大跨度铁路桥附属构件对不同宽高比矩形断面涡振性能的影响

在已建成的大跨度鳊鱼洲长江大桥原设计宽高比为6.7∶1的四线铁路桥矩形箱型主梁断面的基础上,通过调整断面宽高比,设计宽高比为4∶1的二线铁路和宽高比为9∶1的六线铁路桥矩形箱梁断面。通过节段模型风洞试验,在0°,±3°和±5°风攻角的均匀来流下,对以上3种常用二线、四线和六线铁路桥矩形箱梁断面与对应相同宽高比纯矩形断面之间的涡振特性关系,以及铁路桥附属构件对不同宽高比矩形断面涡振性能的影响进行研究。结果表明:在宽高比分别为4∶1和6.7∶1的矩形断面上布置铁路桥附属构件能增大断面在负风攻角下的涡振振幅,在-5°风攻角下竖向涡振振幅增大率高达277.5%,但对正风攻角下的涡振响应起到一定的抑制作用,而在宽高比为9∶1的矩形断面布置六线铁路桥附属构件则能明显增大该断面在各风攻角下的涡振振幅,其扭转涡振振幅增大率均在48.3%以上;铁路桥附属构件对矩形断面涡振性能的降低作用随着断面宽高比的增大而提升,针对气动外形较钝的二线和四线铁路桥箱梁,可参考相似宽高比矩形断面涡振特性,并重点考察箱梁在负风攻角下的涡振响应,而针对宽高比较大的六线铁路桥箱梁,由于附属构件影响较大,参考相似宽高比矩形断面涡振特性的意义较小,均应详细研究其在各风攻角下的涡振性能。

深江铁路洪奇沥公铁两用大桥主桥方案构思与总体设计

深江铁路洪奇沥公铁两用大桥主桥采用(3×100+808+3×100)m超短边跨钢-混组合混合梁斜拉桥,一跨跨越通航水域。该桥公铁分层布置,上层布置8车道城市快速路,下层布置4线铁路。主梁采用倒梯形双主桁截面,桥面布置紧凑、受力明确、经济性好。中跨主梁采用板桁-箱桁组合结构钢梁,桥面结构参与主桁受力,具有高效综合性能。边跨主梁采用矩形钢管混凝土叠合板-桁组合梁,融结构受力和锚固压重于一体,叠合板采用32 cm厚预制板+40 cm厚现浇层。钢-混结合段采用“钢格室+承压板”构造,钢-混结合面位于桥塔向中跨侧4.6 m。桥塔采用H形混凝土塔,基础采用35根直径4.0 m的大直径钻孔灌注桩。斜拉索采用标准抗拉强度2000 MPa的平行钢丝成品索,最大规格为PES(C)7-547。索梁锚固采用副桁弦杆节点兜底钢锚箱结构,传力可靠、抗疲劳性能好。索塔锚固创新地采用自平衡交叉混合锚固技术,以适应大规格斜拉索锚固。钢桁梁采用“纵向分段、横向分区”制造、运输、现场吊装的施工方案。

型钢拱架日光温室结构稳定性能及参数分析

型钢拱架日光温室结构的主要受力构件长细比大,暴雪等极端灾害天气下易引发结构失稳灾变。针对此问题,该研究利用弹塑性力学理论和非线性有限单元法,建立型钢拱架日光温室结构精细化有限元模型,开展雪荷载下日光温室稳定性能分析;通过对型钢截面类型(平椭圆形截面、箱形截面和几字形截面)、温室跨度(8、10和12 m)、雪荷载分布形态(分布厚度非均匀和分布区域不对称)等参数下日光温室失稳全过程分析,分别确定日光温室稳定承载力,揭示雪荷载分布对日光温室稳定承载力的量化影响;结合日光温室的荷载系数-位移全过程曲线和不同加载时刻点的变形图、应力图、轴力图与弯矩图,从直观现象和内在本质两个层面深入探明日光温室的静力失稳机理。分析结果表明:在保证不发生平面外整体失稳的前提下,当型钢截面面积和翼缘宽度相同时,相较于箱形截面型钢、几字形截面型钢,采用平椭圆形截面型钢拱架的日光温室稳定承载力分别提高了19.2%和44.2%;跨度对日光温室稳定承载力的影响较大,与8 m跨度相比,10、12 m跨度的日光温室的荷载系数分别下降了27.1%和57.9%;相较于均匀分布雪荷载,在非均匀分布雪荷载下日光温室的稳定承载力最大下降63.8%;相较于不设置拉杆和撑杆的情况,单独设置拉杆的日光温室稳定承载力最大可提高9.0%,单独设置撑杆的日光温室稳定承载力最大可提高66.8%。该研究得出的结果和给出的建议可为型钢拱架日光温室结构抗雪设计、稳定性研究和防灾分析提供技术指导和理论参考。

