The Study of Force and the Mechanical Characteristic of Incremental Launching Construction Method on a Steel-Concrete Continuous Beam Bridge

The usage of steel-mixed composite beams is quite extensive today.During an event of constructing steel-mixed composite bridges,the incremental launching construction method is generally adopted.This paper mainly analyzes the force of incremental launching construction on a steel-concrete continuous beam bridge,the classification of incremental launching construction,the application of incremental launching construction in steel-mixed composite beams,the temporary facilities existing in incremental launching construction as well as their existing problems.Lastly,the analysis of the stress of composite beams in incremental launching construction is described by using the reference for the construction of mixed composite continuous beam bridges provided.

系杆拱顶推施工方案及力学性能研究

为了探讨系杆拱结构的顶推方案及在顶推过程中的受力特点和设计要点,以某系杆拱桥的整体顶推施工工程为例,建立有限元模型,分析了系杆拱及导梁在不同顶推方案过程中的最值应力分布及挠度变形情况。研究结果表明:原吊杆连接方案(方案一)下,主梁及导梁变形过大,主梁应力过大,方案不可行,可通过增加梁高或者板厚来降低应力及变形,然而该法会造成外形不美观、造价偏高等情况;采用临时撑杆连接方案(方案二)时,受力得到优化,方案可行,然而靠近临时撑杆和端横梁的拱肋会出现较大应力,靠近顶推端部的两根临时撑杆中间主梁处会出现较大应力和变形;在导梁范围内,导梁端部会出现最不利挠度,需要注意控制导梁的整体刚度以及辅助墩上装置的竖向调节量,以免导梁和桥墩相撞。

济南齐鲁黄河大桥网状吊杆系杆拱桥施工关键技术

济南齐鲁黄河大桥主桥为(95+280) m+420 m+(280+95) m五跨三连拱下承式网状吊杆系杆拱桥,主梁采用钢-混组合梁,梁宽60.7 m,采用“先梁后拱”的施工工艺。钢箱梁采用“静动结合”的吊装技术,解决了有限作业空间下超重、超宽钢箱梁节段上桥的难题,钢箱梁采用智能化步履式顶推设备与坦克轮相结合的方式顶推施工,提高了顶推过程的可控性、安全性和高效性。3跨拱肋中2个280 m跨采用满堂支架法施工,420 m跨采用“三段法”施工,即通过满堂支架法安装两端60 m边拱肋,300 m中拱段采用在钢箱梁上低位拼装,然后整体提升中拱段,使其与边拱肋配切合龙。对吊杆张拉方案进行对比,基于有限元分析,以吊杆内力控制为原则,最终选择吊杆应力水平更低的从跨中向拱脚对称张拉的吊杆张拉方案,张拉过程中采用接长杆减少张拉工作量,使吊杆张拉更高效、安全。

宜宾临港长江公铁大桥主桥超宽钢箱梁施工关键技术

宜宾临港长江公铁大桥主桥为主跨522 m的公铁同层双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主桥钢箱梁宽63.9 m、高5 m,节段最大重量519.6 t。钢箱梁采用分部件加工、节段整体制作、场内预拼装方案制造。南岸钢箱梁采用边跨顶推+中跨单悬臂施工;北岸钢箱梁采用边跨存梁+双悬臂施工;中跨合龙段采用配切+顶推合龙。采用钢箱梁顶板与底板单元两拼工艺、钢箱梁锚固块体多工序组拼、预设反变形量的长线法总拼等制造技术,有效解决了超宽钢箱梁焊接变形量大的问题,大大提高了钢箱梁制造精度;南岸边跨钢箱梁利用中跨侧来梁进行顶推施工,解决了边跨运梁、吊梁施工难的问题,且避免了占用既有道路;北岸边跨钢箱梁利用枯水期预先存梁,解决了浅滩区钢箱梁施工受季节性水文影响大的问题,为双悬臂施工提供了先决条件;中跨合龙段采用现场配切+顶推施工,实现主跨钢箱梁精确合龙。

