Time-varying Reliability Analysis of Long-span Continuous Rigid Frame bridge under Cantilever Construction Stage based on the Monitored Strain Data

In general,the material properties,loads,resistance of the prestressed concrete continuous rigid frame bridge in different construction stages are time-varying.So,it is essential to monitor the internal force state when the bridge is in construction.Among them,how to assess the safety is one of the challenges.As the continuous monitoring over a long-term period can increase the reliability of the assessment,so,based on a large number of monitored strain data collected from the structural health monitoring system(SHMS)during construction,a calculation method of the punctiform time-varying reliability is proposed in this paper to evaluate the stress state of this type bridge in cantilever construction stage by using the basic reliability theory.At the same time,the optimal stress distribution function in the bridge mid-span base plate is determined when the bridge is closed.This method can provide basis and direction for the internal force control of this type bridge in construction process.So,it can reduce the bridge safety and quality accidents in construction stages.

重庆官栈河大桥主桥主墩基础锁口钢管桩围堰加固

重庆官栈河大桥主桥为(62+110+62)m三跨连续刚构桥,主墩基础采用锁口钢管桩围堰施工。围堰施工正常水位+325.300 m,施工期控制水位+330.500 m。在该桥主墩围堰完成四周锁口钢管桩插打及前4道内支撑安装后,因极端天气原因,长寿湖水位上涨到+332.200 m,危及围堰安全。为解决钢管桩围堰的安全问题,提出采用水下施工内支撑的加固方案。待围堰内部水头与外部保持一致后,将已经插打的锁口钢管桩加高至标高+334.000 m,拆除已安装好的4道内支撑,重新安装6道内支撑。采用MIDAS Civil软件分别建立加固前、后钢管桩围堰结构有限元模型,分析钢管桩及内支撑的受力安全与稳定性。结果表明:施工控制水位+330.500 m下,围堰结构最大正应力由加固前的162.6 MPa下降到加固后的82.3 MPa,下降了49.3%;承载水位可从施工控制水位+330.500 m增加到目标控制水位+333.500 m,且强度和刚度等均留有一定储备。水下施工内支撑的加固方案可提升围堰的承载能力。该桥围堰加固后整体受力效果良好,已顺利完成承台浇筑施工。

大跨度高速铁路连续刚构桥转体施工监测与控制技术

为解决跨运营高速铁路连续刚构桥转体施工稳定性和安全性问题,以新建福州至厦门铁路西溪特大桥为研究对象,在分析新建高速铁路连续刚构桥与既有铁路线关系的基础上,提出“支架现浇+转体施工”的施工方案,并采用现场实测法研究转动称重关键参数。针对转体施工总体工艺,提出转动体系施工控制措施、转动平衡控制措施、转动牵引力及制动距离控制措施。研究结果表明,转动过程的平顺性验证了转动称重关键参数的准确性;在正常匀速转动阶段,梁体转动角速度变化平稳,平均转动角速度为1.12°/min,墩柱沿纵桥向和横桥向的姿态稳定;转动完成后轴线最大偏差为3.5mm,满足规范限值要求。

双幅整体转体跨铁路刚构桥主墩设计方案比选

广西滨海公路长坜桥主桥为2×79 m连续刚构桥,桥宽39.4 m,主梁为双幅单箱三室箱梁,左、右幅箱梁共用一个箱式双肢薄壁墩,墩高5.22 m。该桥采用先平行铁路双幅整体支架现浇后转体跨越铁路的施工方法,转体重量3.6万吨,球铰直径6.0 m。根据桥墩较矮、桥宽较宽、转体T构悬臂较大、转体吨位大、上承台受力较大的构造和结构受力特点,提出双肢薄壁墩、墙式墩、箱形空心墩3种主墩方案,从构造、结构受力、抗推刚度等方面进行综合比选。结果表明:双肢薄壁墩抗弯刚度大,可提高大悬臂转体施工状态下的结构安全性,对梁体主墩处的负弯矩起削峰作用;其抗推刚度小,可降低墩梁刚度比,改善梁体和桥墩的受力,故选择双肢薄壁墩方案。为进一步减小上承台厚度,解决矮墩身、分幅梁体、中心转铰带来的墩身受力问题,在常规整体式双肢薄壁墩的墩顶设置预应力混凝土系梁,形成箱式双肢薄壁墩。经计算,相较于整体式双肢薄壁墩,箱式双肢薄壁墩能有效减小上承台厚度,且能极大地降低主墩和上承台的应力,使结构受力更优,因此该桥最终采用箱式双肢薄壁墩方案。

