钢拱塔斜拉桥的温度耦合效应和索力预测

钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应;然后以斜拉索为研究对象,通过该桥的有限元模型升降温模拟,分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响;最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入,索力为输出,利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射,实现数据压缩和特征提取,建立温度-索力预测模型,再对网络模型输入新的温度监测数据,以预测索力。研究结果表明:主梁和钢拱塔温度变化具有周期性,且滞后于环境温度;主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性,环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律;索力与环境温度呈线性负相关,且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应;长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好,建立的温度-索力关系模型准确度高,可用于该桥索力的实时预测。

考虑双重非线性的大跨度钢桁梁拱桥稳定性能评估

为评估钢桁梁拱桥稳定性能,优化结构构造,以岐江河大桥为背景,建立考虑几何与材料非线性的钢桁梁拱桥弹塑性计算模型,考察矢跨比f/L、宽跨比W/L、初始线形偏差、钢材屈服强度对钢桁梁拱桥稳定性影响,探究横撑构造与数目、横梁与横撑抗弯刚度对结构稳定性的优化效果。分析结果表明:f/L介于0.20~0.25时,钢桁梁拱桥稳定性相对优越;保持桥梁跨度不变而增加宽度能提高结构稳定性,当W/L由1/8增加至1/4时,稳定系数提高1倍;初始线形偏差明显影响结构稳定性,当初始横向变形量控制在l/3 000~l/1 000时稳定系数下降5%,而当变形量>l/1 000时稳定系数下降18%;钢材屈服强度对结构稳定性影响较小,250~350MPa 5种强度下的稳定系数相差<7%;现有横撑中,双米撑稳定性最好,其次为米撑、X撑、双K撑、K撑;相同用钢量下,采用米撑构造比K撑构造性能更好;增加横撑数目或增加横梁、横撑抗弯刚度可提高钢桁梁拱桥稳定性。

大跨径钢桁架双层拱桥模态阻尼比分析方法

为有效揭示结构整体刚度的变化,解决当前模态阻尼识别准确性方面存在的突出问题,特别是在运营中的复杂桥梁结构,难以准确分离多种干扰因素,创新研究了复杂桥梁的模态阻尼比识别方法,只需有限数量的加速度传感器,即可精确且高效地分析复杂桥梁的模态阻尼比。首先,采用变分模态解耦方法,将实测的非线性振动信号准确分解为单一频率模式;其次,对这些分解后的信号应用希尔伯特变换和脉冲响应函数进行处理,从而建立模态阻尼比的求解策略;然后,选取服役中的公轨同层大跨径钢桁架双层拱桥作为实证研究对象,收集其主梁的加速度响应信号;再次,通过变分模态解耦与脉冲响应函数方法,成功分析信号特性,获取该结构的频率及阻尼比;最后,将这些频率数据与有限元模型分析结果进行比对,证实方法的准确性和可靠性。

大跨度中承式拱桥缆索吊装系统施工技术

以巫山大宁河双线大桥为背景介绍了大跨度拱桥缆索吊装系统的施工技术,主要包括塔架拼装施工、塔架缆索体系施工、塔架缆风体系施工、锚固体系施工以及试吊方案,对于同类型项目具有参考意义。

双塔斜拉桥主桥承台钢围堰施工技术

主要研究了某双塔斜拉桥水文地质情况,结合项目建设条件,对双塔斜拉桥主桥承台钢围堰施工过程中的重难点和应对措施进行了分析,并针对钢围堰大体积问题,采用节段划分、拼装封底和混凝土分层浇筑等方式解决钢围堰大体积施工问题。

双跨波纹钢拱桥力学性能的试验研究

本文研究了一座双跨13 m跨径波纹钢拱桥在静载和动载作用下的力学性能,静载测试了五种工况,动载测试了20 km/h、40 km/h、60 km/h和80 km/h四种车速。通过对截面应变、拱顶位移、动应变和内力分析,得出以下结论:双跨波纹钢拱桥的两跨会相互影响,当车辆作用于一跨时,该跨产生竖向和水平变形,水平变形会使土体挤压另一跨;测试的双跨波纹钢拱桥的轴力较大,不能被忽略,并且轴力大部分表现为拉力;路面结构层对波纹钢拱桥的整体性能有影响,发挥着类似减压板的功效,使整体受力更均匀,弯矩更小;拱顶应变在某一特定车速下达到最大值,车辆作用频率越接近结构自振频率,产生的动态响应越大;应变动力增大系数小于1。