临时扣塔辅助顶推的钢箱梁结构参数分析

为研究临时扣塔辅助顶推施工中大跨钢箱梁、导梁和临时扣塔的受力行为,依托主跨为90m的汾水河大桥,建立了有限元分析模型,开展了最大悬臂状态下结构自重、扣塔高度与刚度、扣索位置、索力及刚度等参数的敏感性分析。结果表明:扣索位置为导梁前端下挠的敏感性参数,当外侧和内侧扣索水平投影长度均增大20%时,导梁前端下挠分别减小73%和38%,外侧扣索宜设置在其水平投影长度为60%~80%最大悬臂长度的区域;扣索索力为扣塔偏位的敏感性参数,当外侧和内侧扣索索力分别增大33%和50%时,扣塔偏位分别减小169%和136%;导梁自重为钢箱梁应力的敏感性参数,导梁自重增加20%,钢箱梁拉应力和压应力分别增大43%和37%。研究成果可为同类型桥梁施工提供借鉴。

钢箱梁横隔板优化布置对顶推施工力学性能的影响分析

针对斜交连续钢箱梁的横隔板布置方式,提出在钢箱梁斜交支撑位置处加密设置正交横隔板,通过建立钢箱梁的有限元全桥模型,对不同横隔板布置方案进行了对比分析。在顶推最不利工况下,分析了不同横隔板布置方案下的结构内力、挠度、支座反力、局部应力及扭转变形,验证了新型横隔板布置方案的可行性。结果表明,新型横隔板布置方案与常规布置方案在支座反力及弯矩分布上基本一致,优势主要体现在易于加工制造、整体自重较小且能显著减小支撑区域应力水平。新型斜交连续钢箱梁横隔板优化布置方式在顶推施工中满足强度设计要求。

超长距离顶推施工导梁屈曲分析研究

以某UHPC钢混组合梁全断面超长距顶推施工项目为背景,针对前置导梁容易产生加劲隔板焊缝失效缺陷等问题,采用SOLIDWORKS并结合ABAQUS有限元软件,选取实际导梁前三节段建立局部导梁分析简化模型,基于可能出现的隔板失效模式,进行含缺陷导梁的屈曲响应分析.结果表明:局部模型第三根纵隔板失效对导梁稳定性影响最大,该缺陷导梁一阶屈曲特征值由3.36下降至2.31.顶推施工中应频繁对第三纵隔板,以及处于三、四纵隔板之间的上下横隔板进行焊缝质量与局部变形检验,确保超长距离顶推施工中导梁截面的稳定性.

马鞍山长江公铁大桥主航道桥边辅跨钢桁梁顶推施工关键技术

马鞍山长江公铁大桥主航道桥为(112+392+2×1 120+392+112) m三塔三索面钢桁梁斜拉桥,Z1号墩至Z3号塔之间的边辅跨钢桁梁长504 m,分为19个施工节段采用顶推法施工,节段总重26 446.73 t。合理设置顶推施工大临结构,优化架梁起重机和节点式自动顶推系统,在顶推过程中对钢桁梁线形进行监测和纠偏,监测钢桁梁、钢导梁、临时墩及墩旁托架应力与沉降变形,确保钢桁梁顶推各项性能满足规范或计算限值要求;通过对架梁起重机、顶推系统及临时墩监测关键数据的实时采集分析,驱动BIM模型进行数据控制和全过程数字孪生,实现了变高空操作为平地操作。采用MIDAS Civil软件对钢桁梁顶推施工控制工况进行有限元分析,结果表明钢桁梁与大临结构的强度、刚度及稳定性满足要求。

基于单点顶推的双幅六跨刚构桥一次性合龙关键技术研究

依托全国首例双幅六跨连续刚构桥合龙项目,阐明了一次性合龙施工过程的单点顶推技术要点。针对主桥顶推施工难点,从局部构造和整体受力方面进行了优化,保证了顶推过程的可控性。在现场施工重难点梳理的基础上,针对合龙前的合龙温度选择、测量监控以及合龙过程中挂篮吊架设置、平衡配重、顶推布置、锁定、体系转换等关键技术严格把关,保证一次性合龙施工的可靠性,可为类似双幅多跨连续刚构桥合龙施工提供解决方案。

