市政大跨径拱桥系杆张拉优化方法分析

为有效解决系杆拱桥施工过程中存在的拱座横向推力及弯矩过大问题,防止结构产生倾覆风险,保证桥梁建设顺利完成,依托某市政项目大跨径飞燕式系杆拱桥施工实践,针对系杆拱桥张拉施工方案设计,提出了基于影响矩阵的系杆张拉优化方案。方案优化后,桥梁整体线形基本未出现改变,其拱座横向推力、弯矩均出现明显下降,最大横向推力、弯矩分别减小至原来的33%和43%;并有效降低了边拱外包混凝土应力作用,避免产生结构破坏,保证桥梁结构安全。

降低无风撑系杆拱桥系杆扭转应力方法研究

研究目的:本文以某一无风撑三跨连续系杆拱桥为例,该桥的桥面较宽,横桥向设置三排支座,由此横梁变形及受力有所减小,但导致结构的刚度加大,增大了拱桥系杆在恒载、活载作用下绕桥梁中心线的内力,致使系杆在拱脚附近的扭转剪应力过大,导致系杆受力不尽合理,为寻求改善拱桥系杆受力的方法,于文中展开详细的分析及探讨。研究结论:分析结果表明:(1)调整中墩支座的安装顺序对结构受力会产生一定的影响;(2)吊杆终拉后再进行中墩支座的安装,可使应力得以提前释放,待横梁变形稳定后再进行中墩支座的安装。能够有效地减小系杆的扭转剪应力,使系杆斜截面主拉应力数值下降,系杆受力得到改善;(3)该研究结论适用于无风撑且桥面较宽的系杆拱桥的设计及相关计算分析。

系杆拱桥系杆锚下有效索力研究

设计对系杆锚下有效预应力和每根系杆张拉力总吨位控制精度有明确的要求,传统的张拉施工工艺难以达到设计的要求.现场对某系杆拱桥的锚下有效索力对比测试结果表明:现有方法施工的系杆锚下有效索力与设计值偏差较大,易造成滑丝、索力不均匀及总的索力偏小的现象,直接威胁系杆拱桥的正常使用.研究结果可为同类型桥梁的设计和施工提供借鉴.

特大跨径拱桥系杆张拉优化方法研究

为了解决特大跨径拱桥系杆张拉合理方案难以确定的问题,提出了一种基于影响矩阵法的系杆张拉优化方法。该方法基于施工阶段系杆张力对结构内力、应力、反力等的影响矩阵,建立了施工阶段系杆张力与结构总响应的计算关系,给出了系杆张力在各类型响应约束条件下的可行域计算方法,以此求解出系杆张力在任意施工阶段约束条件下的可行域,解决了复杂施工阶段的系杆拱桥分阶段成形最优张拉计算问题。在跨径为507 m的目前世界最大跨飞燕式钢管混凝土拱桥(合江长江公路大桥)中完整地应用了系杆张拉优化方法。结果表明:经过所提出的系杆张拉优化方法优化系杆张拉方案后,仅增加了系杆张拉的次数和张拉力的大小,实现了优化后的成桥状态结构内力和线形与原方案基本保持一致;施工全过程中,拱座的弯矩峰值和水平力峰值分别下降为原设计方案的43%和33%,避免了施工过程中由于拱脚两侧系杆张拉的不合理性引起的基础失稳倾覆以及地基受到的较大水平推力,有效控制了边拱外包混凝土的拉应力,确保了系杆张拉施工全过程结构的安全性。因此,采用基于影响矩阵的系杆张拉优化方法能优化计算出特大跨径系杆拱桥的系杆张拉合理方案,大幅提升了该类型桥梁施工过程中结构的受力合理性。

某拱桥系杆换索设计与施工

某系杆拱桥运营2年后,系杆腐蚀导致2根系杆突然断裂,更换2根系杆后安装12根应急系杆作为应急措施,后研究决定对该桥余下38根系杆予以更换。该桥34根系杆由19股钢绞线更换为22股钢绞线,其余4根与原设计相同(13股)。采用特制长手柄砂轮人工切割系杆,用临时台座上张拉的临时索(应急系杆)代替切断系杆,切断一根系杆后,安装张拉该系杆、切割下一根系杆。采用喷砂除锈和注入防锈油脂防腐蚀工艺防止系杆钢绞线腐蚀。系杆更换后至今桥梁运营工作状况良好。

