小直径钢管混凝土劲性骨架在拱桥转体施工中的应用

用小直径钢管混凝土劲性骨架修建大跨度拱桥,可以减轻转动体系重量,降低转体桥造价。本 文介绍了它的材料特性、转动体系构造和施工要点。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

环肋加强钢管混凝土劲性斜柱节点核心区施工技术

近年来,建筑材料越来越朝着高层化、多层化和超高层化发展,为各类新技术和材料的广泛应用奠定了良好的基石。钢管混凝土因其优异的力学性能和耐久性受到愈来愈多的关注,但在实际施工中,梁柱节点施工仍是一个棘手的问题,阻碍了其发展。为了提升钢管混凝土劲性斜柱节点核心区施工效率及施工质量,文章根据施工现场的实际需求优化了现有施工工艺,研发了环肋加强钢管混凝土劲性斜柱节点核心区施工技术,解决了钢管混凝土斜柱节点核心区施工难题。

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。

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。

小直径钢管混凝土劲性骨架法施工拱桥方案研究

文章以花天河大桥钢筋混凝土拱圈施工为例,介绍了采用小直径钢管混凝土劲性骨架施工钢筋混凝土拱圈的无支架施工方法以及施工工艺,提出了该方法在设计、施工过程中应该注意的有关事项。

拱桥主拱圈混凝土施工技术在钢管劲性骨架混凝土拱桥中的应用

拱桥结构形式简洁、受力情况明确、形式多样、外形美观,对于山区沟谷众多的贵州省,尤其适合拱桥建设。基于此,结合某大桥工程实例,创新提出钢管劲性骨架混凝土拱桥主拱圈混凝土施工技术,分析其在钢管劲性骨架混凝土拱桥中的应用优势、应用要点与应用效益。分析表明,该项施工技术具备造价低、社会价值高等特点,适合在西部山区的拱桥建设中广泛推广应用。

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。

中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥拱肋吊装施工控制

广安官盛渠江大桥主桥为主跨320m的中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥,劲性骨架采用斜拉扣挂法施工,施工过程中扣索一次张拉到位。针对正装分析法和倒退分析法2种索力计算方法的局限性,为了精确计算扣索索力及节段安装预抬标高,使成拱线形接近理论线形,提出以成拱线形为控制目标的优化索力调整方法,利用MIDAS Civil 2015建立吊装阶段的全桥有限元模型,考虑切线位移对之后施工阶段的影响,以线形控制为主、索力控制为辅,分析该桥的线形、扣索和尾索索力、弦杆应力,并与实测值对比。结果表明:大桥的线形、扣索和尾索索力、弦杆应力的实测值与理论值符合度非常高,主拱线形及结构应力满足设计及规范要求。说明该优化索力调整方法是可行有效的。

我国钢管混凝土劲性骨架拱桥发展综述

为了解我国钢管混凝土劲性骨架拱桥的发展动态,明确下一步研究工作的重点,在调查大量该类型桥梁的基础上对其特点及在我国的发展研究现状、设计计算理论、施工方法和跨径的发展进行系统的总结。该桥型具有结构体系转换次数更多、施工周期更长、结构性能更好的特点。目前的研究工作主要集中在收缩徐变效应和施工阶段稳定性两方面。其设计计算方法中应力叠加法更能反映拱桥施工阶段真实的应力状态。钢骨架的安装方法主要分为转体施工法和缆索吊装斜拉扣挂法2种。该桥型增大跨径的方法主要有增强劲性骨架、减轻主拱自重和采用组合施工方法3种。需要进一步开展的工作包括细化桥梁模型试验设计、仿真程序开发及注重结构的耐久性设计。

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。

钢管混凝土劲性骨架提篮拱桥动力试验及车桥耦合振动分析

对跨径140 m的铁路钢管混凝土劲性骨架提篮拱桥进行全桥动力试验。采用脉动法测试其自振特性;动载试验中试验列车分别以不同速度匀速通过桥面及以一定速度在指定位置处制动,测试各工况下桥跨结构的应变、位移、加速度的时程响应,并将实桥测试结果与该桥的车桥耦合振动计算结果作比较分析。结果表明:该桥具有良好的竖向和横向刚度及结构强度,整体动力性能良好,而通过列车对桥跨结构有一定的冲击作用;实测动力响应及其动力系数结果与理论计算结果相符较好,两者随着列车运行速度的增大而呈现相同的规律性;列车运行具有较好的安全性与舒适度;该类型桥梁适用于大跨度铁路桥梁。

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。