超大跨度无砟轨道混凝土连续刚构铁路桥梁部施工及变形控制技术研究

结合106 m+198 m+106 m连续刚构桥,介绍了0#节段的主要施工流程和施工方法,以及悬臂挂篮施工技术,在施工中采取数字化的线性监控和严格的施工控制措施,保证连续梁施工尽量符合梁部高性能混凝土的徐变值,使后期梁部及混凝土变形尽量接近设计值。

大跨高墩连续刚构桥0、1号块同步施工安全技术措施研究

针对当前高墩大跨连续刚构桥0号块与1号块分段悬臂施工效率低,存在安全风险大,有诸多安全隐患的问题,论文提出一种利用“三角托架+预埋钢牛腿”形式的托架进行施工,介绍该施工方式的施工流程,并针对施工过程中存在的安全隐患提出相应的安全技术措施,包括建立安全组织机构和安全制度、重视施工用电及施工设备使用安全、重视高空作业安全等,最终实现两个号块的同步施工。

大跨度矮墩连续刚构桥施工监控技术研究

本文以某大跨度连续刚构桥的实际施工为例,介绍了施工监控原则和方法,运用MidasCivil建立了施工全过程的仿真计算模型,分析了悬臂施工在各工况下结构的线形和内力,对比分析了现场实测值和理论计算值。结果表明:悬臂施工的现场实测值和理论计算值的变化趋势一致;桥梁线形平顺,结构内力可控,各项指标均满足JTG/T3650-01—2022《公路桥梁施工监控技术规程》和设计要求,实现了对主梁线形、主梁轴线偏位、主梁应力等多元目标的合理控制,施工监控效果良好。

大悬臂连续刚构桥梁施工稳定性分析研究

以某大桥连续刚构联段为研究对象,运用欧拉弹性理论结合有限元分析方法,研究对温泉特大桥连续刚构联段各施工阶段的空间稳定性进行了分析。通过分析多工况下的稳定性,对桥梁主墩封顶阶段、T形桥梁结构(下称T构)的最大悬臂阶段和成桥阶段等3个关键阶段,总结了连续刚构桥悬臂冬季期间可能对施工监控产生影响的各项因素。对各项因素进行荷载分析与组合,并结合有限元建模计算得出了具体的影响值。对了解该桥及该类型桥梁主要施工阶段的稳定性状况具有参考意义。

V型墩刚构桥自平衡组合支护体系设计与施工

宁波舟山港六横公路大桥梅山水道跨堤桥为(60+100+60)m V型墩刚构桥,主梁采用预应力混凝土箱梁,主墩为V型墩。针对该桥施工重难点,提出一种自平衡组合支护体系进行V型墩和0号块施工。该体系由临时支架系统和拉杆系统组成,临时支架系统包括V型墩外侧支架和0号块中部支架两部分,在墩身竖直方向设置3层拉杆,每层布置5根拉杆。有限元计算结果表明:V型墩和0号块施工时支护体系受力满足要求,待主梁合龙后方可拆除V型墩外侧支架和墩身拉杆,4号梁段预应力施工完后方可拆除0号块中部支架。承台施工完成后,安装V型墩外侧支架及拉杆系统,墩身采用滑槽一次浇筑成型,拉杆分3个阶段张拉;V型墩施工完后安装0号块中部支架,0号块混凝土采用汽车泵分2次浇筑完成,拉杆分4个阶段张拉;0号块施工完成后进行主梁挂篮悬浇施工,支护体系按计算确定的拆除时机拆除。主梁施工完成后,墩身线形良好,墩底内、外侧及0号块箱梁内、外均无裂缝产生。

山区薄壁高墩大跨连续刚构桥施工过程中稳定性研究

连续刚构桥是重丘山岭的复杂地带使用最为广泛的结构形式之一,其施工阶段的结构稳定性及安全性不容忽视。以墩高为138m连续刚构桥作为研究对象,利用桥梁专用软件MidasCivil建立该桥的空间有限元模型,模拟计算该桥薄壁墩最高裸墩、最大悬臂阶段和成桥3种状态的稳定性,对理论公式与有限元模型计算结果进行对比分析。结果表明,每个施工阶段在各工况下的稳定性满足要求,最大悬臂状态为最不利工况,其风荷载及温度荷载对桥墩稳定性影响不大,结构自重对最高裸墩稳定性影响较大,在成桥状态下整体升降温对桥梁结构稳定性影响较小;通过局部单元建立平衡方程进行理论推导,并与有限元分析的结果进行对比分析,其结果较吻合。

