菱湖大桥主跨钢拱肋快速安装施工方案设计

无锡菱湖大桥主桥为中承式三跨钢桁架系杆拱桥,跨越三级航道。为解决跨内河航道安装钢拱肋施工难度大、安全风险高、封航压力大等难题,采用支架、浮吊联合施工技术吊装大节段钢拱肋,并通过有限元仿真、现场监测进行验证。结果表明,支架、浮吊联合施工技术方案安全合理。吊装过程中,钢拱肋最小应力为-48MPa,第一阶稳定性系数最小为34.8,最大整体稳定应力比为0.3,支架立柱最小组合应力为-46.4MPa,最大偏位为7.92mm,结构受力和稳定性满足要求。

意大利威尼斯四桥受力性能分析

威尼斯大运河上的第4座桥——威尼斯四桥是一座主跨80.8m的钢拱人行桥,采用π形截面桁架拱肋,矢跨比1/16。为了研究其受力特点,采用有限元软件建立威尼斯四桥的计算模型,分析该桥在自重及人行荷载下的静力性能,并在该桥基本动力模态的基础上,进行人行舒适度评价和抗震性能分析。分析结果表明:该桥采用了1/16的小矢跨比,水平推力大,对基础受力不利;π形连接钢板不仅要承受主拱的剪力,还要承受局部弯矩,其某些部分的应力达到了临界状态;主拱肋刚度偏小,在不对称荷载作用下,弯曲变形较大;人行舒适度能够满足要求;地震作用下横向弯矩较大。

大跨度钢桁架拱桥施工误差敏感性分析

为研究大跨度钢桁架拱桥的拱肋线形对施工误差的敏感性,以苏岭山大桥主桥为例,以设计理想状态的有限元模型为基准,研究了结构自重、刚度、温度、节段角度误差对拱肋最大悬臂状态、合龙状态、成桥状态的拱肋线形的影响.结果表明,这三种状态下的拱肋不同截面累积挠度均对同种类型施工误差的敏感性不同;这三种状态下的拱肋线形均对拼装角度最敏感,对结构自重和温度比较敏感,对结构刚度敏感性较低;在不同状态下,对施工误差最敏感的主要截面位置不同;并针对该类桥梁的施工特点,提出误差识别和拱肋线形控制的建议.

中国国学中心工程关键施工技术研究

中国国学中心工程位于北京市奥林匹克公园中心区,是国家级标志性大型公共文化设施,总建筑面积81362m^2,其造型新颖独特,曲面、弧线和异型结构较多。主楼全钢结构施工应用了多种创新技术;外幕墙弧形拱肋造型结构牢固、安装精致、外形美观;先进的施工工艺打造出国学堂雄壮典雅的软膜天花大堂。诸多合理、经济的技术方案为复杂的结构提供了可行性好又快捷安全的施工方法。

成贵铁路贵州鸭池河特大桥主桥拱肋架设施工技术

成贵铁路贵州鸭池河特大桥主桥为主跨436m的中承式钢桁-混凝土结合拱桥,提篮式拱肋与铅垂面夹角为4.62°。针对该桥结构特点和桥址处地质条件,主拱肋采用分节段工厂制造,将单元件运至岸边预拼场内,在预拼场内组拼成节段,利用大型缆索吊机,采用扣挂法悬臂拼装。其中,主桥拱肋首节段利用塔吊进行散件拼装,散拼顺序为先下后上、先内后外;拱肋标准节段在弧形胎架上进行精确组拼,采用吊重480t、跨度460m的大型缆索吊机吊装,并利用斜拉扣挂系统进行辅助安装;合龙段采用连续观测、精确配切等技术进行合龙施工;拱肋外包混凝土采用"吊挂支架法"施工。该桥已顺利合龙,且合龙精度在±2mm内,满足设计要求。

大跨度钢桁梁柔性拱拱肋施工方案研究

南沙港铁路洪奇沥水道桥为主跨360m的下承式钢桁梁柔性拱桥,钢桁梁采用华伦式,柔性拱采用焊接箱形截面。由于拱肋结构的特殊性,其柔度大,提出拱肋竖转方案和两侧原位拼装中间部分提升后合龙的"三大段+提升"方案,采用有限元软件对2种方案进行全桥施工过程分析计算,特别是拱肋施工过程中的稳定性。结合结构受力、临时结构的用量、工期、施工风险等方面的对比分析,"三大段+提升"方案不但节约了工期和临时结构的投入,同时避免了拱肋在施工中容易失稳的不利因素,保证了结构在施工过程中的安全性,最终确定该桥钢拱采用"三大段+提升"方案。

飞云江五桥施工阶段桥面系局部计算分析

以浙江瑞安市飞云江五桥为背景,根据圣维南原理,比较不同长度梁段的计算结果,选定4个梁段进行计算分析,采用大型有限元软件MIDAS FEA建立飞云江五桥4个梁段板单元模型,模型包含桥面板及其加劲肋、纵梁、横梁、横肋、吊杆及系杆等构件,进行施工阶段桥面吊机荷载作用下的受力计算,得出结构的位移和详细应力分布情况及稳定模态,以指导结构设计和施工安全。

