新型装配式梁柱节点有限元参数分析

提出了一种装配式梁柱节点新形式,带悬臂梁段的框架柱与框架梁进行拼接,通过L形角钢进行节点加强,形成全螺栓装配式节点。为研究该节点的力学性能,以前期试验作为研究基础,对带悬臂梁段拼接的装配式新型梁柱节点采用ABAQUS软件进行参数分析。首先建立装配式梁柱节点的足尺试验模型,与试验结果进行对比验证;然后,对带悬臂梁段拼接节点进行参数化分析并且考虑加劲肋数量、横板厚度、耳板厚度、L形角钢长度和翼缘螺栓数量的因素,得到不同参数下节点的力学性能。

武汉青山长江公路大桥宽幅钢箱梁悬臂拼装横向线形匹配技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938 m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,主跨整体式钢箱梁高4.5 m、全宽48 m,采用500 t架梁吊机分节段悬臂拼装架设。钢箱梁悬臂拼装时,架梁吊机站位节段、待架节段由于荷载及约束不同,横截面变形呈现出不同的趋势,线形匹配难度大。为解决该问题,主跨钢箱梁悬臂拼装时选择上、下游分体式架梁吊机,减少架梁吊机自重;经比选选择横桥向27.7 m间距的架梁吊机站位,减小了架梁吊机荷载对横向线形匹配的影响;通过设置顶压装置(由顶压牛腿、支承底座组成),在架梁吊机站位节段、待架节段钢箱梁边腹板处施加1500 kN顶压力,配合少量马板,一次加载完成对接口竖向变形匹配调整。施工后,钢箱梁横向线形匹配精度均满足要求。

大跨公铁两用钢桁拱桥边跨施工关键技术

常泰长江大桥天星洲专用航道桥为(168+388+168)m大跨重载公铁两用钢桁拱桥。主梁采用2片主桁双层板桁组合结构,边跨钢梁施工采用架梁吊机悬臂散件拼装。为确保边跨钢梁架设轴线和竖曲线线形,按照最快形成稳定桁片结构原则拼装,上墩前悬臂拼装并形成三角桁片稳定结构后再实施抄垫;在钢梁架设过程中对钢梁标高进行调整,精确控制钢梁上墩标高;为确保边跨钢梁架设结构受力满足要求,通过有限元理论分析比选,确定临时墩最优脱空时机;采用“基于空间六点调位法”对边跨钢梁进行整体精确定位;主墩支座采用重力法灌浆;基于多点变形协调,通过优化杆件安装工艺,解决了超静定结构杆件带力安装难题。

济阳黄河公铁两用特大桥施工关键技术

济阳黄河公铁两用特大桥主桥为(84+144+228+240+300+120+60)m非对称、多跨、不等高、矮塔钢桁梁斜拉桥,采用塔梁固结、塔墩分离的结构体系。主梁采用N形双主桁、双层桥面布置,上层通行6车道公路,下层通行双线铁路。主墩桩基利用黄河枯水期采用大型旋挖钻机成孔,位于黄河主河槽的主墩承台采用锁口钢管桩围堰成套施工技术,其余主墩采用钢板桩围堰施工。主墩承台大体积混凝土结构采用自动测温及内部循环冷却水控制的智能化温度控制系统,承台混凝土未出现有害裂纹。钢桁梁利用门吊吊装杆件,设置墩旁托架和临时墩,采用双悬臂拼装+单侧悬臂拼装方式架设,结合钢塔两侧跨度不对称及跨黄河险工河段、施工条件受限等特点,通过定点精确配重+移动配重+索力调整,确保了钢桁梁线形满足设计要求、架设过程安全稳定。钢塔利用组合起重设备和定位工装分节组拼,钢横梁利用塔顶吊架整体提升,保证了钢塔安装精度。

