Design and Construction Strategy of Arched Continuous Rigid-frame Bridge

With the current rapid development of urbanization in China,people's living standards have been greatly improved.In the context of such a development background,the requirements for road traffic are getting more stringent,especially for bridge projects.The arched continuous rigid-frame bridge was developed under this social background.The advantage of the bridge lies in the design of a bridge model that integrates various functions such as transportation,landscape,and sightseeing.Based on the above,this paper first refers to the case to analyze the design and construction strategy of the arched continuous rigid-frame bridge,in hope of providing a valuable reference for relevant personnel.

大跨度双联连续钢管混凝土拱桥结构体系设计研究

为研究大跨度双联连续钢管混凝土拱桥的合理结构体系及中央拱座合理刚度,以主跨2×405 m渝湘复线双堡特大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析考虑自重、汽车荷载和基础沉降作用下,拱桥刚接、铰接、半刚性连接约束体系和不同中央拱座刚度对桥梁力学性能的影响。结果表明:自重、汽车荷载和基础沉降作用下各结构体系力学性能均满足规范要求。双刚接方案拱肋变形对称,结构受力良好,且构造简单、施工方便。中央拱座刚度从0.8 EI(EI为原设计方案中央拱座截面刚度)增加至2.0 EI,自重产生的最大变形基本不变,最大拉应力减小了0.33%,最大压应力减小了0.47%,结构力学性能改善效果不明显。双堡特大桥结构体系推荐采用双刚性连接,中央拱座合理刚度取值为0.8 EI,全桥有限元计算结果表明,该结构体系的强度、刚度、稳定性均满足规范要求。

深中通道泄洪区非通航孔桥主梁设计

深中通道泄洪区非通航孔桥总长6.05 km,分布于伶仃洋大桥及中山大桥2座通航孔桥两侧。泄洪区非通航孔桥采用等跨连续梁布置,4~6跨一联。主梁设计过程中,首先进行110、120、130 m三种跨径方案比选,确定采用最经济的110 m跨径方案。然后针对结构形式,提出预应力混凝土梁、钢-混组合梁和钢箱梁3种方案,从力学性能、经济性和施工风险等方面综合考虑,最终推荐采用钢箱梁方案。钢箱梁采用外形简洁流畅的封闭式断面,有利于后期维养;考虑全线景观效果,主梁高度取4 m,高跨比为1/27.5;横隔板间距取2.5 m,采用实腹式横隔板和框架式横肋的组合式设计,使箱室内部通透性更好;钢箱梁采用Q420qD钢和Q345qD钢2种材料。钢箱梁施工采用适合海上长大桥梁的大节段预制+现场拼装的施工方案。

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。

简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区设计及工程应用

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥为依托,提出了一种简支转连续结构负弯矩区构造设计方案。采用有限元分析和实桥试验相结合的方法,对简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区的受力性能进行分析,验证了该构造设计的可行性,最后就负弯矩区改善开裂的措施进行了探讨。研究结果表明,对于钢-混组合连续梁桥,简支转连续的施工方法与焊接连续施工方法相比,可减小墩顶负弯矩;承载能力极限状态时,负弯矩区混凝土最大裂缝宽度满足规范要求;桥面板钢筋直径以及混凝土自身力学特性是影响负弯矩区开裂的关键因素,适当加大桥面板钢筋直径、采用超高性能混凝土可以有效减小简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土的开裂;顶升支座法可以在一定程度上减小墩顶负弯矩,对控制开裂有利。

三跨连续钢-混凝土组合箱梁桥力学特性分析

钢-混凝土组合结构桥具有自重轻、刚度大、延性高以及较好的结构整体性和稳定性等优点,已经广泛地应用于我国的桥梁工程中,但对于成桥后桥梁力学特性的研究较少。因此,依托福州前横路升级改造项目三跨连续钢-混凝土组合箱梁桥梁工程,通过荷载试验收集分析应变、挠度和桥梁模态数据。结果表明:荷载作用下各测点应变和挠度均小于理论值,沿横向分布与理论值趋势基本相同,实测腹板中性轴与理论中性轴基本一致,表明桥梁刚度较高、整体性较好;偏载作用下横向增大系数在1.107~1.254之间,桥梁抗扭刚度较大,不易发生倾覆;桥梁在环境激振作用下第1阶模态自振频率为3.430 Hz,大于理论值2.590 Hz,与理论模型相比具有更高的刚度。

大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工技术研究

大跨度梁拱组合钢结构技术工艺成熟,且易于实现,能满足钢结构桥梁项目建设要求。为实现桥梁工程的安全性、经济性,文章对大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工技术进行了研究,从钢梁分段优化、钢箱梁施工、支撑系统施工、吊装施工等环节阐述了该技术施工要点,结合大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工问题,提出了施工期间的技术保障策略,旨在提高桥梁结构施工质量,建设高质量精品工程。

