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。

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。

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。

中承式钢箱提篮拱桥拱肋安装施工技术

车田江大桥主桥为280 m中承式钢箱提篮拱,拱肋采用全焊钢箱结构,拱肋安装采用缆索吊装和斜拉扣挂工艺。通过介绍该桥拱肋节段悬臂拼装施工技术,如拱肋首节段采用定位支架精确定位,拱肋标准节段采用缆索吊机配合斜拉扣挂系统进行精确安装,合龙段通过持续观测、吊装姿态模拟及精确配切等技术实现了拱肋的顺利合龙,可为类似工程提供参考。

钢箱提篮拱桥施工控制的关键技术研究

为了探讨大跨钢箱提篮拱桥施工控制的主要内容和技术难点问题,针对钢箱提篮拱桥施工控制的关键技术,提出一次张拉到位的思想方法确定主拱圈安装过程中的扣索索力和定位标高。应用扣索一次张拉到位的控制思想,对一座钢箱提篮拱桥实桥进行了施工控制计算,得出了合理的扣索索力和定位标高。通过与实测值比较验证了该方法是可行的和有效的。该方法可应用于采用斜拉扣挂施工工艺的其他拱桥的实际控制工程中。

钢箱提篮拱桥整桥模态试验研究

随着大型柔性桥梁建设的迅速发展 ,其长期安全运行的健康监测的评估得到很大关注。通过试验模态分析对验证设计、建立结构的动力学模型以及桥梁安全运行状态的评估具有重要意义。拱桥桥面主梁与拱结构耦合振动 ,其模态试验比斜拉桥更加困难。本文通过我国首座建成的云南小湾钢箱提篮拱桥模态试验和竣工试验 ,提出了一种节省试验成本的基于环境激励下桥梁模态试验方法 ,取得了拱桥整体振动的较为正确的模态频率、阻尼及较理想振型 ,与有限元计算基本吻合。

高速铁路大跨度钢箱提篮拱桥静动力性能试验研究

以南广铁路肇庆西江特大桥为工程背景,介绍高速铁路大跨度钢箱提篮拱桥的静动载试验和列车运行安全性试验方法。静载试验测试关键截面应力,挠度,梁端转角,支座位移及吊杆索力。动载试验对列车以不同速度过桥时关键截面的横、竖向动力响应进行量测,分析桥梁的动力特性。列车运行安全性试验对3个指标——轮对横向力、列车脱轨系数和轮重减载率进行计算,结合联调联试结果,对比分析货车和动车运行的稳定性。研究结果表明:该桥梁具有足够的强度和刚度,具有良好的静动力性能,同时验证了该桥梁设计的合理性和运营的安全性。

重庆菜园坝长江大桥主桥上部结构施工方案

重庆菜园坝长江大桥主桥上部结构为刚构与钢箱提篮拱、钢桁梁组合结构体系桥梁,主跨420m,技术含量高,施工难度大。着重介绍该桥的刚构、钢箱提篮拱与钢桁梁的施工方案、关键施工技术及施工控制要点。

南广铁路西江大桥桥位处良态风特性实测研究

为给复杂地形下的桥梁抗风设计提供指导,以肇庆南广铁路西江大桥为工程背景,依托大桥风环境监测子系统,对桥位处风场进行了现场实测,并以该实测数据为分析样本,从平均风与脉动风两方面研究了其风场特性,同时针对大桥不同测点风速展开了空间相关性分析。实测结果表明:受地形影响,桥位处10min平均风速呈非高斯分布,湍流强度、阵风因子随高度增加呈增大趋势;湍流强度、积分尺度均大于规范推荐值,纵向脉动风功率谱在高频段与Kaimal谱吻合较好,而在低频段相差较大,跨中与拱顶实测相关系数与Davenport公式计算值均存在一定偏差;基于此类地形下的桥梁设计需考虑地形的影响。

超大悬臂顶推钢箱提篮拱桥设计与施工

中交怒江连心桥主桥采用下承式提篮拱桥,拱肋采用钢箱拱,主梁采用钢-混凝土组合梁,吊杆为网状结构。施工采用主结构整体顶推方法,受限于怒江流速急、水深大,顶推施工最大悬臂达100 m。通过对施工过程的总体及局部模拟计算,并在施工过程中对应力、位移进行监控,对顶推标高及千斤顶支反力随顶推过程进行动态调整,最终主桥顺利就位。

成贵铁路鸭池河特大桥主桥结构设计

成贵铁路鸭池河特大桥为位于艰险山区的高速铁路桥梁。该桥主桥采用跨度436 m中承式提篮拱桥,矢高115 m,矢跨比1/3.8。拱座基础为整体式扩大基础。拱肋首次采用钢-混结合断面形式,并根据拱肋受力特点在拱肋不同部位采用不同组合形式。主梁采用预应力混凝土整体箱梁。吊杆采用1670 MPa高强度低松弛平行钢丝束,按顺桥向间距8 m布置。拱上立柱采用双柱式框架墩。拱座基础采用明挖法施工,拱肋钢结构采用缆索吊吊装,扣索斜拉扣挂法安装,钢结构成拱后,利用拱肋钢结构作为模板进行结合段混凝土浇筑;主梁采用满布吊架大节段现浇。对该桥主要结构进行静力、抗风、稳定性以及车-桥耦合分析,结果均满足设计要求。

