Analysis of Key Technologies in the Design of Small and Medium Span Basket Type Steel Box Tied Arch Bridge

In order to ensure the construction quality and safety of small and medium span basket type steel box tied arch bridge,this paper takes a practical project as an example to analyze the key technologies in its design process.It is hoped that this analysis can provide corresponding reference for the design and construction of this kind of arch bridge.

大倾角钢箱提篮拱桥总体设计

考虑施工技术、经济性和景观效果等方面,陕西蔡家坡渭河特大桥主桥采用(35+210+35) m大倾角钢箱提篮拱桥。该桥采用摩擦摆和环向钢丝绳阻尼支座综合减隔震约束体系,以降低结构的地震响应。拱肋为单室等宽钢箱截面,采用主、副拱肋2条悬链线,主、副拱肋共面,设计为横向内倾20°的大倾角,在提高桥梁景观效果的同时,又有效提高了结构的整体稳定性;拱肋设钢-混结合段连接拱脚与混凝土拱座。桥面系采用自重较轻的正交异性钢桥面板结构。吊杆采用抗拉强度1 860 MPa的环氧柔性钢绞线。基础采用Φ2.5 m的钻孔灌注群桩,以抵抗软弱地质条件下荷载的竖向及水平作用力。该桥总体采用先梁后拱的施工方案。整体及局部有限元分析结果表明,桥梁结构力学性能均满足规范要求,设计安全可靠。

高烈度震区大跨径中承式钢箱系杆拱桥减隔震技术研究

为了研究高强度地震作用下大跨径中承式钢箱系杆拱桥地震响应及减隔震技术,以西双版纳黎明大桥为工程背景,选取类似场地的实际地震动记录作为输入地震波,采用非线性时程分析法,研究支座类型及参数变化对拱桥结构的减隔震效果。结果表明:相比于普通支座,减隔震支座能大幅降低结构内力,但纵向位移有所增加,且摩擦摆支座的减隔震效果要强于铅芯橡胶支座;摩擦摆支座+黏滞阻尼器联合抗震体系能够有效降低纵向和横向位移,进一步能提升桥梁的抗震性能;对联合抗震体系进行参数敏感性分析可知:最佳的参数范围是:摩擦因数为0.04,曲率半径在3 200~4 200 mm,阻尼系数为6 000,阻尼指数在0.2~0.4;在最优抗震体系下,结构位移和内力均显著降低,最大减震率分别达到了75.3%和82.3%,表明该体系大幅提高了拱桥抵抗地震的能力,为同类桥梁减隔震设计提供参考。

大跨度钢箱系杆拱桥减隔震措施对比研究

以某跨河大跨度钢箱系杆拱桥为研究对象,研究不同措施下桥梁的减隔震性能。通过“m”法,利用桥梁有限元软件Midas Civil进行动力分析;通过人工合成地震波,采用FDB模型、粘滞阻尼器MAXWELL模型进行模拟,对大跨度钢箱系杆拱桥进行非线性时程分析,对比分析摩擦摆支座、速度锁定器、拉索减震支座的减震效果。研究结果表明:三种减隔震措施下,墩柱所受的轴力差异较小,摩擦摆支座及拉索减震支座所受的剪力、弯矩差异较小,速度锁定器作用下,墩柱所受的剪力及弯矩差异较大。通过对比分析,选用摩擦摆支座能较好地满足工程需求,减震效果良好。

跨水域下承式钢箱拱肋系杆拱桥多机械协同施工技术

新建湄池大桥主桥上部结构为188 m单跨简支体系的下承式钢箱拱肋系杆拱桥,跨越浦阳江Ⅳ级航道。结合新建湄池大桥主桥上部结构的建造过程,对跨水域下承式钢箱拱肋系杆拱桥的施工技术进行了介绍。总结了钢箱拱肋系杆拱施工过程中采用水中浮吊+上桥履带吊+新型多功能滑移装置的多机械协同施工方法,并对基于滑移装置的构件运输、履带吊上桥措施、临时支架设计和验算等关键技术进行分析,为后续该类型桥梁的施工积累了经验。

