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。

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。

吊杆索力偏差对多肋钢箱系杆拱桥拱肋受力性能的影响分析

为配合交通量的增长和保证桥梁的造型美观,城市桥梁中出现了越来越多的多肋钢箱系杆拱桥。为研究吊杆索力偏差对多肋钢箱系杆拱桥拱肋受力性能的影响,以某多肋钢箱系杆拱桥为研究对象,采用数值分析方法,研究边拱肋和中拱肋吊杆索力偏差对多肋钢箱系杆拱桥拱肋内力和应力的影响。结果表明,中拱肋吊杆索力偏差对拱肋内力和应力的影响程度,明显大于边拱肋吊杆索力偏差对拱肋内力和应力的影响程度。由此说明,对多肋钢箱系杆拱桥而言,要特别注意中拱肋吊杆索力的变化对桥梁拱肋受力性能的影响。

特大跨径拱桥异形钢箱拱肋畸变翘曲效应影响研究

针对特大跨径拱桥异形钢箱拱肋畸变翘曲研究成果较少的现状,且为更好地把握空间异形钢箱拱肋的结构受力特性,合理控制截面畸变翘曲效应的影响,以某特大跨径拱桥为例,采用3D Experience simulia软件建立钢箱拱肋有限元模型,对钢箱拱肋截面畸变翘曲效应的主要影响因素进行了系统分析。通过分析可知,横隔板的最优间距约为3.0 m、最优开孔率为65%~85%;设置壁板加劲肋对钢箱拱肋的畸变翘曲和局部屈曲约束作用均比较明显;在不影响钢箱拱肋内部检修空间的情况下,设置分仓板对改善截面畸变翘曲作用明显。相关结论为优化调整钢箱拱肋构造提供了一定依据。

斜靠式钢箱系杆拱桥成桥索力检测及稳定性分析

为研究斜靠式钢箱系杆拱桥(5片拱肋)的稳定性,依托引江济淮工程下承式斜靠拱桥——创新大道桥,对成桥后的斜靠拱桥进行吊杆索力检测;并建立考虑几何及材料非线性的斜靠式钢箱系杆拱桥有限元模型,借助索力检测数据分别与设计索力值和模拟值对比分析,前者评价桥梁吊杆整体张拉控制效果,后者验证斜靠拱桥模型的可靠性;进而对该斜靠式系杆拱桥的稳定性进行了研究。结果表明:实测值与设计值最大误差为3.91%,该斜靠式拱桥吊杆整体张拉控制效果较好;实测值与模拟值最大误差为0.63%,验证了模型的可靠性。其次,施工全过程拱桥结构的稳定系数满足工程要求;斜靠钢箱拱对下承式系杆拱桥稳定性提升程度为72%,斜靠式系杆拱桥的弹性稳定性能高低取决于拱肋面外失稳出现的难易程度,初始几何缺陷对斜靠式系杆拱桥的稳定承载力影响较大;斜靠拱和风撑两者协同工作能显著提高结构稳定承载力。最后给出该类系杆拱桥的设计建议,为同类工程施工和设计提供参考。

溧阳景詹沙河大桥空间异形钢拱桥设计

溧阳景詹沙河大桥为(80+123+45)m的大跨径空间异形钢拱桥,采用空间异形钢拱与三跨曲线钢箱梁组合的结构,标准桥宽13.5 m。该桥拱肋以古琴造型为设计元素,拱肋内外边线采用幂次修正的对勾函数,截面为六边形,高62 m。全桥共设10根斜吊杆,上端采用耳板集中锚固于拱顶,下端采用锚箱与主梁连接,沿弧形道路中心线自然形成扇形索面。曲线主梁采用等高度单箱多室钢箱梁,梁高2.5 m,主墩,边墩处设置观景平台。主墩由钢拱脚和钢斜杆组成V构,可以有效减小主跨跨径、抵抗曲线钢箱梁外倾、部分平衡拱脚的水平力和弯矩。边墩采用V形立柱,桥头两侧为重力式桥台。经计算,拱脚节点、拱梁固结节点和拱顶吊杆锚固节点等关键节点构造的受力均符合要求。水中曲线钢箱梁采用带浮托顶推滑移的方法施工,主拱近似直线段采用在桥面上先纵向滑移再横向滑移最后竖向转体的方法施工。

