基于荷载试验的预应力混凝土刚构桥承载能力评估

为了检测高墩大跨宽体箱梁刚构桥的桥梁承载能力及其动力特性,了解桥梁的健康状况,分析是否能满足设计及使用的要求。以凤凰特大桥为工程背景,建立有限元分析模型,通过静载试验和动载试验的结果与计算模型理论值进行对比和分析。在静载试验下,该桥的挠度校验系数为0.710~0.884,应变测点校验系数为0.603~0.800,相对残余应变和相对残余变位均小于20%。动载试验下桥梁左右两幅自振振动频率最小值为4.103 Hz,实测桥跨最大冲击系数为0.039。凤凰特大桥主桥左幅、右幅静载试验结论表明桥跨在正常使用状态下的承载能力能够满足公路-Ⅰ级汽车荷载的使用要求,动载试验结果表明,受检桥跨的实测自振特性及动力响应满足设计要求。

金阳河特大桥超高桥墩设计关键技术

金阳河特大桥主桥为(106+2×200+115+40)m连续刚构桥,位于高山峡谷地带,桥址处50年超越概率10%地震烈度7.7度,5~7号主墩分别高113、196、182 m。针对横桥向抗震响应突出且墩高差异大的特点,主墩采用钢管混凝土组合墩,对墩高较大的6号、7号主墩横桥向双侧放坡,各主墩顺桥向尺寸保持恒定以方便施工,梁端设置粘滞阻尼器以实现顺桥向耗能减震;各主墩刚度经匹配设计,控制截面的地震响应达到合理比例。主墩为外包混凝土的四肢钢管混凝土柱及柱间腹板形成的箱形构造,竖向每间隔12 m设置1道钢筋混凝土横隔板;墩梁固结采用钢管混凝土柱置于主梁0号块腹板外侧的连接构造,钢管混凝土柱与承台连接采用承压板+PBL剪力键的构造。大桥整体结构计算结果表明:持久状况和E2地震作用下,钢管混凝土组合墩满足承载能力极限状态要求,主墩墩顶水平位移小于规范规定的变形容许值。主墩施工先安装钢管骨架,再采用液压爬模工艺施工钢管外包层和柱间腹板,研发了多点同步重型提升系统代替大型塔吊,以降低高空作业安全风险,节省施工费用。

横州飞龙大桥主桥设计

横州飞龙大桥主桥为(100+2×185+100)m波形钢腹板连续刚构桥,主梁为单箱单室波形钢腹板组合箱梁,桥面宽13 m,中支点梁高10.9 m,跨中及边跨梁端梁高4 m。腹板采用1800型波形钢腹板,相比传统1600型腹板具有更高的整体屈曲应力;波形钢腹板防屈曲构造采用内衬混凝土和纵、横向加劲肋混合布置的方式,减少了内衬混凝土长度,减轻了结构自重;波形钢腹板与顶板采用长孔型开孔板连接件,与底板采用外包型连接,提高了结合部施工便捷性和耐久性。主梁采用波形钢腹板悬臂自承重施工工法,先边跨后中跨合龙,采用研发的钢架吊篮与智能吊机组合的挂篮形式,提高了施工效率。

超大跨度无砟轨道混凝土连续刚构铁路桥梁部施工及变形控制技术研究

结合106 m+198 m+106 m连续刚构桥,介绍了0#节段的主要施工流程和施工方法,以及悬臂挂篮施工技术,在施工中采取数字化的线性监控和严格的施工控制措施,保证连续梁施工尽量符合梁部高性能混凝土的徐变值,使后期梁部及混凝土变形尽量接近设计值。

大跨度矮墩连续刚构桥施工监控技术研究

本文以某大跨度连续刚构桥的实际施工为例,介绍了施工监控原则和方法,运用MidasCivil建立了施工全过程的仿真计算模型,分析了悬臂施工在各工况下结构的线形和内力,对比分析了现场实测值和理论计算值。结果表明:悬臂施工的现场实测值和理论计算值的变化趋势一致;桥梁线形平顺,结构内力可控,各项指标均满足JTG/T3650-01—2022《公路桥梁施工监控技术规程》和设计要求,实现了对主梁线形、主梁轴线偏位、主梁应力等多元目标的合理控制,施工监控效果良好。