大跨径飞燕式系杆拱桥系杆更换关键技术研究

系杆拱桥在我国上世纪90年代大量修建,目前许多系杆拱桥因系杆锈蚀严重而必须更换系杆。绵阳市涪江三桥为(46+202+46)m飞燕式系杆拱桥,成桥时系杆锚固段内孔道压浆长度长,系杆无法直接更换。以该桥的系杆更换工程为例,研究了系杆更换工程的结构体系转换、临时系杆和临时支撑体系设置等关键技术,介绍了系杆更换工程的施工要点,供同类桥梁工程加固维修时参考。

整体吊装钢管混凝土拱桥系杆设计

钢管混凝土系杆劲性骨架整体吊装施工具有施工工期短、简单易行、安全可靠等优点。以一座跨运河整体吊装钢管混凝土系杆拱桥作为工程背景,利用有限元软件建立计算模型,针对钢管混凝土系杆拱桥在整体吊装施工中结构受力的特点,考虑拱梁刚度比对结构在施工过程中的影响,对在整体吊装过程中各构件的应力与角钢系杆与拱肋的刚度比之间的规律进行了研究分析,探讨了相对较优的角钢系杆与拱肋的刚度比取值范围,为类似工程的设计提供参考。

中承式系杆拱桥系杆加固方案比选

提出了中承式系杆拱桥新增系杆的加固方法,通过对比2种方案的力学性能,得出2种可选方案的优缺点。在实际工程中取得良好的效果。

钢管混凝土拱桥系杆施工技术

漳州西洋坪大桥全长770m,其中主桥为40m+150m+40m三跨中承式钢管混凝土系杆拱桥。介绍大桥体外索系杆的构造、施工加载程序、施工技术以及施工过程中的质量控制。

预应力钢筋混凝土系杆拱桥系杆体外预应力加固施工

<正> 1 工程概况 通榆河阜宁城北公路桥桥孔布置为2×25+51+2×25m,全桥总长156m。桥面净宽9m,人行道宽2×1.5m,荷载标准为汽—20、挂—100、主跨采用51m下承式预应力混凝土系杆拱,边跨及边中跨为25m预应力T型梁;下部结构为混凝土双柱式桥墩,灌注桩基础,桥台为灌注桩桩柱式。主跨拱肋采用二次抛物线拱轴线,矢跨比为1/5(图1—a)。系杆及拱肋均采用工字型截面(图1—b、1—c),系杆内布12束6φ~j—15预应力钢铰线,其中第一批8束,第二批4束(图1—d),采用OVM锚具;吊杆为42φ~s5高强钢丝,DM锚具,外套φ102mm钢护套,吊杆分两次施加预应力。

浅谈简支系杆拱桥系杆张拉力的控制

柳州市龙屯立交主桥为上跨铁路站场线的钢管混凝土简支系杆拱桥，其总跨度为92．5m，拱肋共2片，其截面为哑铃形，由上下钢管与连接两钢管的钢腹板构成，截面总高度3．0m，钢管直径900mm，厚20mm，两拱肋间对称设两道K形横撑，在跨中拱顶设米字横撑，增加横向稳定。桥面结构由预应力混凝土中横梁、混凝土桥面板组成。每边拱肋设17根吊杆，吊起中横梁。吊杆间距为5．0米，每片拱肋的系杆设12束钢绞线成品拉索体系，

高速铁路系杆拱桥检测方法及应用

根据高速铁路系杆拱桥的结构特点、受力特点和养护条件,研究制定了外观缺损检测、吊杆体系专项检测、结构姿态检测、材料性能检测、动力特性测试、承载能力检算等测试内容及采用方法,并应用于京沪高速铁路一座实桥检测中。检测结果表明:该桥除外观上存在少量病害外,结构整体受力性能良好,相对于桥梁建成初期没有明显的变化,验证了本文检测方法的有效性和可实施性。