客货共线铁路双拱肋大跨度钢桁拱桥设计研究

目前我国钢桁拱桥建设技术已达到国际先进水平,但是大跨度的钢桁拱桥多用于公路,专用于铁路的比较少,以国内单孔跨度最大的双线铁路钢桁拱桥——贵广铁路主跨286 m的东平水道大桥为工程实例进行研究。对其进行平面及空间分析,比较在不同荷载工况下,钢桁拱桥选择不同拱轴线、矢跨比时的内力和应力变化,深入了解铁路大跨度钢桁架拱桥的受力特性。研究表明,该类桥梁结构的拱轴线采用圆曲线和二次抛物线比较合理,并且在合理的范围内,上、下拱肋矢跨比越大,且二者差值越大越经济。

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥施工控制关键技术

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m刚性梁柔性拱桥,主梁为三主桁双层板桁组合结构,采用“先梁后拱,主梁双悬臂拼装,拱肋竖向转体”方案进行施工。为确保成桥线形和内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,进行施工全过程和成桥分析,基于无应力状态法开展施工控制。钢梁墩顶节间施工时,设置墩旁托架,利用浮吊拼装;对称悬拼期间,为保证纵向稳定性,采用水袋对边跨进行配重,利用扣塔分别张拉2对扣索以改善钢梁受力并调整钢梁线形;采用预降边支点、4号墩钢梁整体预偏,以及扣索索力调整等措施进行钢梁中跨合龙;拱肋竖转后,主要通过扣索完成拱肋合龙调位;拱肋合龙后,从中间向两边张拉吊杆。经实测,该桥钢梁合龙口相对高差在10 mm以内;拱肋合龙口轴向偏差最大2 mm,相对高差最大1 mm;吊杆索力与设计目标索力偏差均在5%内,满足施工控制要求。

武汉汉江湾桥主桥设计关键技术

武汉汉江湾桥主桥为(132+408+132)m中承式连续钢桁拱桥,桥面车行道按双向6车道布置,并预留拓宽至8车道条件。主桥拱肋采用变高度N形桁式两主桁钢桁架结构。主桁标准间距34 m,汉口岸边跨受限于总体线形,主桁间距由34 m变化至39.5 m。主桁中支点附近下弦杆根据受力要求采用Q690qE高性能桥梁钢。车行道桥面采用正交异性钢桥面板,车行道桥面下U形纵肋与钢桥面采用全熔透焊接设计。通过主桁节点弯折、钢桥面横坡变化等构造措施简化了主桁、联结系、桥面系的空间关系,降低了杆件制造难度,实现了桥面结构的曲线变宽。

总溪河大桥主桥结构设计

总溪河大桥主桥为上承式钢管混凝土桁架拱桥,计算跨径360m。主拱圈采用钢管混凝土与钢管组成的桁架式截面,弦管与腹杆、斜撑均采用新型的"栓焊结合"节点。拱上立柱采用排架式空心矩形截面钢箱结构,柱间采用横撑连接;立柱盖梁采用空心矩形变截面钢箱结构。桥面系采用多主梁形式钢-混结合梁,钢纵梁、钢横梁均为焊接工字形截面;桥面板为普通钢筋混凝土预制板。毕节岸拱座采用扩大基础结合桩基础的形式,都格岸拱座采用常规的扩大基础形式。对该桥进行全桥静力分析,并对毕节岸拱座、钢管混凝土新型栓焊节点、主弦管节点内栓钉进行局部受力和试验研究,结果表明桥梁结构受力均满足规范要求。该桥整体采用无支架斜拉扣挂缆索吊装系统施工。

基于PBL-栓钉组合剪力键的钢-UHPC组合桁式拱桥节点拉拔性能研究

为研究概念设计的1000 m钢-UHPC组合桁式拱桥新结构中拱肋-腹杆节点构造形式、UHPC强度对节点拉拔性能的影响,及新型PBL-栓钉组合剪力键应用于拱肋-腹杆节点的有效性,设计制作缩尺比为1∶5的4种采用不同剪力键形式(1对PBL剪力键+2排栓钉、2对PBL剪力键+3排栓钉、2对PBL剪力键、3排栓钉)的拱肋-腹杆节点模型进行拉拔试验,并进行缩尺、足尺模型有限元分析。试验和缩尺有限元分析结果表明:采用PBL-栓钉组合剪力键、仅采用PBL剪力键、仅采用栓钉的拉拔试件的破坏模式分别为UHPC拱肋剪切破坏、锚固区UHPC拔出、栓钉拉断;采用PBL-栓钉组合剪力键的试件最大安全系数为2.43,满足设计要求。根据足尺有限元模型结果,采用PBL-栓钉组合剪力键的拱肋-腹杆节点总用钢量少,拉拔性能好,设计合理;UHPC的抗压强度对节点的拉拔性能影响不大;适当提高UHPC的抗拉强度可提高节点的拉拔极限承载力。

