了斜拉桥双边箱轻型组合梁施工效率和精度。

大跨径混合式叠合梁斜拉桥合龙方案研究

为保证大跨径混合式叠合梁斜拉桥在中跨合龙过程中各构件的受力可以满足规范要求,以及成桥之后能达到理想成桥状态,以宜宾盐坪坝长江大桥为研究对象,考虑该桥的结构受力与施工特点,对桥梁合龙过程进行有限元分析,并分析在中跨合龙过程中的温度和合龙段主纵梁吊装方案对结构受力及成桥状态的影响。研究结果表明:温度主要影响合龙口的宽度和成桥后的塔偏,合龙段主纵梁的吊装方案主要影响合龙过程中的桥面板应力和成桥后的梁位移。该研究结果确保了该桥成功完成精准合龙,节约了施工成本,也为同类桥梁的合龙施工提供了参考。

BIM技术在钢箱梁缆索吊装中的应用研究

随着物联网、BIM和人工智能等新兴信息化技术的快速发展,BIM技术在房屋建筑和市政工程的应用也越来越广泛。针对悬索桥钢箱梁缆索吊装施工复杂、控制精度要求高、风险大的问题,该文基于BIM技术和三维仿真模拟分析系统,建立了缆索吊装施工三维数字孪生模型,开展了缆索吊装施工过程的实时数据人机交互模拟,进行了施工方案优化与技术交底、施工现场边界条件控制以及施工前虚实结合的操作训练,实现了钢箱梁安全高效吊装,从而提高施工效率、降低安全风险、提升工程品质,可为类似桥梁工程建设提供一定的参考借鉴。

绳驱动并联吊装机器人绳索张力优化

将绳驱动并联机器人应用于吊装领域,对运动学正解模型和绳索张力优化算法进行深入研究。首先,确定该吊装机器人为冗余约束绳驱动并联机器人,建立机器人的运动学和动力学模型。其次,针对冗余约束绳驱动并联机器人的绳索张力不唯一、不连续问题,分别运用张紧力方法、非线性规划方法和改进二次规划方法对绳索张力进行优化,确定出最佳的张力优化算法。在此基础上,进一步求得此类型绳驱动并联机器人的工作空间。最后,通过MATLAB进行仿真验证。仿真结果表明,相比于另外两种方法,采用改进二次规划方法求解的绳索张力优化解在张力上限和张力下限之间光滑连续变化,说明改进二次规划方法求解绳索张力的合理性和连续性。

开州湖大桥250t缆索式起重机设计与安装关键技术

贵州省江口—都格高速公路瓮安—开阳段(简称"瓮开高速")开州湖特大桥为主跨1100m双塔单跨钢桁梁悬索桥,大桥位于贵州山区,施工场地受限,仅单侧可布置钢桁梁预拼场,为快速吊装其大吨位钢桁梁节段,需要研究确定总集中荷载为250t的缆索起重机单侧架梁方案。介绍了250t缆索起重机的结构组成、分析计算方法及计算结果,并分析了缆索起重机主要结构安装关键技术。计算及应用表明,该种缆索起重机技术上完全可行,优势突出,完美解决了山区地形复杂条件下单侧架设1100m跨径悬索桥大吨位钢桁梁的难题。

下承式连续梁-拱组合桥施工方案比选研究

余信贵大道月湖特大桥主桥为(30+185+30)m下承式连续梁-拱组合桥,根据连续梁-拱组合桥结构特点、桥位地形地貌、环境及交通条件,综合技术可行性、经济合理性、安全可控性3方面对缆索吊施工和顶推施工2种施工方案进行比选研究,研究结果表明:缆索吊和顶推施工方案在技术可行性上均可实现,但缆索吊施工方案临时锚固力大且临时系杆张力大和张拉空间有限,高空作业风险偏大,而顶推施工经济性较好、工期相对较短、风险性更低。综合考虑推荐在顶推施工的基础上进行施工方案深化及优化设计。

柔索导向下双绳缠绕式提升系统耦合振动研究

针对双绳缠绕式提升系统在绳长差影响下的动力学响应问题,采用假设模态法和拉格朗日方程构建了系统耦合振动力学方程,并通过引入拉格朗日乘子对几何约束处的约束力进行描述。构建了ADAMS仿真模型,理论计算结果与ADAMS仿真结果吻合良好,验证了模型的正确性。从结果可以看出:2个提升绳间的绳长差不仅会造成提升容器纵向的振动,而且会造成容器扭转振动。导向绳的张力对系统纵向振动几乎无影响,但若张力设计不合理,则有可能造成提升容器较大的横向振动。

缆索吊装系统H型钢塔架设计研究

针对拱桥缆索吊装斜拉扣挂系统分离式塔架施工周期长、用钢量大和以圆钢管作为立柱在运输过程中占用空间大、运输困难、施工成本高等问题,以杆件和节点应力、整体位移、整体和局部稳定性作为控制条件,设计提出了一种以H型钢作为立柱新型主扣合一式缆索吊装系统塔架。H型钢具有翼缘宽、侧向刚度大、力学性能好、抗弯能力强等优点,为充分利用H型钢平行翼缘,该塔架杆件间采用节点板连接,方便拼接组合,重复利用率高;通过对新型塔架整体和局部计算和实际工程校验,该新型塔架在施工过程中能够满足强度、刚度、稳定性要求,且整体结构占用空间小、运输方便,可大量节省施工成本。该新型塔架可在桥梁施工中推广应用。

中承式钢箱提篮拱桥拱肋安装施工技术

车田江大桥主桥为280 m中承式钢箱提篮拱,拱肋采用全焊钢箱结构,拱肋安装采用缆索吊装和斜拉扣挂工艺。通过介绍该桥拱肋节段悬臂拼装施工技术,如拱肋首节段采用定位支架精确定位,拱肋标准节段采用缆索吊机配合斜拉扣挂系统进行精确安装,合龙段通过持续观测、吊装姿态模拟及精确配切等技术实现了拱肋的顺利合龙,可为类似工程提供参考。