异形钢拱塔桥梁温度效应分析

异形拱塔斜拉桥造型新颖,在提升桥梁美观性的同时也带来了受力复杂的问题。此外,温度效应对异形拱塔斜拉桥的影响也更加突出。为了研究异形钢拱塔斜拉桥在不同温度梯度模式和系统温度变化下的温度应力,以大庆市秀水路跨线桥为例,分别对比了英国、新西兰、美国、中国规范规定的温度梯度作用模型下的结构温度作用,并考虑了系统温度变化下桥梁结构的温度应力。结果表明,中国规范计算的正截面应力较小,这在一些特殊桥梁上可能是偏于不保守的,可以考虑参考其他国家规范进行验算。在梯度温度和系统温度下,主梁的跨中截面和中墩墩顶截面、拱塔的拱顶截面存在局部应力的极大值,在进行设计时可考虑对这些部位进行加强。

跨运营线高速铁路拱塔斜拉桥上部结构施工控制关键技术

新建常益长铁路沅江特大桥跨石长铁路桥为(32.7+90+90+32.7)m空间双索面钢拱塔钢-混结合梁斜拉桥,以18°小角度跨越既有高铁运营线路。该桥采用先拱后梁方案施工,其中,桥塔采用先竖转再跨线平转法施工,钢主梁采用拖拉法跨线施工。为确保成桥线形和应力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立有限元模型,对拱塔竖转与跨线平转、钢主梁跨线拖拉、斜拉索张拉及混凝土桥面板浇筑进行施工模拟,提出拱塔顶推力及无应力线形、钢主梁临时扣塔结构与扣索力、混凝土桥面板分段施工、斜拉索三次张拉等控制技术,并将施工中拱塔与主梁的实测应力、线形与理论值进行对比分析。结果表明:拱塔转体施工过程中,拱塔线形与应力实测值与理论值吻合良好;钢主梁拖拉合龙精度控制良好;混凝土桥面板浇筑、斜拉索张拉后,主梁和拱塔的应力、线形实测值与理论值误差均在合理范围内,桥面标高满足无砟轨道铺设精度要求;铺轨后,拱塔和主梁的线形与应力、斜拉索索力等各项指标均良好,大桥整体施工控制精度良好。

高速铁路拱塔斜拉桥上无砟轨道隔离层变形协调性能研究

为保证高速铁路大跨度桥上无砟轨道服役寿命,提高行车安全性,需对服役环境中高速铁路桥上无砟轨道隔离层变形协调性能进行研究。以高速铁路拱塔斜拉桥为工程背景,考虑桥上无砟轨道隔离层力学特性,建立拱塔斜拉桥-无砟轨道体系精细化分析模型,研究温度以及列车荷载组合作用,设置橡胶和土工布2种不同类型隔离层的拱塔斜拉桥-无砟轨道层间变形协调性能。结果表明:整体升温与索梁温差对桥上无砟轨道层间变形的影响不大,日照温度效应是引起桥上无砟轨道层间离缝的主要原因;采用土工布隔离层无砟轨道变形跟随性差,而橡胶隔离层能够有效改善桥上无砟轨道各结构层之间的变形协调性能,且体刚度较小的橡胶隔离层能有效减少层间离缝程度;温度效应以及列车荷载组合作用下,拱塔斜拉桥主梁各支承处、主梁非拉索区的无砟轨道隔离层层间变形协调性较差,均出现了轨道层间离缝现象。层间离缝最大值出现在塔梁固结区域。建议背景工程主梁拉索区CRTS-III型板式无砟轨道选用体刚度0.1 N/mm^(3)的橡胶隔离层,主梁各支承和非拉索区CRTS-III型板式无砟轨道选用体刚度0.05 N/mm^(3)的橡胶隔离层,以改善拱塔斜拉桥上无砟轨道的适用性。本文研究结论可为大跨度桥上无砟轨道的推广应用提供技术参考。

某拱塔斜拉桥新型结构设计与分析

为分析景观拱塔的强度和稳定性、钢混结合段和地锚梁的受力特点。文中以某拱塔景观斜拉桥为依托,采用Midas空间杆系有限元模型和Ansys实体有限元模型进行分析。研究分析得出,拱塔在裸塔阶段的强度和稳定性有较高的安全储备;钢混结合段受力较小,确定相应的构造措施;地锚梁需要设置一定数量的凸榫来抵抗水平力。研究成果对今后类似工程提供一定的参考。