星载迈克尔逊干涉仪扫描角镜装调工艺研究

针对星载迈克尔逊干涉仪悬臂式扫描角镜组件装调维度多、装调精度高、检测困难等技术难点,提出了一种“向量解析+精密微动调整”方法,通过建立装调及检测基准、将角镜组件简化为空间点向量、采用“先法向后平面”的调整顺序、利用专用精密微动装置等措施,实现了空间多自由度角镜组件的高精度调整,角镜顶点位置对称度装调后达到8μm,优于0.01 mm的设计指标要求,有效提高了装调精度,缩短了装调周期。

悬臂拼装施工的预制节段箱梁桥预应力参数优化

为揭示预制节段箱梁桥预应力相关参数对悬臂拼装阶段和合龙阶段箱梁横截面应力及施工期线形的影响,选取某工程一联三跨预制节段箱梁桥,针对悬臂拼装阶段和合龙阶段不同预应力参数取值对桥梁受力状态及变形特征的影响进行数值模拟。研究结果表明:预制节段箱梁桥顶板钢束最优张拉控制应力为预应力钢束抗拉强度标准值的0.70~0.75倍,与此同时应控制预应力钢束截面积不低于0.000 98 m^(2)(7Ф15.2 mm)。顶板单侧钢束组预应力合力作用线与顶板中轴线之间的距离,即顶板预应力合力偏心距宜取箱梁宽度的0.22~0.26倍。合龙阶段采用先张拉底板、腹板通长钢束,再张拉中、边跨局部钢束的方式可使桥梁在不同张拉阶段之间的线形及横截面应力变化更加平缓,有利于施工期间结构的安全控制。

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。

大跨梁桁组合结构高铁斜拉桥主梁施工方案比选

西十高铁汉江特大桥主桥为(67+70+73+420+73+70+67) m斜拉桥,主梁采用预应力混凝土箱梁和加劲钢桁架组成的梁桁组合结构,钢桁架下节点与预应力混凝土箱梁采用PBL键连接。边跨及塔区混凝土主梁采用支架现浇施工,为选择合理的中跨混凝土主梁施工方案,提出5 m节段悬浇施工、10 m节段悬浇施工、5 m节段预制悬拼施工3种方案,从建设条件、结构受力、行车动力性能、桥面线形、施工工期和投资等方面对3种方案进行对比。结果表明:5 m节段预制悬拼施工方案的工期最短,但投资最高,且受建设场地和运输条件的制约;节段悬浇施工技术成熟,技术风险及质量风险低,相比5 m节段,10 m节段悬浇施工方案虽然投资略高,但能够有效节省工期达5个月,且结构受力性能、行车安全性及舒适性、桥面线形均满足相关要求,在保证施工监控精度的前提下,成桥线形也在可控范围内,该桥最终选择10 m节段悬浇施工中跨混凝土主梁。

山区铁路不对称连续钢桁梁柔性拱桥主梁设计

研究目的:钢桁梁柔性拱桥普遍为对称结构,但对于山区铁路桥梁,需要考虑桥址地形、地质条件、建造条件及抗震性能等多种因素。本文以山区铁路某跨越V形深沟桥梁为研究背景,针对地形陡峭、施工空间狭小、施工难度大的特点,提出一种非对称钢桁梁柔性拱桥式方案,为山区铁路桥梁选型拓宽思路。研究结论:(1)采用(216+144)m不对称连续钢桁梁柔性拱桥方案,适用于桥址处的建设条件;(2)通过建立有限元模型,对本桥进行静力和动力计算分析,表明本桥结构刚度、杆件强度等各项力学性能均可满足规范的要求;(3)桥面系采用纵横梁桥面体系,纵梁上设置道砟槽板,减轻了桥面系自重,解决了桥面系后期维修和更换的难题;(4)本桥采用塔架扣索施工方案,解决了悬拼过程主桁架应力及变形过大的难题;(5)本桥形式新颖、结构合理、造型美观、节省材料,对山区地形桥梁设计具有借鉴意义。

