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。

钢-混凝土连续组合桁梁桥受力性能优化

为有效改善钢-混凝土连续组合桁梁桥负弯矩区受力性能,以天津海河吉兆桥为例,总结连续组合桁梁桥的主要设计难点,并对传统的解决方案进行评述,在此基础上提出综合采用部分组合技术、双重组合技术以及优化施工工序3项措施对吉兆桥进行优化设计。采用MIDASCivil软件建立吉兆桥边上1榀组合桁架有限元模型,进行施工全过程分析,检验3项优化措施的有效性。对比分析结果表明,采用此3项技术措施可使混凝土桥面板在荷载短期效应组合下始终受压,下弦杆钢板最大压应力相比不灌混凝土方案降低了约25%。可见,合理采用此3项技术措施可显著降低钢-混凝土连续桁梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力和下弦杆钢板的压应力,从而有效避免混凝土桥面板开裂,改善下弦杆的稳定性。

连续钢桁结合梁桥桥面系受力状态及与桥面系刚度的关系

以1座下承式连续钢桁结合梁桥为例,采用有限元法研究其桥面系的受力特性,考察中支座区域桥面系受力状态与混凝土板板厚、纵梁抗拉刚度及抗弯刚度的关系;针对纵横梁及混凝土板在中支座区域受力比其他区域突出的问题,探讨解决方案。研究结果表明:在中支座两侧节间内,随着纵梁抗拉刚度的增加,纵梁轴力增加速度逐渐减小,且低于抗拉刚度的增加速度;随着纵梁抗弯刚度的增加,纵梁竖向弯矩也增加;采用较高的纵梁或增加混凝土板厚对降低中支座区域纵横梁的应力效果并不明显;选择合适的纵梁高度并增加翼缘厚度或采用4根小纵梁的方法均可降低该区域纵横梁的应力水平,在中支座两侧节间内再布置横梁时,纵横梁的应力可进一步降低。

港珠澳大桥非通航孔桥型方案分析

港珠澳大桥是一座跨越珠江口伶仃洋海域的大型跨海通道工程,设计使用寿命120年。非通航孔桥宜选取结构体系简单的连续梁桥方案,应具备单元标准化、制造工厂化、安装大型化、细节精细化、控制信息化、维护便捷化的特点。从跨径、主梁及基础三方面进行比选,推荐采用120 m跨径的钢桁叠合连续梁桥,上、下游对称分幅布置,预制沉井,整体式墩身。为解决结构的耐久性问题,叠合梁叠合面钢板采用喷铝防腐保护;钢桁杆件采用箱形截面,接头采用焊接接头。

三门峡黄河公铁两用大桥总体设计及创新

三门峡黄河公铁两用大桥为蒙西至华中地区铁路煤运通道跨越黄河的控制性工程,通行双线重载铁路、双线Ⅰ级铁路及6车道高速公路,全长5 663. 754 m,其中公铁合建段长1 762. 733 m。主桥采用(84+9×108+84) m连续钢桁结合梁,钢桁梁为3片主桁结构,中边桁中心距13. 6 m,每片主桁均采用无竖杆的三角形桁架,桁高15 m,节间长12 m。下层铁路桥面采用正交异性整体钢桥面板;上层公路桥面采用混凝土板与主桁结合的组合结构。钢梁材质采用Q370qE。设计活载合计473. 2 k N/m。桥墩采用圆端形门式空心墩,基础采用钻孔桩基础。主桥采用双曲面减隔震支座及合理的构造处理有效提高了结构抗震性能。钢桁梁采用顶推法施工,公路桥面板采用预制架设法施工。

钢管混凝土空间组合桁架连续梁桥地震响应影响分析

为揭示河谷场地"钢管混凝土空间组合桁架连续梁桥"地震响应规律,以京昆高速公路"干海子特大桥"为工程背景,建立其三维有限元动力计算模型;采用有限元与间接边界积分方程耦合法(FEM-IBIEM耦合法)进行场地反应计算,并通过多点激励(改进LMM法)方式进行地震动输入,研究行波效应、局部场地效应对其地震响应影响,并和一致激励进行比较,结果表明:该类桥梁低墩较高墩对地震动更敏感,且在墩高突变区域最为明显;较一致激励和高墩和对应梁跨,行波效应增大其墩底轴力、跨中下弦杆和斜腹杆轴力,但减小其它量测值;低墩和对应梁跨,行波效应减小其墩底弯矩、墩顶位移和跨中位移;较一致激励和行波效应,局部场地效应显著增大了大多桥墩和梁跨的位移和内力,且对墩高突变处低墩、梁跨的放大作用最为明显,因此对于河谷场地中"钢管混凝土空间组合桁架连续梁桥"抗震设计,特别是墩高突变区的低墩和梁跨,必须重点考虑局部场地效应的影响。

