下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥施工关键技术探析

为进一步发挥刚架系杆拱桥的跨越能力更强,施工便捷,在跨越河流方面表现较好的优势,基于此,以某桥梁工程实例为依托,对下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥施工关键技术展开论述,包括缆索吊机布设、安装索道、横移吊机、钢管拱肋制安等,旨在为同类工程提供参考。

基于强健性的大跨径钢管混凝土刚架系杆拱桥设计

为提高中、下承式大跨径钢管混凝土刚架系杆拱桥的强健性,提出一套针对该类桥型的基于强健性的设计方法。该方法包括强健性概念设计、强健性结构验算与优化、强健性构造措施三个方面。强健性概念设计可依据现行规范进行;强健性结构验算与优化考虑动力放大系数,对吊杆、系杆破断工况进行受力分析验算,并对结构进行优化;强健性构造措施为在设计使用寿命短于主结构的关键、易损构件时,采取可查可换的构造措施。以六律邕江特大桥为工程实例,采用该方法进行强健性设计,结果表明该桥结构受力满足设计要求;为改善桥面系的强健性,宜设置较强的边纵梁、较弱的次边纵梁和中纵梁;吊杆和系杆采用便于更换的构造,确保桥梁安全。该强健性设计方法可对桥梁关键构件进行强健性定量评价,应用效果良好。

下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥吊杆断裂动力分析

以一座下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立有限元模型,通过接触碰撞的方式进行吊杆断裂的模拟,分析吊杆断裂前后拱桥各结构构件受力状态的变化,判断结构可能发生的破坏形态。分析结果表明,吊杆断裂过程中吊杆、钢管混凝土拱肋和桥道系均会受到断索冲击的作用;与断裂吊杆相邻的吊杆受到断索冲击的作用最大,其轴力变化量为初始轴力的3倍以上,需要考虑由于吊杆断裂过程中产生的大于静力响应的动力作用;吊杆断裂对主梁产生的影响远大于拱肋,拱肋内力变化较小;由于横梁两侧与纵梁连接处焊缝强度不足发生破坏可能导致桥道系局部坍塌。

钢管混凝土刚架系杆拱桥的合理形式

通过钢管混凝土刚架系杆拱桥受力性能的研究,为实践工程提供有利指导。主要从以下几个方面进行研究:考察钢管混凝土刚架系杆拱桥结构的受力性能,分析其在恒载、活载作用下的结构内力分布;对钢管混凝土刚架系杆拱桥结构参数,即,拱轴线、系杆力、拱墩刚度比等进行了分析,考察它们对结构内力的影响规律,具有较强的运用价值。

钢管混凝土刚架系杆拱桥影响因素的探讨

采用Ansys有限元程序建立拱桥的计算模型,分析其受力性能。对钢管混凝土刚架系杆拱桥的影响因素进行研究。计算结果表明:系杆力的大小与位置影响结构的整体特性;采用合理的拱墩抗弯刚度比值,可以获得经济的结构;合理的拱轴线、矢跨比的选择,可以得到较佳的设计参数。

下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥施工过程的模拟

钢管混凝土刚架系杆拱为自架设体系,拱脚与墩固结,系杆拉力抵消拱的大部分水平推力,施工过程中拱肋弦杆由钢管渐次向钢管混凝土转变,截面强度和刚度逐步形成,系杆拉力也在不断变化。文中以某跨度135 m的下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥为例,详细模拟该钢管拱桥的施工过程,并以图表形式示出施工过程中拱脚和拱顶截面弯矩、系杆拉力等典型受力曲线。

钢管混凝土刚架系杆拱桥静力计算分析

以一座钢管混凝土刚架系杆拱桥设计为工程背景,通过在Ansys程序中建立有限元模型进行静力分析,并根据分析结果确定了刚架系杆拱在施工过程中各阶段的系杆设计张拉力,并对不同拱轴系数的拱肋内力进行对比分析,确定了拱肋的合理拱轴线,从而确定了拱肋的设计线形,在文章的最后根据应力叠加法原理对拱肋进行了应力验算。