东阳中山大桥有支架施工法

详细介绍了中山大桥有支架施工的优点、控制拱肋节段标高方法、预抬量的计算和如何落架。大桥顺利合拢证明了少支架安装的合理性。作为一个案例,为今后在建造大跨度钢管混凝土拱桥采用有支架施工法提供了参考。

大跨度拱桥边拱钢拱肋与刚性系杆连接区域试验研究

广州新光大桥主桥为预应力混凝土刚架-钢桁拱桥,受力较为复杂,尤其是边拱肋与系杆连接区域在承受拱肋与桥墩传递的轴力和弯矩的同时,还要承受系梁的拉力。对该连接区域进行1∶3.2缩尺模型试验。通过特殊设计的试验台座,准确模拟了加载与边界条件。建立了该区域的三维有限元模型。从试验和计算两方面证明了该连接部位的设计是安全合理的。

四肢桁式钢管混凝土拱肋日照温度场及温度效应分析

以曹娥江大桥为工程背景,利用有限单元法对三种工况下的四肢桁式钢管混凝土拱肋截面在夏季各个时刻的温度场进行较为详细的分析,对截面有限元模型进行温度场函数拟合,并对拱肋在非线性温差作用下的结构行为进行探讨,得出的相关结论可用以指导该类结构的设计。

厦深铁路榕江特大桥主桥连续钢桁梁柔性拱施工关键技术

厦深铁路榕江特大桥主桥为(110+220+220+110)m连续钢桁梁柔性拱桥。主桥钢梁由连续钢桁梁、V形加劲弦钢梁和柔性拱钢梁三部分组成,连续钢桁梁为N形结构,其正交异性整体钢桥面板顶面与下弦杆顶面平齐;柔性拱钢梁由箱形拱肋、吊杆和平联组成,拱肋按二次抛物线布置。针对主桥钢梁结构复杂、连续钢桁梁与柔性拱合龙难度大等技术难题,制定了将连续钢桁梁与柔性拱分层架设、分次合龙的架设方案,先施工连续钢桁梁,再施工柔性拱钢梁。连续钢桁梁用4台全回转架梁起重机,分4个架梁作业面进行架设,分别在两主跨的跨中进行合龙;2个柔性拱钢梁用2台全回转架梁起重机分别从2个柔性拱的外则向主桥中间架设,在主桥中墩处进行对接合龙。

基于遗传算法的大跨钢管混凝土桁式拱肋多目标优化

钢管混凝土拱桥因受力性能好、施工方便、稳定性好、美观等诸多优点,成为了近年来发展最快的桥型之一。此外,钢管混凝土拱桥相对梁桥跨度更大,相对于悬索桥和斜拉桥经济性更好,是目前主跨300~500 m的主要建设桥型。然而传统大跨钢管混凝土拱桥设计中拱肋截面参数确定存在效率低及现有以造价为单目标的结构优化方法所得到结构的性能偏低等问题,基于此,平均单位长度拱肋造价和截面面内抗弯刚度被选取作为优化目标,建立了4管桁式钢管混凝土变截面拱肋的多目标优化模型,并利用NSGA-Ⅱ遗传算法进行了求解,实现了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋造价和稳定性2个方面的优化。实例计算结果表明:NSGA-Ⅱ遗传算法可快速、准确地求解出钢管混凝土变截面拱肋以造价和抗弯刚度表征的Pareto最优解集,是该类组合结构多目标优化问题一种高效的求解手段;所得到的Pareto最优解集可供工程决策者和设计者快速选择出同时满足造价较低和抗弯刚度较大的最优拱肋截面参数,显著提高了设计效率和设计方案的合理性;拱肋截面面内抗弯刚度与结构整体竖向刚度及面内稳定性的相关性强,选择该参数作为表征结构性能的优化目标具有一定的合理性;优化后结构的面内刚度和稳定性均满足规范要求,同时造价大幅度降低,优化效果良好。

宁波梅山春晓大桥钢桁主拱制作技术研究

宁波梅山春晓大桥为国内首次采用全焊接主拱结构,拱肋节段整体焊接完成后,发运到桥址进行吊装,桥上仅进行环缝的焊接。针对全焊接拱肋节段的结构及施工特点,以宁波梅山春晓大桥钢桁主拱制作技术为依托,研究其制作技术的难点和控制要点,通过对钢桁主拱节段制作技术的研究,有效控制了安装精度及焊接质量,取得了较好的效果。

重庆朝天门长江大桥主桥钢桁架拱肋安装施工方案

大跨度钢桁架拱桥采用爬行吊机安装拱肋,既经济又安全,它是对无支架缆索吊装钢铰线斜拉扣挂施工工艺的进一步创新。通过介绍重庆朝天门长江大桥钢桁架拱桥采用爬行吊机安装拱肋的施工方法,深入阐述无支架缆索吊装钢铰线斜拉扣挂的施工工艺,可为类似大跨度拱桥施工提供参考。

重庆朝天门长江大桥主桥钢桁架拱肋安装施工方案

文章介绍了重庆朝天门长江大桥钢桁架拱桥采用爬行吊机安装拱肋的施工方法,阐述了无支架缆索吊装钢铰线斜拉扣挂的施工工艺,为类似大跨度拱桥施工提供参考。