高墩大跨连续刚构桥施工全过程稳定性分析

本文以三门峡国道209上跨陇海铁路立交桥为研究对象,采用MIDAS/Civil建立裸墩、最大双悬臂和成桥合龙3种状态下的有限元模型,对主墩进行线性屈曲分析和几何非线性屈曲分析,计算出稳定性系数,探讨不同荷载工况下稳定性的影响因素。通过调整桥墩主要设计参数,对主墩进行稳定性影响参数的敏感性分析。结果表明:全桥施工及成桥状态下,墩顶施工荷载、挂篮荷载、温度效应和车道荷载对主墩的稳定性影响较大;在稳定性影响参数敏感性分析中,随壁厚和混凝土强度等级的提高,稳定性系数逐渐增大;墩高的增加会使稳定性系数逐渐降低,但降低速率会逐渐减缓;系梁数量和位置均会对稳定性产生显著影响;随主墩高差的减小,稳定性系数逐渐降低,桥梁结构荷载重分配,墩顶主梁弯矩逐渐降低。

分次浇筑混凝土对超大型0号块托架力学性能的影响

为研究分次浇筑混凝土厚度对超大型0号块托架受力情况的影响,以某在建大跨度连续刚构桥主梁0号块施工为依托,利用Midas Civil有限元软件建立了考虑分次浇筑混凝土参与受力的超大型0号块托架的三维模型,并在不同荷载组合下对其进行了受力分析,评估其在不同工况下的受力状态和安全性能。结果表明,理论计算确定的分次浇筑厚度7.0和14.2 m满足实际施工需要;分次浇筑混凝土参与受力的超大型0号块托架结构,其各杆件的承载能力、变形及整体稳定性均满足现场施工及施工规范要求,保证了0号块混凝土的施工质量,节约了托架材料用量。同时也为类似的0号块托架设计提供理论参考。

强震区高墩大跨连续刚构桥轻量化设计与减震研究

为保证强震区高墩大跨连续刚构桥抗震充分安全,提出了使用轻质材料及波纹钢腹板减重的轻量化设计和在双肢薄壁墩间设置阻尼耗能装置的两种方案。采用Midas Civil建立某双肢薄壁墩大跨连续刚构桥有限元模型,选取3条人工地震波及3条常用地震波对其进行动力时程分析。同时综合对比了双肢薄壁墩顺桥向设置RC系梁、防屈曲支撑(BRB)和转动铅耗能阻尼器对其减震性能的影响。结果表明:采用波纹钢腹板箱梁和轻骨料混凝土进行轻量化设计能明显提升桥梁的抗震性能,墩顶及墩底弯矩最大降低约20%,减重设计可作为提高桥梁抗震性能的有效途径。相比于传统RC系梁,设置BRB(斜撑)和转动铅耗能阻尼器能显著降低地震作用下桥墩的受力,墩顶位移和墩底弯矩最大分别降低约15%和30%,且BRB和转动铅耗能阻尼器耗能良好。轻量化设计和减震控制可作为高墩大跨连续刚构抗震性能提升的有效措施。

大跨高墩连续刚构桥0、1号块同步施工安全技术措施研究

针对当前高墩大跨连续刚构桥0号块与1号块分段悬臂施工效率低,存在安全风险大,有诸多安全隐患的问题,论文提出一种利用“三角托架+预埋钢牛腿”形式的托架进行施工,介绍该施工方式的施工流程,并针对施工过程中存在的安全隐患提出相应的安全技术措施,包括建立安全组织机构和安全制度、重视施工用电及施工设备使用安全、重视高空作业安全等,最终实现两个号块的同步施工。

大跨度连续刚构桥双柱墩系梁抗震影响因素分析

为研究大跨度连续刚构桥双柱墩的抗震性能和墩身系梁对桥梁抗震的影响,以青龙涧特大桥上跨陇海铁路立交涉铁工程大跨度连续刚构桥为背景,采用MIDAS有限元软件分别建立不同形式全桥有限元分析模型,进行E1、E2地震作用下的反应谱分析、时程分析和E2地震作用下桥墩延性抗震分析。结果表明:在E1地震作用下桥梁均未进入延性,各模型全桥完全处于弹性阶段,桥梁特征部位响应满足抗震需求,在E2地震作用下,墩底出现塑性铰区域,墩顶位移能力满足需求。对于长细比较大的桥墩,横系梁的设置会增大桥墩横向刚度并改善墩柱自身的弯矩分布,对桥梁抗震有利。在桥梁进入延性抗震阶段时,增设横系梁会减少墩顶位移,在满足延性抗震需求的情况下对桥梁稳定性有利。

