高烈度震区大跨径中承式钢箱系杆拱桥减隔震技术研究

为了研究高强度地震作用下大跨径中承式钢箱系杆拱桥地震响应及减隔震技术,以西双版纳黎明大桥为工程背景,选取类似场地的实际地震动记录作为输入地震波,采用非线性时程分析法,研究支座类型及参数变化对拱桥结构的减隔震效果。结果表明:相比于普通支座,减隔震支座能大幅降低结构内力,但纵向位移有所增加,且摩擦摆支座的减隔震效果要强于铅芯橡胶支座;摩擦摆支座+黏滞阻尼器联合抗震体系能够有效降低纵向和横向位移,进一步能提升桥梁的抗震性能;对联合抗震体系进行参数敏感性分析可知:最佳的参数范围是:摩擦因数为0.04,曲率半径在3 200~4 200 mm,阻尼系数为6 000,阻尼指数在0.2~0.4;在最优抗震体系下,结构位移和内力均显著降低,最大减震率分别达到了75.3%和82.3%,表明该体系大幅提高了拱桥抵抗地震的能力,为同类桥梁减隔震设计提供参考。

大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性分析

为明确大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性,以西双版纳澜沧江黎明大桥为研究对象,建立全桥空间有限元模型对该桥进行施工阶段全过程稳定性分析,研究考虑初始缺陷的几何非线性、材料非线性、风撑、临时风撑、吊杆非保向力和抗风缆索对结构施工阶段稳定的影响。结果表明:施工全过程中结构的稳定系数满足相应规范要求,考虑初始缺陷的几何非线性分析,结构的稳定系数降低7%~8%;考虑几何与材料双重非线性时,结构的稳定系数降低49.67%~52.05%,材料非线性对结构稳定性有显著影响。增加永久风撑数量能有效提高缆索吊装最不利施工阶段及拱肋合拢后施工阶段的稳定性,布设临时风撑能显著提升结构缆索吊装最不利施工阶段的稳定性,非保向力效应对中承式钢箱系杆拱桥稳定性有较大的影响,布设抗风缆索显著提升拱肋合拢后施工阶段稳定性。由此可见,施工阶段稳定性的影响因素较多,本研究可为同类型桥梁的施工与设计提供参考。

大跨度钢箱系杆拱桥减隔震措施对比研究

以某跨河大跨度钢箱系杆拱桥为研究对象,研究不同措施下桥梁的减隔震性能。通过“m”法,利用桥梁有限元软件Midas Civil进行动力分析;通过人工合成地震波,采用FDB模型、粘滞阻尼器MAXWELL模型进行模拟,对大跨度钢箱系杆拱桥进行非线性时程分析,对比分析摩擦摆支座、速度锁定器、拉索减震支座的减震效果。研究结果表明:三种减隔震措施下,墩柱所受的轴力差异较小,摩擦摆支座及拉索减震支座所受的剪力、弯矩差异较小,速度锁定器作用下,墩柱所受的剪力及弯矩差异较大。通过对比分析,选用摩擦摆支座能较好地满足工程需求,减震效果良好。

跨水域下承式钢箱拱肋系杆拱桥多机械协同施工技术

新建湄池大桥主桥上部结构为188 m单跨简支体系的下承式钢箱拱肋系杆拱桥,跨越浦阳江Ⅳ级航道。结合新建湄池大桥主桥上部结构的建造过程,对跨水域下承式钢箱拱肋系杆拱桥的施工技术进行了介绍。总结了钢箱拱肋系杆拱施工过程中采用水中浮吊+上桥履带吊+新型多功能滑移装置的多机械协同施工方法,并对基于滑移装置的构件运输、履带吊上桥措施、临时支架设计和验算等关键技术进行分析,为后续该类型桥梁的施工积累了经验。

淄博孝妇河钢箱系杆拱桥总体设计

昆仑桥位于山东淄博市孝妇河,原桥由于年代较久且部分功能已无法满足现行标准,为融入当地文化,拟新建一座钢箱系杆拱桥,跨径布置为(7.125+33.75+7.125)m。新桥采用双向6车道布置,钢系杆外侧设置2~3 m变宽人行道。为适应桥面板双向受力且横向为主的受力特点,选用轻柔的密横梁正交异性钢桥面板体系。总体设计合理。主要阐述新昆仑桥的设计特点、构件连接、各关键工况钢构件验算与主要计算成果,并简要介绍施工要点。

基于三维激光扫描的钢箱系杆拱桥施工全息质量控制关键技术研究

在进行钢箱系杆拱桥施工的过程中,通过应用三维激光扫描技术不仅能够模拟钢箱系杆拱桥的施工过程,提前发现施工过程中存在的不稳定因素,还能够对钢箱系杆拱桥施工方案进行不断优化,提高其整体施工质量。总结分析钢箱系杆拱桥施工特点、三维激光扫描技术在钢箱系杆拱桥施工的应用作用、具体应用以及钢箱系杆拱桥施工全息质量控制关键技术等内容,为钢箱系杆拱桥施工质量控制提供参考。