匝道桥单点连续顶推施工技术研究

顶推施工是桥梁上部施工常用的一种施工方法,具有跨越能力强、不影响桥下交通、适合高墩作业等优点。该文以某跨越既有高速公路匝道桥为例,介绍该桥吊装与单点连续顶推相结合的施工方法。在顶推过程中采取中轴线偏位、局部失稳、梁体竖向线形、应力监控、横向位移失稳和预拱度等控制措施,并对顶推过程进行受力分析计算,经计算,在顶推过程中导梁和钢箱梁强度、刚度满足要求,可以用于指导桥梁施工,并为类似桥梁施工提供参考。

洪奇门特大桥钢箱梁智能顶推施工关键技术

南沙至中山高速公路洪奇门特大桥主桥为(80.5+222.5+520+222.5+80.5)m双塔双索面半飘浮体系钢箱梁斜拉桥。大桥位于珠三角近海冲积平原滨海区,边跨分别位于洪奇沥水道浅滩区及大堤内侧,钢箱梁采用边跨顶推、中跨悬臂架设的施工方案。考虑钢箱梁顶推距离长、重量大、工期长,为确保施工安全并提高工效,边跨钢箱梁采用智能顶推施工,研发了一套完整的全场景智能化成套技术。将非均匀载荷条件下桥梁顶推智能同步控制技术、基于动态监测数据驱动的桥梁顶推智能纠偏控制技术、基于数字孪生的桥梁顶推施工智能监测与控制系统相结合,使结构状态和设备控制形成联动,50个钢箱梁节段顶推施工平均工效可达3.8 m/h,实现了桥梁顶推施工全过程状态的实时监测、动态可视、预警及智能控制。

大跨简支钢箱梁顶推及高位落梁施工关键技术

以长沙盼盼路上跨京港澳高速公路立交桥工程为依托,针对其桥下交通繁忙、顶推坡度大、落梁总高度高等难点,提出一种钢箱梁大坡度步履式顶推及高位落梁施工方法。钢箱梁拼装完成后,在预拼场先行施工部分桥面附属设施并配重,随钢箱梁同步顶推,从而减少后期桥上高空作业;在大坡度引桥上方进行钢箱梁顶推施工时,通过后支点循环分级升梁,调整钢箱梁线形;在临时支墩上进行高位落梁时,在钢箱梁底板上设置落梁吊挂系统,采用子、母双重循环方式,通过在步履机搁墩、步履机滑箱和置换墩之间反复“倒顶”,将高位落梁转换为连续分级低位落梁;通过分析各个工序转换时顶推及落梁系统的高程匹配与约束条件,建立适用于一般情况的系统高程计算式,给出合理的参数范围。

余姚江特大桥顶推施工分析与监控技术

目前,顶推施工在大跨径钢桁梁施工领域得到了广泛的应用。以余姚江特大桥钢桁梁顶推施工过程为研究对象,采用midas Civil建立该桥的有限元模型,分析了各个施工阶段梁端挠度、杆件应力的变化情况,并在现场设置挠度、应力监测点获取实测数据。通过梁端挠度与杆件应力的理论分析数据、实测数据对比发现:两者基本吻合,理论模型可较好地反映顶推状态。通过监控梁端挠度、杆件应力,可以及时调整顶推梁姿态,以保证顶推施工的安全进行。

大跨度钢箱梁步履式顶推施工控制研究

大跨度钢箱梁步履式顶推施工控制是确保施工过程中结构安全,成桥线形和应力符合设计要求的关键。本文以官溪河大桥主桥为工程背景,对大跨度钢箱梁步履式顶推施工控制进行研究。采用有限元仿真分析方法对全桥施工过程进行分析,研究顶推施工过程中主梁线形和应力的变化规律,确定各梁段施工预拱度。制定现场施工监控方案并开展施工中线形和应力实时监测,通过对理论值与实测值对比分析,表明施工过程中全桥线形和应力控制良好,施工过程结构安全。