单跨下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥设计

深圳彩虹大桥主桥为跨径150 m的单跨下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥,文中介绍了该桥的总体布置、结构设计、分析计算和施工监测监控的要点。

大跨钢管混凝土刚架系杆拱桥主拱优化设计

以一座下承式刚架系杆拱桥为工程背景,以拱肋、吊杆和系杆的综合造价总和为目标函数,以拱肋稳定承载力、局部承载力、活载引起的挠度、钢管和混凝土的应力为约束条件基于优化理论建立优化数学模型;运用ANSYS有限元软件的分析优化功能对拱肋的线形及截面进行优化。

大跨度、连续、钢管混凝土刚架系杆拱桥施工技术

雁盐黄河大桥主桥是一座三跨 ( 87m+ 1 2 7m+ 87m)下承式钢管砼刚架系杆拱桥 ,其跨径在我国目前已建成的同类型桥梁中为最大。该桥施工的成败在于上部结构的施工 。

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。

下承式钢管混凝土系杆拱桥施工监控研究

随着我国交通基础设施建设的大力发展,越来越多不同结构形式的桥梁出现在交通体系中,钢管混凝土系杆拱桥由于具有优越的力学性能,在交通建设中运用的越来越广泛。在一条道路的建设中,桥梁往往作为控制性工程制约着工程的建设进度,为保证桥梁在施工过程中安全、顺利建成,对施工技术难度大、施工风险高的桥梁,一般需要进行施工监控工作。文章以铜陵长江大桥北引桥1-96m下承式钢管混凝土系杆拱桥为依托,就下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工监控方法进行了研究,具有较大的现实意义和工程应用前景。

大跨度钢管混凝土系杆肋拱桥拱圈整体拼装施工关键技术

针对北澄子河大桥钢管混凝土主拱圈整体拼装施工及高精度拱圈线形控制难题,采用基于位移传感器的智能调控钢管支架法进行整体拼装施工。为了实现拱桥安装合理成桥状态,对影响拱桥轴线线形控制的两个重要因素进行分析,结果表明:通过对拱圈节段拼装进行水平竖向双向精度控制,并使用智能同步顶升系统对节段安装高程进行调节,对拱圈节段焊接进行轴心对称合理施工,保证了拱轴线平顺,误差控制在±5 mm,成桥状态符合设计要求。

下承式钢管混凝土简支系杆拱桥交工荷载试验分析

文章以浙江省某高速公路下承式钢管混凝土简支系杆拱桥为工程实例,对其进行交工桥梁外观检查、静载试验和动载试验,与有限元计算结果对比,分析桥梁结构静力和动力响应。试验表明,桥梁整体工作性能良好,具有承受预定设计荷载的强度和刚度,研究结果可为同类型桥梁结构的交工验收提供技术支持。

自密实钢管混凝土系杆拱桥先梁后拱线形控制与吊杆张拉优化研究

文章以某二级公路哑铃形钢管混凝土简支系杆拱为研究对象,采用有限元软件对全桥施工阶段进行模拟分析,通过计算该系杆拱桥在先梁后拱施工顺序下不同工况及内力组合条件下的结构竖向位移,得出混凝土系梁和钢管拱的预拱度计算值;通过对吊杆不同张拉顺序方案的拱肋上下缘应力比较分析,得出吊杆张拉顺序的最优方案。结果表明:系梁和钢管拱的计算预拱度能保证桥梁结构在施工期的挠度和线形的控制;吊杆采用间隔式分批对称张拉更为合理,计算得出该方案下吊杆的初始张拉力和施工阶段的吊杆内力值。