连续钢桁结合梁桥负弯矩区桥面系受力影响因素和改善方法研究

以1座下承式连续钢桁结合梁桥为例,采用有限元法研究了桥面系的受力特性,考察了中支座区域桥面系受力状态与混凝土板板厚、纵梁抗拉刚度及抗弯刚度的关系;针对纵横梁及混凝土板在中支座区域受力比其他区域突出的问题,探讨解决方案。研究结果表明:在中支座两侧节间内,随着纵梁抗拉刚度的增加,纵梁轴力增加速度逐渐减慢,且低于抗拉刚度的增加速度;随着纵梁抗弯刚度的增加,纵梁竖向弯矩也增加;采用较高的纵梁或增加混凝土板厚对降低中支座区域纵横梁的应力效果并不明显,相对而言,选择合适的纵梁高度并增加翼缘厚度或采用4根小纵梁的方法均可降低该区域纵横梁的应力水平,在中支座两侧节间内再布置横梁时纵横梁的应力可进一步降低。

装配式组合连续刚构桥的负弯构件疲劳实验设计研究

为掌握钢-混凝土组合桥梁负弯矩区段的疲劳性能,按1/4缩尺比设计制作了装配式钢桁-混凝土组合模型实验梁,并考虑实桥正常使用状态和3倍车辆荷载超限状态下对组合梁进行了300余万次的疲劳荷载实验。实验结果表明,在正常使用(200万次)疲劳荷载作用下,实验梁处于弹性工作阶段,桥道板无开裂,状态良好;在3倍超限(310万次)疲劳荷载作用下,虽然预制桥道板已经出现开裂,但实验梁整体刚度尚可,PCSS剪力连接件滑移仍处于弹性阶段。实验结果为实桥的安全运营提供了有利参考。

BIM在大跨高铁连续梁-钢桁组合桥施工中的应用

为研究BIM技术在连续梁-钢桁组合桥施工中的实施技术路线与应用价值,依托郑阜高铁沈界1号大桥项目,从BIM应用流程、模型建立、审核图纸、深化设计、优化施工及进度与物资管理等方面展开研究。通过Revit、Catia与Inventor软件的组合应用,实现了空间曲线构件主梁底板纵向预应力管的Revit族模型精确构建;采用三维剖切法审图,可快速发现钢筋与节点板、预应力管道的碰撞问题;基于钢筋BIM量,实现钢筋大样图的深化设计并用于钢筋加工交底单的绘制;基于主梁节段的BIM工程量及挂篮悬臂浇筑工序时间,实现了主梁施工进度的合理预测,从而辅助进度控制措施的决策。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型建立方法

新型的钢桁-混凝土组合连续刚构桥(Prefabricated Steel Truss-concrete(PSTC)Composite Continuous Rigid Frame Bridge)采用全装配式施工,并通过焊接预埋于混凝土桥道板内的剪力联结钢构件,将预制混凝土桥道板与钢桁联结为一体,无需预留剪力键后浇孔洞和现浇预制桥道板间湿接缝。为探索一套适用于装配式钢桁-混凝土连续刚构桥的非线性动力模型建立方法,掌握全桥动力计算中的新型装配式栓钉剪力键(PCSS剪力键)、预制混凝土桥道板、拼接缝及桥墩的非线性模拟方法,基于前期已经开展的PCSS剪力键推出试验和精细化有限元分析,建立了钢桁-混凝土组合连续刚构桥中2 m节段PCSS剪力键的实体有限元模型,得到了顺桥向、竖向以及横桥向的荷载-滑移曲线、刚度及承载能力,并作为非线性弹簧单元的特征值代入全桥计算模型;借用动力分析中的P-M-M塑性铰模拟了预制混凝土桥道板间接缝可能出现的开裂,并利用Ucfyber程序计算塑性铰的P-M参数,代入有限元程序中计算得到P-M-M塑性铰特征值;利用以上方法,建立了l=386 m装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型,得到了该桥的动力特性。研究成果为后续研究该桥型的动力性能或抗震响应奠定了基础,亦可供同类装配式桥梁参考。

