空间异形钢塔钢箱梁斜拉桥钢索塔整体竖向转体施工计算要点

以青海省西宁市西平大街空间异形钢塔钢箱梁斜拉桥为背景,重点介绍西平大街斜拉桥钢索塔整体竖向转体施工关键计算要点。

四索面钢箱梁斜拉桥合理成桥状态下的空间受力研究

为了探讨四索面钢箱梁斜拉桥横桥向内外侧索力比对结构的影响,使得结构空间受力最合理,以嘉绍大桥主航道桥斜拉桥(主跨428m的六塔四索面分幅钢箱梁斜拉桥)为背景,采用ANSYS软件建立了嘉绍大桥横桥向内外侧等索力、空间索力2种计算模型,利用综合能量法,对2种模型合理成桥状态下的斜拉索索力和主梁、桥塔、横梁内力与线形等进行了研究。结果表明:四索面钢箱梁斜拉桥恒载索力空间效应显著,内侧与外侧斜拉索索力比值分布不规律;空间索力分配对主梁扭矩及横梁弯矩影响较大,对主梁和桥塔应力、变形影响较小;在进行四索面钢箱梁斜拉桥结构初步设计或仅需计算主梁、桥塔应力及线形时,可近似采用平面模型;在技术设计和施工图设计时,应采用空间分析模型,并考虑主梁及横梁等的空间受力情况。

单索面宽幅斜拉桥钢箱梁空间效应参数分析

以上海泖港新桥(方案)-单索面宽幅钢箱斜拉桥为背景,对单索面宽幅钢箱梁在边斜腹板及锚索腹板间设置中腹板、不设中腹板、设置小纵梁三种构造参数情况,分析了活载作用下钢箱梁横向应力分布、箱梁空间扭转变形、纵桥向剪力滞效应等空间受力特性,提出了单索面宽幅斜拉桥钢箱梁横断面构造设计建议。

空间曲形钢塔半漂浮体系钢梁斜拉桥设计

西宁西平大街桥梁为135 m+(57+33)m=225 m空间曲形钢塔半漂浮体系钢梁斜拉桥。该桥采用塔梁分离,墩梁之间设置竖向支座和纵、横向挡块以增强抗震性能。主梁采用3.5 m高扁平钢箱梁结构,主跨采用双边箱结构,为满足锚固需求,边跨采用单箱四室结构,桥面采用UHPC铺装体系。桥塔采用3根箱形截面焊接组成空间曲形钢结构塔,桥面以下塔柱高10.613 2 m,为保证桥塔稳定及传递水平分力,中塔与边塔间及边塔相互之间设置连杆。边、中塔三个承台设置系梁连为一体(系梁设预应力),下设Φ2.0 m钻孔灌注桩;辅助墩采用柱式墩,承台为矩形截面,下设Φ1.5 m钻孔灌注桩;桥台采用一字式薄壁桥台,下设Φ1.5 m钻孔灌注桩。斜拉索采用Φ7 mm镀锌铝高强平行钢丝束。采用MIDASCivil和ANSYS有限元程序进行静力验算,结果表明该桥结构静力性能满足规范要求。

宽幅斜拉桥钢箱加劲梁空间变形分析

为了全面研究宽幅斜拉桥钢箱加劲梁的空间变形特性,结合某宽幅斜拉桥工程实例,建立主梁节段有限元模型,模拟达到合理成桥状态,分析了在汽车与列车全载作用下,以及汽车与列车偏载作用下对该加劲梁的空间变形影响。研究结果表明:在全载工况的作用下,钢箱梁节段沿纵向悬臂梁端的变形最大,从横向截面来看,挑臂端挠度较两侧外腹板之间的挠度变化更为明显,最大值出现在两侧挑臂端处。在对称荷载作用下,整体变形情况分布趋于对称;在偏载工况的作用下,偏载作用侧近悬臂梁端的挑臂位置变形趋势更为明显。在两种荷载情况下,均可以看出在宽幅钢箱加劲梁带挑臂的结构中,挑臂端的变形最为明显,两侧腹板之间的空间变形不明显。

独柱形钢塔钢箱梁斜拉桥结构分析

本项目为一座主跨500m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,跨径布置为50+180+500+180+50=960m,采用独柱形全钢索塔,分离式钢箱梁。大跨径斜拉桥采用独柱形全钢索塔在国内尚属首例,本文介绍了该桥的结构分析,包括总体静力分析、抗震及抗风分析研究。