大跨度曲线UHPC连续刚构箱梁桥的设计研究与实践

以上海市松江区外下洋路油墩港桥为研究对象,研究基于UHPC的大跨度曲线连续刚构桥的总体设计和构造设计;结合体内及体外预应力布置方式,研究节段箱梁及下部桥墩的装配化施工方案。分别建立空间梁单元模型和整梁空间实体单元模型进行计算分析,并对计算结果进行对比分析。分析结果表明空间实体单元模型的应力分布与空间梁单元相比趋于均匀,采用空间梁单元模型的计算结果进行分析验证偏于安全,结构受力完全满足要求。该工程首次提出采用钢结构横隔板代替传统混凝土横隔板,钢结构横隔板构造简单,便于节段箱梁的预制施工。从空间实体单元模型计算结果来看,钢横隔板与UHPC横隔板的作用效果基本一致,满足结构整体受力性能的需求。

大跨度异形曲线连续刚构桥的设计研究

以贵州贵御温泉大桥为例,针对连续刚构桥异形曲线的特点,介绍(80+145+80)m大跨度异形曲线连续刚构桥的总体设计,提出通过调整腹板及底板厚度来控制平衡重的设计方法,进行合理的构造和配束设计。建立3D模型,进行静力、屈曲稳定及动力特性分析。研究表明,桥梁的弯扭耦合效应较小,变形和应力均处于合理范围;屈曲稳定性较好,变宽段的稳定性比等宽段稍差;动力特性以纵飘和横弯为主。桥梁设计合理,满足规范要求,可为同类桥梁设计提供参考。

洛河特大桥主桥关键施工技术研究

以洛河特大桥建设项目为依托,对高墩大跨连续刚构桥的关键施工技术开展系统研究。在项目建设中,运用了大体积混凝土温控、空心墩快速封顶、高墩边跨现浇段不配重等施工技术,相关技术成果可为同类高墩大跨连续刚构桥的施工提供借鉴。

基于层析成像的服役刚构桥接缝混凝土无损检测方法

大跨度连续刚构桥接缝工作状态会显著影响桥梁的纵向刚度分布,从而改变结构受力。目前,接缝部位混凝土尚缺少针对性的无损检测手段。为探明实际结构中接缝混凝土缺陷状况,基于走时分析的图像重建原理,建立了离散慢度模型,并使用代数重建算法(ART)求解,重建接缝内部缺陷图像,提出了针对接缝混凝土的超声无损检测方法。结合在役大跨度连续刚构桥上部结构拆除工程,针对实际工程场景设计了6层超声传感器布设方案,建立了6×8路径信息矩阵,通过ART算法求解,对接缝质量状况进行了无损检测,并与有损取芯结果进行了对比分析。实桥检测试验表明:提出的基于图像重建原理的大跨度连续刚构桥接缝质量超声检测方法具有较高准确性。结合桥梁上部结构拆除工程,在对桥梁接缝的49处有损取芯检测基础上,初步建立了基于声时值的接缝混凝土内部缺陷评价标准。

中小跨径Y型墩连续刚构桥配束设计研究

配束设计是中小跨径Y型墩连续刚构桥设计的关键工作。墩梁固结的桥墩参与分配主梁内力,配束设计时必须一同考虑主梁、桥墩及基础。采用桥梁博士和Midas Civil软件辅助配束设计,按估算钢束、布置钢束和验算钢束的步骤进行配束设计。研究表明,支架现浇施工的中小跨径Y型墩连续刚构桥可采用通长配束方案;结合钢束估算数量变化规律,依次配置支点梁端、过渡梁段、跨中截面的钢束,通过支点控制截面将合成各个梁段,能有效简化配束设计。

中跨变截面连续刚构箱梁支架设计风险研究

随着社会经济的发展和科技的进步,桥梁建设在满足功能需求的同时,对美观、环保、经济等方面的要求也越来越高。中跨变截面连续刚构箱梁以其优良的性能和广泛的应用,逐渐成为了现代桥梁建设的重要选择。然而,这种结构在支架设计和施工过程中存在一定的风险,需要对结构稳定性风险进行深入的研究和评估。本文依托徐明高速项目,将针对中跨变截面连续刚构箱梁支架设计风险进行研究。为了降低变截面箱梁支架设计的风险,需要进行充分的风险评估和管理。这包括进行详细的地质勘察和基础设计,以确保支架的稳定性和承载能力;合理选择施工设备和材料,确保施工质量和安全性;采取恰当的安全措施,保障施工人员的生命安全;以及进行严格的施工监控和管理,确保施工进度和质量符合要求。