提篮式拱梁组合体系桥梁拱梁结合段受力特性研究

为了解提篮式拱梁组合体系桥梁拱梁结合段的受力特性,以福州至长乐机场城际铁路乌龙江大桥为背景,建立该桥拱梁结合段精细化有限元模型,考虑几何大变形、材料非线性等效应进行全过程非线性分析,得到不同荷载阶段下拱梁结合段的应力分布,研究拱梁结合段的破坏模式和受力特性。结果表明:随着荷载增加,中拱拱脚外侧加劲肋与底板交界处最先屈服,最不利截面位于拱肋壁板与拱脚横隔板交界处;拱梁结合段的弹性承载力系数为2.32,塑性承载力系数为4.71。当荷载达3.57倍最不利荷载组合时,最不利截面拱肋壁板与拱脚横隔板相交的角点先达到屈服;当荷载达4.25倍最不利荷载组合时,1/2最不利截面屈服,屈服区域由角点屈服向拱肋上部区域扩展;当荷载达4.71倍最不利荷载组合时,最不利截面大部分屈服,拱肋壁板屈服区域向整个截面扩展,拱肋因屈服区域过大而丧失承载力。拱肋壁板屈服区域扩展过程中,内、外侧加劲肋逐步屈服;设置外侧加劲肋有利于推迟拱肋壁板的屈服。

下承式钢箱拱桥成桥索力及张拉方案分析研究

为更高效地确定下承式钢箱拱桥合理成桥索力以及施工阶段吊杆张拉索力,以某下承式钢箱拱桥为例,采用有限元软件进行模拟,得出最小弯曲能量法、零位移法、刚性支承连续梁法和刚性吊杆法4种方法的成桥索力及内力分布情况,分析几种方法的适用性,并通过提出的6种吊杆张拉方案,对比各方案下的张拉控制力及关键截面内力变化情况,探究不同吊杆张拉方案对结构的影响。研究结果表明:最小弯曲能量法得到的成桥索力较为均匀,而且成桥内力状态表现较好,更适合该类桥梁的合理成桥状态确定;从拱脚向拱顶依次张拉施工最为方便且吊杆张拉控制力更均匀,但会出现局部内力较大的情况;对称交替张拉吊杆能够改善局部内力较大的现象,但总体趋势不变;1/4拱肋处左右对称依次张拉吊杆易导致1/4拱肋处出现较大内力峰值,且出现张拉过程索力极值较大的情况;1/4拱肋处左右对称间隔张拉吊杆在关键截面处的内力较为均匀,且没有出现较大峰值,有利于结构安全。

钢箱拱桥斜拉扣挂施工法拆索工序研究

斜拉扣挂体系钢箱拱桥拱肋合龙后需进行拆索工作,拆索时桥梁各构件均会产生应力变化从而影响结构安全性。为探究钢箱拱桥合理的拆索顺序及拆索时可能出现的极限不对称状态,以车田江大桥为实际工程背景,建立有限元模型,分别模拟四种拆索方案对拱肋应力及位移的影响。发现当从拱顶向拱脚依次拆索时,扣索索力的增幅最小;相反,若从拱脚向拱顶依次拆索,则会导致拱肋的竖向位移和应力极值达到最大。因此,从拱顶向拱脚依次拆索的方案最符合实际施工需求。采用Midas/Civil软件对几种极限不对称拆索状态进行模拟,结果表明:扣索、背索的拆除应尽量同步进行,以确保结构稳定。同时,两岸的拆索进度差异以及左右两幅的拆索进度差异都应控制在1束索以内,以减小对桥梁结构的不利影响。

大跨度弯扭钢箱拱拉杆悬桥结构施工技术

华彩·海口湾广场项目主体结构由A,B座塔楼和C,D座裙房组成,C座裙房屋面设有大跨度弯扭钢箱拱拉杆悬桥结构,并与A,B座塔楼相连。该悬桥结构具有造型新颖、主要构件多为弧形等特点,且形式较复杂,构件截面多变,施工难度大。根据悬桥结构形式、特点与现场实际情况,对施工重难点进行分析,并研究钢格栅、拱脚节点、内拱、水平拉杆与外拱、斜拉杆与弧形悬桥关键施工技术。通过施工模拟与过程控制相结合的方式,保证工程质量与安全,缩短工期并节约成本。