连续刚构桥监控重要性研究

以广连高速公路中青莲河特大桥施工项目为研究对象,针对其核心施工技术和关键施工位置展开分析。对结构应力、线形变化、挠度变化、标高误差等方面进行严格控制,为大桥提供更优的施工方案和施工工艺。

大跨连续刚构桥悬臂浇筑施工监控及关键技术

大跨度连续刚构桥常采用挂篮悬臂浇筑施工。为使成桥后桥梁线形及内力满足设计要求,需在施工过程中做好施工监控。以公路(70+130+70)m预应力混凝土连续刚构桥为研究对象,采用Midas/civil软件建立桥梁计算模型,分析了不同顶推力对墩顶位移及桥墩应力的影响。并选取混凝土容重、弹性模量及钢束预应力损失作为计算参数,分析了参数变化对成桥线形及内力的影响。现场对桥梁进行线形及应力监测,实测结果与理论计算值较为吻合。

大跨度节段预制拼装桥梁设计与施工关键技术

富春江特大桥主桥为Y形墩连续刚构箱梁桥,采用节段预制悬臂拼装施工,跨径布置为(85+2×151+85)m。以该桥为工程实例,针对大跨径节段预制拼装箱梁桥的特点,重点对节段划分、接缝形式、剪力键构造、临时锚固构造、临时预应力构造、体外预应力体系等设计要点进行了介绍,同时对锚固区及转向块等关键受力部位进行了专项验算,最后对节段梁短线法预制、梁段吊装及调位、涂胶及临时预应力等关键施工技术进行了阐述,相关做法可为同类桥型的设计与施工提供借鉴。

连续刚构桥边跨现浇段非对称施工方案设计

对于连续刚构桥而言,边跨现浇段的施工质量是保证结构运营和安全性的重点。以燕尾特大桥为工程背景,针对其墩身较高的特点,总结现有各边跨施工方案的工艺与特点,考虑到高墩施工的便捷性和安全性,在现有工艺基础上将托架结构与预应力配重相结合,设计以桥墩台为锚点,适用于燕尾特大桥的非对称式边跨现浇段预应力配重施工方法,相关施工关键技术在本研究工程项目中得到了实际应用,可为同类型桥梁的边跨现浇段方案设计与分析提供参考。

考虑各施工阶段受力影响的连续刚构桥梁地震损伤分析

为研究处于各施工阶段的连续刚构桥梁受力情况的不同在抗震易损性方面的影响,通过研究一座大跨高墩连续刚构桥进一步对该类桥的地震损伤性能进行分析。以Midas/Civil软件建立各施工阶段模型,提取施工阶段的受力情况,并将各阶段受力情况输入Abaqus软件建立的结构模型中,并以等效荷载法提出的适用于连续刚构桥在施工阶段下主梁和主墩的内力等效荷载计算公式验证内力的吻合情况。基于规范反应谱生成10组近断层脉冲型地震动记录,分别输入两组模型,以增量动力分析法对是否考虑施工阶段受力情况的两组模型进行时程分析。曲率延性系数为损伤指标划分损伤状态,基于理论易损性分析方法,加速度峰值作为地震动强度指标,取得主墩墩底、墩顶和墩梁固结处地震易损性曲线。研究结果显示:内力等效荷载计算公式模拟的等效内力与各施工阶段的内力吻合较准确;相同地震动强度不同施工阶段下,墩底、墩顶和墩梁固结处各损伤状态的损伤超越概率均随主梁悬臂长度的增加而增加;不考虑施工阶段桥梁的受力将会低估墩底、墩顶的损伤概率,同时高估墩梁固结处的损伤概率。损伤概率低估量在墩底沿纵桥向最大,且该低估量的大小也与主梁悬臂长度有直接关系,随悬臂长度的增加而增大。