高墩大跨度连续刚构桥的动力力学特性分析思考

连续刚构桥是预应力混凝土连续梁桥中一种特殊结构型式,即是一种桥墩主墩与上部结构主梁固结的预应力混凝土连续梁桥。连续刚构桥多用于山区环境中,充分利用其跨径大、桥墩高的优点,完成对河谷、峡沟的跨越。其中,连续刚构桥的桥墩高度较大、桥墩柔性较强,且河谷、峡沟处风力往往较大,对连续刚构桥梁的动力影响较为突出。因此,连续刚构桥的动力研究分析,是连续刚构桥研究中的一个重难点。本论文为了研究高墩大跨连续刚构桥动力特性的影响,以国内某大桥为工程背景,利用有限元软件Midas Civil 2023建立主桥三维模型,从桥梁自震频率、地震反应谱、车桥耦合动力、桥墩高度、动力特性优化等方面分析该桥梁的动力特性。结果表明:○1主桥的自振频率与墩梁刚度比的变化呈正相关关系,变化速率呈先大后小的趋势;○2主桥的1阶纵向频率受主墩高度变化影响也很大,变化幅度大于50%。本论文研究结论可为高墩大跨连续刚构桥的动力分析设计提供参考和指导。

连续刚构边跨现浇段挂篮牛腿施工技术应用研究

连续刚构桥是大跨径桥梁中常用的结构体系之一。然而,在边跨现浇段传统施工方法中,落地式支架法和托架法存在一些问题,如成本高、施工困难、高空焊接质量差及安全风险大等。为解决这些问题,文章以湖南某高速特大桥项目为例,提出了一种新的施工方法,即边跨现浇段挂篮与牛腿结合的施工技术,旨在实现大跨径桥梁高效施工,有效弥补传统工艺的不足。

贵州两渡水湘江大桥主桥设计关键技术

贵州两渡水湘江大桥主桥为(72+120+72)m波形腹板钢槽组合梁大跨变截面连续刚构桥。针对传统波形钢腹板组合箱梁桥底板混凝土结构自重仍然偏大、底板易开裂、下翼缘混凝土与波形钢腹板易脱离等问题,该桥主梁采用自重轻、底板抗裂能力强的波形腹板钢槽组合梁结构。主梁顶板宽20.25 m,单箱双室变截面。为解决组合梁根部钢底板受力复杂、抗压稳定性差的难题,在负弯矩区组合梁钢底板上设置混凝土层,形成顶、底板双重组合结构。为提高混凝土桥面板和钢主梁之间的抗剪承载力、有效防止桥面板横向角隅弯矩导致的竖向掀起问题,剪力连接件采用开孔钢板的双PBL键。主梁墩顶0号块采用全混凝土结构,钢-混结合段采用后承压式构造。主梁横隔板采用实腹式和桁架式两种结构形式,在提高结构抗畸变和抗扭转能力的同时,大幅降低了工程用钢量。主墩采用壁厚1.8 m的双肢实体薄壁墩。结构整体和局部计算分析表明,桥梁具有较好的安全性和适应性。

连续刚构桥边跨现浇段及合龙段一次性施工方法研究

以预应力混凝土连续刚构桥涪江大桥工程为背景,针对特殊环境下边跨直线段施工提出了挂篮一次性浇筑边跨直线段及合龙段的施工方法,利用理论推导及MIDAS CIVIL有限元软件对该施工方法进行分析,主要从主梁挠度、挂篮结构安全性以及桥梁结构受力等方面分析挂篮浇筑边跨直线段施工方法的可行性。研究表明:利用挂篮一次性浇筑边跨直线段及合龙段,对成桥后中跨侧主梁受力和挠度影响很小,而对成桥后边跨主梁竖向变形扰动较大,在施工中需及时调整主梁预拱度值。与传统施工方案相比,成桥后主梁最不利截面压应力增幅为15%,总体上处于可控范围内。从挂篮结构安全性方面考虑,挂篮结构在通过增设前后吊杆等优化方式后能满足施工过程中的安全要求。结果表明挂篮一次性浇筑边跨直线段及合龙段这一新的施工方法实践可行,并已在涪江大桥上顺利实施。