装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工关键技术分析

结合工程实例,阐述了装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工中需解决的主要问题,分析了该类桥梁结构设计方案和工作要点,探讨了施工关键技术,主要包括钢桁梁构造、钢桁梁节点构造、桥道板、剪力联结构造、墩梁联结构造、下部结构施工技术等内容。结论证实,通过优化施工方案设计,把握施工关键技术,有助于缩短工期,取得了一定的社会效益,同时还节约了施工成本,取得了一定的经济效益。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥的预制桥道板安装过程有限元模拟方法

为了掌握装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工阶段的受力性能,对预制桥道板安装过程进行了精细化有限元建模方法研究。根据该桥型的构造和施工特点,提出了两种不同的模拟方法。方法一为提出在安装钢桁单元时激活钢桁与桥道板之间的弹性连接,以实现预制桥道板单元分批次安装在变形后的钢桁上;且仅设置SD_x方向刚度值,以此模拟桥道板独自获得预压应力的状态。待全桥桥道板安装及张拉完成后,再将弹性连接方式更换为刚性连接,使之成为组合梁承受后期荷载。方法二为在安装钢桁单元时激活钢桁与桥道板之间钢臂连接单元以实现预制桥道板单元分批次安装在变形后的钢桁上,且释放钢臂连接单元顶端转动及水平约束,以此模拟桥道板独自获得预压应力的状态。待全桥桥道板安装及张拉完成后,再恢复钢臂连接单元顶端的转动和水平约束,使之成为组合梁承受后期荷载。分别用以上两种方法建立了某主跨70 m依托工程的全桥计算模型,对其关键施工阶段进行了仿真模拟分析。计算结果表明:两种计算方法均能精确的模拟预制桥道板安装过程,且两种方法数据吻合较好,可供同类桥梁参考。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型建立方法

新型的钢桁-混凝土组合连续刚构桥(Prefabricated Steel Truss-concrete(PSTC)Composite Continuous Rigid Frame Bridge)采用全装配式施工,并通过焊接预埋于混凝土桥道板内的剪力联结钢构件,将预制混凝土桥道板与钢桁联结为一体,无需预留剪力键后浇孔洞和现浇预制桥道板间湿接缝。为探索一套适用于装配式钢桁-混凝土连续刚构桥的非线性动力模型建立方法,掌握全桥动力计算中的新型装配式栓钉剪力键(PCSS剪力键)、预制混凝土桥道板、拼接缝及桥墩的非线性模拟方法,基于前期已经开展的PCSS剪力键推出试验和精细化有限元分析,建立了钢桁-混凝土组合连续刚构桥中2 m节段PCSS剪力键的实体有限元模型,得到了顺桥向、竖向以及横桥向的荷载-滑移曲线、刚度及承载能力,并作为非线性弹簧单元的特征值代入全桥计算模型;借用动力分析中的P-M-M塑性铰模拟了预制混凝土桥道板间接缝可能出现的开裂,并利用Ucfyber程序计算塑性铰的P-M参数,代入有限元程序中计算得到P-M-M塑性铰特征值;利用以上方法,建立了l=386 m装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型,得到了该桥的动力特性。研究成果为后续研究该桥型的动力性能或抗震响应奠定了基础,亦可供同类装配式桥梁参考。

装配式组合连续刚构桥的负弯构件疲劳实验设计研究

为掌握钢-混凝土组合桥梁负弯矩区段的疲劳性能,按1/4缩尺比设计制作了装配式钢桁-混凝土组合模型实验梁,并考虑实桥正常使用状态和3倍车辆荷载超限状态下对组合梁进行了300余万次的疲劳荷载实验。实验结果表明,在正常使用(200万次)疲劳荷载作用下,实验梁处于弹性工作阶段,桥道板无开裂,状态良好;在3倍超限(310万次)疲劳荷载作用下,虽然预制桥道板已经出现开裂,但实验梁整体刚度尚可,PCSS剪力连接件滑移仍处于弹性阶段。实验结果为实桥的安全运营提供了有利参考。

装配式组合连续刚构桥的负弯构件实验设计

依据科研项目"一种新型的装配式钢-混凝土组合连续刚构桥",设计了一根跨径为7 000mm的钢-混凝土组合实验梁,进行了负弯矩作用下的静力性能试验。验证了其装配式施工方法的可行性。该实验梁的设计目的明确、针对性和可操作性强,且方法简单适用,设计和实验过程中激发了学生对专业的兴趣,锻炼了学生动手操作的能力,并开阔了学生的眼界,是培养学生科研和创新能力的良好途径。

