基于有限元分析的不平衡钢箱梁转体临时塔设计

桥梁转体技术在我国交通建设中得到了广泛的应用,施工技术逐渐成熟。其中不平衡钢箱梁转体技术难度大、风险高,往往需要临时塔的辅助,因此转体临时塔设计成为了一项关键技术。本文结合武汉市常青路(三环线~青年路)工程跨京广铁路(95+105)m转体钢箱梁桥转体临时塔的设计,介绍了不平衡钢箱梁转体临时塔的结构设计、有限元整体分析、有限元细部分析等相关内容,并对分析结果做了分析总结。为同类工程施工提供借鉴。

基于临时塔架的顶推施工工艺分析

目前桥梁建设正在向更高、更大跨径的方向发展。为了解决由于跨度大、自重大引起的传统顶推工艺中导梁前端挠度过大的问题,文章提出了一种采用临时塔架和顶推施工相结合的施工工艺方法,并对该方法的可行性进行了计算分析。结果表明,采用临时塔架的大跨径连续钢箱梁桥顶推施工方法是可行的。

大跨度拱桥130 m级临时塔架施工技术

为明确大跨度拱桥130 m高度级临时塔架的施工技术、施工质量标准及塔架结构的力学行为,本文以西双版纳澜沧江黎明大桥为工程背景,介绍了大桥索跨选型、塔高确定及塔架施工控制要点,并采用Midas Civil有限元分析软件,建立塔架有限元模型,对该塔架的强度、刚度、稳定性进行了分析。数值分析结果表明:在自重、顺桥向风荷载及缆风索张拉力共同作用下,该塔架应力、变形及稳定性均满足施工规范要求。本文成果可为130 m级临时塔架施工提供一定的借鉴与参考。

刚构桥0^(#)块上建立临时塔架细部分析

钢管混凝土拱桥在施工时通常会采用缆索吊装与斜拉扣挂相结合的方法,而随着钢管混凝土拱桥设计和建造技术向着更大跨径发展,会导致锚固在0^(#)块上的临时塔架在施工期间出现较大的内力,危害施工安全。文章介绍了一种优化临时塔架底部局部受力的装置,并采用Midas Civil及ABAQUS有限元软件对比分析了优化前后0^(#)块的受力状况,论证该优化措施的可行性,为该类桥梁设计、施工和监测提供借鉴。

临时扣塔辅助顶推的钢箱梁结构参数分析

为研究临时扣塔辅助顶推施工中大跨钢箱梁、导梁和临时扣塔的受力行为,依托主跨为90m的汾水河大桥,建立了有限元分析模型,开展了最大悬臂状态下结构自重、扣塔高度与刚度、扣索位置、索力及刚度等参数的敏感性分析。结果表明:扣索位置为导梁前端下挠的敏感性参数,当外侧和内侧扣索水平投影长度均增大20%时,导梁前端下挠分别减小73%和38%,外侧扣索宜设置在其水平投影长度为60%~80%最大悬臂长度的区域;扣索索力为扣塔偏位的敏感性参数,当外侧和内侧扣索索力分别增大33%和50%时,扣塔偏位分别减小169%和136%;导梁自重为钢箱梁应力的敏感性参数,导梁自重增加20%,钢箱梁拉应力和压应力分别增大43%和37%。研究成果可为同类型桥梁施工提供借鉴。

大跨钢箱梁斜拉桥塔梁临时铰接设计与施工

沌口长江公路大桥主桥其主梁采用悬臂拼装施工,中跨合龙段采用单侧起吊、顶推辅助合龙。施工过程中塔梁间设置临时铰接约束,竖向约束由竖向支座和精轧螺纹钢组成;横向约束由横向抗风支座和塔柱与钢箱梁间限位钢管组成;纵向约束布置在阻尼器安装的位置,北塔边跨纵向约束兼顾作为顶推合龙辅助措施。塔梁临时铰接的约束方式使得施工期主梁纵向不平衡弯矩得到释放,降低了体系转换时结构状态发生变化造成的施工和控制难度,取得了良好的实施效果。

预应力混凝土斜拉桥塔梁临时固结构造空间受力分析

预应力混凝土斜拉桥跨径不断增大,主梁宽度也不断增加,其空间效应越来越明显,在其主梁的悬臂施工过程中,通常采用的塔梁临时固结方式常常导致主梁0号块附近开裂。应用MIDAS/Civil结构分析软件,对采用临时固结方式的斜拉桥空间结构进行施工仿真分析。结果表明,常用的塔梁临时固结方式的空间效应导致了主梁混凝土的开裂。对临时固结构造的设置提出建议。