单塔式缆索吊在大跨度钢拱桥吊装施工中的应用

本文主要介绍了在新安江大桥钢拱桥施工中,针对钢拱桥结构型式及桥址区域地质状况及地形条件,通过采用单塔式缆索吊的施工方法,从而很好地解决了大跨度钢拱桥拱肋吊装的难题,保证了大吨位吊装的安全性,提高了拱肋安装的精确度。利用有利地形条件,采用单塔缆索吊,不但降低了施工措施费用,而且减少了对周边地形的扰动,最大限度地保护了新安江两岸的生态环境,为类似施工提供相关经验。

公路桥梁主塔承台施工技术应用研究

文章结合潼南某大桥工程施工实例,阐述了公路桥梁主塔承台施工工艺流程及施工技术要点,主要包括钢围堰加工、吊装、定位下沉、封底、承台及系梁施工等。主塔承台及系梁采用双圆形双壁钢围堰进行施工,满足了水流冲击条件下各项施工技术要求,降低了施工风险,节约了工程投资,可为类似条件下的公路桥梁主塔承台施工提供一定的借鉴与参考。

双层钢桁梁独塔斜拉桥荷载试验

为了准确评价双层钢桁梁独塔斜拉桥成桥时的工作性能和承载能力,以联石湾大桥为对象,建立有限元模型,并对桥梁结构进行静、动载试验测试,测试内容包括主桁挠度、截面应变、主塔纵桥向水平位移、斜拉索索力增量以及结构模态、冲击系数等参数,旨在评估该桥的结构状态。同时,将试验结果与理论分析结果进行了对比,表明:联石湾特大桥各控制截面的应变、挠度及位移均满足技术规范的要求,且该桥各阶振型实测频率均大于理论频率,结构整体刚度符合设计要求;大桥受力状态良好,整体处于弹性工作状态,满足设计荷载正常使用的要求。

寨子路大桥拱肋垂直提升施工关键技术

重庆两江新区龙兴新城寨子路大桥主桥为(131+205)m的提篮式连拱钢结构体系桥,其中大拱理论矢高为116 m,矢跨比为1/1.77,拱肋与铅垂面夹角为11.31°。针对该桥主拱拱高且较陡等特点,结合桥址处地质条件以及设备储备情况,采用支架法和垂直提升法进行大拱拱肋施工。大拱拱肋分为29个节段,主拱肋分单元节段在工厂制造并预拼装,将拱肋单元节段运至岸边拼装场内,搭设大拱满堂施工栈桥形成工作平台,其中大拱两岸拱脚底部的6个拱肋节段采用支架法安装;对于中间拱轴线纵向水平投影段113 m内的15个拱肋节段,利用设计拱肋轴线投影下方栈桥上的弧形支架组拼成整体提升段,再利用两侧提升塔架将整体提升段垂直提升至设计位置;最后在整体提升段的两端吊装嵌补段焊接合龙成拱。垂直提升施工中,通过计算确定了使整体提升段在提升过程中变形最小的提升塔架纵向净间距,以及预留嵌补段合龙的方式,最大合龙误差22.7 mm,合龙精度满足设计要求。

缆索吊装系统H型钢塔架设计研究

针对拱桥缆索吊装斜拉扣挂系统分离式塔架施工周期长、用钢量大和以圆钢管作为立柱在运输过程中占用空间大、运输困难、施工成本高等问题,以杆件和节点应力、整体位移、整体和局部稳定性作为控制条件,设计提出了一种以H型钢作为立柱新型主扣合一式缆索吊装系统塔架。H型钢具有翼缘宽、侧向刚度大、力学性能好、抗弯能力强等优点,为充分利用H型钢平行翼缘,该塔架杆件间采用节点板连接,方便拼接组合,重复利用率高;通过对新型塔架整体和局部计算和实际工程校验,该新型塔架在施工过程中能够满足强度、刚度、稳定性要求,且整体结构占用空间小、运输方便,可大量节省施工成本。该新型塔架可在桥梁施工中推广应用。

多跨连拱桥边墩钢-混结合段的区域力学行为分析

目的 研究上承式多跨钢箱连拱桥边墩钢-混结合段区域力学性能。方法 以白沟河特大桥为背景,基于有限元仿真分析和实桥测试的方法,对承受斜向力的连拱桥边墩区域力学形为进行研究。分析构件局部区域的应力,研究不考虑承压板的作用、不考虑开孔钢板端部承压的作用、不考虑PBL连接件的作用等情况下对局部区域应力的影响规律。结果 通过有限元结果对拱脚钢-混结合段进行应力区域划分,将三个应力区域产生的效应力分别定义为劈裂力T_(b,d)、剥裂力T_(s,d)、边缘拉力T_(et,d)。不考虑承压板的作用时,内部接触面的剥裂力T_(s,d)增幅最大,为18.4%;不考虑开孔钢板端部承压作用时,边缘交界处的边缘拉力T_(et,d)增幅最大,为30.6%;不考虑PBL连接件的作用时,边缘交界处的边缘拉力T_(et,d)增幅最大,为31.4%。与既有研究不同的是钢箱拱肋斜插入大体积混凝土中,由于体积差异大又是斜向,因此内力传递扩散更迅速。结论 笔者所提的应力区域为内部裂缝易出现区域,研究结果可为防止混凝土出现结构裂缝提供技术依据。

