劲性骨架拱桥外包混凝土底模设计及拆除研究

为了探究大跨劲性骨架拱桥拱圈外包混凝土底模拆除工艺技术以及底模体系安全性问题,以奉节梅溪河双线特大桥为研究对象,从底模拆除的工艺流程探究其经济性、安全性,从底模模板系统的受力验算探究其设计合理性、安全性。为了验算底模模板的支撑安全性问题,依据相应的安全技术规范,对模板使用过程中可能出现的各种荷载进行计算,并按最不利进行荷载组合,计算模板使用过程中的荷载值;结合计算得到的最不利荷载值,对模板进行面板计算、次楞计算、主楞计算和吊杆计算,使其满足要求,进而确保模板在使用过程中的支撑安全性问题。结果表明,通过底模模板系统验算,其设计合理,底模拆除工艺采用吊篮结合吊具的方法,缩短了工期,减少了施工人员的投入,大大降低施工成本。

C80钢纤维混凝土拱圈温度试验分析

为了研究C80钢纤维混凝土水化热过程和日照作用下的温度场分布情况,以某山区拱桥拱肋为研究对象,对拱圈夏冬季节1#节段浇筑过程和浇筑完成后截面温度进行了持续监测,分析了在水化热过程中和日照作用下拱圈截面的温度场演变特征。结果表明:混凝土拱圈在浇筑初期快速升温,冬季最大峰值温度达到了44.8℃,夏季最大峰值温度达到了59.2℃,拱圈截面板厚方向测点最大温差达到了7.4℃。拱圈在拆模后箱外侧混凝土温度随外界环境变化呈现周期性波动,顶底板同一时刻峰值温差达到了5.6℃。

大跨径上承式钢管混凝土拱桥拱上建筑施工顺序优化

对大跨径上承式钢管混凝土拱桥拱上建筑施工顺序进行优化,采用有限元软件Midas/Civil对拱桥建模并进行数值模拟分析,计算施工方案1(从拱脚向拱顶架设拱上立柱,再从拱脚向拱顶架设T梁)、施工方案2(从拱顶向拱脚架设拱上立柱,再从拱顶向拱脚架设T梁)、施工方案3(从拱脚向拱顶方向同时架设拱上立柱和T梁)、施工方案4(从拱顶向拱脚方向同时架设拱上立柱和T梁)等4种方案下主拱圈控制截面的位移、应力和稳定性。在保障工程施工安全的前提下,遵循对称加载的原则,优化调整拱上建筑施工顺序。结果表明:成桥后施工方案3的位移和应力最小,且施工拱上建筑中,位移和应力变化幅度最小,施工方案3为最优施工方案。施工方案3对应的施工顺序满足结构施工安全的要求,且拱上立柱和桥面T梁可同步施工,有效缩短施工周期。

南宁大桥非对称外倾结构设计与抗震研究

桥梁是城市道路交通网络的命脉,对城市交通基础设施的修建、完善起到重要意义。随着钢管-混凝土结构理论的不断发展与完善,钢管混凝土在拱桥结构中得以应用并发展迅速。然而,钢管混凝土拱桥的安全性问题,尤其是大跨度的钢管混凝土拱桥,其结构设计与抗震研究一直是目前土木工程界研究的焦点。以世界首座大跨径曲线梁、非对称外倾组合拱桥南宁大桥为例,分别从建筑构造、结构设计、抗震性能三个方面,剖析非对称外倾组合拱桥结构设计与抗震机理,并与广西南宁市对称非外倾混凝土组合拱桥——永和大桥的地震响应进行对比,为钢管混凝土拱桥结构设计方案的改进提出合理建议。

