常泰长江大桥组合索塔锚固结构钢-混传剪构造足尺模型试验研究

常泰长江大桥索塔锚固结构采用钢箱-核芯混凝土组合结构,为研究该新型组合索塔锚固结构钢-混传剪构造的受力特性,进行钢-混传剪构造足尺模型试验研究。制作2个锚固结构足尺节段试验模型,通过压剪试验研究锚固结构的荷载~滑移曲线及应力、应变分布等受力特性,并通过有限元模型分析锚固结构的传力机理和各组件的内力分配比例,推导剪力钉剪力计算方法。结果表明:在2.14倍单索最大索力荷载作用下,锚固结构保持弹性状态,钢壁板未产生明显滑移,钢-混界面最大滑移不超过0.25 mm,该锚固结构中钢-混传剪构造至少具有2.14倍的安全系数;荷载作用下,剪力钉剪力从上至下逐渐增大,锚腹板附近底部3排剪力钉剪力较大,钢-混传剪构造至少存在剪力钉和界面摩擦力2种传剪机制,钢-混传剪构造的承载能力显著提高;钢-混传剪构造受力过程分为粘结力传力阶段和局部滑移阶段,剪力钉剪力分布不仅与沿剪切方向长度分布有关,也与荷载的大小线性相关。

一体化筑塔机在超高索塔施工过程中的技术研究

针对目前桥梁工程超高索塔施工的建造现状,存在施工难度大、高空作业事故频发、劳动力密集、施工效率低下且建造成本较高等一系列问题,基于标准化、智能化、工厂化的发展理念,提出一种智能化建造设备一体化筑塔机使用于超高索塔施工。通过研究该智能化设备在施工过程中的应用优势和不同工况下的荷载分析,为筑塔机在类似工程应用中提供使用价值和相关数据支撑。依托渑淅高速公路项目丹江小三峡特大桥4#墩主塔施工工程实例,对相关技术研究进行详细阐述。

斜拉桥索塔锚固区环向预应力筋优化方法研究

为防止斜拉桥索塔锚固区开裂、改善锚固区应力分布,基于遗传算法结合三维数值仿真提出一种索塔锚固区环向预应力筋优化方法,该方法利用数值仿真模型识别混凝土待优化区域,将张拉系数作为设计变量,建立数学优化模型,再结合遗传算法不断迭代优化设计变量,使索塔锚固区达到最优应力状态。以溧宁高速公路景宁高架段斜拉桥为背景,通过数值仿真和足尺模型试验,建立优化模型并采用遗传算法以锚固区应力水平为优化目标对索塔锚固区环向预应力筋进行优化迭代,并依据实测预应力损失修正优化方案。结果表明:环向预应力筋能为锚固区塔壁提供6~8 MPa的预压应力,可有效增强锚固区塔壁的抗拉能力;足尺模型试验实测预应力损失约为10%,且通过试验测得的应力值与理论计算值相吻合,数值仿真结果准确;采用最终得到的预应力方案可使索塔锚固区最大拉应力降低27.1%,有效改善锚固区应力分布状况。

基于索塔大体积混凝土实体温度匹配养护的C50混凝土性能研究

为探究桥梁索塔结构内部混凝土的实际性能发展规律,将某长江公路大桥索塔C50大体积混凝土施工时的芯部温度作为混凝土的匹配养护温度,对比研究了标准养护和温度匹配养护对纯水泥、单掺20%粉煤灰、复掺20%粉煤灰和15%矿粉3种C50混凝土试件的强度发展规律、抗氯离子渗透性和水化产物微观形貌的影响。结果表明:温度匹配养护下的高水化温度显著激发了掺有粉煤灰和矿粉的复合胶凝材料的水化活性,复掺粉煤灰和矿粉的混凝土在温度匹配养护下的3 d抗压强度和抗折强度较标准养护分别提高45%和30%以上;温度匹配养护抑制了纯水泥混凝土的后期强度发展,且增大了其脆性,降低了抗氯离子渗透性,而单掺粉煤灰或复掺粉煤灰和矿粉可以改善或消除上述不利影响;无论是标准养护还是温度匹配养护,复掺粉煤灰和矿粉的混凝土具有最高强度、最大折压比和最好的抗氯离子渗透性,适合索塔大体积混凝土结构施工使用。

