劲性骨架拱桥外包混凝土底模设计及拆除研究

为了探究大跨劲性骨架拱桥拱圈外包混凝土底模拆除工艺技术以及底模体系安全性问题,以奉节梅溪河双线特大桥为研究对象,从底模拆除的工艺流程探究其经济性、安全性,从底模模板系统的受力验算探究其设计合理性、安全性。为了验算底模模板的支撑安全性问题,依据相应的安全技术规范,对模板使用过程中可能出现的各种荷载进行计算,并按最不利进行荷载组合,计算模板使用过程中的荷载值;结合计算得到的最不利荷载值,对模板进行面板计算、次楞计算、主楞计算和吊杆计算,使其满足要求,进而确保模板在使用过程中的支撑安全性问题。结果表明,通过底模模板系统验算,其设计合理,底模拆除工艺采用吊篮结合吊具的方法,缩短了工期,减少了施工人员的投入,大大降低施工成本。

大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥施工关键技术

我国钢管混凝土劲性骨架拱桥建造技术不断取得创新突破,对世界拱桥建设产生了深远影响。为掌握该桥型最新发展动态,探究其跨径不断突破背后的技术创新,文章对大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥施工重难点及关键技术进行了总结。大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥在施工中存在劲性骨架拼装难度大、管内混凝土泵送困难、外包混凝土浇筑风险高及养护困难等问题;从拱座、劲性骨架、管内及外包混凝土、墩台、主梁等施工过程提出了大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥的施工要点。针对关键施工工序,明确了对应的质量控制措施,为大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥的高质量施工提供指导;对于更大跨度的钢管混凝土劲性骨架拱桥建造,展望了钢骨架自动化焊接、大体积混凝土自生变形控制、施工期多参数监控等新技术的应用前景。

大跨度拱桥劲性骨架管内压注及拱圈外包混凝土施工技术

结合郑万高铁奉节梅溪河双线特大桥工程实例,针对大跨度拱桥劲性骨架管内压注及拱圈外包混凝土施工技术展开研究,通过混凝土压注工艺试验、真空辅助压注施工,实现8根主弦管全部一次性压注成功;拱圈外包混凝土分环分段施工,通过合理划分施工节段、底模吊架设计、塔式起重机上拱等一系列的技术创新和组织优化,显著提高了施工工效、缩短了工期。

劲性骨架混凝土拱桥简化计算模式分析

针对大跨径劲性骨架混凝土拱桥有限元模型中单元数量多、计算效率低的问题,根据劲性骨架拱的受力特点与简化原则,构造相应连续化等效截面,基于剪切应变能量互等原理及剪切刚度等效原则推导劲性骨架腹杆膜化为拟腹板的等效板厚计算公式;以主跨200 m实桥为对象,分别建立简化模型与精细化模型,对拱圈最大悬臂状态和合龙状态下结构位移与应力进行分析,结果表明两种模型的计算结果吻合度高,但简化模型的单元数量大幅度减少,计算速度更快,计算精度满足工程要求。

大跨劲性骨架钢筋混凝土拱桥深基坑开挖稳定性分析

为了明晰大跨度劲性骨架钢筋混凝土拱桥基础深基坑开挖的稳定性问题,以在建的西北地区大跨度铁路钢筋混凝土拱桥——洮河大桥为研究对象,运用数值模拟方法对深基坑施工过程进行推演,得到承台和拱座基坑在开挖过程中的变形情况,分析施工过程中基坑稳定性以及基坑开挖过程中边坡稳定性。结果显示,随着基坑深度增加,边坡水平位移呈增大趋势,最大水平位移达2.816 mm;在基坑中心的环形区域内,基底的隆起位移具有明显空间分布特征,该区域最大隆起位移为2.150 mm;边坡滑动面主要位于山体左侧,在施工阶段的边坡最小安全系数为1.375,符合我国现行安全规范标准。

劲性骨架混凝土拱桥转体施工技术

依托某桥梁工程案例,分析劲性骨架混凝土拱桥转体施工技术,阐述拱桥施工按照施工流程完成基坑开挖、下盘基础施工、磨心与磨盖制作、上转盘与交界墩施工、主拱箱劲性骨架施工、张拉脱架、转体合龙成拱以及主拱箱浇筑施工环节,在施工过程中加强应力和变形监控,以保证拱桥转体施工质量。

