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。

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。

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。

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。

基于最优化原理的大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土分环分段浇筑分析

针对大跨度劲性骨架拱桥施工阶段受力复杂、外包混凝土浇筑方案对劲性骨架受力影响较大的特点,提出基于最优化理论的外包混凝土分环分段数量设置方法。将主弦管应力与目标应力差值的平方设为目标函数,分环分段数量为设计变量,利用最优化原理建立外包混凝土分环分段浇筑状态下,可测变量之间的性态约束关系。以某在建主跨600 m的上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥为例,通过最优化原理求取外包混凝土分环分段数量设置的最优解,并进一步对肋间横联结构及混凝土浇筑顺序进行优化计算。结果表明:提出的基于最优化计算理论的外包混凝土分环分段设计方法是可行的;原设计方案主弦管压应力为342.6 MPa,优化后主弦管压应力仅为309.1 MPa,降低幅度可达9.8%;原设计方案拱顶最大下挠值为654 mm,优化后拱顶最大下挠值仅为629 mm,下挠值减少25 mm;肋间横联设计方面,建议采用X形空间横联而非采用I形平面横联,因前者在外包混凝土浇筑阶段的稳定性明显优于后者。

劲性骨架拱桥C60外包混凝土制备与性能研究

为提升劲性骨架拱桥外包混凝土的抗裂性、耐久性,文章通过添加抗裂剂、PVA纤维进行了C60外包混凝土优化设计,并通过多项试验分析了混凝土的工作性能、力学性能以及变形性能,结合工程需要进行方案优选。结果表明:掺入PVA纤维会对外包混凝土工作性能产生一定的负面效果,影响混凝土的可泵送性;复合掺入抗裂剂、PVA纤维有利于改善外包混凝土的劈裂抗拉强度、收缩变形、开裂变形,提高外包混凝土的抗裂性能、耐久性能。

大跨劲性骨架拱桥外包混凝土浇注方案

以在建昭化嘉陵江大跨劲性骨架拱桥为研究对象,采用Midas Civil 2010建立拱箱的梁-板组合有限元模型,对该桥的外包混凝土施工过程进行计算,探讨不同的浇注方案对劲性骨架拱桥的受力及挠度的影响,并考虑施工过程中的稳定性,为同类型桥梁施工提供参考和借鉴。

大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥非线性分析

以某实桥工程为研究对象,采用ANSYS建立全桥空间计算模型,对大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥线性和非线性的施工全过程进行受力分析。通过对整个施工全过程内力、应力和挠度的分析,研究其截面刚度随施工变化对大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥非线性的影响,以及施工设计中分环分段的合理性。

基于贝叶斯理论的钢管混凝土劲性骨架拱桥收缩徐变效应分析

钢管混凝土劲性骨架拱桥施工程序复杂、施工周期长,导致混凝土收缩徐变效应十分显著,极大地影响桥梁的正常使用性能,严重时甚至威胁结构的安全。同时受收缩徐变不确定性的影响,结构的应力和位移表现出明显的离散性,使桥梁的设计施工工作变得更为困难,结构实际变形偏离其设计值的情况时有发生。为了缓解这种困难,首先改进贝叶斯方法,使其对似然函数分布与先验分布较远的情况同样适用。然后基于此方法,对北盘江大桥模型桥施工期间收缩徐变效应进行分析得到后验预测结果,并通过实测数据进行检验。计算结果表明:基于改进贝叶斯方法得到的后验预测结果与实测数据吻合良好,相较于先验预测结果,数据离散性得到明显改善。

铁路大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土浇筑方案分析

为保证一座新建铁路主跨337 m上承式劲性骨架混凝土拱桥主拱圈外包混凝土安全顺利施工,采用MIDAS/Civil建立施工阶段三维有限元模型,分析了不同纵向分段、横向分环浇筑方案对劲性骨架受力及挠度的影响.研究结果表明:采用多工作面浇筑可显著降低拱脚应力,改善主拱变形,但增加工作面对拱顶受力有利也有弊;增加截面横向分环可有效降低结构应力;综合考虑外包混凝土浇筑过程中的结构应力、变形、建设工期和大型临时设施的成本,采用三环六面法浇筑外包混凝土方案.

大跨劲性骨架拱桥整体稳定性分析及设计技术

文章分析了劲性骨架混凝土拱桥在外包过程中的整体稳定性特征,以某600 m跨拱桥为算例,讨论了在基本尺寸、构件设计及结构设计层面提高施工过程整体稳定性措施的效果及优缺点,以期为同类桥梁工程设计参数选取提供参考和依据。

劲性骨架拱桥施工阶段应力不确定性及敏感性分析

劲性骨架拱桥应力受各种随机因素的影响在施工期间就表现出较强的不确定性,确定性分析已不能满足计算精度的要求。本文通过北盘江大桥模型试验,研究劲性骨架拱桥施工期间应力的不确定性及敏感性,结合贝叶斯方法引入早期应力观测数据对不确定性分析结果进行修正,得到结构应力后验概率分布。研究结果表明:结构应力在施工前期离散性较小,后期逐渐变大;经过贝叶斯修正的结构应力后验概率分布离散性得到明显改善;各变量敏感系数在施工期间均有不同程度的波动,徐变模型敏感系数最大,收缩模型敏感系数在施工前期较大,后期较小。