超大截面大跨度劲性梁的混凝土浇筑施工技术

劲性混凝土结构具有抗震性能好、节约用钢量、防火防腐性能好、提高混凝土利用率等优势,被广泛应用于超高层、大跨度建筑物和桥梁结构等。基于佛莞城际莲花工区盖板工程,介绍了一种超大截面大跨度劲性梁混凝土的浇筑施工技术,解决了大截面大跨度劲性梁混凝土浇筑难度大、质量要求高的难题。

大跨度斜拉桥中跨合龙施工智能监控系统技术研究

该文通过监控方法和计算理论2个方面对大跨度斜拉桥中跨合龙技术进行研究。在监控方法方面,利用多数据融合理论形成实时监控的智能化监控系统,对中跨合龙的传感器类型及布置进行研究,提出一种常用的布置方法。在计算理论方面,将合龙调平过程公式化,使决策过程减少人为判断;对合龙段配切长度的计算过程数学化,简化计算过程。最后通过某跨海大桥工程实例,验证该方法的可行性。结果表明,该方法现场可实施性高,误差满足工程实际要求,提高中跨合龙的施工效率。

复杂工况条件下大跨径桥梁拱梁结合段吊装技术研究与应用

在某些特定环境下大跨径桥梁施工过程中,拱肋吊装施工阶段由于受限于复杂地理位置及工况,导致安装过程产生较多难点。通过研究分析,采取对原设计节段的再划分,解决拱肋节段的陆路运输受限问题、建立三维模型分析及优化解决吊点设置等一系列施工方法,以确保复杂的异形拱肋吊装作业顺利进行。

大跨度变截面钢箱梁托管桥施工技术

介绍了目前国内单跨跨度最大的变截面连续钢箱梁桥面上铺设的输水管道直径最大的托管桥钢箱梁吊装施工技术。单节箱体最重达135t,运输、储存、吊装较常规钢桥难度增大,工厂桥段制造、工厂板单元现场拼接和上下分层加工等措施,保障了施工进度和工程质量。针对梁体重量大、项目区强风天气影响桥梁吊装困难,研究了钢箱梁的安装方法和施工工艺,保障了梁体施工期安全,桥梁按合同工期安装完成发挥了工程效益。

PBA暗挖区段单跨隧道施工阶段增量法与全量法结构计算分析

以北京轨道交通22号线(平谷线)为依托工程,以3种施工阶段结构受力和变形为研究重点,对PBA暗挖区段单跨隧道施工阶段的增量法和全量法进行了分析,对比了单跨PBA暗挖隧道增量法与全量法的计算结果,介绍了增量法与全量法的基本原理和应用,并结合Midas GTS NX岩土有限元分析软件对在建工程模型施工阶段结构受力进行了分析。研究结果表明:PBA暗挖逆筑隧道采用增量法与全量法计算出的结果有差异。其主要原因是增量法需考虑分步施工,构件和荷载是分步施加的,内力和变形也是分阶段达到平衡;全量法需考虑力和变形的同时性,不能真实反映施工的分步性。故在设计时需采用增量法进行计算。该研究成果可为相似隧道工程的设计与施工提供借鉴参考。

隧道软岩大跨段施工方案优化研究

特大断面软岩隧道施工易引发围岩失稳塌方,为降低施工风险,一般采取短进尺、弱爆破、多步开挖并加强支护的方式,但设计多偏于保守,不经济且延误工期。文中以渝湘高铁张家山隧道为背景,从工程投资和施工工期方面,综合分析了原25 m级大跨段双侧壁导坑法施工方案及其支护体系的优缺点,并结合工程类比,对原方案进行了优化设计,优化后的月进度为原方案的2倍,可节约工期9.3个月,该研究成果可为类似工程提供参考。