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。

非对称钢结构系杆拱桥静载试验研究

桥梁静载试验通过分析桥梁的工作状况并检测其整体的施工质量和力学性能,以保障桥梁的安全运营。文章阐述了荷载试验加载原则、测点布置、方案设计等内容,并通过一座非对称全钢结构系杆拱桥的静载试验,分析拱肋、钢纵梁、吊杆在各工况试验荷载作用下的强度、刚度、抗裂性能,同时分析并比较实测值和理论值,确定该桥在试验载荷下的真实受力状况,为此类非对称钢结构系杆拱桥梁受力性能的测试和计算提供参考依据。

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。

济南齐鲁黄河大桥网状吊杆系杆拱桥施工关键技术

济南齐鲁黄河大桥主桥为(95+280) m+420 m+(280+95) m五跨三连拱下承式网状吊杆系杆拱桥,主梁采用钢-混组合梁,梁宽60.7 m,采用“先梁后拱”的施工工艺。钢箱梁采用“静动结合”的吊装技术,解决了有限作业空间下超重、超宽钢箱梁节段上桥的难题,钢箱梁采用智能化步履式顶推设备与坦克轮相结合的方式顶推施工,提高了顶推过程的可控性、安全性和高效性。3跨拱肋中2个280 m跨采用满堂支架法施工,420 m跨采用“三段法”施工,即通过满堂支架法安装两端60 m边拱肋,300 m中拱段采用在钢箱梁上低位拼装,然后整体提升中拱段,使其与边拱肋配切合龙。对吊杆张拉方案进行对比,基于有限元分析,以吊杆内力控制为原则,最终选择吊杆应力水平更低的从跨中向拱脚对称张拉的吊杆张拉方案,张拉过程中采用接长杆减少张拉工作量,使吊杆张拉更高效、安全。

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。

系杆拱桥拆除施工技术--以高邮市捍海大桥为例

捍海大桥老桥在服役多年后,现已无法满足航道的要求,为提高高邮市内通扬线的通航标准,需要拆除重建。考虑到下承式系杆拱桥在施工过程中结构体系的转变对安全性的要求,提出了采用倒拆法进行拆除施工的方案。按照此方案对捍海大桥老桥进行拆除,每次占用航道时间均小于规定的6 h,保证了航道的畅通,并且缩短了总工期近20 d,同时也为新桥的建设保证了良好的场地环境。

钢管混凝土系杆拱桥吊杆连锁破断力学性能研究

通过有限元软件建立某下承式钢管混凝土系杆拱桥空间分析模型,建立评价标准分析桥梁结构各组成部分的响应,对拱桥发生吊杆破断连锁反应过程中结构力学性能进行研究。结果表明,仅跨中2根吊杆破断即有可能引发后续吊杆破断连锁反应。在吊杆破断连锁反应过程中,系杆梁与桥面会先于拱肋发生破坏;吊杆破断连锁反应不足以引发结构失稳,发生单侧吊杆破断连锁反应后结构破坏形式为桥面系与拱肋破坏的局部垮塌。

宽幅下承式空间多索面异型系杆拱桥设计关键技术

以外秦淮河大桥为工程背景,采用Midas Civil对该异型拱桥进行仿真模拟,首先探讨了不同主梁刚度、拱肋刚度两个参数条件下的拱桥结构受力性能影响规律;其次考虑异型拱桥结构最不利情况,进行了强度、刚度验算分析;另外计算了桥梁结构前五阶振型及自振频率,分析了其动力特性;最后针对拱肋可能会发生的失稳情况,进行了拱肋稳定性设计分析.结果表明:主梁与拱肋的变形、应力均满足设计要求;在10%~20%范围内改变主梁、拱肋结构刚度对结构受力影响较小,外秦淮河大桥作为城市交通景观桥梁,主梁与拱肋构造设计仍有一定的优化空间;桥梁前5阶的自振频率在0.49~1.25 Hz之间,动力性能较好,为抗震设计提供了参考;该异型拱桥结构具有较好的稳定性能.