大跨度钢筋混凝土拱桥装配式挂篮悬臂浇筑施工技术

因地形限制、行业领域不同,悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的挂篮形式因结构变化而改变,很难有效二次利用,既不利于施工成本控制,也难以实现挂篮的快速设计及应用,本文提出一种装配式挂篮悬臂浇筑施工方法。以“倒三角”挂篮为模板,研制了一种适用于多种拱箱截面尺寸,能够实现三向尺寸和坡度调节,可形成制式杆件的装配式挂篮,并以此形成相应的装配式挂篮悬臂浇筑施工技术。该项技术已成功应用于贵州娅石庆特大桥与巴基斯坦Braseen桥,有效地降低了施工成本,保障了挂篮悬拼过程中的安全,解决了地形陡峭、深切峡谷及跨河流湖泊等条件下的钢筋混凝土箱形拱桥拱圈浇筑的施工难题。

陡峭山区大跨度钢管拱桥悬臂拼装抗风性能及稳定性分析

山区隘口风速大,对桥梁施工安全构成重大风险。文中结合某陡峭山区大跨度钢管混凝土拱桥施工项目,研究不同风速条件下静风荷载三分量对结构的影响程度和设置浪风索对提高结构稳定性的效果。针对浪风索初始拉应力较小、垂度大导致的浪风索刚度弱的问题,运用几何非线性数值分析方法,通过修正浪风索弹性模量,探讨不同风速条件下施工阶段钢管拱桥悬臂拼装受力性能和抗风稳定性。分析表明,初始索力较小的浪风索在较高风速下能有效提高结构抗风能力。

变截面连续箱梁施工技术探讨

目前关于变截面连续箱梁施工主要有两种方法,一种是悬臂浇筑法,即采用挂篮进行逐段浇筑、施加预应力;另一种是悬臂拼装法,即在预制场预制梁段,再在现场逐段拼装、施加预应力。两种施工方法各有优劣,前者占用场地较小,但施工质量和速度都较差,后者施工速度较快,质量也更容易得到保证,但需要在预制场集中预制,场地占用较大。具体采用何种方法,需要因地制宜,根据实际情况来进行选择。

深中通道中山大桥超宽钢箱梁悬臂拼装横向变形分析及对策措施

针对斜拉桥超宽幅钢箱悬臂拼装过程中存在横向变形问题,该文根据深中通道中山大桥双向八车道超宽钢箱梁施工特点,分析超宽钢箱梁悬拼安装过程中横向变形产生的主要原因,结合目前国内外宽幅箱梁悬拼施工中匹配高差调整工艺,创新性地提出“一字梁锁定+挂索初张拉匹配”工艺,较好地解决了中山大桥超宽钢箱梁悬臂拼装横向变形差问题。

双侧大悬挑超宽钢梁施工技术研究

上海大歌剧院核心区结构顶部构件采用双侧大悬挑超宽钢梁,钢梁总长度约48 m,宽度4.8 m,总净质量为293t,钢梁截面高度仅为0.7m且内部加劲板密集,又与1.5m厚的双螺旋混凝土自由曲面厚壳连接,施工工艺复杂。通过对顶部大钢梁进行分段深化,采用“临时支撑+悬拼法”相结合的工艺,并以有限元模拟全过程仿真分析支撑起拱与卸载工况,仿真模拟与现场卸载后最终变形量基本一致,有效地保证了双曲面混凝土结构与钢结构立体交叉作业时的精度。此方法可靠地保证了施工安全及质量,是一种保证重要结构安全性的综合方法。

悬挑钢连廊整体提升及卸载技术

某工程钢连廊有两跨独立悬挑钢桁架,不同于以往先分后合的高空散拼施工法,该工程提出“地面整体拼装、高空卸载分离”的施工技术,即先进行地面整体拼装,后进行整体提升,最后进行高空卸载分离,有一定的独特性。论文详细阐述了钢连廊整体提升设备选择,吊点的设置及加固,起吊过程的控制,桁架卸载分离及变形监测等;过程中借助Midas软件对起吊过程钢连廊的结构强度进行数值模拟分析,提出了相应的加固措施,为施工现场变形监测提供了相应的参考。