目形钢箱拱肋截面承载力计算方法

以某大桥主副拱结合处的目字形截面为研究对象,采用有限元软件ABAQUS建立目形截面钢箱拱肋局部计算模型,进行目形截面承载力和截面屈曲变形研究,并分析了钢箱高度比、中板厚度及加劲肋数量变化对截面承载力的影响。结果表明:目形截面靠近角点处的变形大于板件中间部分的变形,靠近角点处的加劲肋设计是目形截面设计关键;目形截面的承载力折减系数受中板板厚及中板纵向加劲肋划分中板份数的影响较大;我国规范和日本规范不适用于目形截面承载力折减系数计算;根据参数分析结果进行拟合,提出了适用于计算考虑局部屈曲的目形钢箱截面承载力折减系数的计算公式。

异形钢箱拱肋吊装施工力学分析与吊耳优化设计

针对异形钢箱拱肋在吊装施工过程中的力学分析和吊耳设计问题,以京雄高速永定河特大桥为工程背景,建立异形拱肋节段在吊装施工中的有限元模型,根据约束点反力最小原则对模型边界条件的施加方案进行分析和比选,计算出拱肋节段的吊带张力。进而推导吊装角度的计算公式,通过吊带张力和吊装角度确定出吊耳的设计荷载后对吊耳结构进行尺寸优化,并对优化后吊耳结构和拱肋结构进行了强度分析,给出了拱肋局部加固方案。分析结果表明,采用有限元法计算出的吊带张力可为吊耳位置的布置、吊带吊具的选型和吊耳的设计提供参考;优化后的吊耳在满足强度设计要求的同时减重率达33.55%,确保了异形钢箱拱肋结构在吊装施工中的安全,降低了吊耳的制作成本。

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。

钢箱拱桥施工的过程控制

本文介绍了浠水河生态综合整治工程浠水六桥桥梁工程采用的系杆拱-预应力混凝土箱梁结构。阐述了如何根据施工技术要求,从拱脚预埋段安装、临时支撑安装、钢箱拱节段吊装、拱肋环口焊接、拱肋涂装、卸载并拆除拱圈临时支架、吊杆安装、桥梁整体面漆涂装等环节进行的施工过程控制,进而保证了钢箱拱桥的施工质量。

组合式空间曲线拱肋城市景观桥梁设计与分析

以深圳梦海前湾河桥为背景工程,介绍组合式空间曲线拱肋的梁拱组合体系城市景观桥的设计与施工特点。结合桥梁两岸道路、航道通行要求以及预留地下空间等综合因素,确定桥梁设计方案为155.5 m下承式梁拱组合体系桥。主拱采用三维空间曲线造型,三拱肋形式布置于桥面中央;主梁采用封闭的正交异性钢箱梁,桥宽达46.5 m,构造设计及受力复杂。通过美学设计和结构分析,进一步凸显城市景观桥梁的美学特点,优化结构构造,并采用空间有限元计算分析,论证了桥梁设计和施工方法的合理性,可为同类型桥梁设计、分析提供参考。

刚构-单肋拱组合桥梁的稳定性研究

刚构-单肋拱组合桥梁是一种新型的桥梁结构型式,稳定性问题是不可避免的。通过一座实桥建立有限元模型,分析了恒载、风载和列车荷载等荷载组合作用下的第一类稳定问题和考虑几何、材料等非线性因素恒载作用下的第二类稳定问题,并探讨了影响整体稳定的有关因素,得出材料非线性和非保向力效应对刚构-单肋拱组合桥梁的稳定性影响较大,在同类桥型的设计中应予以重视。

钢箱拱肋吊杆锚固结构受力分析

以重庆市江津区滨州路一号桥为研究对象,采用大型通用有限元软件ANSYS,分别建立了4种不同构造形式的吊杆锚固结构模型,进行计算分析。结果表明:吊杆与拱肋中心线夹角的变化对锚固结构的极限承载力、刚度变化影响微小,而圆管与拱肋底板连接形式对其影响较大。

南宁大桥弹性稳定分析

南宁大桥为外倾式非对称钢箱拱桥,分别建立全桥的杆系有限元模型和混合有限元模型,对其稳定性能进行分析。计算结果表明,对于薄壁箱形截面构件,采用杆系有限元方法计算的稳定结果偏于不安全,必须考虑其局部稳定的影响,采用混合有限元方法能有效地分析该类构件的稳定性能。

