长阳天池口清江特大桥主拱圈悬臂浇筑斜拉扣挂系统设计

长阳天池口清江特大桥主桥为净跨径242 m的非对称上承式钢筋混凝土拱桥,主拱圈采用单箱单室截面,宽9.5 m、高4.0 m。资丘岸和五峰岸半跨主拱圈各分为24个和21个节段,第1个节段采用支架现浇,其余节段采用斜拉扣挂悬臂浇筑法施工。扣索采用星式和扇形组合方式布置,位于墩顶和扣塔的扣索为星式布置,位于交界墩墩身的扣索为扇形布置,并将墩身上的扣锚索设计成连续索以避免在墩身上搭设张拉平台;扣塔由8根∅800 mm×16 mm钢管组成,两岸扣塔分别高52.68 m和60.12 m;根据锚索最大索力,设计了能承受800 kN张拉力的岩锚索。建立主拱圈悬臂浇筑施工阶段MIDAS Civil有限元模型,对斜拉扣挂系统扣锚索索力进行计算,通过拆除部分扣索和调整扣锚索索力,施工期间主拱圈截面最大拉应力、扣塔最大偏位、主拱圈成拱后线形均满足要求。

基于零位移与无应力状态控制的斜拉扣挂施工扣索力确定方法

大跨度拱桥常采用斜拉扣挂法开展拱肋施工,但在节段拼装过程中扣索索力和拱肋空间位形之间互相影响,索力优化计算以及扣索状态控制问题复杂。提出改进零位移法结合无应力状态控制法的复合扣索力计算方法:基于改进型零位移法快速得到满足成拱线形要求的扣索力大小,基于成拱索力采用无应力状态法反推各施工阶段扣索索力。该复合方法可避免传统零位移法扣索力不准和反复迭代计算的缺陷,施工中扣索可实现一次张拉,后续节段拼装中无需对扣索进行索力调整。以某跨径430 m大跨度钢管混凝土拱桥缆扣合一施工为工程应用背景,采用的零位移法结合无应力状态法对大跨度非对称式钢结构拱肋进行斜拉扣挂拼装的扣索力求解和施工模拟。分析拼装过程中扣索力变化规律,并对比验证实际线形与目标线形偏差,以及拱肋应力与设计应力之间偏差程度。结果表明,所提出的复合算法理论简单且索力求解计算便捷。所求的扣索力可有效保证拱肋拼装完成及松索后拱肋线形和受力均满足要求。

拱桥斜拉扣挂系统高效拆除技术研究

针对大跨径拱桥多采用斜拉扣挂施工技术进行拱肋节段拼装,通常扣索数量繁多、各扣索间距较密集,传统采用逐级松索的拆除方法面临施工工作量大、拆索效率低的现状,提出一种从拱脚到l/4和l/4到拱顶交替一次拆除扣索的快速拆索方法。该方法通过拆索过程中对拱肋控制点位移的影响分析,得到拆除不同位置扣索对结构受力变形的影响规律,提出扣索逐根拆除的施工方案,并从拱圈线形、扣索索力和拱圈应力三个方面对比分析了各拆索顺序的影响规律,以此确定最优的拆索方案。

拱桥拱肋斜拉扣挂施工扣索索力计算

大跨度拱桥采用缆索吊装斜拉扣挂施工时,索力直接关系着成桥后拱肋线形、内力和施工过程的安全。因此,确定合理的扣索索力至关重要,是施工必不可少的一项工作。文章系统的综述了目前拱桥斜拉扣挂施工扣索索力的计算研究情况,对常用的扣索索力计算方法进行详细的阐述,总结出各种方法的的优缺点。

月湖特大桥斜拉扣挂索力计算分析

文章结合江西月湖特大桥工程实例,针对其拱肋质量分布均匀、重心易识别,提出采用“零弯矩法”并编制相关程序进行拱肋斜拉扣挂扣索力计算,高效计算出各拱肋扣索力并进行扣索配置,相关成果可为工程实际提供参考。

斜拉扣索调整南盘江特大桥拱圈的结构应力

为保证南盘江特大桥主拱圈安全顺利的施工,分别研究了六工作面法和斜拉扣索加多工作面组合法分环浇筑钢管混凝土劲性骨架主拱圈外包混凝土过程,分析了采用两种方法施工的结构瞬时应力和永存应力以及变形的变化规律,并对比分析了结构实际施工过程中的受力和变形。研究结果显示:六工作面加2组斜拉扣索、每组扣索索力3 000 k N能够较好地调整南盘江钢管混凝土劲性拱桥结构的瞬时应力和永存应力,可以将拱脚截面管内混凝土最大瞬时拉应力降低60%,永存压应力降低40%,并保持其他截面应力在《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)规范容许范围内;将拱顶最大瞬时挠度从-140 mm增加至-200 mm,但仍保持结构变形的平顺,避免了产生过大的反复变形。实际施工效果证实了斜拉扣索的有效调载作用。