海洋复杂气候多塔公铁同层斜拉桥主梁施工控制关键技术

珠海西江公铁大桥为(58.5+116+3×340+116+58.5)m公铁同层斜拉桥,两中塔塔梁墩固结,两边塔塔梁固结、塔墩分离。主梁采用单箱三室截面钢箱梁,总宽49.6 m,梁高4.676 m;全桥钢梁共划分为47个节段,标准节段长24 m;钢梁节段接头除顶板为焊接外,底板、腹板均为高强度螺栓连接。考虑既有施工机具和桥址环境特点,钢梁节段均为超大、超重、超高结构。边跨、次边跨钢梁节段最长80.25 m、最大吊重2600 t,利用大型浮吊吊装,通过“分段顶升(下降)、逐端合龙”的施工控制方法,3个大节段钢梁无折角拼接;中塔两侧主梁采用一侧钢梁节段吊装时另一侧配水袋压重的“小步快走,多轮次平衡”异步悬拼施工,将结构抗倾覆稳定系数控制在1.5以上;利用在中中跨合龙口施加主动顶推力结合改变合龙口结构构造的保障措施,实现大桥在高温条件下的高精度合龙。成桥结构内力、线形状态均达到设计理想状态。

非对称斜拉扣挂体系扣索拆除顺序研究

为保证非对称斜拉扣挂体系拆索过程中的安全性,针对传统拆索方法在拆索顺序单一和无优化方面的不足,基于影响矩阵法原理,提出一种可优化非对称斜拉扣挂体系扣索拆索顺序的方法,并以一座上承式钢管混凝土拱桥为例,对拆索顺序进行优化分析。结果表明:1)优化后的拆索方案可有效使拱圈位移和轴力波动最小;2)拆索过程中,拱圈应力、扣索索力的安全储备均较高;3)该方法适用于对称和非对称斜拉扣挂体系,可快速计算出优化的拆索顺序,对钢筋混凝土拱桥拆索顺序的选择有较高的参考价值。

公铁平层斜拉桥钢箱梁双悬臂施工控制技术

宜宾临港长江大桥主桥为(72.5+203+522+203+72.5)m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,公铁平层,3号塔两侧钢箱梁采用双悬臂施工,4号塔边跨侧钢箱梁采用顶推施工,中跨侧钢箱梁采用单悬臂施工。基于无应力状态法控制理论,采用SCDS软件建立主桥有限元模型进行施工控制计算。主梁双悬臂拼装时利用边、中跨侧桥面吊机对称同步起吊待安装梁段并调整其空间位置,采用相邻梁段相对高程控制法进行精匹配;斜拉索索力以无应力索长张拉进行控制;中跨侧悬臂端临时辅助压重措施,完成钢箱梁跨越式过辅助墩和顶升式上过渡墩的施工。该施工控制技术确保了钢箱梁双悬臂施工和边跨2次上墩顺利完成,保证了塔梁临时竖向锚固束受力合理,桥梁结构受力和塔偏未超限,结构线形和索力偏差满足要求。

双塔无背索斜拉桥施工技术方案比选

以渭河大桥为工程背景,结合主桥钢斜塔施工环境和结构特点,对主塔施工方案进行论证分析。主塔划分为23个节段,采用分段吊装的方案快速进行主塔施工,通过对不同施工方案进行有限元模拟分析,得到悬臂拼装、支架法拼装及同步安装部分斜拉索方案关键施工工序下的塔根部应力及塔的最大变形,发现同步张拉索方案主塔根部应力和顶部变形均比无支架法大幅度降低,与支架法方案相比除Y向变形外其余方向变形减小。

大跨径波形钢腹板节段梁悬拼施工工法的应用与优势

文章以南阳湘江特大桥的大跨径波形钢腹板节段梁安装为例,采用了桥面吊机进行波形钢腹板PC组合梁对称悬臂拼装,阐述了波形钢腹板节段梁的结构特点和悬拼施工工法的原理及步骤,总结了该工法的优势,包括施工效率高、周期短,结构强度和稳定性高,节约材料和人力成本,有利于工地现场管理和控制质量等。该工程案例验证了大跨径波形钢腹板节段梁悬拼施工工法的实际应用可行性。