钢管混凝土双连拱桥保护性拆除风险评估与控制措施研究

以某汉江大桥为工程背景,从初始安全度调查、结构计算和施工监控等多个角度对钢管混凝土双连拱桥保护性拆除过程安全风险进行分析,并针对拆除过程拱顶打开、拱肋节段拆除、扣索、风缆及水平索拆除等关键步骤施工风险高、难度大的特点,提出了拱顶增加临时锁扣构造、零应力状态控制法和位移循环放张法三大控制措施。实践证明,该桥保护性拆除风险评估精准合理,提出的控制措施适用,对该桥的顺利拆除提供了技术保障,同时也可为今后类似桥梁的拆除提供参考。

港珠澳大桥江海直达船航道桥索塔吊装工艺研究及应用

港珠澳大桥江海直达船航道桥主塔为海豚形超大钢结构,采用浮吊整体抬吊工艺,是国内同类型施工首创。该工艺的应用使项目缩短工期、确保质量和减少环境污染,显著提高了经济效益。然而,由于结构整体段自重过大且超长异形,吊装难度极大。通过分析江海直达船航道桥钢索塔吊装,探讨大型钢索塔整体吊装关键控制要素和应用效果,为今后类似跨海工程大型桥塔的建设管理提供参考。

斜拉桥索导管及钢锚箱精准定位施工技术

洋塘大桥为独塔双索面内倾式斜拉桥,桥梁总长度为607 m。主塔采用H形结构,主塔高度65 m,共设有17条拉索,其中1—8号为索导管、9—17号为钢锚箱。为避免拉索与导管口发生碰撞,提高施工进度,索导管与钢锚箱的精准定位十分重要。该文结合实际工程和施工条件,提出索导管三维坐标定位方法,并研究出导管口精密定位装置及钢锚箱安装技术,以保证索导管和钢锚箱的精准快速施工。

某钢结构双拱轴人行景观桥结构设计

拱桥以独特的曲线形态及多变的造型,广泛应用于景观桥梁中。以上海市临港新城某景观人行桥为例,介绍了钢结构人行拱桥的设计及计算分析。通过对造型设计、结构分析及施工便捷性等研究分析,确定了桥梁结构形式及截面尺寸,可以为相似桥梁设计提供参考。

环境激励下双层中承式连续刚桁架拱桥模态参数识别研究

以大湾区核心地带地标式桥梁--明珠湾大桥为工程背景,该桥为双层中承式六跨连续钢桁架拱桥,主跨436m,为大湾区交通核心要道。本文开展基于环境振动激励下的明珠湾大桥模态测试试验研究。基于现场试验,精确识别明珠湾大桥的桥梁结构动态特性参数,通过实测值与midas/Civil有限元软件理论值计算值的对比,综合评估明珠湾大桥的实际动力特性。测试结果表明:明珠湾大桥实际动态特性与理论计算结果吻合程度较好,且桥梁实测刚度大于理论值,满足设计要求。本次试验对桥梁的后续运营提供了坚实的基础,也为今后同类型桥梁的验收提供有益借鉴。

双跨钢拱人行桥的拆除施工控制

以江阴城区主干道双跨钢拱人行桥为案例,分析城市中心区的拆除不利因素,从拆除难点、方案制定、过程计算、施工工艺控制等方面介绍了人行桥的拆除。

灌河特大桥连续钢桁-柔性拱主桥建造技术

连盐铁路灌河特大桥主跨(120+228+120) m连续钢桁-柔性拱,为全线跨径最大桥梁。灌河特大桥的主桥糅合拱桥与下承式桁梁桥的双重桥梁造型,整体线型平顺、外形优美、配比和谐、受力合理。本文综合考虑桥位地质、通航、地震及台风等复杂条件,全面探讨了钢桁梁-柔性拱桥设计及施工中的主要工艺,并对主桥下部基础与围堰施工、钢桁梁同步拼装、主桥不对称悬拼与合龙、抗台风措施、新型TLMD双调谐阻尼器和主墩消能阻尼防撞系统等制造及施工新技术和新工艺作了说明。研究成果可为同类工程的设计和施工提供经验和借鉴。