摄乐大桥塔吊扶墙与塔肢临时对撑整体桁架设计

太原市摄乐大桥主桥为(30+2×150+30)m的空间交叉索面异型独塔斜拉桥,人字形桥塔高113.8m,下塔柱为钢筋混凝土结构,中、上塔柱为钢结构。该桥钢塔采用D5200-240塔吊吊装施工,塔吊设置独立的钻孔桩承台基础和1道扶墙,在钢塔两肢间设置3道横向临时对撑。在吊装钢塔时,将塔吊扶墙与第2道塔肢临时对撑设计成整体桁架结构,整体桁架结构主要由桁架基座、框架体、塔吊扶墙杆、连接销、起顶系统五大部分组成。采用MIDAS Civil 2015结构分析软件分别建立框架体和钢塔节段板单元模型,对框架体和塔吊扶墙杆结构受力、钢塔与桁架接触面受力进行计算分析。结果表明,各部位受力均满足规范要求。

斜拉桥塔梁临时固结浅析

丰都长江二桥主桥为全长1 282 m的双塔双索面五跨连续钢箱梁斜拉桥,采用半漂浮结构体系,跨径布置为(70.5+215.5+680+245.5+70.5)m。该桥无索梁段长度为43 m,承台距离钢箱梁底高度约70 m,若采用传统的落地支架法施工,则施工工期较长且费用较高。结合项目的特点确定采用桥面吊机非对称吊装的方法,此方法施工时,会产生较大的不平衡荷载,不平衡荷载通过设置的塔梁临时固结来抵抗。

临时扣塔与锚箱支撑梁处受力性能及局部优化分析

为探明悬浇钢筋混凝土拱桥施工过程中临时扣塔的应力分布规律及局部受力性能,以四川省某在建钢筋混凝土拱桥为研究背景,基于圣维南原理采用Workbench建立了临时扣塔与锚箱支撑梁连接处的局部分析模型,对扣塔局部受力性能进行了分析,并对临时扣塔与锚箱支撑梁的连接方式进行了优化。结果表明,优化后扣塔局部应力显著降低,主钢管最大Mises应力由174.12 MPa降低至126.2 MPa,降幅为27.5%;最大位移由6.65 mm减小至6.22 mm,降幅为6.4%;优化后扣塔各构件间传力更为合理,大大减少了高空构件焊接工作。证明提出的局部优化分析方法效果显著。

中朝鸭绿江界河公路大桥主桥施工阶段塔梁临时固结构造计算与设计

中朝鸭绿江界河公路大桥主桥为主跨636m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,边跨设置辅助墩,其跨径布置为86+229+636+229+86=1266m。本桥结构采用半飘浮体系,索塔与主梁间设置竖向支座和横向抗风支座,纵向设置粘滞阻尼器;过渡墩设置竖向拉压支座和横向抗风支座;辅助墩设置竖向拉压支座,钢箱梁内同时设置压重。主要介绍该桥施工阶段塔梁临时固结计算和设计。

自锚式悬索桥桥塔群桩基础的抗推性能研究

自锚式悬索桥桥塔群桩基础在主塔自重与强大的主缆下崩力的作用下,其水平抗推力要比一般梁桥群桩基础大得多,充分释放和利用桥塔群桩基础的水平抗推潜能,对于改变自锚式悬索桥施工工艺有着重要的研究意义。通过现行规范法与Flac 3D有限差分模型就群桩基础的水平抗推性能进行研究对比,并建立Flac 3D有限差分模型,模拟自锚式悬索桥桥塔群桩基础在施工阶段结构的受力状况。研究表明,规范法在水平荷载较小时能较准确地反映桩土相互作用,随着水平荷载的增大,该方法会导致计算结果误差较大;采用Flac 3D有限差分软件建立桩土模型能够较好地模拟桩土之间的相互作用,为实际工程中采用临时塔锚式施工的自锚式悬索桥提供一定的指导帮助和参考价值。

大跨度变截面钢箱梁顶推施工关键临时构件受力分析

针对顶推施工过程中临时构件的受力情况,首先通过有限元软件计算最大悬臂状态工况下各临时构件的受力状态,再对各临时构件稳定性进行屈曲分析。研究结果表明,在顶推至最大悬臂端工况下,顶推、拼装支架及临时扣塔的受力均未出现应力超限情况,且各临时构件的整体稳定性安全系数均在安全范围内,亦未超限。在施工过程中,建议在钢梁整体稳定性和线形满足的前提下,调整相关配重对临时支架受力的影响,且可调整钢绞线张拉力和临时扣塔的高度,以改善扣塔受力。

桥梁隐形盖梁临时支撑塔架施工关键创新技术

桥梁预制箱梁安装通常利用盖(横)梁放置临时支座,在城市高架美观程度欠佳,而采用隐形盖(横)梁现浇混凝土将梁体连接,桥梁下部结构不再有明显突兀,整体顺适美观,但临时支撑结构显得尤为重要。为此,对箱梁安装和隐形盖梁施工临时支撑结构关键创新技术进行探讨。实践表明:施工中采用重型支撑塔架关键创新技术具有承重性强安全性高、组拼便捷高效、节约施工成本和缩短工期等优点,为类似工程施工提供借鉴。

冰雪之星室内滑雪场钢网架屋盖提升施工技术

随着社会的发展,网架结构广泛应用于体育馆、机场、会议室等的屋盖结构。以上海耀雪冰雪世界室内滑雪场项目为例,介绍了大跨度钢结构网架屋盖的施工流程。通过对不同的施工方案进行对比,确定了分段提升施工工艺,又设计出3种与原结构相适应的临时措施塔架形式、采用了2种不同的卸载工艺,顺利完成了施工,可为类似工程提供借鉴。