城市异形钢箱梁设计若干问题探讨

介绍了某城市异形钢箱梁结构的计算原则、方法及构造特点,并利用有限元软件分析了大挑臂结构局部承压应力、挠度变形等,并对细部构造提出了处理措施。

溧阳景詹沙河大桥空间异形钢拱桥设计

溧阳景詹沙河大桥为(80+123+45)m的大跨径空间异形钢拱桥,采用空间异形钢拱与三跨曲线钢箱梁组合的结构,标准桥宽13.5 m。该桥拱肋以古琴造型为设计元素,拱肋内外边线采用幂次修正的对勾函数,截面为六边形,高62 m。全桥共设10根斜吊杆,上端采用耳板集中锚固于拱顶,下端采用锚箱与主梁连接,沿弧形道路中心线自然形成扇形索面。曲线主梁采用等高度单箱多室钢箱梁,梁高2.5 m,主墩,边墩处设置观景平台。主墩由钢拱脚和钢斜杆组成V构,可以有效减小主跨跨径、抵抗曲线钢箱梁外倾、部分平衡拱脚的水平力和弯矩。边墩采用V形立柱,桥头两侧为重力式桥台。经计算,拱脚节点、拱梁固结节点和拱顶吊杆锚固节点等关键节点构造的受力均符合要求。水中曲线钢箱梁采用带浮托顶推滑移的方法施工,主拱近似直线段采用在桥面上先纵向滑移再横向滑移最后竖向转体的方法施工。

斜拉桥悬臂施工阶段分离式钢箱梁的剪力滞效应分析

以荆岳长江公路大桥为研究背景,采用ANSYS软件建立了该斜拉桥主梁最大单悬臂、主梁最大双悬臂和悬臂施工2号梁段三个工况的分离式钢箱主梁的区段仿真模型.利用空间有限元法,针对悬臂施工状态下分离式钢箱的空间受力状态进行剪力滞效应的计算分析.研究结果表明,分离式钢箱梁在不同施工工况下,其顶、底板剪力滞系数分布规律不同;钢箱梁顶板在外腹板处剪力滞效应较大,并随着离开外腹板处,其剪力滞效应减小较快.在施工过程中,分离式钢箱主梁的同一截面会同时出现正、负剪力滞效应.

异形斜拉桥塔梁结合段应力状态与剪力滞效应研究

异形斜拉桥塔梁结合段是梁与塔之间重要的传力部位,其构造和受力复杂。文中选取某典型异形斜拉桥的塔梁结合段,采用空间有限元模型,分析其在不同局部荷载作用下的应力分布状态和剪力滞效应特点。结果表明,塔梁结合段存在极小比例的应力超过允许值,且主要集中在塔梁间几何形状突变处,对整体结构的应力状态影响很小。

钢箱梁斜拉桥斜拉索应力幅的偏载系数研究

随着交通基础设施建设的发展,出现了桥宽较宽的斜拉桥,桥宽加大使得斜拉桥的空间效应越来越明显,增加了设计和施工的难度。结合工程实例建立了空间梁单元和空间板单元两种模型来研究汽车荷载偏载对大跨度钢箱梁斜拉桥斜拉索应力幅的偏载效应。研究表明:不同位置处斜拉索的偏载系数不同,在空间梁单元模型中采用中心加载方式且设定统一固定的偏载系数不合理;而边跨的两对尾索,几乎不受汽车偏载效应影响,偏载系数为1。

曲线斜拉桥钢箱梁顶推施工技术分析

顶推工艺技术很早就被用于预应力砼连续梁桥建设中,这种大量的设计方法与顶推工艺技术当前已非常成熟。而钢箱梁顶推也得到普遍使用,但理论探究始终晚于桥梁设计实际。基于此,本文以某工程概况为例,分析了处在小半径平面圆曲线和竖曲线路段的斜拉桥钢箱梁,选择分段组合空间曲线顶推方法处理时的支墩与滑道规划和施工,及其顶推工艺方法等,希望为类似桥梁设计与施工提供借鉴依据。

分离式钢箱叠合梁主梁应力受横梁与桥面板间约束的影响分析

针对分离式钢箱梁叠合梁的连接横梁相对薄弱、构造复杂等特殊性,采用有限元软件建立空间有限元计算模型,研究分析了横梁与桥面板之间约束对主梁应力分布的影响。分析结果表明,横梁与桥面板的约束对于桥面板横向应力影响显著,而对于主梁纵向应力分布几乎无影响,通过进一步分析发现,若横梁与桥面板无剪切约束,则桥面板易发生开裂。