下承式单拱斜跨空间索面钢箱拱桥施工技术

下承式单拱斜跨空间索面钢箱拱桥的外形美观、跨越能力强,但其单拱空中旋转的特殊结构,导致施工的难度更大。结合克兰河大桥工程实例,在常规下承式钢箱拱桥施工的基础上,于钢管支架体系中加入斜支撑、立柱等临时支撑结构,在提高支撑效果的同时,也减少了钢材的使用。另外,为保证施工稳定性,工程还通过有限元模型软件Midas/Civil模拟单拱进行内力分析,在主梁1/4 L和主梁3/4 L变形与位移最大的位置设置风缆,增强单拱的稳定性。结果显示,经过采用以上施工,提前20 d完成了施工,且节约大约30 t钢材,钢箱拱合龙施工顺利,单拱线形符合设计,工程施工稳定,有效验证了此种施工技术的经济合理性,具有显著的应用价值。

倾斜式钢箱拱结构分析与设计

钢箱拱应用广泛,以往的研究主要针对竖直的拱或水平的曲梁,对于倾斜钢箱拱研究较少。该文采用板单元对倾斜钢箱拱进行数值模拟,在考虑几何非线性和材料非线性的情况下模拟失稳的全过程,并对内力变化和极限稳定状态下的变形、应力分布进行分析。分析表明,倾斜钢箱拱从局部屈曲到整体失稳发展很快,工程中应注意稳定承载力的安全储备;倾斜钢箱拱的第二体系影响很大,钢箱拱的构造直接影响局部变形和第二体系应力,工程中应注意合理布置。

大跨度中承式拱桥钢箱格构梁缆索吊装施工技术研究

巫山大宁河大桥工程地势险要,施工风险高,钢箱格构梁吊装施工存在一定的技术难度。研究依托实际桥梁建设项目,对钢箱格构梁吊装关键技术进行了分析。研究结合具体施工环境,制订了本桥钢箱梁总体施工方案,即从两岸边跨向跨中吊装。针对不同位置处的节段,分别采用了边跨拱内吊装、拱内换钩吊装、扁担梁拱外吊装、合龙段单钩吊装的吊装方式。解决了吊装过程中遇到的施工场地狭窄,吊装施工难度大等工程难点,保证了工程质量和施工安全,以期为今后类似工程施工提供借鉴。

大跨度六线简支钢箱叠拱桥顶推施工工艺及经济性分析

本文以某项目特大桥为背景,介绍了大跨度六线简支钢箱叠拱桥步履式顶推施工工艺。通过对悬拼法和顶推法对比,确定采用“旁位拼装、先横移、再纵向顶推”的施工方案。分析了六线简支钢箱叠拱桥的结构特点和技术难点,为后续研究提供了支撑。

淄博孝妇河钢箱系杆拱桥总体设计

昆仑桥位于山东淄博市孝妇河,原桥由于年代较久且部分功能已无法满足现行标准,为融入当地文化,拟新建一座钢箱系杆拱桥,跨径布置为(7.125+33.75+7.125)m。新桥采用双向6车道布置,钢系杆外侧设置2~3 m变宽人行道。为适应桥面板双向受力且横向为主的受力特点,选用轻柔的密横梁正交异性钢桥面板体系。总体设计合理。主要阐述新昆仑桥的设计特点、构件连接、各关键工况钢构件验算与主要计算成果,并简要介绍施工要点。

