下承式钢管拱桥混凝土顶升施工工艺

随着桥梁制造行业的快速发展,钢铁材料和混凝土材料已经与现代科学技术相融合,越来越多的优质材料被运用到拱桥建造中。但是目前我国拱桥项目的施工中还存在着一些问题,导致我国拱桥工程项目的建设水平有待提高。论文对下承式钢管拱桥混凝土顶升施工技术要点与质量控制展开探讨。

基于健康监测的下承式钢管拱桥伸缩装置工作性能探析

为研究桥梁伸缩缝工作性能,对一座下承式钢管混凝土拱桥健康监测中的伸缩缝变形数据进行分析。通过采用上下游侧伸缩缝变形数据的相关性分析和研究,验证了实测数据的准确性。采用数理统计及线性拟合方法,分析了连续365天的伸缩缝变形规律。结果表明,伸缩缝变形与全年温度变化呈明显负相关性、现阶段该桥整体结构纵向变形性能良好、伸缩缝设计指标合理。研究成果可为下承式钢管拱桥的伸缩缝设计及施工提供一定的借鉴意义。

考虑吊杆断裂过程的下承式钢管混凝土拱桥动力分析

收集并分析62座下承式钢管混凝土(CFST)拱桥的主要参数,构建6种不同跨径的下承式CFST标准拱桥.采用MSC.Marc有限元软件模拟缩尺试验模型吊杆断裂的全过程,讨论动力系数计算方法及其取值.确定6种不同跨径下承式CFST标准拱桥在短吊杆、次短吊杆及长吊杆分别断裂时剩余吊杆及加劲纵梁的动力系数取值.研究结果表明:采用有限元软件MSC.Marc模拟下承式CFST拱桥吊杆断裂,最大误差仅为11.25%.各吊杆分别断裂时,拱肋和加劲纵梁各截面均为断裂吊杆所对应位置动力响应最大;剩余吊杆为断裂吊杆的相邻吊杆动力响应最大.下承式CFST拱桥剩余吊杆和加劲纵梁动力系数取值分别为1.75和1.80时,采用静力法计算结果与动力计算最大值基本一致,且计算结果偏于安全.

考虑吊杆断裂动力作用的钢管混凝土拱桥等效静力计算方法

为简化吊杆断裂后拱桥剩余结构动力响应计算过程,提升中、下承式钢管混凝土(CFST)拱桥断索时的强健性,采用动力系数考虑断索过程的动力效应,建立一种考虑断索动力作用的中、下承式CFST拱桥等效静力方法;设计并制作跨径20m的下承式CFST拱桥大比例缩尺试验模型,研发一种电磁铁断索触发装置实现了吊杆瞬间断裂模拟,开展吊杆断裂后拱桥剩余结构的动力响应试验研究;采用ANSYS/LS-DYNA软件建立可考虑吊杆断裂过程的有限元模型,并进行试验与有限元结果的对比分析。构建11种不同跨径的中、下承式CFST标准拱桥,通过不同动力系数下标准拱桥断索时静力效应与动力效应的对比分析,确定各标准拱桥在不同吊杆断裂时的动力系数取值。研究结果表明:研发的电磁铁断索触发器可实现0.1s内断索,准确模拟实际吊杆断裂过程;吊杆断裂对纵梁位移与应力的影响远大于对拱肋的影响,长吊杆断裂对纵梁和拱肋的位移与应力的影响大,次短吊杆断裂对相邻吊杆索力的影响大。采用等效静力计算方法进行中承式CFST拱桥受力分析时,纵梁和吊杆的动力系数均可取1.8,进行下承式CFST拱桥受力分析时,纵梁和吊杆的动力系数可分别取1.8和1.7。

下承式钢管混凝土拱桥自振特性的有限元分析

利用ANSYS有限元通用软件,对一座下承式钢管混凝土拱桥进行了有限元模拟研究,求出了自振频率、振型等动力参数,对其振型特征进行了分析,并通过变换拱桥的主要结构参数分析了它们对自振特性的影响。桥梁实例分析说明采用有限元计算的自振特性数值和实测值较相近,能够基本反映结构的实际状况,还可为桥梁使用过程中的健康检测和维护提供基础性数据。