西江特大桥钢箱提篮拱架设施工技术

新建南广铁路西江特大桥主桥为（41.2＋486＋49.1）m中承式钢箱提篮拱桥,拱肋为变高度钢箱结构。拱肋G0～G3节段利用500t浮吊安装;G4～G21节段采用“缆索吊机＋扣挂法”悬臂拼装施工。为确保拱肋顺利吊装、架设及精确就位,缆索吊机采用扣缆塔合建方案;G4～G9节段吊耳布置在拱肋上翼缘板和上横断面处,G10～G21节段吊耳布置在拱肋上翼缘板;拱肋拼装到位后,采用连接件和限位牛腿临时连接;扣索扣点系统采用双向铰座方式,由扣耳、锚箱、销轴组成;锚索锚点布置于两侧的锚碇上;扣、锚索张拉端均设置于扣塔上。为保证成桥后线形和受力与设计状态一致,拱肋采用了“6＋1”的半长线法制造工艺,预埋段采取了精确空间立体定位技术,3个节段拼装后进行一次精确线形调整,合龙过程中采用了扣索索力调整和合龙温度控制等措施。该桥合龙后,主拱长、宽、高及对角线误差均在±2mm以内,满足设计要求。

大跨径外倾式拱桥钢箱拱肋拼装误差影响

分析了大跨径拱桥空间钢箱拱肋的施工特点。利用几何方法推导了空间钢箱拱肋节段拼装误差在拱肋最大悬臂端的累积规律。对首座大跨径曲线梁非对称外倾式拱桥——南宁大桥拱肋拼装进行了算例分析,分析了节段拼装线位移误差和角位移误差对最终拼装精度的不同影响,说明了拼装过程中对角位移误差进行精确控制的必要性。本文方法具有一般性,对类似工程有借鉴意义。

钢箱拱肋组合梁桥面系提篮拱桥结构计算的几点探讨

我国现行的公路、铁路桥梁钢结构设计规范落后于桥梁建设的发展,以至于在桥梁钢结构和组合结构设计与计算中一些问题无相应规范可依据。通过一座主跨100 m的钢箱拱肋组合桥面系提篮拱桥为例,对受压钢箱拱和钢-混凝土组合结构设计与计算中的几个问题参考国外相关规范进行了一些探讨,为同类桥梁钢结构与组合结构设计提供参考。

高速铁路钢箱叠合拱桥结构设计参数影响性研究

为了解结构设计参数对高速铁路钢箱叠合拱桥结构力学特性的影响,进而指导结构设计,以哈大高速铁路新开河桥(拱肋由上、下拱肋构成的新型桥梁)为工程背景,分析矢跨比、拱肋内倾角、横撑布置方式、吊杆布置形式、拱肋系梁刚度比等设计参数对该结构体系力学特性的影响。分析结果表明:矢跨比对拱脚内力影响较大,取值为1/5左右时较合理;拱肋内倾角对结构稳定与侧弯基频的影响较显著;横撑的数量、间距、刚度与布置方案对结构稳定性有显著影响,加强肋间横撑的横向或竖向连接均能有效地提高结构的稳定性;刚性吊杆的结构稳定性最好,柔性吊杆布置形式对结构竖弯基频与扭转基频影响较大;拱肋系梁刚度比对内力分布影响显著。

单拱双索面S形钢桥制作与安装

结合江阴市澄江路单拱双索面S形钢桥工程实例,简要介绍了该人行天桥钢箱梁及钢拱肋的结构特点、制作加工、现场安装及相关控制要点。该桥结构形式新颖、构造复杂,施工中严格执行《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001,并通过精确设计和合理制作工艺,成功进行了该人行天桥钢箱梁及钢拱肋的制作与安装,保证钢桥的质量和线形,达到节省工期和节约成本的目的。

下承式系杆钢箱拱桥动力特性及抗震分析

目的 研究下承式系杆钢箱拱桥的动力特性及其地震响应下的受力状态。方法 通过有限元软件Midas civil建立实桥模型,研究其结构自振模态和振型,在三种不同组合工况下输入地震荷载,分析拱肋内力、变形及吊杆索力在地震荷载组合作用下的变化规律。结果 因该桥两端拱座均为单点锚固,且拱肋外倾,吊杆只能受拉,所以该桥横向和竖向刚度小;在工况三作用下,结构内力和应力相对于工况一和工况二,最大减小幅度分别为30%和28%;三种工况分别作用下,拱肋位移数值变化最大为工况二作用下拱顶横向位移,位移值增大两倍。结论 拱肋的横向地震动响应结果表现最差,应采取相应措施增加横向刚度;该桥内侧吊杆索力远大于外侧吊杆,应加强对内侧吊杆监测。