大跨长联钢-混组合梁桥面板预制胶拼施工技术

孟加拉国帕德玛大桥主桥上部结构为6×(6×150) m+1×(5×150) m七联大跨度连续钢-混组合梁。公路桥面设有平曲线,桥面板底部设横肋、板内设纵向预应力钢绞线,桥面板剪力钉(环)槽口边缘与钢梁剪力钉(环)间距小,槽口内纵、横钢筋多且与剪力钉(环)间距小,混凝土桥面板的预制、安装精度和质量控制要求高。桥面板分块整幅在预制场匹配预制,桥上通过胶拼连接,然后分区段进行永久预应力筋张拉、孔道压浆、剪力钉(环)槽口混凝土灌注,将混凝土桥面板与连续钢桁梁组合。混凝土桥面板采用长短线结合匹配预制技术,节省了模板和场地投入,保证了预制精度和预制速度;采用架板机拼装、胶拼连接、分区段张拉永久预应力筋、钢梁上铺设滑动层减少预应力张拉损失、灌注剪力钉(环)槽口混凝土进行组合等安装技术,完成了大跨长联钢桁梁桥公路桥面板的安装施工。

钢桁-砼组合连续刚构桥墩梁固结构造及分析

针对中等跨径的钢桁-砼组合连续刚构桥,通常可采用整体吊装的施工方法[1]。对比分析了现有的墩梁固结形式,结果表明现有形式不利于整体吊装施工,因此提出一种新型的墩梁联结构造,并通过有限元方法,将不同的墩梁联结形式在施工阶段及成桥阶段的力学行为进行了对比分析。结果表明,新型墩梁联结构造有利于钢桁-砼组合连续刚构桥的整体吊装施工,且能有效地改善墩顶处钢桁构件及桥墩的受力性能,具有较好的可行性和安全性。

高速铁路钢桁加劲混凝土连续刚构桥梁长期行为预测研究

以一座在建高速铁路钢桁加劲连续刚构桥为对象,研究混凝土收缩徐变对其变形及内力的影响规律,探讨钢桁对连续刚构桥梁变形的影响机理,并研究环境湿度、加载龄期等因素对桥梁变形的影响程度。结果表明:收缩徐变效应引起桥梁的变形及内力均随时间增长而增加,钢桁使桥梁整体刚度大幅提高;安装钢桁可有效减小各阶段桥梁弯矩和变形,但钢桁对桥墩的水平变形抑制作用较小,建议采用合龙口顶推方式进行反向顶推以减小桥墩水平变形;环境湿度和加载龄期对钢桁加劲连续刚构桥梁的影响表现为挠度随加载龄期及相对湿度的增加而减小。

港珠澳大桥非通航孔桥钻孔平台施工方案比选

港珠澳大桥CB05标非通航孔桥为跨径85m的钢-混组合连续梁桥,采用钢管复合桩基础,每墩均由6根钢管复合桩组成,全桥共372根。针对该桥结构特点和施工难点,桩基础施工提出了"钢管桩+型钢"结构的普通钻孔平台(方案1)和"整体桁架式"结构的整体钻孔平台(方案2)施工方案,通过文明施工、安全环保、施工工效及经济性方面的比选,采用方案2施工。在工厂内将钻孔平台零散构件按标准化要求加工成型后,组焊成整体桁架式结构,利用船舶整体运输至墩位,再采用吊船整体安装或整体拆除倒用,完成钻孔平台施工。该方案有效地缩短了钻孔平台逐墩转换的间歇时间,具有高效、安全、环保、节能、快速等优势。

孟加拉国帕德玛大桥施工关键技术

孟加拉国帕德玛大桥为双层桥面公铁两用桥,主桥为连续钢桁组合梁桥,桥跨布置为6×(6×150)m+1×(5×150)m。单个桥墩基础采用6根∅3.0 m、倾斜度为1∶6的大直径钢管斜桩;上部结构为全焊接连续钢桁梁-胶拼桥面板组合梁结构。钢管斜桩采用岸上分段制造,浮运至墩位处采用水上定位平台+多层导向架分2节插打的方案施工;上部结构钢桁梁采用整孔制造、整孔架设、逐孔合龙的方案施工。施工过程中下部结构采用水上定位平台及多层导向架施工技术,确保了钢管斜桩的快速插打和施工精度;通过桩内取土置换以及桩侧、桩底压浆技术,提升了桩基承载力,有效解决了桥址地质条件差等问题。大跨度连续钢桁梁采用工厂全焊接整孔制造、现场整孔架设技术,保证了钢梁制造质量和架设工期;桥面板施工采用岸上预制、现场安装的方法,减少了桥上现浇作业量及高空作业风险,保证了施工质量。