装配式钢桁—混凝土组合连续刚构桥钢桁制作安装工艺

基于装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥依托工程-广佛肇高速公路青岐涌大桥,结合桥位较远、不能大尺度远距离运输的特点,研究了钢桁整体式制作的安装技术工艺,对杆件制作、工厂节段拼装、现场半桥拼装以及半桥钢桁吊装工艺进行了详细阐述。结果表明,整体吊装工艺可以适用于桥梁高度较矮、运输条件有限等场合,且钢桁线形控制精度高、合拢段构造简单,不失为一种快速建造桥梁方法。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥预制桥道板制作工艺研究

为了使预制桥道板底面平整度达到预埋式栓钉剪力键的焊接精度要求,并使预制桥道板板间拼接精度达到设计要求,针对预制桥道板底面平整度及板间接缝的制作工艺进行了精度控制研究,提出相邻桥道板可采用连续标准化预制,使板间接缝自适应以满足设计及施工精度要求;严格控制装配式栓钉剪力键的预埋精度并采用刚性模板以保证底面平整度,使其满足预埋剪力键竖钢板与钢桁顶面之间的焊缝缝差要求。依托工程实践表明,该方法简单可行、易满足精度要求,可供同类桥梁参考。

快速施工钢桁-混凝土组合连续刚构桥装配工序优化分析

为了实现钢桁-混凝土组合连续刚构桥的快速建造,提出一种基于装配式PCSS剪力连接件的组合梁桥全装配式施工方法。该文针对3种桥面板安装和组配方案,建立了精细化有限元模型,进行了施工阶段优化分析。结果表明:预制桥面板一次性焊接方案使得桥面板内获得预应力最高,但结构挠度较大,钢桁梁受力最大,且PCSS剪力键焊接难度较大;桥面板每一批次焊接方案使得钢桁梁受力和跨中挠度较小,PCSS剪力键焊接难度较小,但工期较长;桥面板每两批次焊接方案中桥梁受力性能、变形和工期介于上述两种方案之间。因此,在综合考虑结构受力、施工难易和工期的基础上,桥面板每两批次焊接方案成为依托工程的推荐施工方案。

梁拱组合连续刚构桥徐变效应及合龙顶推力分析

为探讨梁拱组合连续刚构桥的徐变效应及合龙顶推力,以某跨径布置为(120+250+120)m的梁拱组合连续刚构桥为工程背景,利用MIDAS//Civil有限元软件对比分析了梁拱组合连续刚构桥和同跨径的连续刚构桥主梁恒载弯矩、应力,徐变次内力和徐变变形的差异,探讨了在不同加载龄期下混凝土的徐变对合龙顶推力大小的影响及梁拱组合连续刚构桥与同跨径连续刚构桥合龙顶推力的差异。研究发现:梁拱组合连续刚构桥中跨主梁上、下缘最大应力差减小是主梁中跨后期徐变变形显著减小的原因,跨中徐变挠度仅为同跨径连续刚构桥的1/20;梁拱组合连续刚构桥支点处徐变次弯矩约为同跨径连续刚构桥的3倍,中跨跨中处为2倍,边跨处差异不大;采用未知荷载系数法求解合龙顶推力是合理的,此梁拱组合连续刚构桥合龙顶推力大小可使用同跨径连续刚构桥的1.5倍,可为类似工程施工提供参考。

快速建造的钢混组合连续刚构桥装配方法及力学性能影响研究

为研究全装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥应用于特大跨径时的合理装配工序,揭示不同装配工序对桥梁结构性能的影响,建立了l=386m的装配式组合连续刚构桥有限元模型,模拟了6种不同的钢桁、预制桥面板安装工序以及钢混组合结整时机,以分析比较桥面板与钢桁的装配顺序、钢混焊接结整顺序对于桥梁跨中挠度、钢桁上下弦杆应力以及预应力度的影响。计算结果表明:桥面板与钢桁分节段同步施工时,可减小桥梁的上下弦杆应力和跨中挠度值,并提高刚度。但是同时会降低预应力度;桥道板分段焊接在跨中挠度值和上下弦杆应力方面表现出更好的性能,可以平均减小跨中挠度值29.90%,并平均减小上下弦杆应力35.49%,而且能够有效减小靠近桥墩节段的预应力损失;桥道板与钢桁分多段同步施工,合龙后一次性焊接桥道板不仅能保证预应力损失较小,还能提高全桥刚度,因此可推荐为特大跨全装配式钢桁-混凝土连续刚构桥优化施工装配方案,研究结果可为全装配式钢混组合梁桥推广应用提供技术参考。

钢桁-砼组合连续刚构桥墩梁固结构造及分析

针对中等跨径的钢桁-砼组合连续刚构桥,通常可采用整体吊装的施工方法[1]。对比分析了现有的墩梁固结形式,结果表明现有形式不利于整体吊装施工,因此提出一种新型的墩梁联结构造,并通过有限元方法,将不同的墩梁联结形式在施工阶段及成桥阶段的力学行为进行了对比分析。结果表明,新型墩梁联结构造有利于钢桁-砼组合连续刚构桥的整体吊装施工,且能有效地改善墩顶处钢桁构件及桥墩的受力性能,具有较好的可行性和安全性。

