大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥施工关键技术

我国钢管混凝土劲性骨架拱桥建造技术不断取得创新突破,对世界拱桥建设产生了深远影响。为掌握该桥型最新发展动态,探究其跨径不断突破背后的技术创新,文章对大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥施工重难点及关键技术进行了总结。大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥在施工中存在劲性骨架拼装难度大、管内混凝土泵送困难、外包混凝土浇筑风险高及养护困难等问题;从拱座、劲性骨架、管内及外包混凝土、墩台、主梁等施工过程提出了大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥的施工要点。针对关键施工工序,明确了对应的质量控制措施,为大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥的高质量施工提供指导;对于更大跨度的钢管混凝土劲性骨架拱桥建造,展望了钢骨架自动化焊接、大体积混凝土自生变形控制、施工期多参数监控等新技术的应用前景。

大跨钢管混凝土拱桥劲性骨架吊装施工技术

钢管混凝土劲性骨架拱桥发展迅速,适用于U形、V形峡谷。针对大宁河双线桥钢管拱劲性骨架节段吊装,研究了大跨度钢管混凝土劲性骨架吊装的关键施工技术,主要包括拱肋的节段、拱肋间的横撑以及合龙段吊装方案,根据严禁白天施工的要求研究设计了夜间施工方案,为同类型吊装施工提供了参考。

下承式钢管混凝土拱桥自振特性敏感性分析

为研究下承式钢管混凝土拱桥自振特性的影响因素,针对下承式钢管混凝土拱桥结构本身设计参数进行敏感性自振特性分析,结合数值分析软件建立三维空间有限元模型,采用多重利兹向量分析法,研究拱肋钢管之间横撑、钢管壁厚、拱肋钢管直径对下承式钢管混凝土拱桥自振特性的影响。结果表明,拱肋之间横撑和拱肋钢管直径的增大会提高拱肋刚度,从而增强整体结构刚度,由此对结构自振特性影响较大。而拱肋钢管壁厚的增加基本不影响结构刚度,因此不会对结构自振特性产生影响。因此在设计过程中可以着重考虑比选拱肋横撑布置形式和优化拱肋钢管直径。

我国部分钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱设计参数统计分析

钢管混凝土劲性骨架拱桥因其力学性能优异,自架设能力强,经济性好,在深山峡谷区大跨桥梁建设中应用优势明显。为了解此类桥梁的应用现状,调研收集整理部分国内钢管混凝土劲性骨架拱桥钢管混凝土初应力、主拱截面参数、主拱材料等关键参数的应用情况。结果表明,外包混凝土浇筑阶段钢管混凝土的初应力达97.2MPa,外包混凝土的截面纵向钢筋面积配筋率主要为1.43%~2.91%,箍筋体积配筋率为0.92%~2.07%,钢管混凝土面积比为0.22~0.27;主拱钢管含钢率为0.12~0.24,管内混凝土强度已达C120,这些数据可为该类桥梁的设计与结构研究提供依据。

浅析钢管混凝土劲性骨架复合柱极限承载能力计算方法

钢管混凝土劲性骨架复合柱是由钢管混凝土结构和钢筋混凝土结构优化复合而成的高性能结构。在轴压承载能力计算时,通常采用简化计算方法,这些方法一般采用叠加原理。以某钢管混凝土劲性骨架复合短柱为例,采用简单叠加法、综合折减叠加法、分区折减叠加法3种简化计算方法进行计算,并与有限元法计算结果进行比较分析。结果表明:3种简化计算方法中,分区折减叠加法与有限元法计算结果最为接近,因此,这2种方法可适用于复合柱的轴压承载能力计算。

大跨度钢管混凝土劲性骨架拱圈外包混凝土浇筑过程力学行为研究

为研究单工作面浇筑对拱圈外包混凝土施工过程的影响,文章依托某在建大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥,利用有限元计算程序MIDAS Civil建立全桥分析模型,对拱圈外包混凝土分环分段浇筑过程中的外包混凝土应力、主弦管钢管应力及拱圈变形情况进行研究。结果表明:单工作面浇筑下拱圈外包混凝土应力总体为逐渐增大,局部位置有突变:由于拱架和外包混凝土的联合作用,以第一环外包混凝土合龙为分界点,弦管钢管未包的最大应力为先增大后减小;拱圈变形表现为“上下交替”出现“反拱”现象,但整体上随外包混凝土浇筑呈增大趋势。