复杂地质条件下承式简支钢管混凝土系杆拱桥施工关键技术

文澜江大桥为3×90m的下承式简支钢管混凝土系杆拱桥,桥址区地质条件复杂,主桥跨越文澜江,环水保及通航保护要求高,拟采用“钢管贝雷+盘扣式支架”的组合支架形式进行施工。文章研究并详细阐述了组合式支架搭设、拱肋安装、钢管混凝土泵送压注及吊杆安装等施工关键技术,并基于施工方案提出了相应的线形控制方案,并基于Midas Civil软件分别对主桥进行了静力和动力有限元分析。结果表明,主桥在施工阶段、使用阶段和断索工况下,钢管及钢管内混凝土的强度与变形均满足设计规范要求;主桥顺桥向及横桥向的桥墩、桩基在E1和E2地震作用下均满足抗震设计规范要求。施工及运营结果表明,提出和采取的施工控制关键技术有效提升了主桥施工质量,缩短了施工工期,提升了线形控制精度,取得了较大经济效益。

钢管混凝土先拱后梁法系杆拱桥施工监控技术

以某高速公路连接线1-88米钢管混凝土系杆拱桥为工程依托,通过系统化监控技术手段,实现对桥梁建设过程中的系梁变形、拱肋应力、吊杆张拉力等构件的监测;通过建立Midas/Civil三维模型,对本桥进行全过程有限元模拟,然后将现场实测数据与理论模型计算值进行分析比较。对比发现,在合理的施工顺序及施工监控指导下,实测构件内力与位移与理论计算基本相符,成桥的吊杆力实测值与理论值误差在10%以内,接近设计要求。实现了设计成桥线形与索力。

上承式钢管混凝土拱桥桥道系病害分析和加固

为了研究在役上承式钢管混凝土拱桥桥道系结构病害产生的原因,梳理桥梁历年养护情况,建立全桥有限元模型和上部结构单梁模型,进行影响因素分析。分析表明:T梁承载能力下降导致大量U型裂缝产生,主拱圈温度作用下的变形、桥道系自身整体性不足导致桥面铺装开裂。提出一种改进的体外预应力布置方式以提升T梁承载能力,并利用有限元分析验证其加固效果,采用超高性能混凝土重做现浇层和T梁横隔板包钢增强桥面铺装韧性和桥道系整体性。

大跨度钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力分析

针对大跨度钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力问题,在基于能量法推导不同约束条件索力公式的基础上,结合工程实例,从吊杆设计阶段索力的优化、成桥阶段索力的实测、运营阶段索力抗弯刚度的影响三个方面进行系统分析并给予相应优化建议。研究结果表明:应用能量法推导的索力公式是可行的;设计阶段优化后吊杆索力更为均匀、系梁位移更加合理;应用频率法测试吊杆索力时,测试点位宜放在吊杆L/6~L/4处,尽可能远离吊杆两端并避免放在阵型的模态节点处,以减少端部低频信号对基频的影响及出现“漏频”现象;吊杆计算抗弯刚度与运营阶段实际抗弯刚度存在差异,导致索力测量值与结构实际索力存在较大差异,针对这一问题提出成桥阶段应测量吊杆实际抗弯刚度的方法,可有效减小索力测量误差,为桥梁运营阶段索力的准确测试提供计算依据。

钢管混凝土系杆拱桥拱脚裂缝产生机理研究进展

针对钢管混凝土系杆拱桥拱脚部位裂缝开展的机理研究,多是侧重于研究混凝土本身性质的影响。目前也无指导如何在系杆拱桥拱脚施工中避免裂缝产生的规范。在简明回顾系杆拱桥拱脚部位裂缝产生机理研究成果的基础上,指出了今后的研究方向,包括:利用有限元软件,分析拱脚的应力分布,找出应力最大的部位,对裂缝可能开展的部位进行预测;在现有规范中,拱桥的本构关系是将钢管混凝土一体考虑,忽略了钢材与混凝土热膨胀系数不同等客观因素,在拱脚部位应当找出一种新型的本构关系,区别于桥梁整体单独考虑;考虑太阳光照等因素造成的内部温差形成的温度应力,研究温度变化对裂缝开展产生的影响;从材料特性方面着手,研究混凝土收缩及徐变产生的影响。