大跨度连续刚构拱桥上部结构施工方案研究

为保证大跨度连续刚构拱桥施工安全性、经济性及高效性,文章以某地铁(80+150+80)m大跨度连续刚构拱桥为依托,研究了在特殊、复杂的地理位置与环境因素下拱桥的上部结构施工方案,在进行施工环境、安全性、技术可行性、工期及经济性比选后,选择钢管桩+贝雷梁支架立模+挂篮悬臂浇筑的方案施工该桥梁上部结构,旨在为类似工程施工提供一定的借鉴。

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。

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥施工控制关键技术

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m刚性梁柔性拱桥,主梁为三主桁双层板桁组合结构,采用“先梁后拱,主梁双悬臂拼装,拱肋竖向转体”方案进行施工。为确保成桥线形和内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,进行施工全过程和成桥分析,基于无应力状态法开展施工控制。钢梁墩顶节间施工时,设置墩旁托架,利用浮吊拼装;对称悬拼期间,为保证纵向稳定性,采用水袋对边跨进行配重,利用扣塔分别张拉2对扣索以改善钢梁受力并调整钢梁线形;采用预降边支点、4号墩钢梁整体预偏,以及扣索索力调整等措施进行钢梁中跨合龙;拱肋竖转后,主要通过扣索完成拱肋合龙调位;拱肋合龙后,从中间向两边张拉吊杆。经实测,该桥钢梁合龙口相对高差在10 mm以内;拱肋合龙口轴向偏差最大2 mm,相对高差最大1 mm;吊杆索力与设计目标索力偏差均在5%内,满足施工控制要求。

高速铁路等跨连续钢桁柔性拱设计关键技术研究

钢桁梁柔性拱能充分发挥梁、拱结构各自的受力特点,具有跨越能力强、造型美观、用钢量省、施工技术成熟等优点,逐渐在铁路中得到应用。但目前关于钢桁梁柔性拱关键技术研究的成果不多,等跨连续钢桁柔性拱为首次在国内高铁桥梁中应用。在总结钢桁柔性拱设计经验的基础上,以银西高铁黄河桥3×168 m连续钢桁柔性拱为工程依托,对等跨连续钢桁柔性拱的孔跨布置、主桁、拱肋、横断面、桥面系结构形式等关键技术进行研究。结果表明,主桁采用华伦式或N形桁式均可,由于边跨加拱后桁高对结构刚度影响较小,在结构刚度满足要求的前提下,桁高满足铁路限界要求即可,斜杆与水平线夹角宜在45°~55°,节间长度宜为桁高的0.8~1.2倍;支点处设置加劲弦可减小支点及跨中弯矩,减小墩高,降低基础工程量,建议支点处设置加劲弦;钢桁柔性拱的拱轴线可采用二次抛物线或圆曲线,拱肋矢跨比宜在1/4~1/5之间;高铁连续钢桁柔性拱桥面系宜采用密布横梁正交异性板桥面系,选择人行道置于主桁内侧的方案,可提高结构横向刚度,并有利于与引桥简支梁人行道顺畅衔接。

基于长寿命理念的连续钢桁拱桥设计研究

以西成铁路(西宁—成都)尖扎黄河特大桥为例,根据钢结构桥梁在运营期维修养护困难的现状,考虑环境保护和可持续发展的要求,对基于长寿命理念的连续钢桁拱桥进行设计研究。结果表明:桥梁采用刚性吊杆可避免运营期频繁更换吊杆,减少了维修养护工作量;桥面采用不锈钢复合正交异形板可延长钢桥面使用寿命,减轻了自重,降低了桥梁工程造价;自主研发了可自动泄压的速度锁定器,大幅降低了构件的制作、建造和维修养护成本,提高了可靠性。

大跨度铁路连续钢桁拱桥设计研究

尖扎黄河特大桥建设条件复杂,综合考虑桥址环境、通航、行洪和环境保护要求,采用(141+366+141) m连续钢桁拱桥一跨跨越黄河。从主桁桁式、节间长度、拱顶桁高、加劲弦高度、矢跨比、边跨长度、桥面结构形式、施工压重等方面对连续钢桁拱桥的受力、变形、用钢量进行了对比分析。结果表明:连续钢桁拱桥主桁桁式采用P式,拱顶桁高10 m,采用12 m和15 m相结合的节间长度,主梁系杆从拱肋下弦第三个节点通过,加劲弦高度28.59 m,矢跨比1/3.85,采用正交异性钢桥面时,结构受力合理、整体刚度大且美观经济;在满足梁端转角限值的情况下,边跨长度取141 m能够节省施工压重。依据比选出的结构参数和构造形式,对主桥进行了设计。