高速铁路大跨度桥梁施工组织设计对投资控制的影响分析

广州至湛江高速铁路是国家“八纵八横”高速铁路网沿海铁路客运大通道的重要组成部分,设计速度350 km/h,采用无砟轨道,正线长度为400.1 km,全线桥隧比78.1%,其中大跨度桥梁对工程造价具有决定性的影响。为了研究不同施工组织方案对工程造价的影响,首先对广湛高铁佛山特大桥跨西江主桥的工程施工组织重难点问题进行深入分析,对比不同建设阶段下施工组织方案差异及费用差异,再论述施工组织设计与控制投资间的关系,明确施工辅助措施变化对工程费用和投资控制的影响。结果表明,施工组织设计对高速铁路大跨度刚构桥投资影响很大,加强外业调查和施工组织方案的比选工作,是控制工程投资的必要前提;另外,建设单位应沟通与协调有关各方,采取精细化施工组织设计、风险评估与管理、变更管理、实时监控与调整等策略,以期达到良好的投资管控效果。

海洋复杂气候多塔公铁同层斜拉桥主梁施工控制关键技术

珠海西江公铁大桥为(58.5+116+3×340+116+58.5)m公铁同层斜拉桥,两中塔塔梁墩固结,两边塔塔梁固结、塔墩分离。主梁采用单箱三室截面钢箱梁,总宽49.6 m,梁高4.676 m;全桥钢梁共划分为47个节段,标准节段长24 m;钢梁节段接头除顶板为焊接外,底板、腹板均为高强度螺栓连接。考虑既有施工机具和桥址环境特点,钢梁节段均为超大、超重、超高结构。边跨、次边跨钢梁节段最长80.25 m、最大吊重2600 t,利用大型浮吊吊装,通过“分段顶升(下降)、逐端合龙”的施工控制方法,3个大节段钢梁无折角拼接;中塔两侧主梁采用一侧钢梁节段吊装时另一侧配水袋压重的“小步快走,多轮次平衡”异步悬拼施工,将结构抗倾覆稳定系数控制在1.5以上;利用在中中跨合龙口施加主动顶推力结合改变合龙口结构构造的保障措施,实现大桥在高温条件下的高精度合龙。成桥结构内力、线形状态均达到设计理想状态。

跨既有铁路的墩中转体连续刚构桥静风响应分析

随着我国交通路网的建设、完善和铺展,新旧线路的开通和更替,当新建桥梁遇到已有的交通线路时,转体施工法可满足相互兼容的要求。然而,跨既有线路桥梁的大跨度、高墩、大吨位等特点使得其对风的作用也越来越敏感。针对转体梁桥在风荷载作用下的抗风稳定性问题进行分析,以大树村龙川江三线大桥为研究对象,利用有限元和计算流体力学等数值模拟手段,建立其转体上部结构有限元模型并计算转体梁段静力三分力系数,通过模拟其在复杂静风荷载和动力风荷载作用下的响应特性,明确最不利静风荷载布载方式;根据转体前后两个状态的前10阶模态特性,确定转体梁段的最不利受力施工阶段,研究成果可为转体梁桥提供抗风设计的科学依据与技术支撑。

大跨长联V形墩连续刚构桥方案构思与总体设计

昌南大桥跨越赣江,主桥采用跨径组合(75+165+180+180+165+75)m的混合梁V形墩连续刚构桥,桥长840 m,双幅桥宽37.5 m。V形墩刚构桥因结构轻盈、外形美观、跨越能力较强、刚度较大、行车舒适、便于养护等特点,在城市景观桥梁建设中得以广泛应用,介绍国内主跨跨径及联长最大的混合梁V形墩刚构桥的构思、总体方案设计、桥梁结构设计和施工。

大跨度刚构桥悬臂施工阶段挠度可靠度研究

为确定考虑结构时变可靠性控制下大跨度刚构桥不同悬臂施工阶段悬臂端容许挠度偏差范围,提出了一种考虑悬臂施工标高控制的刚构桥时变可靠度分析方法。基于施工阶段容许挠度偏差建立了刚构桥结构功能函数,以某大跨度刚构桥为例,采用支持向量机与蒙特卡洛模拟法计算了不同悬臂阶段下各挠度允许偏差范围的结构可靠度指标。结果表明:在一定范围内,不同悬臂施工阶段中标高控制可靠度指标均与悬臂端容许挠度偏差呈现正相关关系;当悬臂端容许挠度偏差越小时,受随机变量不确定性影响,结构可靠度指标较低;以可靠度指标4.7为安全控制要求时,短、中、长悬臂施工阶段的容许挠度偏差最低限值分别为3.38mm、7.42mm、16.88mm。