我国部分钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱设计参数统计分析

钢管混凝土劲性骨架拱桥因其力学性能优异,自架设能力强,经济性好,在深山峡谷区大跨桥梁建设中应用优势明显。为了解此类桥梁的应用现状,调研收集整理部分国内钢管混凝土劲性骨架拱桥钢管混凝土初应力、主拱截面参数、主拱材料等关键参数的应用情况。结果表明,外包混凝土浇筑阶段钢管混凝土的初应力达97.2MPa,外包混凝土的截面纵向钢筋面积配筋率主要为1.43%~2.91%,箍筋体积配筋率为0.92%~2.07%,钢管混凝土面积比为0.22~0.27;主拱钢管含钢率为0.12~0.24,管内混凝土强度已达C120,这些数据可为该类桥梁的设计与结构研究提供依据。

大跨钢管混凝土拱桥劲性骨架吊装施工技术

钢管混凝土劲性骨架拱桥发展迅速,适用于U形、V形峡谷。针对大宁河双线桥钢管拱劲性骨架节段吊装,研究了大跨度钢管混凝土劲性骨架吊装的关键施工技术,主要包括拱肋的节段、拱肋间的横撑以及合龙段吊装方案,根据严禁白天施工的要求研究设计了夜间施工方案,为同类型吊装施工提供了参考。

某特大跨劲性骨架拱桥外包混凝土浇筑方案比选研究

为研究劲性骨架拱桥外包混凝土单工作面浇筑和多工作面浇筑对拱圈力学行为的影响,文章依托某工程实例,利用Midas Civil软件建立大桥外包混凝土浇筑仿真分析模型,对比分析了方案一“5工作面12工作段”和方案二“4工作面7工作段”两种施工方案下拱桥外包混凝土的应力、钢管应力及拱圈变形情况。研究结果表明:两种方案下拱圈外包混凝土应力趋于一致,但方案一由于单次加载的混凝土湿重较大,造成钢骨架钢管应力水平和拱圈变形值均高于方案二。综合考虑拱桥受力以及现场作业条件,大桥外包混凝土施工采用方案二。

钢管混凝土拱桥主拱圈劲性骨架斜拉扣挂架设施工技术研究

拱桥指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。用钢管、或者钢管桁架,架设成拱在钢管内填充混凝土而形成的拱桥叫钢管混凝土拱桥。钢管混凝土作为钢—混凝土组台材料的一种,一方面借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性,提高钢管的抗腐蚀性和耐久性,另一方面借助管壁对混凝土的套箍作用。提高了混凝土的抗压强度和延性。将钢材和混凝土有机组合起来;在施工方面。钢管混凝土可利用空心钢管作为劲性骨架甚至模板,施工吊装重量轻,进度快,施工用钢量省。钢管混凝土拱桥目前在我国的发展势头迅猛。重庆至黔江铁路站前9标黄草乌江双线大桥设计主跨达275m,主拱圈劲性骨架采用斜拉扣挂架设,本文简述施工时面临的一些具体问题和解决措施。

超大跨径上承式劲性骨架混凝土拱桥动静载试验及承载能力评价

超大跨径上承式劲性骨架混凝土拱桥被用于跨越特殊地形条件,因该类桥型结构构造和受力较一般拱桥复杂,有必要对其静力和动力性能进行评价研究。本文以主跨600m上承式劲性骨架拱桥天峨龙滩特大桥进交工验收试验检测为例,建立Midas Civi有限元模型,依据规范和结构特点设计加载和试验工况,依据静动载试验检测结果对结构承载能力进行评价,为同类桥梁结构性能和承载能力研究提供一定参考。

特大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥极限承载力研究综述

这篇文章深入阐述了钢管混凝土劲性骨架拱桥在实际工程中的应用,并详细描述了在建设过程中如何考虑应力因素,以及计算拱桥的极限承载能力及其相关理论。文章还研究了在非线性环境中,拱桥的最大承载能力与施工中应力的相互关系。对当前关于钢管混凝土劲性骨架拱桥的极限承载能力的研究进行了深度的总结,期望为未来在这个领域的进一步研究奠定坚实的基础。