索辅梁拱塔斜拉桥——眉山岷江大桥设计关键技术

新建的四川眉山岷江大桥应用索辅梁桥理念,利用P4钢拱塔结合三段平衡式双索面拉索和P3及P5辅塔结合单索面的稀索来辅助梁体受力,使2.5 m高的混凝土主梁满足了2×120 m的主跨要求;经受力分析,双肢拱塔间夹角取43.6°、辅塔设置两对拉索,达到梁体和钢拱塔受力最佳的设计目的。约束体系采用P4拱塔为塔梁分离,P3及P5辅塔为塔梁固结、墩梁分离,全桥8跨共500.5 m为整体一联布置,取得了结构安全性、行车舒适性及后期检修维护便捷等综合最优的性能。主梁单箱四室扁平混凝土箱梁、按全预应力结构设计,主塔及辅塔拉索在主梁上分别采用边缘锚固方式及腹板锚固方式。P4双肢钢拱塔利用转动铰并采用“同步对称竖转”工法由拼拱平台旋转到位,通过混凝土结合段与混凝土空间异形塔座构成整体。

拱塔斜拉桥不同拱轴线形的力学特点分析

拱塔斜拉桥兼具斜拉桥和拱桥的特点,其优美的造型很好地满足了桥梁设计对于美学的要求,使其往往成为城市的地标性建筑。现以拱塔斜拉桥的发展历程为依据,总结了国内外该类桥梁的设计、建造情况。以此为基础,分析了不同拱轴线形对拱塔斜拉桥的桥面布置、拱塔受力的影响,从而得到了各类拱轴线形的优、缺点及力学特点。该结论可为拱塔斜拉桥的设计和后期维护提供一定参考。

药都大道拱塔斜拉桥总体设计

拱塔斜拉桥作为一种新兴的异形桥梁结构形式,其造型新颖独特且富于变化,具有标志性的景观效果。亳州市药都大道主桥采用190+150 m独塔斜拉桥,拱形桥塔立意源于亳州特色芍药。首先,分析了药都大道主桥的设计理念及总体设计思路,同时,针对主塔造型的处理、横梁设置位置的影响、塔梁固结段的构造设置等进行了详细介绍。有关设计思路和经验可供相关设计人员参考借鉴。

高速铁路拱塔斜拉桥拱塔轴线优化求解

为解决高速铁路斜拉桥以小角度跨越既有交通线路、河流等时塔墩布置难题,引入拱塔结构,并基于不动点迭代方法及有限元计算对拱塔轴线线形的优化求解问题进行了分析.在确定拱塔高度和跨度并拟定初始拱塔轴线的基础上,首先对拱塔结构进行受力平衡分析,建立拱塔线形优化非线性方程组;然后应用不动点迭代方法求解该非线性方程组,得到合理拱塔轴线的近似解,求解过程中通过有限元方法计算斜拉索的索力;最后以广汕铁路跨深汕高速拱塔斜拉桥为工程背景,分别优化得到恒载、恒载+单线列车竖向静活载、恒载+双线列车竖向静活载3种工况下合理拱塔轴线的近似解.结果表明:3种不同的荷载工况下,线形优化后的拱塔弯矩最不利值相对优化前弯矩降低89.8%~94.8%;主力、主力+附加力荷载组合下,拱塔弯矩降低幅度介于64.6%~92.2%,拱塔应力由-172.6~-179.5 MPa降低至-74.0~-6.2 MPa,拟合轴线下拱塔正负挠度分别降低51.0%、33.8%.

单索面异型拱塔斜拉桥张拉顺序分析

单索面异型拱塔斜拉桥造型新颖,在提升桥梁美观性的同时也带来了受力复杂的问题。由于结构异型,斜拉索的张拉顺序和拉力对成桥线形和结构受力的影响比常规斜拉桥更加突出。为了研究单索面异型拱塔斜拉桥张拉顺序的影响,文章以大庆市秀水路跨线桥为例,使用MIDAS/Civil软件,采用正装迭代模拟施工过程,选取了三种斜拉索张拉顺序工况,分别比较了主梁、拱塔的位移和应力,选取最优的施工方案。