上海长江大桥主梁钢箱梁受力特性分析

以上海长江大桥为工程背景,运用三维板壳元法对钢主梁跨中节段的受力特性进行分析。研究了恒载、车辆荷载作用下钢主梁及其联系横梁顶板、底板及腹板等板件的应力大小及其分布规律。

独柱型钢塔斜拉桥设计及BIM正向设计应用

该项目是国内首座独柱型钢塔分离式主梁斜拉桥,主跨500m,桥面总宽54.4m,主梁由2幅分离式钢箱梁和钢横梁组成,索塔采用双向曲面独柱钢塔,塔高166m。在设计阶段首次采用全桥BIM技术正向参数化设计,并将BIM模型应用于有限元计算中。论文介绍了大桥的设计及BIM技术的应用情况。

3×340m公铁同层合建多塔斜拉桥总体设计

珠机城际铁路金海特大桥位于磨刀门水道入海口,与金海高速公路大桥同层合建,主桥采用(58.5+116+3×340+116+58.5)m四塔三主跨斜拉桥。桥面宽度达49.6 m,中间布置荷载较重的双线城际列车,两侧布置荷载较轻的高速公路。为提高多塔斜拉桥的结构刚度并释放长联温度效应,采用刚构-连续体系,中塔塔梁墩固结,边塔塔梁固结、塔墩分离。主梁采用大挑臂式钢箱梁结构,由单箱三室钢箱梁加两侧挑臂组成,便于钢箱梁腹板与钢塔的壁板连接,实现塔梁固结。桥塔采用空间四柱式钢塔,其下桥墩为钢筋混凝土双肢薄壁结构。斜拉索采用LPES7-199~LPES7-379型Ⅱ级松弛平行钢丝拉索,按两平行索面扇形布置。钢塔及钢梁在工厂制造,再浮运至桥位安装。结构静动力分析结果表明,结构受力性能良好,安全可靠。

珠机城际铁路金海特大桥4座钢塔全部架设完成

2021年9月14日,珠机城际铁路金海特大桥4座钢塔全部架设完成(见图1)。金海特大桥主桥为3×340 m的公铁同层四塔斜拉桥。钢塔为四柱式结构,在制造厂内采用卧拼成型,长106.8 m,重达2800 t(含吊具),采用3600 t浮吊与1200 t浮吊配合整体起吊,空中翻转竖转至铅锤状态,再利用3600 t起重船将钢塔顶面整体提升至水面150余米高,其下端与钢箱梁顶面4个预留节段进行精确对位。

东莞滨海湾大桥主桥总体设计

东莞滨海湾大桥主桥采用对称空间扭索独柱塔斜拉桥,跨径布置为(60+200+200+60)m,塔梁固结体系。桥塔采用钢-钢壳混凝土混合塔,高149.8 m,中、下塔柱采用钢壳混凝土组合结构,利用钢材的可塑性满足桥塔建筑造型及外观质量的需求,利用内、外壁钢壳与混凝土的相互约束作用提高钢结构稳定性并形成核心混凝土,充分发挥两种材料优势;上塔柱采用纯钢塔,局部构件传力清晰且有效减轻结构自重;钢塔柱与钢壳混凝土组合塔柱交界面通过承压隔板、塔壁板、竖向加劲肋等保证传力连续。主梁采用分离式钢箱梁,全宽60 m。塔梁固结处桥塔结构连续,主梁通过局部加厚的顶、底板及多道纵、横隔板与桥塔连接。斜拉索为锌铝合金镀层平行钢丝索,标准抗拉强度1770 MPa。结构分析表明,该桥静力、抗震、抗风性能均满足规范要求。该桥利用BIM平台融合建筑、设计、计算、钢结构智能化制造及装配化架设等应用场景,可为类似桥梁建设提供参考。

景德镇市白鹭大桥设计

景德镇市白鹭大桥主桥系3跨连续独塔单索面竖琴式无背索斜拉桥,钢塔钢箱梁,塔梁墩固结。跨径组合为45m+120m+45m。白鹭大桥在建筑景观上进行了大胆的尝试,充分利用桥梁结构自身独特而又富有韵律的特点,将大桥变成从昌江中展翅起飞的白鹭造型,结构和建筑设计均具有一定的特点。同时,主梁采用顶推施工,主塔采用竖拼竖转施工工艺,国内极为少见。就此较为详细地阐述了主桥的总体布置、主题结构、建筑景观等方面的设计以及关键技术和施工方法。