网状系杆拱桥异形截面钢箱拱建造线形控制技术

以济南齐鲁黄河大桥为例,网状系杆拱不规则截面钢箱拱桥建造线形控制是一个较为复杂的过程,需从技术准备、拱节段加工、大节段试拼装、桥位安装等阶段重点控制,针对各个阶段主要控制点的研究,制定技术实施方案或作业指导书,严格控制各个工序技术项点或要求,通过项目实践,钢箱拱建造线形满足设计要求,线形顺滑,观感优良。

基于稳定性的下承式钢箱系杆拱桥横撑结构影响因素研究

以某下承式钢箱系杆拱桥为研究对象,采用Midas/Civil软件建立实桥有限元模型,针对不同横撑间距、刚度、形式的下承式钢箱系杆拱桥展开稳定性分析。研究结果表明:随着横撑间距的增大,拱桥结构稳定性逐渐降低,横撑间距过大不利于桥梁结构的安全性,而横撑间距过小会增加桥梁结构自重与施工成本;钢箱系杆拱桥的稳定系数随着横撑刚度的增大逐渐增大;横撑形式对钢箱系杆拱桥稳定系数的提高程度由大到小依次为:“米”字形>“X”字形>“K”字形>“1”字形>无横撑;实际工程中横撑结构的设计应从安全性、经济性以及美观性等角度进行综合考虑,合理设置。

三跨连续钢箱系杆拱桥的设计与施工

壁虎河大桥复建工程为扬州市重大民生工程。桥梁跨越省级流域性骨干河道壁虎河,该河为淮河入江水道,承担重要泄洪和排涝功能。主桥采用(41+150+41)m三跨连续钢箱系杆拱结构,桥梁采用少支架拼装施工,桥梁布跨和施工方案已充分考虑河道的排泄影响。通过主要介绍跨壁虎河三跨连续钢箱系杆拱桥的总体设计、结构设计、结构计算、施工方案等内容,为类似工程提供参考和借鉴。

斜靠式钢箱系杆拱桥成桥索力检测及稳定性分析

为研究斜靠式钢箱系杆拱桥(5片拱肋)的稳定性,依托引江济淮工程下承式斜靠拱桥——创新大道桥,对成桥后的斜靠拱桥进行吊杆索力检测;并建立考虑几何及材料非线性的斜靠式钢箱系杆拱桥有限元模型,借助索力检测数据分别与设计索力值和模拟值对比分析,前者评价桥梁吊杆整体张拉控制效果,后者验证斜靠拱桥模型的可靠性;进而对该斜靠式系杆拱桥的稳定性进行了研究。结果表明:实测值与设计值最大误差为3.91%,该斜靠式拱桥吊杆整体张拉控制效果较好;实测值与模拟值最大误差为0.63%,验证了模型的可靠性。其次,施工全过程拱桥结构的稳定系数满足工程要求;斜靠钢箱拱对下承式系杆拱桥稳定性提升程度为72%,斜靠式系杆拱桥的弹性稳定性能高低取决于拱肋面外失稳出现的难易程度,初始几何缺陷对斜靠式系杆拱桥的稳定承载力影响较大;斜靠拱和风撑两者协同工作能显著提高结构稳定承载力。最后给出该类系杆拱桥的设计建议,为同类工程施工和设计提供参考。

大跨度钢箱系杆拱桥主拱钢-混结合段受力分析

为明确大跨度钢箱系杆拱桥主拱钢-混结合段的力学性能,以西双版纳澜沧江黎明大桥为研究对象,利用有限元软件建立钢-混结合段局部精细化模型,分析钢-混结合段在不同荷载作用下构件整体及关键部位的变形与应力分布。结果表明:钢-混结合段应力传递平顺,在偏压工况作用下,结合段混凝土最大压应力为25.22 MPa,钢拱肋Von-Mises应力最大值为145.36 MPa,均小于材料容许值,满足结构设计要求;钢-混结合段内各部位变形过度均匀,混凝土拱肋最大变形为0.94 mm,钢拱肋最大变形为3.46 mm,钢-混结合段拱肋的结构刚度与变形均满足要求。在轴压工况作用下,其应力值较偏压工况模型小12.34%~16.10%,其位移值较偏压工况模型小14.29%~19.61%。通过典型工况模型计算结果,为同类型构件实体模型计算提供参考;同时,为解决钢-混结合段内关键截面存在的应力集中问题,本项目采用了锚杆交替锚固的形式,可为同类型结构的设计与施工提供参考。