下承式钢管混凝土拱桥拱脚空间应力分析

采用8节点六面体单元和4节点壳单元,对大理河钢管混凝土拱桥进行了拱脚三维有限元分析,计算分析了各关键施工阶段拱脚应力的空间分布特征及其传力特性。针对个别阶段出现拉应力的情况,提出了施工工序的优化以及局部抗拉钢筋网的加强措施,监测结果显示,上述措施取得了良好的效果。结合拱脚局部传力特性的分析结果,可以得出,该桥拱脚受力主要以纵向受压为主,应力分布比较均匀,总体受力合理,可满足承载和传力的要求。

下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥吊杆断裂动力分析

以一座下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立有限元模型,通过接触碰撞的方式进行吊杆断裂的模拟,分析吊杆断裂前后拱桥各结构构件受力状态的变化,判断结构可能发生的破坏形态。分析结果表明,吊杆断裂过程中吊杆、钢管混凝土拱肋和桥道系均会受到断索冲击的作用;与断裂吊杆相邻的吊杆受到断索冲击的作用最大,其轴力变化量为初始轴力的3倍以上,需要考虑由于吊杆断裂过程中产生的大于静力响应的动力作用;吊杆断裂对主梁产生的影响远大于拱肋,拱肋内力变化较小;由于横梁两侧与纵梁连接处焊缝强度不足发生破坏可能导致桥道系局部坍塌。

某下承式钢管混凝土拱桥抗震分析

根据郑州黄河公路二桥的结构特点建立了桥梁空间有限元计算模型,计算了该桥考虑吊杆张力和拱肋初应力影响的动力特性和地震响应,并与不计吊杆张力和拱肋初应力影响的桥梁动力特性和地震响应进行了比较.计算结果表明,初应力对郑州黄河公路二桥的频率有一定的影响,但对各阶频率的影响程度不同,对第2阶频率影响最大,下降8.8%;水平地震作用下,初应力对主拱肋的轴力、剪力和弯矩影响不大;主拱肋的内力和变形都满足设计要求,说明该桥抗震性能良好.

下承式简支钢管混凝土拱桥剪滞效应分析

以大理河下承式简支钢管混凝土拱桥为背景,采用大型通用有限元计算软件Ansys建立全桥空间模型,沿全桥纵向取了7个典型断面,分析其在不同设计荷载工况下,T梁顶板的剪力滞效应,得出各典型截面上T梁顶板的剪力滞系数沿全桥横向、纵向的分布规律.指出跨中截面剪力滞后现象严重,剪力滞系数高达1.82;不同工况下其余截面的剪力滞效应较小;偏载作用下T梁顶板的剪力滞效应较对称荷载作用小.计算结果可为同类大桥设计提供参考.

下承式钢管混凝土拱桥横梁结构试验研究

通过对兰州市雁盐黄河大桥横梁进行现场监测,了解了该横梁在使用状态下的受力状况和应力水平;并对桥梁应力监测及分析方法作了介绍,该试验结果对于桥梁监控和同类工程有一定的参考价值.

下承式钢管混凝土拱桥自振特性研究

为了对钢管混凝土拱桥进行结构优化,利用有限元通用软件ANSYS,对一座下承式钢管混凝土拱桥进行了自振特性分析。文章通过变换拱桥的矢跨比和横撑形式,来讨论了它们对结构自振特性的影响。分析发现该拱桥的振动主要有拱肋的面外横向振动、桥跨结构整体竖向振动和桥跨结构扭转振动;矢跨比对拱桥结构自振频率影响比较小;"K"形、"米"字形与"一"字形横撑比较,拱桥结构横向刚度大幅度增加。因此在钢管混凝土结构设计中可以采用"K"形、"米"字形横撑来增加拱肋横向刚度。

下承式钢管混凝土系杆拱桥隔震研究

以某下承式钢管混凝土系杆拱桥为背景,利用MIDAS Civil软件建立了非隔震模型和设置铅芯橡胶支座的隔震模型,并分别进行了动力特性分析与对比。对两种模型分别在横向、纵向和竖向输入地震波,对比分析了不同方向地震作用下拱肋最大位移,拱肋和桥墩最大内力,得出不同方向地震作用下隔震结构与地震作用方向相同的拱肋最大位移出现增大现象;在横向地震和纵向地震作用下隔震结构拱肋和桥墩最大内力均出现不同程度降低现象;竖向地震作用下隔震结构拱肋和桥墩最大轴力出现了增大现象。地震作用方向不同,结构响应不同,结构地震响应分析时应重视地震作用的方向性。