黄茅海跨海通道高栏港大桥钢箱梁施工关键技术

黄茅海跨海通道高栏港大桥为(110+248+700+248+110)m全飘浮体系双塔双索面斜拉桥,主梁为分体式钢箱梁,标准梁段重约370 t、最大悬臂拼装梁段重约468 t,采用桥面吊机进行悬臂拼装,施工阶段抗风问题突出。通过设置塔梁三向临时锚固抵抗施工过程中的不平衡力及力矩,有限元计算结果表明塔梁三向临时锚固均满足受力需求;在边跨侧设置抗风临时墩,并依据受力分析结果确定抗风临时墩的钢管桩选用∅1200 mm×12 mm,平联、斜撑选用∅426 mm×6 mm,施工阶段安全渡台;通过设置横断面预拱度保证了钢箱梁成桥横坡;采用反力牛腿法在被吊装梁段和已安装梁段匹配侧施加成对反力有效减小匹配高差,保证了钢箱梁的顺利匹配安装;边、辅墩墩顶前一梁段的斜拉索二次张拉后再进行合龙,避免了施工期间边、辅墩支座出现负反力;中跨采用单边起吊加配重和自然温差配切的合龙方式。

独柱塔分体式钢箱梁斜拉桥塔梁临时锚固技术

高栏港大桥为独柱塔分体式钢箱梁斜拉桥,采用全飘浮约束体系,桥位处于亚热带季风区,热带气旋严重影响项目区域,且面临台风威胁,为保证钢箱梁悬臂拼装顺利,需设置合理有效的塔梁临时锚固结构。采用MIDAS Civil软件建立了全桥施工阶段分析模型,计算了最不利工况下塔梁临时锚固反力,探讨了合理的塔梁临时锚固施工方案,针对竖向临时锚固的拆除时机进行了分析。结果表明,1号斜拉索二次张拉后激活竖向临时锚固有利于结构受力,纵、横向临时锚固允许塔、梁出现微小竖向位移保证了临时锚固结构传力路径清晰;竖向、纵向临时锚固结构充分发挥了钢材的性能,横向临时锚固结构充分发挥了混凝土的性能;提索门吊拆除后、架梁吊机拆除前进行竖向临时锚固的解除有利于减小体系转换的安全风险。形成的塔梁临时锚固方案可为同类工程项目提供参考。

黄茅海大桥分体式钢箱梁塔梁临时锚固体系受力分析

黄茅海大桥主跨为2×720 m三塔斜拉桥,采用柱式塔+分体式钢箱梁结构,悬臂拼装长度大,施工过程中不平衡荷载对临时锚固受力和结构的变形影响较大。为研究该桥的临时锚固体系受力,通过数值计算方法,分析了计算方法、构造因素、施工条件等对锚固力的影响,并确定了合理的锚固力大小。结果表明:超大跨径斜拉桥的临时锚固力计算应考虑结构几何非线性影响;较多的竖向支撑形成冗余约束会增大锚固力;较强较刚的锚固体系会增大锚固内力,而较柔的锚固体系则增大结构变形。竖向和纵桥向锚固力极值出现在梁段不对称吊装、桥面吊机脱落等竖向荷载不对称工况,而横桥向锚固力极值出现在极限横风荷载工况。

沌口长江公路大桥主桥钢箱梁架设关键技术

沌口长江公路大桥主桥为主跨760 m双塔双索面纵向半漂浮体系钢箱梁斜拉桥。该桥钢箱梁除塔区梁段和墩顶梁段在支架上调位安装外,其余梁段均为桥面吊机悬臂拼装施工;施工过程中塔梁间设置临时铰接约束;中跨合龙段采用单侧起吊、顶推辅助合龙;采用"一次到位"的节段张拉循环施工工艺和全过程几何控制理念,有效节省了施工工期,保证了主梁线形的平顺性,取得了良好的实施效果。

自锚式悬索-斜拉桥吊装施工方法及其性能分析

浙江东苕溪大桥采用(75+228+75)m自锚式空间索形悬索-斜拉体系,该桥采用"先缆后梁"方案施工,以避免施工期对航道的干扰。针对该桥"先缆后梁"吊装施工,在已有临时固结法的基础上,提出了塔梁临时锚固法,即施工中通过边跨加劲梁和塔梁临时锚固装置(由格栅架、传力撑及竖向限位装置组成)将主缆水平力传递给桥塔基础来实现中跨加劲梁的吊装施工,待加劲梁合龙后,通过合龙口间隙调整装置(由反力牛腿和千斤顶组成)调整合龙口间隙,将主缆水平力再从桥塔基础平稳地转移到加劲梁,完成体系转换。为保证塔梁临时锚固装置和桥塔基础的受力安全,采用有限元法对其进行受力分析,结果表明,塔梁临时锚固装置及桥塔基础的受力均满足规范要求。