沈阳市三好桥钢拱塔拉索施工关键技术研究

目的系统研究斜拉索和水平索组成的混合体系斜拉桥的拉索张拉方法、施工工艺及施工关键技术.方法以沈阳市三好桥拉索施工为研究对象,针对由斜拉索和水平索组成的混合体系相互影响的特点,从理论上分析钢绞线拉力均值性和索力之间的关系.结果导出控制等值张拉法的张力计算公式.三好桥拉索施工关键技术为:首先进行水平索施工,一侧水平索先张拉到90%的初索力,待另一侧同索号的水平索安装初张拉后,两根水平索同时张拉至100%的初张拉力,水平索全部张拉完成后,再进行斜拉索的施工.结论对于钢拱塔斜拉桥拉索施工,需要处理好水平拉索的安装张拉带来的低应力锚固状态不利问题,把握住先水平索张拉,再进行斜拉索张拉的关键技术,混合体系索才能安装成功.

双套拱斜拉桥拱塔竖转提升测控技术

荆邑大桥为双套钢拱斜拉桥,钢拱塔采用工厂预制节段、工地焊接组拼、主塔和副塔液压同步提升的施工方法。为保证拱塔施工安全并在满足精度要求的条件下就位,给出拱塔结构竖转提升施工测控技术,即通过观测全站仪距拱塔顶反射靶标的空间距离实现拱塔提升角度测控;通过观测提升吊点附近反射靶标的空间坐标实现拱塔平整度测控;通过监测拱塔提升过程中结构最大应变处的应力保证拱塔本身的安全性;通过控制门架位移保证施工过程中门架安全。荆邑大桥拱塔的竖转提升实践证明,该方法是正确和可操作的,测控精度满足工程要求。

东苕溪大桥钢拱塔竖向转体施工技术

结合东苕溪大桥工程实例,介绍了该桥钢拱斜塔的施工难点,参考国内外已有斜塔施工经验,从成本、工期、技术特点等方面对吊装方案和3个竖转方案做了详细的阐述和比较。重点介绍了该桥桥塔实施方案,属于目前国内首例在平面位置拼装、采用超远距离液压同步对拉进行大型钢拱塔的竖转施工技术。

独塔斜拉桥钢拱塔竖转施工稳定性分析及对策研究

针对独塔斜拉桥钢拱塔竖转施工过程中竖转体系的稳定性问题,以武汉市高新二路独塔斜拉桥为研究背景,介绍了一种竖转架和钢拱塔相结合的双向牵引的自平衡竖转体系.利用通用有限元分析软件ANSYS建立独塔斜拉桥全桥模型,并在此基础上对独塔斜拉桥进行了稳定性计算分析.计算结果表明,在竖转施工过程中该竖转体系不会产生第一类和第二类失稳现象.最后,提出了两条增强该竖转体系稳定性的措施,以确保竖转施工安全顺利地进行和独塔斜拉桥的正常使用.

独塔斜拉桥钢拱塔竖转施工风致抖振响应分析

针对独塔斜拉桥钢拱塔竖转过程中由风荷载引起的振动问题,以武汉市高新二路独塔斜拉桥竖转施工为研究背景,利用有限元分析软件ANSYS对等待挂索的钢拱塔进行风致响应分析.首先运用ICEMCFD和FLUENT结合的方式模拟计算钢拱塔截面在多个风攻角下的静力三分力系数;接着选择线性滤波法进行脉动风模拟,通过MATLAB计算得到钢拱塔关键节点的脉动风速矩阵,并绘制风速时程曲线.根据脉动风速时程曲线计算抖振力的大小并进行时域化处理,在有限元模型上施加风荷载,用瞬态分析法对钢拱塔进行抖振时域分析,获得钢拱塔的振动响应.计算分析结果表明,在等待挂索的1个月时间内,钢拱塔在风荷载作用下的稳定性和安全性是可以得到保障的.

拱塔斜拉桥索塔锚固区应力分析

文章以某拱塔斜拉桥为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS对其索塔锚固区进行空间应力分析;通过索塔锚固区不同工况下的应力分析,总结了锚固区应力分布特性,并研究了锚固区应力在索力及预应力单独作用时沿高度方向的衰减情况,为相关设计给出了相应的建议。