三跨下承式钢管混凝土系杆拱桥施工控制研究

以某三跨下承式钢管混凝土系杆拱桥为研究对象,采用通用有限元软件ANSYS建立了全桥模型,以拱肋应力、线形、系杆力等参数为控制目标,对该桥的施工全过程进行了数值模拟分析和现场监控。结果表明:通过实施必要的施工监控,该桥成桥后的结构受力和线形均满足设计要求,实桥实测值与有限元计算值的最大偏差率均小于11.4%;各主要构件在施工过程中受力性能均达到设计要求,最大偏差率小于18.9%。

统一理论在大跨下承式钢管混凝土拱桥整体稳定性中的应用

文章将《公路钢管混凝土拱桥设计规范》中的"统一理论"[1]应用至苍溪嘉陵江三桥(1-254m下承式钢管混凝土系杆拱桥)中,将钢管混凝土视为一种材料,不再区分钢材与混凝土,计算主拱结构稳定,分析其在不同工况下的稳定问题并与按照传统方法计算的稳定系数进行对比,为今后的设计提供参考。

下承式钢管混凝土拱桥地震易损性分析

钢管混凝土拱桥是一种广泛运用的桥梁结构形式,为研究其在地震作用下的易损性,文章针对下承式钢管混凝土拱桥,以其支座、拱肋和系梁3种构件为研究对象,定义了四级损伤状态。基于增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)方法对符合工程地质条件的20条地震波进行调幅,对桥梁模型进行地震分析,统计落入每一级损伤状态的频数,计算对应频率。采用对数正态分布的分布函数对频率点进行拟合得到3种构件的易损性曲线,同时考虑各个构件的重要性,引入权重得到桥梁系统的易损性曲线。结果表明,对数正态分布的分布函数对各级损伤状态的损伤概率拟合较好,且桥梁系统的易损性高于主要构件的易损性,考虑权重计算桥梁系统的易损性具有合理性。

下承式钢管混凝土拱桥静载试验研究

对某主跨为80 m的下承式钢管混凝土系杆拱桥进行承载能力静载试验。测试内容主要包括该桥跨中和四分点处的荷载横向分布系数、各截面主要控制点的应变影响线以及在基本荷载作用下各控制截面主要测点的应变、挠度。测试结果表明:各测点的应变校验系数和挠度校验系数均低于规范值,说明正截面强度和结构刚度均满足正常使用要求。

下承式钢管混凝土系杆拱桥上部结构施工技术

钢管混凝土拱桥自20世纪90年代以来得到了迅速发展和广泛应用。由于起步较晚,其施工技术还有待完善。结合工程实践,对下承式钢管混凝土系杆拱桥施工技术进行了阐述,为施工提供了一些实际经验。

下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥施工过程的模拟

钢管混凝土刚架系杆拱为自架设体系,拱脚与墩固结,系杆拉力抵消拱的大部分水平推力,施工过程中拱肋弦杆由钢管渐次向钢管混凝土转变,截面强度和刚度逐步形成,系杆拉力也在不断变化。文中以某跨度135 m的下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥为例,详细模拟该钢管拱桥的施工过程,并以图表形式示出施工过程中拱脚和拱顶截面弯矩、系杆拉力等典型受力曲线。

下承式钢管混凝土系杆拱桥预应力施工技术

对下承式钢管混凝土系杆拱桥的中横梁及系梁预应力施工,从预应力材料检验、张拉工艺、孔道压浆等方面详细阐述了各个环节的关键技术和核心难点,这些技术有效的保证了中横梁及系梁预应力施工质量。

下承式钢管混凝土系杆拱桥拱肋制作安装技术

结合具体工程实例,从拱肋的施工放样、切割、组装、焊接、涂装、安全防护六个环节详细介绍了下承式钢管混凝土系杆拱桥拱肋制作安装技术,以保证拱肋的制作安装质量。