环肋加强钢管混凝土劲性斜柱节点核心区施工技术

近年来,建筑材料越来越朝着高层化、多层化和超高层化发展,为各类新技术和材料的广泛应用奠定了良好的基石。钢管混凝土因其优异的力学性能和耐久性受到愈来愈多的关注,但在实际施工中,梁柱节点施工仍是一个棘手的问题,阻碍了其发展。为了提升钢管混凝土劲性斜柱节点核心区施工效率及施工质量,文章根据施工现场的实际需求优化了现有施工工艺,研发了环肋加强钢管混凝土劲性斜柱节点核心区施工技术,解决了钢管混凝土斜柱节点核心区施工难题。

钢管混凝土拱桥主拱圈劲性骨架斜拉扣挂架设施工技术研究

拱桥指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。用钢管、或者钢管桁架,架设成拱在钢管内填充混凝土而形成的拱桥叫钢管混凝土拱桥。钢管混凝土作为钢—混凝土组台材料的一种,一方面借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性,提高钢管的抗腐蚀性和耐久性,另一方面借助管壁对混凝土的套箍作用。提高了混凝土的抗压强度和延性。将钢材和混凝土有机组合起来;在施工方面。钢管混凝土可利用空心钢管作为劲性骨架甚至模板,施工吊装重量轻,进度快,施工用钢量省。钢管混凝土拱桥目前在我国的发展势头迅猛。重庆至黔江铁路站前9标黄草乌江双线大桥设计主跨达275m,主拱圈劲性骨架采用斜拉扣挂架设,本文简述施工时面临的一些具体问题和解决措施。

钢管混凝土桁架式拱桥结构优化与强健性研究

随着我国交通基建工程的发展,越来越多的桥梁在山区中建设,桥梁跨径也越来越大,对桥梁设计与施工提出了更高的要求。为了评判桥梁设计以及优化后的桥梁结构合理性,文章提出了综合考虑强度、稳定性、刚度、关键位置强度、强健性富余度指标的统一公式,可对桥梁结构合理性进行评分,得分越小,桥梁设计越合理。此外,还提出一种桁架式钢管混凝土拱桥拱轴线的优化方法,通过有限元软件进行分析,结果表明优化效果较好。

特大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥极限承载力研究综述

这篇文章深入阐述了钢管混凝土劲性骨架拱桥在实际工程中的应用,并详细描述了在建设过程中如何考虑应力因素,以及计算拱桥的极限承载能力及其相关理论。文章还研究了在非线性环境中,拱桥的最大承载能力与施工中应力的相互关系。对当前关于钢管混凝土劲性骨架拱桥的极限承载能力的研究进行了深度的总结,期望为未来在这个领域的进一步研究奠定坚实的基础。

基于高层钢管混凝土密实性的主要影响因素和综合应对方案

钢管混凝土结构具有良好的受力和施工性能,近年来在高层建筑中得到迅速应用,但核心混凝土的密实性缺陷一直比较普遍。本文通过对施工环节的质量管控要点分解说明,全面分析了高层钢管混凝土密实性的主要影响因素,并探讨了钢结构优化制作、高流态混凝土应用等此前未受重视的技术措施,最后结合应用案例提出根据工程特点和施工条件有针对性地选择应对措施的方法,形成综合应对方案,有效地解决了混凝土密实性的问题。

超声波透射法在桥梁钢管混凝土拱肋密实性检测中的应用

文章介绍了超声波透射法检测钢管混凝土系杆拱桥拱肋核心混凝土密实性的检测原理、检测方法、检测过程、声速标定方法、数据处理方法以及质量综合判定,并结合具体工程实例,通过现场检测对桥梁钢管混凝土拱的施工质量进行了综合判定,可为同类桥梁的拱肋密实性检测提供参考。

大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥地震易损性分析

为了探究完善钢管混凝土劲性骨架拱桥的地震损伤评估方法,以一座上承式高速铁路劲性骨架拱桥为工程实例,开展同种桥型的地震易损性研究。首先,基于OpenSEES平台建立拱桥的非线性数值模型;然后,通过非线性动力时程分析及增量动力分析对主拱肋子构件、交界墩及拱上立柱的地震损伤进行评估;最后,引入两种Copula函数建立串联体系下主拱肋构件系统的易损性曲线,并将其与子构件及基于第一可靠度原理的系统易损性进行对比。结果表明:在三向地震动作用下,主拱肋外包混凝土的损伤概率与损伤程度均明显大于钢管混凝土,且后者的易损位置将随着地面峰值加速度的增大而发生从跨中向拱脚的改变;主拱肋系统的易损性更偏向于外包混凝土,L/4拱肋截面的损伤概率最大;交界墩与拱上立柱的保护层混凝土的易损性水平显著高于纵向钢筋和核心混凝土,位于L/4拱肋位置的立柱损伤概率最大。抗震设计时应重点考虑对易损部位采取加强的设防措施。