钢混组合连续刚构桥混凝土桥面板安装

以广佛肇高速公路青岐涌特大桥项目为研究对象,对钢混组合连续刚构桥混凝土桥面板安装工艺进行了阐述,对关键工序施工存在的难点提出有效解决方案,采用理论分析与Abaqus数值模拟相结合,分析纵向预应力束张拉偏差对桥面板安装精度的影响,提出在张拉预应力束时增设桥面板与钢桁之间临时连接能有效解决并控制偏差,为类似装配式结构安装提供参考。

装配式钢箱-混凝土组合刚构桥设计与施工技术研究

针对现有的预应力混凝土连续刚构桥,在保留其优点的同时,为克服其主要病害及成因,提出了一种装配式钢箱-预应力混凝土组合连续刚构桥。该文介绍了该桥型的构造及特点,阐明了该连续刚构桥的具体施工方法及主要施工步骤,并以主跨245m的装配式钢箱-混凝土组合连续刚构桥为例,通过有限元方法对其结构受力性能进行了分析,最后与常规刚构进行了比较。

钢混组合梁连续刚构桥荷载试验方法

以广东省某市快速路上钢混组合梁连续刚构桥的交工验收荷载试验为背景,采用桥梁结构分析软件建立有限元模型进行静动载理论值计算,分析了钢混组合梁连续刚构桥在试验荷载作用下的挠度、应变特性,通过实测值和理论计算值的比较,讨论分析结构校验系数,得出该桥的实际强度、刚度以及了解桥梁结构的实际工作状况,采用脉动测试方法对该桥的自振特性参数进行分析,综合分析判断该钢混组合梁连续刚构桥的承载能力,同时为同类型结构的连续刚构桥荷载试验方法提供参考意义。

梁拱组合连续刚构公路桥拱梁活载分承比研究

为研究梁拱组合连续刚构桥在活载作用下拱与梁的分担比例,将吊杆力等效为膜张力作用于梁拱闭合体上,使用力法推导了三跨梁拱组合连续刚构桥在均布荷载作用下的拱肋活载分担比例的解析解,通过与有限元结算结果的对比,提出既定假设条件下解析公式的修正方法,并通过灰色关联分析法研究了拱梁组合连续刚构桥拱肋活载分担比例的敏感影响因素;结果表明:经与有限元结果比较,本文解析公式的计算误差在±10%以内,推导出的既定拱肋荷载分担比例下拱肋截面抗弯刚度的计算公式可以用于梁拱组合连续刚构桥概念设计中;结论:吊杆与拱肋等代刚度比和梁拱弯曲刚度比kba为影响拱肋荷载分担比例的主要因素,增大拱肋截面刚度可以使拱肋分担更多的荷载;在刚梁柔拱的假定下,拱肋至少能承担30%以上的活载,但当拱肋分担的荷载比例超过60%后,继续拱肋截面抗弯刚度已不能大幅提高其分担的荷载比例。

某装配式钢桁-混凝土组合连续刚构特大桥荷载试验检测技术研究

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥是一种新型桥梁,克服了传统的混凝土连续刚构桥普遍存在的难以根治的纵、横、斜裂缝和后期长期挠度过大的问题,而且由于现场拼装,不仅质量便于控制,而且大大缩短工期。本文以装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥为背景,介绍了该类型桥型荷载试验的实施过程,包括静载试验和动载试验的技术要点和试验方法,并根据实测结果与理论计算值的比较,按相关规范对桥梁整体性能进行评价,分析结果表明该桥各项测量指标均满足规范要求,结构处于正常弹性工作状态。

几种有特色的组合梁桥

介绍国内外几种有特色的组合梁桥 :双钢管梁组合梁桥 ,U形梁组合梁桥 ,钢腹板组合梁桥 ,以及钢管混凝土桁架组合连续刚构桥的设计和施工 。

重庆高家花园复线桥公轨双层交通方案构思

提出重庆高家花园复线桥公轨双层交通2个桥型方案,介绍每个方案的结构设计特点及优缺点,指出公轨合建桥梁技术上需解决的难点,为城市桥梁交通的立体布置提供借鉴。

泉州安海湾特大桥主桥耐久性质量控制措施

本文以安海湾特大桥为例,通过对项目所处环境的腐蚀介质进行分析,划分了混凝土结构及钢结构所处腐蚀环境及类型,确定了各部位混凝土结构采用的混凝土配合比耐久性设计及防腐措施,以及钢结构采用的防腐涂装措施,确保大桥耐久性满足全寿命期要求。