重庆菜园坝长江大桥提篮钢箱拱施工工艺

重庆菜园坝长江大桥主桥采用刚构与提篮式钢箱系杆拱、钢桁梁的组合结构,主桥钢箱拱跨度为420 m,其提篮式钢箱拱分段长,吊重大,采用“倒拆计算法”与“正装计算法”对钢箱拱安装进行计算,介绍钢箱拱节段划分、组拼、吊装、焊接以及合龙段的施工工艺。

大跨径钢箱提篮拱桥吊索长度计算

吊索长度计算在钢箱提篮拱桥的计算中较复杂,直接影响成桥线性,在实践过程中,选用简便的计算过程和方法有重要的意义。以某桥为例,介绍钢箱提篮拱桥吊索长度的计算方法和过程,并提出在计算过程中值得注意的几点问题,对类似工程计算提供借鉴和参考。

云南小湾大桥主拱钢箱加工与制造

因地制宜、结合实际情况、制定钢箱提篮拱主拱钢箱加工的步骤、施工工艺和方法;通过设计和修建钢箱提篮拱,主拱钢箱的制造、焊接、拼装、运输和工地安装、焊接等工序,找出最合理的钢箱施工方案,为日后在设计类似结构时提供一些可借鉴的经验。

梁拱同步施工的钢箱提篮拱桥吊杆施工张拉力的计算方法

钢箱提篮拱桥吊杆索力对整个桥梁的线形起着决定性的作用。然而,针对不同的施工工序,各施工阶段吊杆张拉力的确定是一项复杂而困难的工作。根据实际工程梁拱同步施工工序,在倒拆的基础上,运用影响矩阵法,通过迭代得到施工中的初始张拉索力。结果显示:最终状态和设计能够很好地吻合,对同类拱桥吊杆施工张拉力的确定具有借鉴作用。

某三跨钢箱梁提篮拱静力及动力地震响应分析

以某三跨钢箱梁提篮拱为研究对象,采用Midas Civil 2006V7.4.1桥梁结构专用有限元分析软件建立该桥模型,进行了总体静力计算及动力特性分析,并在不同组合工况下进行了E1和E2反应谱分析计算。地震响应的结果表明,地震力特别是横桥向地震力对制动墩上的固定支座影响较大,同时对承台底水平内力及弯矩影响较大,在选取支座和进行桥墩设计时要尤其注意抗震设计。

重庆菜园坝长江大桥钢箱提篮拱施工技术

以重庆菜园坝长江大桥钢箱提篮拱施工为背景,经综合比较,采用了缆索吊单榀安装方案,对其施工方法及安全措施作了详细介绍,解决了施工场地及通航问题,满足了施工精度及工期要求。

中承式钢箱提篮拱桥设计

武汉市汉口至阳逻江北快速路新河大桥采用(48+196+48)m的中承式钢箱提篮拱桥。主拱采用等截面钢箱提篮拱,截面尺寸为2.5 m×4 m(宽×高),拱肋分为25个节段,采用斜拉扣挂缆索吊装法施工。2片钢箱主拱肋间设5道横撑,并外包装饰板。边拱采用预应力混凝土结构,为等高矩形截面,截面尺寸为2.5 m×4 m(宽×高),采用现浇法施工。主跨桥面系采用“钢纵横格子梁+混凝土桥面板”的组合梁体系,边跨桥面系采用混凝土格子梁体系;沿全桥通长设置钢绞线柔性系杆。吊杆采用环氧喷涂钢绞线成品索。拱座采用大体积混凝土结构,拱座主拱外包混凝土处设置装饰段,使边、主拱曲线流畅过渡。建立整体及局部模型进行计算分析,结果表明结构安全可靠。

大跨度连续下承式钢箱拱桥设计

为满足桥梁的景观和功能要求,小浪底坝后保护区交通桥上部结构采用(95+152+95)m三跨连续下承式钢箱拱结构。主梁为预应力混凝土π形梁,采用钢管桩+贝雷梁法施工。拱肋为钢箱提篮拱,结构用钢采用Q345D钢板,先工厂预制再现场焊接成型。吊索采用7根Ф15.2环氧喷涂无粘结钢绞线,缠包后热挤HDPE,抗拉强度标准值1 860 MPa。下部结构采用柱式台、倒V形实体薄壁墩、高桩承台、钻孔灌注桩基础。采用非线性程序TDV进行计算分析,结果表明,该桥的强度、刚度和稳定性以及抗震性能均满足规范要求。