大跨悬浇钢筋混凝土拱桥施工要点探究

钢筋混凝土拱桥规模不断扩大,人们对其建设质量提出了更高的要求。大跨悬浇拱桥施工技术在不断更新,性能更加优良,功能更加强大,更加符合工程建设的各项要求,但与此同时,其施工专业性要求更高,施工难度也有所增加。因此,在具体施工中需要把握大跨悬浇钢筋混凝土拱桥的施工要点和注意事项,有针对性地开展质量控制工作,发挥技术优势,提高此类拱桥的建设质量。分析了大跨悬浇钢筋混凝土拱桥的施工方法,并提出几点有效的控制措施,以期为相关工程建设提供参考。

600 m钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈混凝土浇筑方案研究

主拱圈混凝土浇筑是建造600 m跨径钢管混凝土劲性骨架铁路拱桥的关键环节,为此提出某600 m跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥的主拱圈混凝土浇筑方案,具体为:采用四工作面法,主拱圈截面分为6环,并设1组斜拉扣索辅助调载,适当调整1环混凝土在各工作面上的浇筑顺序和节段长度。采用有限元法对施工全过程进行模拟分析,验证该方案可行性。结果表明:在主拱圈拱脚和控制性截面应力过程线峰值处分别设置工作面,且首先在第二工作面上浇筑一定长度的混凝土节段,再同时浇筑第一、第二工作面混凝土节段,可有效降低浇筑过程中结构的瞬时应力;通过在主拱圈拱脚附近设置斜拉扣索并适时调整索力作为辅助调载措施,可达到调整拱脚截面应力和保持拱轴线合理下挠的目的;通过合理设置工作面和辅助措施,适当确定混凝土浇筑顺序和节段长度,可保证主拱圈外包混凝土浇筑期间结构应力和变形控制在容许范围内。

大跨度钢管混凝土拱桥吊杆索力优化实用方法

为了简化大跨钢管混凝土拱桥的合理成桥索力调整方案,建立了一种新的吊杆索力优化调整方法。首先基于索力优化的影响矩阵原理,提出了合理成桥索力计算方法,然后结合钢管混凝土拱桥自身受力特性,针对工程中常用的影响矩阵法进行改进。结果表明:优化后的方法可使吊杆张拉简单快捷,利用改进后的影响矩阵法进行大跨钢管混凝土拱桥吊杆索力的调整,更符合吊杆调整的实际施工过程。

中承式钢管混凝土拱桥拱肋关键参数影响分析

为寻求钢管混凝土拱桥拱肋关键参数的合理取值,分析拱肋关键参数对钢管混凝土拱桥结构力学行为、桥梁景观和工程造价等方面的影响。以净跨径360 m中承式钢管混凝土拱桥为背景,结合既有经验,以矢跨比系数(矢跨比倒数)、拱轴系数和主管管径为单因子变量建立17个主桥有限元模型,研究恒载作用下各关键参数对主拱内力、变形和稳定性等的影响规律。结果表明:随着矢跨比系数增大(矢跨比减小),拱肋的竖向刚度减小,弦管轴力和拱脚水平推力增大,关键截面偏心距标准差呈波浪形变化,主拱稳定系数先增大后减小;上弦管拱顶处轴力对矢跨比系数的敏感性高于拱脚处,下弦管相反。随着拱轴系数的增大,关键截面偏心距标准差先减小后增大,拱肋成拱后马鞍形效应越突出;拱脚截面、L/4(L为主拱跨径)截面和拱顶截面弦管轴力对拱轴系数敏感性较高,L/8截面和3 L/8截面的较低。管径为1~1.2 m时关键截面偏心距标准差基本相同,随着主管管径增大,主拱稳定系数增大。背景桥梁矢跨比、拱轴系数和主管管径分别取1/4.0、1.55、1.2 m时可兼顾景观、受力和经济性。