全装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥应用研究

全装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥是钢桁架梁和混凝土桥道板组合形成的一种新型组合结构桥梁,具有装配化施工、设计简单、工期短、避免了混凝土结构裂缝、可克服混凝土收缩徐变等病害、显著降低自重、施工质量易保证、桥梁力学特性良好、方便检测维修等优势,本文在依托工程的基础上,介绍了该桥型的发展、应用、结构特点及设计要点,供工程设计人员参考。

郑济高铁黄河特大桥总体设计

郑济高铁黄河特大桥全长34322 m,位于京港澳高速公路刘江黄河大桥下游约3.5 km,是郑州至济南高铁的控制性工程,为充分利用日益稀少的桥位资源、节约工程总投资,采取郑济高铁与郑新市域铁路、快速路共建方式。公铁共建段长度12180 m,四线铁路六车道公路规模,采用双层桥面布置,四线铁路布置在下层、六车道公路布置于上层。主桥长2016 m,由1联(112+6×168+112)m和7孔112 m钢桁梁桥组成,南北大堤分别采用1孔120 m和1联(73+139+73)m钢桁梁桥跨越,滩地主要由40 m跨度箱梁和主跨64 m连续梁组成。设计过程中,对困扰中国铁路多年的无砟轨道钢桥技术进行了探索,主桥连续铺设无砟轨道2016 m,是我国首次在跨越大江大河钢结构桥梁上铺设无砟轨道,同时工程首次应用了40 m预制架设简支箱梁技术,推动了我国大跨度预制架设简支箱梁的发展,这些技术创新为我国高铁的发展做出了有益的探索和尝试。

板桁结合悬索加劲钢桁梁桥特殊节点受力行为

为了研究板桁结合悬索加劲连续钢桁梁桥加劲弦与上弦杆连接部位特殊节点的静力受力行为,依托重庆曾家岩嘉陵江大桥建立了全桥三维多尺度有限元模型,并通过缩尺模型试验对有限元分析结果进行验证,对特殊节点在最不利荷载组合作用下的受力状况进行了研究。研究结果表明:特殊节点中加劲弦与上弦杆交界处附近应力较大,且应力分布较复杂,为重点关注部位;特殊节点总体Von Mises应力在198.0 MPa以内,特殊节点各杆件Von Mises应力均小于钢材的强度设计值,结构具有足够的安全储备;正交异性桥面系参与主梁竖向弯曲受力,上层桥面系传递的内力约占纵桥向、横桥向上合力的34%和33%;荷载由跨中向支点经过特殊节点的传递,钢桥面板、上弦杆、竖腹杆以及斜腹杆承担的力逐渐传递给了加劲弦,引入加劲弦来提高梁高,抵抗主梁截面的竖向弯矩。有限元分析结果验证了重庆曾家岩嘉陵江大桥特殊节点的可靠性,也为类似节点的研究与设计提供参考。

部分填充混凝土矩形钢管组合桁架连续刚构桥静动力分析

为研究填充混凝土对组合桁架连续刚构桥力学性能的影响,以一座部分填充混凝土矩形钢管组合桁架连续刚构桥为工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS建立其空间三维有限元模型,计算了桥梁恒载作用下主桁挠度、弦杆轴力与应力等静力响应与自振频率、振型等动力特性,对比分析了填充混凝土对其静动力性能的影响。研究结果表明,部分填充混凝土能有效减小桥梁挠度、降低弦杆轴力和应力、增强连续刚构桥的竖向整体刚度、提高桥梁结构的竖向弯曲自振频率,但桥梁振型特征不变。

芜湖长江大桥施工新技术

芜湖长江大桥是一座公铁两用的钢桁结合梁桥 ,其主桥为主跨 31 2 m的斜拉桥 ,结构新颖。施工中采用了一系列新技术、新工艺。针对工程实践 ,简要介绍芜湖长江大桥的施工组织 ,深水基础施工工艺 ,主塔墩施工方法 ,桥面板的预制、存放、运输。