钢筋正截面抗弯承载力极限测试

用HRB400钢筋为纵向受拉钢筋、HPB235钢筋为纵向受压钢筋,浇筑混凝土,制备配筋率分别为0.57%、1.01%、1.58%的3种建筑钢筋试件。对试件加载,测试每组试件的抗弯承载力。结果表明:当配筋率为0.57%时,试件的跨中挠度较大,易出现疲劳和损伤,且钢筋应变较小,刚度退化较严重,正截面裂缝宽度较高;当配筋率为1.58%时,试件的抗弯承载力极限可达238.64 kN,为较高水平,且试件的正截面屈服弯矩与开裂弯矩较高,当受到较大载荷时,钢筋试件的应变水平良好。由此可见,当配筋率为1.58%时,建筑钢筋正截面抗弯承载力较好。

型钢混凝土在大跨度大空间结构中的应用

阐述型钢混凝土的特点,分析型钢混凝土用于大跨度大空间结构的要点,从预埋地脚螺栓,型钢柱、型钢梁吊装,柱脚灌浆施工,钢筋安装,型钢混凝土浇筑施工等环节具体介绍型钢混凝土在大跨度大空间结构中的应用,并提出相应的施工注意事项。

任意不等跨等截面连续梁自由振动分析

以等截面任意不等跨连续梁为对象,基于Euler-Bernoulli梁理论,利用分段梁模型和分离变量法,在考虑连续梁边界以及梁段位移连续性条件的基础上,提出了任意多跨不等跨连续梁固有频率和振动模态分析新方法。利用该方法可高效得到任意不等跨连续梁的固有频率和振动模态,该方法将为多跨连续梁车-桥耦合等受迫振动响应研究提供新的思路和便利。

温州市七都二桥总体方案研究

七都岛作为温州国际未来科技岛的核心载体,其交通压力日益剧增,亟需谋划新通道以解决岛上的出行问题。从建设条件、纵断面控制因素等方面探讨建设的可行性;考虑慢行交通技术要求研究不同的接地方案;从景观定位论述主桥采用七跨连续中承式+上承式组合拱桥方案的合理性;考虑本桥特殊的交通功能,对比不同类型双层桥面结构形式,提出上层采用双边箱钢箱梁结构形式,下层采用钢桁架结构形式。该方案可为跨江市政桥梁设计提供参考。

超大跨度变断面隧道围岩力学动态响应与开挖步序优化数值模拟研究——以苏州七子山隧道为例

保证超大跨度变断面隧道的施工安全,同时兼顾施工便利性及施工效率,具有重要意义。依托苏州长江路南延工程-七子山隧道工程,针对连拱转大跨段开挖过程中拆除或保留临时支撑,以及超大跨度段的是否调整优化开挖步序这两种工况,采用FLAC3D开展数值模拟研究,从围岩位移和围岩应力两方面进行对比分析。研究结果表明:以上两种工况下,围岩位移和围岩应力均存在明显差异;在连拱转大跨段,开挖过程中保留临时支撑围岩所受扰动更小,围岩应力变化较小;在超大跨度段,开挖步序优化方法的拱顶最终沉降值减小了8.60%,仰拱最终隆起值减小了4.01%,左边墙和右边墙最终水平收敛值分别减小了9.42%和16.70%,且优化方法的各测点围岩应力变化相对较小。根据得到的对比分析结果对现场施工提出优化建议:对连拱转大跨段,随开挖过程保留临时支撑,同时为保证施工便利性,采用门式拱架作为临时支护手段;对超大跨度段,采用优化的开挖步序进行施工,可进一步降低围岩扰动,提高施工安全。