大跨度钢管拱施工阶段仿真分析

随着我国大跨度连续梁拱组合桥的不断增多,钢管拱施工质量对成桥阶段和运营阶段的结构有着重要影响,研究钢管拱在施工过程中的力学行为是非常有必要的.本文利用ABAQUS有限元分析软件创建钢管拱不同施工阶段,分析钢管拱在各个施工阶段中受力、变形等力学特征.计算结果表明:在钢管拱施工阶段,要重点关注钢管拱拱脚处应力状态,在钢管拱拼装完成后,支架位置处拱顶和拱底分别承受拉应力和压应力.钢管拱支架拆除后,在索力值1074.4 kN作用下,整个钢管拱处于受压状态且拱底的受压程度大于拱顶.在钢管拱整体纵移过程中,钢管拱的应力在-12.49~11.10 MPa之间变化,由于拱脚处临时拉索的作用,在该位置处有最大压应力.在成桥施工阶段中,钢管拱的拱顶受压程度由拱中心向两侧减小,拱底受压程度由拱脚向拱中心减小,经过有限软件分析计算,钢管拱的应力、线形均满足规范要求.

成达万高速铁路渠江特大桥主桥桥式方案研究

成达万高速铁路渠江特大桥跨越渠江,为新建成都—南充—达州—万州高速铁路重点控制工程。结合线路、行洪、通航、环保等情况,提出(128+248+128) m连续刚构部分斜拉桥、(48+112+248+112+48) m钢管混凝土桁架组合梁斜拉桥、(128+248+128) m连续刚构拱桥3种主桥桥式方案,分别从桥梁的景观效果、经济性、施工难度、技术创新性、碳排放及后期养护维修等方面进行综合比较,(48+112+248+112+48) m钢管混凝土桁架组合梁斜拉桥具有景观好、经济性能优、碳排放少及具有技术创新等优点,选定其作为推荐桥式方案。该桥建成后,将为高速铁路桥梁智造提供一个方向,为同类桥梁设计提供借鉴。

钢箱组合梁拱桥真实温度荷载模式及响应分析

大跨径钢-混凝土组合结构桥梁中,由于两种材料热学性质和构件日照情况不同,会产生明显的非线性温度分布与复杂的结构响应。采用基于环境实测气象参数的构件温度场精细化模拟方法,分析一座钢箱组合梁拱桥的温度场及响应情况。结果表明:大跨径组合结构桥梁具有显著的温度异步性,真实温度场与规范的规定有所不同,朝向与材料不同的各个构件之间温度荷载及响应差异较大,其中,西侧钢梁的温度应力超过了32 MPa,对组合截面中桥面板的影响尤为值得关注。

基于多次检定试验的铁路钢桁梁桥技术状态变迁研究

大准(大同—准格尔)下行线黄河特大桥主桥为(96+132+96)m连续钢桁梁柔性拱结构,该桥自1992年成桥以来经历了4次桥梁检定,历次检定均开展了静载、脉动、行车试验。本文对历次检定试验中桥梁主桁挠度、杆件应力、桥梁自振特性、桥梁运营性能等关键指标的测试结果进行梳理,对桥梁实际工作状态、安全承载能力的变迁情况进行分析。结果表明,桥梁经过近30年的服役后,尽管线路运营状态发生了较大变化,而且4次检定试验时采用的加载列车形式、测试内容都不尽相同,但关键测试指标均表明桥梁受力状态良好,桥梁整体性能和技术状态与成桥时相近。

连续钢构柔性拱组合桥梁设计研究

为了研究连续钢构柔性拱组合桥梁的设计,以聊泰黄河特大桥(121.26+236.49+121.26)m连续刚构柔性拱组合桥梁作为工程背景,结合该工程实际情况,对桥梁主梁、拱肋、横撑、吊杆、支座、主墩、承台等结构部件进行设计。通过检算,主梁承载力大于最大受压应力,并且桥梁主梁与拱肋挠度均没有超出规范要求,设计符合相关规范要求。

简支钢混组合梁新型桥面连续结构的力学性能参数分析

提出了一种新型桥面连续结构,以匹配倒T形盖梁的简支组合槽梁为例,对其进行了力学性能分析,并总结了桥面连续结构与主梁间的竖向支承刚度、无粘结长度、桥面板板厚等参数对其受力性能的影响。结果表明:①桥面连续结构与主梁间的竖向支承刚度对其受力模式影响较大,采用脱空设计时桥面连续结构受力更为明确可控;②随着无粘结长度的增加,桥面连续结构受力先降后增,无粘结长度控制在相邻跨径之和的5%较佳;③随桥面连续结构厚度增加,其受力逐渐增加,找到桥面板连续结构受力与抗力平衡是其设计的关键;④桥面连续结构设置与否对简支梁整体受力影响有限。

斜交多跨连续梁拱组合桥梁设计分析

总结了梁拱组合桥梁设计现状,并以河北某地一座48 m+5×72 m+48 m斜交梁拱组合桥梁为例,简要介绍了项目基本情况及整体设计思路,对桥梁结构进行计算分析,阐述了该桥设计难点、创新点及相应的处理措施,包括梁拱组合桥梁景观方案确定,城市钢桥超宽桥面的处理,斜交钢梁节段处理等,以期为梁拱组合式桥梁设计提供参考。