外包钢壳混凝土异形索塔及其施工临时支撑研究

斜拉桥外包钢壳混凝土异形索塔结构受力复杂,在施工阶段存在变形和应力过大等问题。为保障该类索塔的施工安全和线形标准,设计了三种支撑方案以减小索塔的应力和变形,并利用有限元法对不同支撑方案的技术性能进行分析。分析结果表明,异形索塔的拱形轴线对塔柱应力和变形影响很大,不同建模方法计算的索塔应力和变形差异较大;三种方案的支撑均可显著减小索塔变形和腔内混凝土拉应力,而四道双管方案对降低施工难度和误差最有效;塔柱变形及混凝土拉应力对风压很敏感,施工时应加强塔柱抗风措施设计。

非对称独塔斜拉桥索塔锚固区受力机制研究

为研究索塔锚固区的受力机制,以浙江湖州风荷桥非对称独塔式双层钢桁架斜拉桥为背景,基于位移相等理论推导斜拉索水平分力在钢锚梁和混凝土塔柱之间传递比例的计算公式;结合全桥模型分析结果,对索塔锚固区受力最不利节段采用ABAQUS建立有限元模型,分析斜拉索水平分力在钢锚梁和混凝土塔柱之间传递的比例,并对锚固区施加设计荷载,模拟各工况下混凝土塔柱的受拉情况。结果表明,采用位移相等理论推导的水平分力在钢锚梁及塔柱中传递比例计算公式的计算结果与有限元模型模拟结果的误差在1%以内;钢锚箱、钢牛腿的焊接处会产生较大焊接应力,锚垫板及钢锚箱是整体受力较大的构件;跨径较小的斜拉桥混凝土塔柱内不设置环向预应力可满足运营阶段的要求。

跨铁路独塔斜拉桥索塔平转施工技术与监测研究

某跨铁路独塔斜拉桥索塔高85 m,左右塔柱内倾81.22°,采用翻模+平面转体法施工,逆时针转体93°,转体质量约18 500 t。因此,针对该桥塔因转体质量大、重心高所带来的水平转体施工安全问题,开展了独塔斜拉桥索塔平转施工技术分析、实桥跟踪测试,得到了称重、配重、姿态监测与调整等技术要点。得出的主要结论包括:沿桥塔下横梁与0号梁段上对称平衡配重50 t,可降低桥塔重心;平转过程受不平衡力矩和偏心距的影响较为敏感,桥塔称重与配重误差需严格控制;索塔姿态调整前移出配重,并通过临时支墩锁定索塔姿态;转体前、后垂直度应尽量保持一致。

大跨度斜拉桥索塔施工技术研究

本文主要介绍了在新建阜阳至蒙城至宿州铁路颖河特大桥(31+73+230+114+40)m斜拉桥索塔施工中,由于该桥索塔高度较高,不但施工技术难度高安全风险大,而且对索塔施工质量及线性也提出了严格要求,为确保该索塔能够保质保量安全顺利完成施工,项目部通过制定了详细的施工方案,对索塔施工所采用的爬模受力性能进行认真计算,同时对施工中的各项工序进行严格把控,通过一系列举措,不但安全顺利地完成了该斜拉桥索塔的施工,确保了施工的安全,而且索塔施工质量及线形也满足相关要求。该大跨度斜拉桥索塔施工所涉及的相关技术也为后续类似施工提供了借鉴和参考。

大跨度斜拉桥超高索塔施工技术研究

本文主要介绍了在合安高速公路土建一标渠江特大桥主桥(155+350+155)m斜拉桥施工中,由于该斜拉桥索塔较高且为变截面结构,使得施工难度大大增加,不但存在很高的安全风险,而且对索塔施工质量及线性控制也提出了很高要求。为此项目部对该斜拉桥索塔施工中爬模受力进行认真计算分析确保其满足施工要求,同时对索塔塔施工中的各项工序进行严格把控,通过一系列措施,不但安全顺利的完成了该斜拉桥索塔施工,而且成形后的索塔质量及线性也满足相关要求。该大跨度斜拉桥索塔施工所涉及的相关技术也为后续类似施工提供了借鉴和参考。