南盘江特大桥拱圈混凝土斜拉扣挂法施工分析

云桂铁路南盘江特大桥主桥为主跨416m的钢管混凝土劲性骨架拱桥,该桥主拱圈外包混凝土达24 068m3,拟采用斜拉扣挂分环连续浇筑法施工,将拱圈混凝土分6环,对称设置3组斜拉扣索。为了掌握拱圈混凝土施工时结构的应力和变形,采用软件MIDAS Civil建立主拱圈有限元模型,对施工过程中的斜拉扣索索力、钢管混凝土劲性骨架结构应力及拱顶竖向变形等进行了分析。结果表明:采用3组斜拉扣索可实现南盘江特大桥主拱圈的分环连续浇筑,3组斜拉扣索的最大索力为3 500kN;在斜拉扣挂分环连续浇筑施工过程中,张拉3组扣索后,劲性骨架的钢管及管内混凝土的瞬时应力和永存应力均有效控制在规范要求范围内,且拱顶几乎未发生上挠。

确定拱桥斜拉扣挂施工扣索张力的改进迭代算法

针对正装迭代法确定斜拉扣挂施工扣索张力计算效率较低的特点,提出计算效率较高的改进迭代算法,该方法首先以不计切线拼装位移的安装线形达到期望线形为依据,确定合适的扣索张力迭代初值;然后进行正装迭代计算,通过位移影响矩阵乘以调整系数实现加速迭代收敛,最终得到符合期望线形要求的扣索张力。为验证改进迭代算法的正确性和适用性,分别采用正装迭代法和改进迭代算法确定某大跨钢管混凝土拱桥的扣索张力,并比较其计算收敛速率。结果表明,正装迭代法经16次迭代后计算收敛,而改进迭代算法经6次迭代后计算收敛。说明改进迭代算法较正装迭代法确定斜拉扣挂施工扣索张力更为高效,便于工程应用。

采用斜拉扣挂法施工的大跨径钢管混凝土拱桥的全过程索力优化计算方法

钢管混凝土拱桥由主梁、桥塔、主缆、垂直吊索及斜拉索组合而成,兼具有悬索桥与斜拉桥的优点,可以有效降低材料成本。针对拱桥斜拉扣挂法施工过程中索扣索力值及位移值进行分析,结合影响矩阵法,对斜拉索扣各索扣的位移值进行线性规划分析,并以位移值为约束条件,利用黄金分割优化理论快速迭代,求出各阶段安装过程中索力优化值,对比理论值与实际测试值可以发现,索力优化理论值与实际施工的测试值的误差均小于3%,验证了给出的优化理论模型的准确性及便捷性,能够满足斜拉扣挂法施工的具体工艺要求。

“零弯矩法”应用于斜拉扣挂索力确定的讨论

在钢管混凝土拱桥施工中,无支架缆索吊装斜拉扣挂施工方法目前使用最多,扣索索力的确定是其中的一项重要内容。应用"零弯矩法"计算扣索索力会出现负值和不均衡的情况,分别从公式推导和计算实例说明这一点,并指出了"零弯矩法"的适用范围。

斜拉扣挂缆索吊装系统全过程仿真分析研究

在拱桥的斜拉扣挂缆索吊装施工中缆扣一体化已成为发展趋势,但目前受限于分析手段的限制数值仿真技术还无法完整地模拟其施工过程,以致对该系统全过程的力学特性还缺乏深入的了解。为此本文以杭州市金昌路桥施工为背景提出了在斜拉扣挂模型基础上引入缆索单元进行全过程仿真分析的计算方法,并以通用有限元软件内置的摩擦接触行为为基础提出了可精确模拟主缆与索鞍相互作用的仿真方法和全过程仿真模型,该模型能够仿真整个施工过程中缆-拱-索-塔各构件的力学状态,为结构设计和结构安全提供更加可靠地依据,同时该方法对于提高悬索桥施工模拟、预应力体外束张拉等工艺的仿真技术有着重要的借鉴意义。

大跨钢桁拱桥斜拉扣挂悬臂法施工技术

大跨钢桁架拱桥采用斜拉扣挂悬臂法施工,其结构受力和施工工艺极其复杂,施工难度大。针对国内采用斜拉扣挂悬臂法施工的主要大跨钢桁拱桥中的总体施工方案、体系转换工艺技术、线形控制技术、主桁拱和刚系杆合龙技术、斜拉扣挂系统施工技术进行总结、对比分析研究。得出针对不同情形的施工工艺和方法。

拱桥节段施工斜拉扣挂索力仿真计算研究

斜拉扣挂在缆索吊装中经常运用 ,但扣索索力多采用手工计算 ,且多用于 5段以内的吊装 ,计算复杂 ,精度低 .本文提出“零弯矩法” ,可计算任意多段扣索索力 ,既可计算拱肋在施工过程中各节段临时铰接 ,又可计算各节段固结的情况 ,将两种连接方式统一成一种计算方法 ,力学概念清楚 ,计算简便 ,适宜编程 ,文中最后用示例证实本方法的正确性 .