超大跨劲性骨架拱桥缩尺模型试验方案设计研究

为对超大跨劲性骨架拱桥缩尺模型试验方案进行合理设计,以计算跨径600 m的劲性骨架拱桥——天峨龙滩特大桥为背景,围绕模型缩尺比、结构设计、材料及加载系统等关键环节,开展主拱圈缩尺模型试验方案设计研究。最终确定模型拱缩尺比为1∶10,劲性钢骨架采用单肋形式,采用与实桥主拱圈性能相近、便于施工的材料,采用阵列式滑轮组加载系统实现模型拱和实桥主拱圈的应力等效,还原外包混凝土分环分段浇筑施工,并简化劲性钢骨架与管内混凝土施工。将模型拱外包混凝土应力实测值、ANSYS建模计算得到的模型拱理论值及实桥主拱圈理论值进行对比,结果表明:模型拱和实桥主拱圈外包混凝土在施工阶段的应力变化趋势基本相同,最大绝对误差在2 MPa以内,模型拱应力实测值和理论值也吻合较好,缩尺模型试验方案设计合理。

600 m钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈混凝土浇筑方案研究

主拱圈混凝土浇筑是建造600 m跨径钢管混凝土劲性骨架铁路拱桥的关键环节,为此提出某600 m跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥的主拱圈混凝土浇筑方案,具体为:采用四工作面法,主拱圈截面分为6环,并设1组斜拉扣索辅助调载,适当调整1环混凝土在各工作面上的浇筑顺序和节段长度。采用有限元法对施工全过程进行模拟分析,验证该方案可行性。结果表明:在主拱圈拱脚和控制性截面应力过程线峰值处分别设置工作面,且首先在第二工作面上浇筑一定长度的混凝土节段,再同时浇筑第一、第二工作面混凝土节段,可有效降低浇筑过程中结构的瞬时应力;通过在主拱圈拱脚附近设置斜拉扣索并适时调整索力作为辅助调载措施,可达到调整拱脚截面应力和保持拱轴线合理下挠的目的;通过合理设置工作面和辅助措施,适当确定混凝土浇筑顺序和节段长度,可保证主拱圈外包混凝土浇筑期间结构应力和变形控制在容许范围内。

劲性骨架混凝土拱桥主拱圈箱形截面分环和浇筑方式

针对劲性骨架混凝土拱桥主拱圈常用的箱型截面,总结归纳主拱圈混凝土主要分环和浇筑方式及其影响因素,提出分环和浇筑的基本原则,并采用有限元法模拟分析分环浇筑方式对单箱三室截面劲性骨架混凝土拱桥内力与变形的影响。结果表明:箱形截面能较好地满足劲性骨架拱桥主拱圈受力和构造的要求,是大跨度桥梁的理想截面形式;主拱圈混凝土分环和浇筑方式主要由劲性骨架结构承载能力、施工操作性、结构整体性和经济性4个因素决定;进行分环和浇筑应遵循的基本原则包括减少分环数量,对称分环和浇筑,尽快完全包裹劲性骨架弦管,尽快形成完整箱室以及将截面复杂部分划分至易于施工混凝土环内等;跨径416 m劲性骨架拱桥的三室箱形截面主拱圈采用合理的分环和浇筑方式,可以分别降低5.9%的劲性骨架钢管应力和16.8%的管内混凝土应力,减少7.8%的拱顶下挠位移。