斜拉桥索塔施工中的质量控制要点研究与实施

文章以丹河特大桥为例,对丹河特大桥索塔施工中的质量控制要点进行了分析,并详细探讨了丹河特大桥索塔施工质量控制实施方法,以期为同类型斜拉桥索塔施工提供一定的参考。

双索面无背索斜拉桥拱形钢结构索塔施工技术探讨

以青兰沟斜拉桥索塔安装为例,对无背索斜拉桥的钢结构索塔从索塔节段划分、临时支撑方案选定、吊装机械选型、吊装施工作业等施工准备及关键施工工序进行概述及分析。

跨海斜拉桥索塔裂缝检测及裂缝成因分析研究

随着跨海斜拉桥服役年限的增长,养护工作不到位、车辆超载、温度变化、材料老化等一系列问题导致桥梁结构面临诸多病害威胁。对跨海斜拉桥而言,索塔裂缝问题最为严重,但由于索塔检查手段匮乏,给养护工作带来了极大的挑战。通过采用数值模拟、人工检查和健康监测等方法进行研究,通过有限元软件Midas FEA建立索塔结构的细部模型,结合现场健康监测结果验证模型的准确性,并以此为基础从风荷载和移动荷载两方面对跨海斜拉桥索塔裂缝成因进行分析研究,为后续跨海斜拉桥的维修、养护和管理工作提供建议。

矮塔斜拉桥索塔锚固区应力分布规律及计算模型研究

文章依据某矮塔斜拉桥,通过现场试验探究索塔锚固区应力分布规律,明确索塔锚固区混凝土在施工过程中的应力变化特征。文章提出底部设置弹性支撑的局部有限实体计算分析模型,并通过实测值和理论值的对比分析验证该计算分析模型的可行性。研究结果表明:施工过程中,索塔锚固区端部位置出现了拉应力,最大为1.2 MPa,施工时应考虑在锚固区端部增加横向钢筋;索塔锚固区混凝土横向应力呈现出端部小中间位置大的规律;索塔锚固区实测应力值和理论值基本吻合,验证了该计算分析模型用于计算索塔锚固区应力分析的可行性,为索塔锚固区的受力分析提供了技术支撑。

索塔锚固区缓粘结环向预应力施工关键技术

缓粘结预应力结合了无粘结预应力和有粘结预应力的优点,具有施工工艺简单、耐久性好、质量易于控制等优点,在工程施工中应用越来越广泛。文章结合跨襄阳北编组站大桥索塔锚固区环向预应力施工,对其施工过程中的难点进行阐述,并通过方案对比分析,详细介绍了缓粘结预应力的制作、安装、张拉、封锚等过程。目前,缓粘结预应力已成功在跨襄阳北编组站大桥主塔施工中应用,为后续类似斜拉桥索塔环向预应力施工提供了借鉴。

世界最高悬索桥索塔张靖皋长江大桥主塔首节段成功架设

2024年2月27日,随着重达718 t的钢塔节段精准落位,世界最高悬索桥索塔——张靖皋长江大桥主塔首节段成功架设,标志着大桥建设迈出坚实一步。现场主塔节段架设全面展开,开始向“世界第一”冲刺。

海洋环境纤腰独柱式异形混凝土索塔施工技术

黄茅海跨海通道2座斜拉桥的5座主塔均采用纤腰独柱式异形混凝土索塔,造型优美、结构简洁。结构及施工环境复杂,面临着截面变化剧烈,模板及爬架设计困难;钢筋数量多,高空绑扎效率低安全风险高,保护层厚度控制难度大,影响海洋环境下混凝土耐久性;C55混凝土水泥用量多、水化热大,8cm保护层素混凝土开裂风险高等一系列施工难题。通过采用参数化模板设计、数控机床雕刻加工造型箱模板;钢筋分块部品施工工艺;优化配合比,掺加粘度改性剂,在保护层范围内增设玄武岩纤维等一系列施工措施,解决了相关技术难题,确保了施工质量,提高了施工效率,降低了安全风险,快速优质地完成了异形混凝土索塔的建造,为类似项目的施工提供了借鉴。