劲性骨架拱桥施工过程拱圈力学行为分析

以南盘江特大桥为背景,采用软件Midas/Civil建立三维有限元模型,分析工作面的起点位置、斜拉扣索的调载等因素对外包混凝土施工过程拱圈力学行为的影响。基于外包混凝土节段对控制截面的应力影响值曲线,快速确定多工作面均衡施工方案的工作面起点,相比每环外包混凝土等分浇注的方案,本文方案管内混凝土最大瞬时应力的降幅达47.33%。斜拉扣索调载时,相比变截面处弦管未尽早外包混凝土的施工方案,本文优化方案管内混凝土最大永存应力值降幅10.21%。结果表明:不同位置的外包混凝土在控制截面会引起相反的影响,合理组合可有效减小结构的瞬时应力;控制截面弦管尽早为外包混凝土所包裹,其所受荷载可被分担,借助斜拉扣索可再次降低弦管永存应力的应力水平。

基于行波效应的大跨度上承式劲性骨架拱桥抗震性能分析

以一座高速铁路大跨度上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥为工程背景建立动力计算模型,采用非线性时程法对比分析不同波速行波激励下和一致激励下结构的地震响应,研究软钢阻尼器对该桥的减震效果。结果表明:该桥前8阶振型中有一半出现拱上立柱纵向弯曲振动,交界墩振动表现明显;行波效应会增大拱肋的轴力,增大拱脚和1/4拱肋的弯矩,减小拱顶的弯矩。拱肋不同位置的内力响应随波速的变化规律基本一致,但拱脚对行波效应更加敏感。行波效应对各拱上立柱墩底的内力影响规律不一致。行波效应会增大交界墩顶纵向最大位移,但会减小墩梁相对纵向最大位移。软钢阻尼器对拱桥减震效果明显,在拱上立柱安装软钢阻尼器,其位移减震率达到43.5%,弯矩减震率达到60.5%。其余立柱的弯矩和位移均有所减小。

大跨度劲性骨架拱桥Pushover 分析方法

以一座铁路上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥为对象,对Pushover方法在抗震性能评估中的适用性进行研究。首先,根据桥梁的结构特点选取适宜的加载模式以及控制节点进行Pushover分析得到结构的能力谱曲线;然后,根据选取的地震波建立需求谱曲线,基于能力谱曲线迭代求解结构的性能点,将性能点求解的拱肋线形、应力与非线性时程分析结果进行对比验证;最后,基于刚度退化模型提出劲性骨架拱桥地震损伤模型,采用损伤指数对劲性骨架拱桥地震损伤程度进行量化,并对不同地震烈度下结构地震损伤进行评估。结果表明:拱肋线形Pushover方法与非线性时程分析的计算结果比较接近;两种方法在拱肋应力突变位置以及屈服位置比较接近;结构在0.3g、0.4g地震作用下基本完好,0.8g时产生了轻微损伤,4.0g地震作用下桥梁严重破坏。Pushover方法与非线性时程分析结果的对比验证了Pushover方法应用于大跨度劲性骨架拱桥抗震性能评估的可行性。

劲性骨架拱桥拱圈外包混凝土分环连续浇筑方案研究

文章以某劲性骨架拱桥为例,在其外包混凝土浇筑过程中设置斜拉扣索,采用Midas Civil软件模拟其分环连续浇筑过程,归纳和分析其在四种不同工况下外包混凝土各控制截面的应力变化情况,并对比得到最优的拱圈外包混凝土连续施工方案,为今后同类型桥梁外包混凝土浇筑提供参考。

基于不同施工方法的大跨径劲性骨架拱桥受力特性研究

大跨径劲性骨架拱桥施工过程结构体系转换多,结构复杂、控制和影响因素多。为合理优化施工方法,以北盘江特大桥为例建立施工阶段有限元模型,分析在不同施工方式下,劲性骨架拱桥主拱圈各组成部分的受力。结果表明,不同的施工方式条件下主拱圈总体满足受力要求。施工方式II相对于施工方式I减少了3根二次扣索,施工更方便快捷。

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。

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。

近场地震动作用下劲性骨架混凝土拱桥地震响应分析

为研究近场地震动作用对劲性骨架混凝土拱桥地震响应的影响,以一座上承式高速铁路劲性骨架拱桥为研究对象,采用OpenSEES平台建立拱桥的非线性数值模型,基于非线性动力时程分析法分析近、远场地震动作用下劲性骨架拱桥的地震响应。结果表明:近场地震动作用下主拱肋截面的应变、位移响应以及拱上墩柱的应变响应均显著大于远场地震动。近场地震动效应对拱肋跨中截面应变的影响更明显,其次为拱脚截面,且顺桥向位移的增幅大于竖向位移。近场效应显著增大了拱上墩柱纵向钢筋的应变,应注意交界墩J1的钢筋损伤和立柱Z3的核心混凝土损伤。