大跨度结构模板支撑传力体系型钢平台施工技术研究

研究主要介绍了年产8万t光学级聚酯基膜项目结构施工中的大跨度结构模板支撑受力型钢平台的施工技术。“型钢平台”作为混凝土结构模板支撑的传力体系,解决了下部结构无法直接承重的施工难题。通过详细阐述型钢平台的结构设计原理、制作工艺以及实际应用效果,探讨其在施工中的可行性、稳定性及优越性,以期供其他类似工程提供参考。

大跨径变截面钢箱梁加工技术研究

钢箱梁因其跨径大、工厂化机械制造效率高、可靠性高等优点在城市立交桥和跨线桥中被广泛采用,然而受现场施工条件、大节段运输困难和易变形等因素影响,分节段制造及精确定位拼装控制变形和减小焊接误差成为这类钢箱梁厂内加工的重点。该文结合石家庄市北片区南水北调大桥项目,对大跨径变截面钢箱梁加工技术展开研究,并研制出钢箱梁厂内加工仿真预拼装装置,有效控制梁段制作的尺寸误差,提高现场施工效率,可为类似的大跨径边界钢箱梁厂内加工拼装项目提供借鉴和参考。

装配式变电站钢框架梁截面选型与优化研究

钢框架结构已取代钢筋混凝土框架结构成为装配式变电站配电装置楼的主要结构型式。不同于钢筋混凝土结构,钢结构设计标准未对钢框架梁高跨比做出明确规定,其截面选型依赖于设计人员经验和多次试算,选型不当易造成用钢量浪费。文章通过对钢框架结构简化模型静力分析和理论推演,得到最优梁柱线刚度比和梁临界高跨比,并结合变电站实际案例分析,从而推导出适合变电站的钢框架梁推荐高跨比,为变电站钢框架梁截面选型和优化提供依据。

基于实桥测试的大跨径混合梁钢梁-混凝土梁结合段传力机理

为研究大跨径混合梁钢梁-混凝土梁结合段的传力性能和纵桥向应力传递路径,以韩庄运河特大桥为工程背景,通过实桥测试与数值模拟相结合的方式,分析主梁钢梁-混凝土梁结合段应力分布与传递规律。对钢板和混凝土进行应变监测,获取其应力分布与传递规律;采用软件ABAQUS建立钢梁-混凝土梁结合段精细化有限元计算模型,对比分析实桥数据与计算模型分析结果。结果表明:在钢梁-混凝土梁结合段应力从承压板传递到混凝土梁的过程中,随距承压板距离的增大,应力逐渐减小,混凝土梁段应力最小;承压板的最大应力出现在预应力锚固处,越接近承压板中心和承压板边缘,应力越小;承压板顶部整体应力在吊装阶段较大,底部应力在张拉阶段较大,现场采集数据与有限元模型应力传递规律一致。

基于大跨度钢结构厂房的H形截面钢柱拼接施工技术

以某项目的大跨度钢结构厂房石墨化车间为例,对H形截面钢柱拼接的主要做法和技术措施进行了研究,提出了通过设置可拆卸的钢柱翼缘连接机构对H形截面钢柱拼接进行临时固定,解决了现有技术中钢柱拼接施工不便、经济性差的问题。进一步介绍了H形截面钢柱翼缘连接机构的新技术包括上连接角钢、下连接角钢、连接钢板等,详细说明了新技术的特点、工艺流程、操作要点等,总结了新技术与现有技术相比的有益效果,为大跨度钢结构厂房的H形截面钢柱拼接提供了施工经验,可在类似工程中借鉴和推广。

超长多跨预应力连续梁桥合龙方案优化设计

整体性好、行车舒适性高的超长多跨预应力连续梁桥越来越多地被工程采用,但其施工过程中往往面临多次体系转化,合龙方式、时间、顺序等则对施工与成桥阶段结构力学行为具有显著影响。针对超长多跨连续梁桥的合龙方案设计,以某全长864.98 m的超长多跨预应力连续梁桥的施工顺序选择开展研究,通过拟定7种不同方式的合龙顺序,利用有限元仿真分析各个施工阶段荷载与约束的转换,分析不同合龙方案下的成桥应力、挠度、支座位移等关键结构行为,比较评估合龙方案的优劣。研究结果表明,从“两侧向中间”的合龙顺序使得成桥的线型与应力变化较小,是最为合理的合龙方案制定原则。