常泰长江大桥主航道桥索塔锚固构造研究

常泰长江大桥主航道桥为(142+490+1176+490+142)m公铁合建双塔斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔,索塔锚固区采用钢箱-核芯混凝土组合结构,S4~S39号斜拉索锚固于核芯混凝土上。为实现索塔锚固区斜拉索竖向分力的有效传递,提出方案A(钢齿块+剪力钉)、方案B[钢齿块(加肋)+剪力钉]、方案C(混凝土齿块)、方案D(钢锚箱+PBL剪力键)以及方案E(钢锚箱+承压板+剪力钉)共5种索塔锚固构造方案,从结构受力及施工工艺对5种方案进行比选,并采用模型试验及有限元分析对所选锚固构造方案进行验证。结果表明:方案E剪力钉受力分布均匀,剪力大小适中,且施工便捷,对于S7~S39号斜拉索,推荐采用方案E;对于斜拉索竖向角度较大的S4~S6号斜拉索,钢锚箱在构造和张拉空间上存在冲突,推荐采用方案C。方案E模型试验和有限元分析表明:结构应力、剪力钉受力及钢锚箱构造各板件应力均有安全储备,锚固构造处于线弹性状态,能满足规范及使用要求。

预应力钢棒体系索塔锚固区力学特性研究

针对斜拉桥索塔锚固区传统钢绞线预应力体系存在布设复杂、预应力分布不均匀、锚下应力集中等问题,对采用无粘结预应力钢棒体系索塔锚固区的力学特性开展了研究。以洛溪大桥拓宽工程主桥为背景,采用ANSYS软件分别建立了该桥预应力钢棒体系及传统钢绞线预应力体系索塔锚固区节段有限元模型,对比了2种预应力体系索塔锚固区在2种荷载工况下(完成预应力张拉但未张拉斜拉索和斜拉索张拉后)混凝土塔壁横桥向应力、顺桥向应力、第一主应力和第三主应力。结果表明:2种荷载工况下,无粘结预应力钢棒体系具有足够的压应力储备;与传统钢绞线预应力体系相比,无粘结预应力钢棒体系锚固区的应力水平较低,混凝土塔柱的应力水平沿高度方向更为均匀,采用无粘结预应力钢棒体系索塔锚固区具有更优的力学性能。

斜拉桥异形钢索塔锚固区受力敏感性因素分析

新首钢大桥主桥为主跨280 m的不对称倾斜拱形钢塔斜拉桥,斜拉索为空间异形索面。由于斜拉索锚固区与变截面扭曲钢塔的空间衔接关系不断变化,导致异形钢索塔锚固区的受力非常复杂。为了解复杂钢索塔锚固区的受力特性,以为该区域局部合理优化提供依据,采用CATIA软件建立索塔锚固区有限元模型,对影响该区域局部受力的主要因素进行敏感性分析。结果表明:影响索塔锚固区的主要敏感性因素包括斜拉索横向偏角、钢锚箱腹板厚度、锚腹板的底部夹角;斜拉索有横向偏角时,锚腹板角点应力对角点约束刚度敏感,且在距离角点4~5 cm处布设加劲肋最为有效;在锚腹板高度一定的前提下,锚腹板与承压板衔接点应力对锚腹板底部夹角较为敏感;锚固区应力扩散区域有限,边、中跨锚固区之间受力相互影响小。

独塔宽幅斜拉桥索塔锚固区传力性能分析

为研究独塔宽幅斜拉桥索塔锚固区域钢锚箱与塔壁间的传力性能,以郑州农业路大桥受力最大的斜拉桥索塔钢锚箱MX16为研究对象,利用有限元软件MIDAS和ANSYS建立桥梁结构整体和局部钢锚箱模型,研究剪力钉间距、剪力钉刚度和钢锚箱腹板厚度对钢锚箱与混凝土塔壁传力机理的影响。研究结果表明:空间索力的竖向分力及横桥向水平分力靠剪力钉群传递到混凝土塔壁,顺桥向水平分力主要靠锚箱间的钢锚梁承担;增大钢锚梁腹板厚度可减小塔壁弯矩而减小剪力钉间距可减小应力集中均能改善塔壁受力,但增大剪力钉的刚度对混凝土塔壁受力影响并不显著。