基于对称拼装的下承式系杆拱桥施工监控研究

系杆钢箱拱桥因其美观与高承载力等性能而得到越来越多的关注。文章依托某下承式刚架系杆钢箱拱桥施工实例,采用对称节段拼装技术,结合结构仿真以及线形、应力、索力监测开展施工监控研究,验证该技术的可行性和有效性。结果表明:拱肋和格构梁准确定位,施工各个阶段的实测值和理论值之间的位移误差均在允许范围内,拱肋合龙满足规范要求,桥梁线形总体平稳:从整桥控制截面应力来看,拱肋和格构梁在施工过程中的应力实测值与理论计算基本一致,吊杆和系杆的索力与理论值的偏差均≤10%,总体效果良好,具有较好的应力储备。由此可知,基于对称节段拼装技术的下承式刚架系杆钢箱拱桥施工监控可以有效地提高施工质量,具有广泛的应用前景。

下承式钢箱拱肋系杆拱桥上部结构施工技术研究

基于京秦高速遵秦段某下承式钢箱梁系杆拱桥工程,对其上部结构施工技术特点进行详细分析,针对支架体系施工、主桥施工、钢结构加工、主拱肋、格构梁吊装、拱肋合龙段施工、交通导行方案设计、吊杆吊装等进行了详细的研究。利用有限元软件,对桥梁施工阶段进行了数值模拟,研究分析施工过程钢拱肋、钢箱梁和吊杆的内力、应力,结果均满足相应规范要求;并对设计提供吊杆张拉顺序进行优化。其施工方法可为同类桥梁施工提供参考。

大跨度钢箱系杆拱桥数值模拟研究

以某大跨度钢箱梁系杆拱桥工程为背景,利用MIDAS Civil软件对该桥的施工过程和运营阶段进行了模拟,并对施工过程和运营阶段钢纵梁、拱肋和吊杆的位移、内力和应力进行了研究和分析。结果表明:在各种荷载组合下,桥梁结构均满足设计和规范要求,空间应力状态合理,可为类似桥梁的设计提供参考。

下承式钢箱系杆拱桥BIM正向设计

以广州某下承式大内倾角钢箱系杆拱桥项目为例,研究了BIM正向设计与参数化建模在桥梁设计中的应用。研究结果表明,BIM技术可以提高施工图质量、设计效率、优化施工方案、规避潜在风险、节约成本并缩短工期。这为BIM在桥梁工程中的应用和发展提供了参考。

钢箱系杆拱桥吊杆张拉顺序对结构受力的影响

吊杆张拉是系杆拱桥施工中的重要环节,吊杆的张拉顺序不同会对结构内力分布及变形产生不同的影响。为了研究吊杆张拉顺序对钢箱系杆拱桥结构受力的影响,以新建湄池大桥主桥为工程背景,借助有限元软件midas Civil 2020建立桥梁三维仿真模型,对比分析了三种吊杆张拉顺序下的结构预拱度和内力变化规律。计算结果表明,从跨中对称向两端张拉是吊杆张拉施工的最优方案。

大跨径系杆拱桥更换吊索计算分析

为了探究大跨径系杆拱桥更换吊索(断索)时的状况,以某125 m系杆拱桥为例,采用Midas Civil软件,建立了系杆拱桥的分析模型,分析了更换吊索时的静力特性、稳定特性和动力特性,获得了125 m系杆拱桥更换吊索计算结果。分析结果表明:拆除顺桥向一对吊索工况下,结构整体受力较为均衡,不致造成结构整体失效垮塌;拆除一对吊索,对系杆拱总体稳定性影响较小;相比较于未拆除吊索成桥状态,振型频率基本相同,证明结构刚度变化不大。

钢箱系杆拱桥吊索张拉方案比选分析

为对系杆拱桥施工阶段的吊索张拉方案进行研究,文章以某城市钢箱系杆拱桥为工程背景,基于吊索最常见的4种张拉顺序,提出4种张拉方案,从成桥索力精度、结构受力变形、施工便利性等方面综合考虑,比选出吊索最优张拉方案。结果表明:方案三(边中交替张拉)得到的成桥索力误差最小,结构各施工阶段受力也相对较小,位移变化均匀,且施工相对便利,方案相对最优。

横撑对钢箱系杆拱桥稳定性的影响分析

文章以某大跨钢箱系杆拱桥为背景工程,建立全桥整体有限元模型,对比分析了不同横撑个数、横撑刚度及横撑形式对结构整体稳定性的影响。研究结果表明:钢箱系杆拱桥稳定系数随横撑个数及横撑刚度增大而增大,呈指数增大到一定值后趋于平稳;横撑形式对钢箱系杆拱桥稳定性的影响由高到低依次为米字撑、K字撑、I字撑;实际横撑设置应从安全与经济角度出发进行合理设置。

桥面系预加力形式对中承式系杆拱桥受力性能影响

本文以温州某三跨中承式系杆拱桥为工程背景,对比分析了设置系杆、设置桥面板预应力钢束与不设置任何桥面系预加力这3种情形下拱桥主要构件的受力情况。结果表明,设置桥面系预加力虽然会导致拱肋内力增大,但可以平衡拱肋水平推力,降低拱肋对于温度效应的敏感性;设置系杆对系梁和混凝土桥面板受力性能的影响要小于设置桥面板预应力钢束。