高震区大跨度上承式CFST拱桥桥面系分联和约束体系研究

为研究高震区的上承式钢管混凝土拱桥合理的桥面系分联和约束体系,以一座净跨径400 m的公路桥梁为例,采用非线性时程分析方法,对不同分联的桥面系和支座体系下的结构响应进行对比分析。结果表明:1联桥面系显著降低了联端位移及交界墩弯矩,且立柱弯矩均匀;钢支座体系拱顶段和联端剪切力显著增大,交界墩及立柱弯矩较大且分布不均匀;高阻尼橡胶支座体系交界墩及立柱弯矩均显著减小且分布趋于均匀。当采用1联桥面系和高阻尼橡胶支座约束体系时,立柱、支座和交界墩受力协同度高,各构件内力的均值和标准差的差距均显著减小,说明该结构设计的合理性。

大跨度上承式钢管混凝土拱桥抗震韧性评估

为评估大跨度上承式钢管混凝土(Concrete-filled Steel Tube,CFST)拱桥在不同地震动强度下的抗震韧性,以一座320 m上承式CFST拱桥为研究对象,利用Midas/Civil软件建立结构有限元模型并进行非线性结构响应分析,定义了拱桥的易损性组和性能组,开展地震易损性分析,分别评估在不同地震动强度作用下拱桥结构的维修费用和维修时间等抗震韧性指标,给出拱桥的抗震韧性评级方法和依据。结果表明:该结构最终抗震韧性评级为一星,其中维修时间是影响拱桥结构综合抗震韧性等级的关键指标,结构构件对拱桥结构的抗震韧性有较大的影响。

500m级上承式CFST拱桥施工挑战及创新

贵州德江(合兴)~余庆高速公路乌江特大桥主跨504 m,是目前世界上在建的最大跨径上承式钢管混凝土拱桥。该桥采用了全新拱—柱—梁全刚接协同受力体系,拱肋及肋间横撑、立柱及桥面系钢梁节段在现场全部采用高强螺栓连接,钢结构经乌江航道水运至现场经复拼后采用缆索吊装斜拉扣挂架设,桥位处于山区深“U”形峡谷,微气象效应明显。基于上述结构特点及建设条件,乌江特大桥在施工过程中面临的挑战包括:(1)构件现场全栓接要求安装精度控制在3 mm以内,需要进一步突破施工控制理论及技术;(2)拱肋管管径为1.4 m,顶升高度为90 m,内填机制砂C70混凝土,拱肋管内混凝土的密实度和脱空率难以保证;(3)拱上立柱预偏、主梁加工架设线形难确定。面对上述挑战,对主拱施工控制理论、扣挂系统设计及架设工艺工装、石灰岩机制砂C70自密实补偿收缩混凝土配合比设计、拱上结构施工控制理论等关键技术进行了创新研究,进一步丰富和发展了超大跨CFST拱桥施工技术。