斜拉桥拱塔大缩尺比模型试验研究

大跨度缆索承重桥梁桥塔模型试验研究多采用大比例节段模型为研究对象,但该节段模型无法完整反映索塔的整体受力机理。文章采用1∶10大比例全模型,对马鞍山长江大桥右叉斜拉桥的拱形索塔进行试验研究,解决了模型试验设计中的恒载补偿设计、拱塔环向预应力加载和斜拉索张拉模拟等关键技术问题;采用等应变原理设计拱塔模型,并模拟了斜拉索拱塔的受力特性。研究结果表明,除个别点位外,试验结果与有限元数值模拟结果的误差不超过15%。该研究对马鞍山长江大桥右叉斜拉桥以及类似工程的设计和施工均具有借鉴作用。

高铁拱塔斜拉桥跨运营铁路主梁顶推控制分析

顶推施工能够有效降低跨运营铁路主梁施工对既有线路的影响,而顶推施工方案选择及主梁线形控制对于主梁能否顺利合龙及成桥线形有直接影响。以常益长高速铁路跨石长铁路拱塔斜拉桥的主梁顶推施工为依托,建立全桥有限元模型,模拟两种顶推施工方案;通过试算确定临时扣索及拱索索力,以控制顶推过程中主梁的线形变化及受力,确保主梁的安全精准合龙。结果表明,扣索方案,小、大里程侧转角分别为0.0003、0.0001 rad,两侧主梁竖向位移均为-30 mm,扣索索力最大2860 kN,钢梁应力介于-34.09~31.76 MPa之间,扣塔应力介于-130.84~58.31 MPa之间;扣索+拱索方案,小、大里程侧转角分别为0.0003、0.0001 rad,两侧主梁竖向位移均为-31 mm,扣索索力最大2580 kN,拱索160 kN,钢梁应力介于-34.40~32.81 MPa之间,扣塔应力介于-124.64~55.21 MPa之间;两种方案下合龙线形及受力均在合理范围内。不同合龙方案成桥钢梁应力差值均在1.0 MPa以内,成桥位移差值在1.0 mm以内,两者差异极小。为施工简便,优先推荐张拉扣索方案。

高速铁路拱承斜拉桥拱塔线形施工控制分析

研究目的:拱塔结构受力与变形复杂,施工控制则是确保成桥线形的关键。以沅江特大桥拱承斜拉桥为依托,建立全桥有限元模型,先采用试算法模拟拱塔竖转就位工况,在其基础上分析拱塔顶推和不顶推两种合龙施工方案下拱塔线形及受力结果。研究结论:(1)拱塔在转体施工中过转0.00743 rad能够平衡自重的影响,两种合龙方案线形迭代后,均能实现设计线形1 mm以内误差合龙;合龙后不顶推方案拱塔弯矩及最不利应力明显大于顶推方案;(2)两种方案下拱塔制造线形与设计线形横、竖向最大偏差分别为190.38 mm、162.49 mm和-36.74 mm、36.44 mm,顶推方案下制造线形更接近设计线形;(3)不顶推及顶推方案下,拱塔最大弯矩分别为-60420 kN·m、-44452 kN·m,拱塔上、下缘最不利应力分别为-94.5 MPa、-176.0 MPa和-114.0 MPa、-148.0 MPa,顶推方案拱塔基本处于受压状态,上、下缘应力相对均匀,受力更加合理;(4)本研究结果可为后续类似拱塔的施工与控制提供参考。

拱塔斜拉桥的应用和发展

拱塔斜拉桥是一种新兴的异型桥梁结构形式,其景观效果突出,适应复杂地形条件,近年来应用逐渐增多。为了对拱塔斜拉桥有一个全面地认识和了解,文章回顾了拱塔斜拉桥的发展过程,总结了其结构特点,综述目前一些拱塔斜拉桥设计和研究中一些关键问题。斜拉索的成桥合理张拉索力确定、拱塔合理拱轴线形的确定和采用全漂浮或半漂浮体系的拱塔斜拉桥的主梁纵漂问题研究现状,并对这些问题的进一步研究进行了探讨和展望。

斜拱塔无背索斜拉桥的施工索力优化

斜拱塔无背索斜拉桥是一种新型桥梁,施工方法与常规斜拉桥不同,采用先主梁后主塔的施工方法,要确定及优化其施工索力,就需要确定施工过程中斜拱塔混凝土的分段浇筑高度及初张拉索力,结合工程实例,介绍以塔根截面的应力和塔身测点的位移为控制目标的方法进行优化,采用本方法得到了一个较为合理的主塔混凝土浇筑及张拉索力方案,为今后类似桥梁的施工索力优化提供一定经验借鉴。