基于双滑块的钢桁梁顶推施工主桥下部结构受力优化设计

为减小对通航的影响,余姚江特大桥钢桁梁采用河道中不设临时墩的顶推法施工,但当处于最大悬臂状态时,下部结构将会受到较大偏心荷载作用。为了研究余姚江特大桥钢桁梁顶推施工过程中下部结构受力情况,建立该桥下部结构的有限元模型,从减小偏心距离和偏心力两个方向考虑,经方案比选,确定了一种采用双滑块优化受力的顶推方案。验算结果表明,该方案有效地改善了下部结构的受力情况,减小了主墩及基础所受的偏心弯矩,桩基拉力最大为811.2 kN,满足规范要求。滑道梁等临时结构的强度、刚度也均满足规范要求。

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。

无合龙段变高度连续钢箱梁桥顶推施工关键技术研究

以某实际工程为背景,介绍了适用于大跨变高度连续钢箱梁桥在跨中不具备设置临时墩条件下的顶推施工方法以及结构内力、线形控制技术。针对主梁梁高变化大和梁底曲线的结构特点,通过主梁立面姿态旋转的方法降低顶推抄垫高度,并采用步履机顶设置转动球冠和调整楔形块的方式适应梁底曲线与顶推设备的贴合需求。针对顶推施工过程中主梁端部挠度过大、合龙口相对高差明显、悬臂根部负弯矩显著增大的问题,基于无应力状态法思想,研究采用了两侧对顶加临时扣索辅助合龙的工艺,优化了结构成桥内力状态,降低线形控制风险;并对顶推过程中钢箱梁底板局部稳定、纵向倾覆稳定性等问题进行了计算分析,提出了相应控制措施。

铁路站房建造技术创新探索

铁路站房建造技术推动铁路建设高质量发展。聚焦铁路站房建设重难点,总结分析铁路站房高架层顶推、全装配式混凝土雨棚、站房下穿既有地铁保护3项创新技术,从模拟、评估、分析、监测、试验与实践等全过程进行探索研究,提出站房建设高效建造和运维的新思路、新方法,建立设计、加工、施工成套关键技术架构体系,攻克了站房建设难题,降低了施工风险,提高了建造效率和质量,为今后站房建设施工提供了全新的解决方案和思路。

长挑臂闭口钢箱组合梁桥设计及其关键技术

为满足黄河桥梁跨度需求和减少临时施工设施对黄河泄洪的干扰,该文以临猗黄河大桥为依托,其主桥采用(112+28×128+120) m连续长挑臂闭口钢箱组合梁,共分两联,最大联长1 912 m。钢箱组合梁采用无临时墩顶推法施工,闭口钢箱梁顶推到位后再安装桥面板,桥面板安装顺序为先跨中正弯矩区后支点负弯矩区。重点对组合梁负弯矩区力学性能优化措施、斜撑抗疲劳设计和2.5 m高声屏障抗风优化设计3个关键技术问题开展研究,结果表明:负弯矩区采用双结合构造可降低钢箱梁底板压应力和桥面板裂缝宽度,张拉体外预应力钢束的优化效果随着混凝土收缩徐变作用逐渐降低;相同截面积的方钢管斜撑抗疲劳性能优于圆钢管;折线形声屏障可有效抑制主梁涡振响应。

庐山站超大体量高架站房上跨营业线钢结构整体顶推关键技术

针对天桥、连廊和高架站房组成的异形不等高钢结构体系整体跨铁路营业线施工难题,建立该结构体系的数值分析模型,对其顶推全过程进行模拟仿真分析,通过结构物关键部位的风洞试验,考虑极端温差、强风以及极端温差和强风耦合作用下,分析异形不等高结构体系整体跨营业线施工过程受力与变形情况。相应提出的施工方法能够满足异形不等高钢结构体系整体跨铁路营业线施工安全性要求。通过构建异形不等高钢结构体系整体跨越营业线施工风险监测预警系统,实现结构体系跨越营业线施工风险的定量评估和智能化预警。