特大跨钢筋混凝土肋拱桥建造技术

钢筋混凝土拱桥因受力合理、全寿命周期维护成本低,成为深沟峡谷、地震多发等地区最具竞争力的桥型。特别是劲性骨架成拱的钢筋混凝土拱桥,无需支架、施工安全、截面参与施工受力,已成为大跨钢筋混凝土拱桥建造最优技术之一。原有劲性骨架法成拱技术,受到主拱结构构造差、骨架强度低、刚度小、外包混凝土施工环节多等诸多因素限制,国内建设数量较少。为攻克技术难题,依托320 m官盛渠江特大桥,对劲性骨架钢筋混凝土拱桥再创新,提出强劲骨架建造特大跨钢筋混凝土肋拱桥的建造技术,该技术提出的新结构、新材料、新工艺和新装备等科技成果,可简化特大跨钢筋混凝土拱桥施工流程、降低施工风险、节约施工工期,结构设计合理、材料利用率高、节约工程造价,社会经济效益十分显著。

大跨度钢筋混凝土箱型拱桥缆索吊装施工技术分析

公路桥梁建设中,缆索吊装施工技术凭借其适应性强、安全性及效率高等诸多优势得到广泛用。文章以某桥的建设为例,对大跨度钢筋混凝土箱型拱桥缆索吊装施工技术展开研究,针对缆索吊装施工方案、缆索吊装设计及施工进行分析,并提出缆索吊装的技术要点,以此为类似工程施工人员提供参考,使缆索吊装施工技术得到高效运用。

大跨度中承式钢管混凝土拱桥荷载试验研究及其结构性能评价

大跨度中承式钢管混凝土拱桥具有轻质高强、跨越能力大、施工方便、造价低等优势,近年来作为拱式体系桥梁被广泛应用于公路和城市道路建设中,由于该类桥型的构造形式和受力特点较常规桥梁复杂,因此对其静力和动力特性进行了研究,采用Midas civil软件建立了桥梁有限元模型,结合静载试验和动载试验研究,并应用加载和工况优化原则,给出了大跨度中承式钢管混凝土拱桥的结构性能评价结果,为同类桥梁的结构性能研究提供了参考。

中国科学院大学存济医学院基础医学大楼廊桥结构设计

中国科学院大学存济医学院基础医学大楼,整体呈“口”字型布局,由于建筑高度及结构形式不同,设缝划分为三个结构单元,即“U”字型框架-剪力墙结构的教学试验楼、高度35m的剪力墙结构荣誉塔以及“一”字型36m的大跨度拱桥。拱桥跨度大,同时边拱上托一层框架,且建筑造型及装饰荷载较大,设计时采用型钢混凝土拱梁及型钢混凝土支承柱墩,并在支承柱墩之间设置型钢混凝土水平拉梁,有效地解决了拱脚推力对于支承柱墩及结构整体的影响。本文通过案例介绍了大跨度拱桥的设计、计算分析及两种方案的比较,并提出对于关键构件及节点的设计及采用的加强措施。

基于动静载试验的大跨度混凝土拱桥承载力评定

桥梁作为我们日常交通出行中不可缺少的构筑物,随着时间的延伸,其承载力和安全性等性能却在不断降低。本文以某大跨度混凝土拱桥为例,运用Midas建立有限元理论分析计算模型,并通过动静载试验,获得大桥结构在静载试验下结构应变及挠度变化情况,动载试验下结构的自振频率及冲击系数等动力特性,从而判断该桥的实际承载能力是否满足结构的安全使用要求,建立桥梁“指纹”档案。

大跨度拱桥的非线性与稳定分析

考虑施工过程中结构体系不断变化、荷载逐步增加以及拱桥结构大位移等因素 ,建立了大跨度拱桥结构的非线性稳定计算模型 ,编制了相应的程序 .文中对某拱桥施工全过程的稳定性和几何非线性进行了模拟计算 ,得出了各个施工阶段稳定安全和非线性影响系数 ;

大跨劲性骨架拱桥外包混凝土浇注方案

以在建昭化嘉陵江大跨劲性骨架拱桥为研究对象,采用Midas Civil 2010建立拱箱的梁-板组合有限元模型,对该桥的外包混凝土施工过程进行计算,探讨不同的浇注方案对劲性骨架拱桥的受力及挠度的影响,并考虑施工过程中的稳定性,为同类型桥梁施工提供参考和借鉴。