大跨度拱桥拱圈混凝土斜拉扣挂和分环分段组合施工技术

南盘江特大桥是新建铁路云桂线的重难点控制性工程,也是世界铁路中斜拉扣挂+分环分段组合法模筑拱圈混凝土最大跨度的混凝土拱桥。主拱圈依托劲性骨架外包C60混凝土成箱,外包混凝土施工过程中在劲性骨架拱腰位置设置斜拉扣索调载,箱体采用分环分段浇筑,施工方便、快捷、经济,不仅可保证过程中劲性骨架的受力,还可有效调整拱圈的永存应力。

斜拉扣挂法在半穿式钢管混凝土拱的应用

该文介绍了斜拉扣挂施工法在半穿式钢管混凝土拱中的应用,阐述了施工方案的确定及施工步骤。该法是一种较理想的施工方法,将成为钢管混凝土拱桥施工方法发展的趋势,有关经验可供类似工程参考。

箱型拱桥预应力斜拉扣挂悬拼架设技术

土地潭特大桥箱拱架设采用斜拉扣挂悬拼架设 ,是一次架设技术上的突破 ,实践证明这种方法科学合理 ,安全可靠 ,机动灵活 ,为今后类似工程提供了成功的经验。

土地潭特大桥混凝土箱拱预应力斜拉扣挂悬拼架设技术

预应力斜拉扣挂悬拼是拱桥无支架施工中技术含量较高、难度较大的一种架设技术 ,它在斜拉悬拼的基础上采用预应力扣锚索系统 ,一改传统的卷扬机钢丝绳扣索 ,在操作上更加灵活、便利 ,施力更加明确 ,安全更加稳妥。

斜吊斜扣施工法在半穿式钢管混凝土拱的应用

钢管混凝土的施工方法较多，而斜拉扣挂法由于每一吊装段即与上段固结，在整个悬拼过程中，拱肋施工的稳定性、安全性将大为提高；而且由于采用了更精细的施工控制，扣索索力调整频率也大为减少，而且各扣索的索力相对较均匀，使施工更为简便．斜吊斜扣施工法是一种较理想的施工方法，将成为钢管混凝土拱桥施工方法发展的趋势．

600m级拱桥斜拉扣挂施工扣索索力的正装迭代优化算法

以跨径为575 m的平南三桥为例,根据力矩平衡法和影响矩阵法原理,通过简化力矩平衡法计算扣索索力初始迭代值,利用带修正常数影响矩阵的正装迭代法对多节段拱桥扣索索力进行正装迭代计算;建立优化模型,将施工过程相邻节段扣索索力最大值之差的限值R作为约束条件,实现索力和位移双控;以拱桥一次落架位移为目标线形,对扣索索力、拱肋位移进行分析。研究结果表明:扣索索力优化前后均可以达到预期目标线形,但单纯利用影响矩阵的正装迭代计算会导致施工索力不均匀,施工线形变化较大;扣索索力优化后,限值R越小,扣索索力越均匀,拱肋施工线形越好,但R不能无限小。

斜拉扣挂1次张拉扣索索力优化计算方法及应用

为提高拱桥斜拉扣挂施工过程中线形拼装精度和各扣索索力的均匀性,提出拱桥斜拉扣挂1次张拉扣索索力优化计算方法。该方法基于影响矩阵,计算拱圈自重、各单位扣索力作用下等位移影响矩阵,以施工过程中各控制点与目标线形的偏差为优化目标函数,合龙松索后拱圈线形与目标线形的偏差为约束函数,求解拱圈斜拉扣挂施工过程中各扣索初拉力。以跨径320 m钢管混凝土拱桥—马滩红水河特大桥为工程背景,应用该方法进行扣索索力和拱圈线形计算,进行扣索索力和拱圈自重引起的拱脚弯矩、施工过程中扣索索力随拱圈线形变化规律、实际线形与目标线形偏差以及各封拱脚时机对结构线形和扣索索力等影响规律分析。结果表明:该方法能较好地控制施工过程中索力的均匀性,实现施工过程中拱圈线形以及合龙松索后拱圈线形保持良好;对于跨径大、拱段数多的拱桥施工,采用传统的先合龙再封拱脚的施工方式可能导致施工线形和索力均匀性较差,过早封拱脚也不利于后期施工线形控制。