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。

多跨连续钢管混凝土拱桥拆除关键技术研究

以鉴湖大桥拆除工程为研究背景,对复杂情况下钢管混凝土拱桥的拆除进行研究,首先介绍了目前桥梁拆除的方法和应用现状,并结合该桥梁拆除的难点提出了3种拆桥方案,通过比选确定适用于该桥的拆除方案,对拱桥拆除的总体顺序进行说明,之后分析了各施工阶段的受力特性,对拆除中位移和应力的最不利阶段的理论值和实测值进行对比分析,最后研究了材料强度和温度对结构位移和应力的影响。结果表明:钢栈桥龙门吊法最适合于有通航要求且空间受限的桥梁拆除;翼缘切割后可增大两侧作业空间,减小梁体自重;腹板拆除过程中,结构的应力和位移值与梁体悬臂长度成正比;应力和位移的理论值较实测值偏小;材料强度和温度的变化不影响结构的受力规律,结构应力和位移与材料强度成反比,与温度成正比。

超声波检测钢管混凝土密实性

利用超声波在均匀介质中传播的速度为常数的原理,进行超声波法检测钢管混凝土密实性的研究。结果表明,超声波对钢管壁与混凝土脱开缝隙一类的缺陷相当敏感;检测时应尽量使用频率匹配的中低频传感器,测试频率一般选择在40～100kHz范围之内。超声波对钢管混凝土检测的结论表明,混凝土与管壁的脱离存在一定的规律性,拱脚部位混凝土比较密实,拱顶部位脱开现象比较普遍。

世界最大拱肋整体提升跨径和吨位的钢管混凝土拱桥全幅贯通

日前,随着广西南宁岸引桥最后一片箱梁稳稳落在支座上,南宁—湛江高速公路南宁至博白那卜段(简称南湛高速公路)重点控制性工程——平陆运河旧州特大桥全幅贯通。至此,南湛高速公路(广西段)全线贯通,计划于2024年6月正式通车。平陆运河旧州特大桥是南湛高速公路重点控制性工程,主桥横跨平陆运河,引桥跨越黎钦铁路。

自密实补偿收缩钢纤维钢管混凝土的抗冻性研究与应用

提出了钢管混凝土桁架梁式结构核心混凝土理想结构模型与自密实补偿收缩钢纤维钢管混凝土设计方法。通过确定复掺减缩型高效减水剂与高能膨胀剂合理掺量,有效补偿混凝土的收缩。钢纤维掺量不超过60kg/m3(体积掺量0.75%)时能满足自密实混凝土技术要求。研究了钢纤维对微膨胀钢管混凝土力学性能与体积变形性能的影响规律;并根据钢管混凝土低温施工要求,研究了自密实补偿收缩钢纤维钢管混凝土的抗冻性设计方法,对其抗冻性进行了验证。试验结果表明,亚硝酸钠掺量0.4%时,现场养护核心混凝土试件与钢管混凝土短柱轴压与相应标准养护试件的轴压基本没有差异,混凝土抗冻效果良好,满足低温施工质量要求。

利用时间反转法的钢管混凝土密实性检测试验

目的利用压电陶瓷波动法并结合时间反转技术对钢管混凝土构件的密实性进行检测,以弥补已有技术对于混凝土密实性检测需健康信号作对比的不足.方法将压电陶瓷预埋在小体积混凝土中,制成具有发射和接收双重功能的"智能骨料",并预埋在钢管混凝土中的指定位置.对比原始信号与重构信号,并引入指标TR和SYM评价两者之间的差异,从而实现混凝土的密实性判定.结果对于试验中不同类型和不同大小的缺陷,密实性评价指标TR和SYM能够准确识别.根据试验推断出人工缺陷的相对大小与实际情况相符.结论笔者提出的方法能有效地检测钢管混凝土的密实性,应用于实际工程切实可行.

利用压电智能骨料的钢管混凝土柱密实性检测试验

目的利用压电智能骨料对钢管混凝土柱的混凝土浇筑密实性进行检测,实现混凝土密实性的定量评判.方法将智能骨料作为基本的检测元件埋置在构件内部,每相邻两块智能骨料之间构成一个检测对.采用一发一收互动法,在试件中发射并接收信号,以欧式距离作为密实性的评价指标,比较同一检测对中的两个智能骨料所接收到的对方发射信号的差异程度,判断这位于两个骨料间的混凝土是否存在不密实.结合实际工程,对试验结果进行了验证.结果根据欧式距离D3和D6数值偏大,推断出隔板位置密实性较差,这一结果得到了传统超声检测方法的验证.结论笔者提出的方法具有良好的有效性和可靠性,能有效地检测出钢管混凝土的不密实性,应用于实际工程切实可行.