大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥地震易损性分析

为了探究完善钢管混凝土劲性骨架拱桥的地震损伤评估方法,以一座上承式高速铁路劲性骨架拱桥为工程实例,开展同种桥型的地震易损性研究。首先,基于OpenSEES平台建立拱桥的非线性数值模型;然后,通过非线性动力时程分析及增量动力分析对主拱肋子构件、交界墩及拱上立柱的地震损伤进行评估;最后,引入两种Copula函数建立串联体系下主拱肋构件系统的易损性曲线,并将其与子构件及基于第一可靠度原理的系统易损性进行对比。结果表明:在三向地震动作用下,主拱肋外包混凝土的损伤概率与损伤程度均明显大于钢管混凝土,且后者的易损位置将随着地面峰值加速度的增大而发生从跨中向拱脚的改变;主拱肋系统的易损性更偏向于外包混凝土,L/4拱肋截面的损伤概率最大;交界墩与拱上立柱的保护层混凝土的易损性水平显著高于纵向钢筋和核心混凝土,位于L/4拱肋位置的立柱损伤概率最大。抗震设计时应重点考虑对易损部位采取加强的设防措施。

浅析钢管混凝土劲性骨架复合柱极限承载能力计算方法

钢管混凝土劲性骨架复合柱是由钢管混凝土结构和钢筋混凝土结构优化复合而成的高性能结构。在轴压承载能力计算时,通常采用简化计算方法,这些方法一般采用叠加原理。以某钢管混凝土劲性骨架复合短柱为例,采用简单叠加法、综合折减叠加法、分区折减叠加法3种简化计算方法进行计算,并与有限元法计算结果进行比较分析。结果表明:3种简化计算方法中,分区折减叠加法与有限元法计算结果最为接近,因此,这2种方法可适用于复合柱的轴压承载能力计算。

大跨度钢管混凝土劲性骨架拱圈外包混凝土浇筑过程力学行为研究

为研究单工作面浇筑对拱圈外包混凝土施工过程的影响,文章依托某在建大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥,利用有限元计算程序MIDAS Civil建立全桥分析模型,对拱圈外包混凝土分环分段浇筑过程中的外包混凝土应力、主弦管钢管应力及拱圈变形情况进行研究。结果表明:单工作面浇筑下拱圈外包混凝土应力总体为逐渐增大,局部位置有突变:由于拱架和外包混凝土的联合作用,以第一环外包混凝土合龙为分界点,弦管钢管未包的最大应力为先增大后减小;拱圈变形表现为“上下交替”出现“反拱”现象,但整体上随外包混凝土浇筑呈增大趋势。

铁路劲性骨架混凝土拱桥减隔震方案优化研究

为研究不同设防烈度下铁路劲性骨架混凝土拱桥的合理减隔震方案,以某主跨为445 m的铁路混凝土拱桥为分析背景,选用SAP2000结构分析软件建立全桥空间动力有限元模型进行非线性动力时程分析,对比了多级设防烈度下不同参数的摩擦摆支座和“摩擦摆支座+连梁装置”2类减隔震方案用于铁路劲性骨架拱桥的减隔震效率。结果表明:设防烈度较低时,摩擦摆支座能在一定程度上控制拱桥结构的地震响应,设防烈度高时控制效果有限,考虑行车平顺性,应优先选取半径较大的摩擦摆支座;“摩擦摆支座+连梁装置”方案在强震作用下,结构关键位置内力响应值没有明显增大,同时,伸缩缝位移值明显降低,提升了拱桥结构地震作用下的安全性。实际工程中,推荐使用“摩擦摆支座+连梁装置”方案以提高大跨度上承式铁路劲性骨架混凝土拱桥抗震性能。

大跨钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工抗风性能研究

为保证大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工过程的抗风安全,以某主跨342 m钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋竖转施工为背景,研究该桥劲性骨架拱肋在竖转施工过程中的抗风性能及抗风措施。根据竖转施工特点,采用ANSYS软件分别建立2种最不利施工状态(拱肋竖转临界状态和拱肋合龙前状态)有限元模型计算风致响应,提出设置浪风索的抗风措施以提高抗风稳定性。结果表明:拱肋在2种最不利施工状态下会产生显著的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力,危及拱肋施工安全;设置浪风索能有效降低处于竖转施工阶段的拱肋在横风作用下的拱顶横向位移和拱脚转轴连杆应力,且浪风索应力满足要求,可保证竖转施工安全。浪风索截面面积对拱脚转轴连杆应力影响较小,对拱顶横向位移影响较大,同时考虑到施工中浪风索张拉力的不均匀性,设计时宜适当增加浪风索截面尺寸,以提升结构整体抗风安全储备。