衢州西站综合交通枢纽项目结构设计

杭衢高铁衢州西站综合交通枢纽及配套项目由综合交通枢纽、站前广场及匝道组成。为解决工程中大跨度拱形钢箱梁、单层网壳+钢网格筒柱、双曲面混凝土屋面以及钢箱梁弯桥等设计重难点问题,设计中对拱形钢箱梁、拉杆拱弧形屋面、钢箱梁弯桥进行结构分析,并对单层网壳+钢网格筒柱进行整体结构缩尺试验及整体结构有限元分析,同时对重要的圆管节点进行足尺试验和有限元分析。结果表明:拱形钢箱梁结构整体刚度好,设计合理;拉杆拱结构自平衡可有效减小基础推力和基础尺寸;单箱双室钢箱梁弯桥强度、刚度、抗倾覆验算均满足设计要求;单层网壳+网格筒柱整体结构在2.0倍标准组合荷载下仍能保持弹性受力状态;通过节点试验和节点有限元分析,验证了大跨度自由曲面钢结构圆管焊接节点的力学可靠性。

420 m网状吊杆拱桥拱肋提升锚固段制造工艺

济南某黄河大桥主桥420 m跨钢箱拱采用三段法安装,中段拱肋两端安装提升锚固座进行垂直提升,锚固座与连接拱肋组成的提升锚固段结构复杂、焊缝密集、制造安装精度要求高。从网状吊杆拱桥结构特点出发,分析了提升锚固段制造重难点,论述了提升锚固段的加工制造工艺,解决了提升锚固段制造过程精度控制、焊接变形等诸多技术难题。

网状系杆拱桥异形截面钢箱拱建造线形控制技术

以济南齐鲁黄河大桥为例,网状系杆拱不规则截面钢箱拱桥建造线形控制是一个较为复杂的过程,需从技术准备、拱节段加工、大节段试拼装、桥位安装等阶段重点控制,针对各个阶段主要控制点的研究,制定技术实施方案或作业指导书,严格控制各个工序技术项点或要求,通过项目实践,钢箱拱建造线形满足设计要求,线形顺滑,观感优良。

宽幅无风撑中承式连续梁拱组合桥总体设计

重点介绍嘉峪关市金港路上跨清嘉高速公路桥梁的总体设计和技术特色。该桥采用宽幅无风撑中承式连续梁拱组合桥结构体系,桥位处地震烈度高,为有效减小地震作用对桥梁结构的影响,在拱脚处设置摩擦摆减隔震支座,与传统中承式无铰拱桥有较大区别,为国内首座无风撑中承式连续梁拱组合桥。主桥跨径布置为(22+65+22)m,桥宽36m,主梁采用钢-混凝土组合梁,拱肋采用矩形薄壁钢箱,桥墩采用锥形实体墩,基础采用钻孔灌注桩基础。

基于三维激光扫描的钢箱系杆拱桥施工全息质量控制关键技术研究

在进行钢箱系杆拱桥施工的过程中,通过应用三维激光扫描技术不仅能够模拟钢箱系杆拱桥的施工过程,提前发现施工过程中存在的不稳定因素,还能够对钢箱系杆拱桥施工方案进行不断优化,提高其整体施工质量。总结分析钢箱系杆拱桥施工特点、三维激光扫描技术在钢箱系杆拱桥施工的应用作用、具体应用以及钢箱系杆拱桥施工全息质量控制关键技术等内容,为钢箱系杆拱桥施工质量控制提供参考。

大挑臂下承式连续梁拱组合桥设计

西宁祥瑞大桥为(40+120+40)m大挑臂下承式连续梁拱组合桥。主梁采用大挑臂钢箱组合梁,钢梁采用单箱三室槽形结构,桥面板采用钢筋混凝土结构。主拱采用由2片分离的拱肋及横向风撑组成的组合式拱圈,拱肋呈“纺锤”形。吊杆采用高强度钢绞线整束挤压拉索,索体采用多重防腐层和抗辐射老化措施。系杆由37股∅s 15.2 mm新型高强度钢绞线组成,分布在钢梁中间箱室内。桥墩采用花瓶形钢筋混凝土实体墙式墩,基础采用6根∅2.0 m钻孔灌注桩。彩虹状的拱桥造型极具地域特色,景观效果良好。大挑臂钢箱组合梁结构横向刚度大、抗扭性能好,具有良好的受力性能及经济性能。全桥采用先梁后拱的施工方案,钢梁采用顶推施工,拱肋采用液压提升系统安装,预制桥面板在大挑臂横梁上使用桥面吊机施工。