无铰钢管混凝土拱桥增跨顶升关键技术

为满足交通需求,厦门市某无铰钢管混凝土拱桥桥下道路需从双向6车道拓宽至双向10车道,相应需对原拱桥进行顶升增跨改造。改造需将原拱桥整体提升1.7 m,跨径由43.2 m增加至46 m。改造时首先在原结构上张拉临时系杆,使桥梁由无铰拱变为系杆拱,然后进行拱脚切割、顶升增跨施工,最终形成新的无铰钢管混凝土拱桥并解除临时系杆。为确保各施工阶段结构的安全,采用ANSYS建立拱桥有限元模型,对施工全过程进行仿真分析及位移和应力监测。仿真分析及监测结果表明,结构实际位移及受力与理论分析结果吻合较好;改造全过程中结构位移及受力的变化均在合理范围,不影响改造后的使用安全。

基于BIM技术的大跨度桥梁施工管理平台研发及应用

针对大跨度钢管混凝土拱桥设计和施工特点,采用CATIA建立桥梁三维模型,研发了基于CATIA的桥梁模型属性添加插件和建筑信息模型(BIM)设计、施工管理平台,并将其应用于大跨度钢管混凝土拱桥——夜郎河双线特大桥项目的规划、设计、施工等全过程。研究表明:基于BIM技术,在项目规划阶段可指导场地规划和运输线路拟定,在设计阶段可完成设计方案比选和设计优化,在施工阶段可实现工程量统计、预制构件定制、指导劲性骨架吊装、4D施工模拟与三维技术交底,显著提高了桥梁信息化施工管理水平和建造效率,为桥梁工程设计施工管理另辟蹊径。

大跨中承式钢管混凝土拱桥的自振特性及稳定性

对一大跨中承式钢管混凝土拱桥分别进行了自振特性分析及稳定性分析,研究了设计荷载、拱肋矢跨比、拱面内倾角对大跨中承式钢管混凝土拱桥自振特性、弹性稳定性及弹塑性稳定性的影响。研究表明,降低拱肋矢跨比或将拱面内倾均可有效改善大跨钢管混凝土拱桥的横向面外刚度,提高结构的面外振动频率,并使结构稳定性呈现不同的变化规律。综合考虑自振特性及弹性稳定性两种分析结果比单纯依靠自振特性分析结果评价结构参数取值更合理。本文讨论的360m跨度中承式钢管混凝土拱桥矢跨比宜在1/4附近取值,拱面内倾角度不宜超过10°。

我国混凝土拱桥应用现状与展望

收集到我国跨径不小于100 m的混凝土拱桥共计313座(截至2020年11月).对混凝土拱桥的应用概况、桥型、结构参数和施工方法等进行分析,并与2007年的统计资料进行对比.结果表明,2007年以来,我国混凝土拱桥的修建数量不断增多,跨径不断增大;西南地区应用较多;以公路桥应用为主,铁路桥的应用不断增加;上承式无铰拱所占比重增大,轻型拱已无修建;主拱混凝土强度持续增高;施工方法增多,但仍以悬臂拼装法为主,跨径大于250 m以上时,则以埋置拱架法(Melan法)为主.今后在混凝土拱桥新材料、新结构、新工艺上还应不断创新,使其更好地服务于我国社会经济发展.

大跨度活性粉末混凝土拱桥试设计

以主跨420 m的万州长江大桥作为原型,进行了大跨度活性粉末混凝土拱桥试设计的初步分析.分析结果表明,利用活性粉末混凝土的高强度和高性能,在设计时可以采用更薄的截面形式,有效地减轻拱圈的自重,从而使主拱圈在自重作用下的内力降低,施工难度也随之降低.初步研究结果表明,活性粉末混凝土在大跨度拱桥中的应用是可能的.