土耳其1915恰纳卡莱大桥无索区钢箱梁安装关键技术

土耳其1915恰纳卡莱大桥为主跨2023 m的双塔三跨钢箱梁悬索桥。钢箱梁总长3563 m,边跨及桥塔处无索区钢箱梁均为非标准节段,长度为9.8~43.6 m,吊装重量为344~1330 t,涉及多种吊装方式及节段安装工艺,施工难度大。该桥边跨S33节段定位精度要求高、顶推难度大,利用特殊设计牛腿,顺利实现节段顶推及边跨合龙;边跨焊接线形精度要求高、工序转换复杂,S32和S31节段布设临时吊索系统,确保焊接线形可控;塔区工作平台上的S01、T00和M01单个节段利用特殊设计三向可调支架及导向架施工,确保浮吊吊装安全可靠及定位精度可控;S02和M02节段吊装时与已吊装节段在空间上相互干扰,通过布设牵引荡移系统,顺利实现塔区S02和M02节段缆载吊机大角度吊装及节段荡移;采用吊索调节装置、边跨反拉系统及4台缆载吊机同步抬吊等措施,塔区S01、T00和M01组拼焊接的大节段顺利合龙。

大跨度连续钢箱梁悬索桥无索区钢梁施工控制技术

秀山大桥为主跨926 m的三跨连续弹性支承体系钢箱梁悬索桥,无索区梁段采用临时高支架+永久吊索法拼装,支架采用“钢管支架+纵移轨道”形式。采用MIDAS Civil软件建立主桥有限元模型,基于无应力曲率的全过程迭代法进行施工控制计算,确定无索区梁段支架预抬量和无索区梁段拼装线形,以及支架反力和索梁内力。通过计算,官山侧桥塔无索区梁段支架预抬量最大值0.625 m、最小值0.600 m,无索区梁段理论线形与设计值最大偏差-4 mm,支架各支点反力均匀,钢箱梁合龙后第1对吊索索力仅增大4.5%,无索区梁段内力变化较小。钢箱梁施工时,利用缆载吊机荡移法起吊无索区梁段至预定位置,采用液压千斤顶和移位器调整无索区梁段支架预抬量和梁段间拼装线形;利用缆载吊机起吊无索区相邻的第1对吊索梁段并与之精调连接,整体环焊结束后拆除支架。无索区梁段支架拆除后实测高程最大偏差-7 mm,桥面纵坡最大偏差-0.0373%,满足设计要求;成桥后钢箱梁纵坡最大偏差0.264%,成桥线形平顺光滑。

徐盐高铁复杂环境地区桥梁设计研究

徐盐高铁线路长、桥梁占比高,沿线地质、自然条件复杂。高烈度地震区简支梁桥按硬抗地震作用设计,研发了新型支座并优化支座布置和防落梁措施,编制适用的桥墩参考图;连续梁(拱)桥采用减隔震设计,具体根据场地地震参数和桥梁跨度选用减隔震支座或减隔震支座与阻尼器组合的减隔震措施。深厚软土区桥梁,按距离既有构筑物不小于150 m控制,设计较多打入桩,部分采用螺杆钻引孔或高压射水辅助施工,引孔深度小于2/3桩长,停止射水位置距桩底不小于3 m。岩溶区桥梁,根据溶洞上下基岩强度和厚度,厘清桩基计算边界条件;对于串珠状等复杂溶洞,采用超大群桩基础,不让桩基进入溶洞及其影响区。跨新洋港采用主跨312 m双塔双索面连续钢桁斜拉桥,半漂浮体系,塔墩固结、塔梁分离,斜拉索采用综合减振设计;为提高施工过程结构抗台风稳定性,结合结构抗风措施,采用边跨支架拼装、主跨单向悬拼的施工方案。为解决淮安东四线并行、相邻线同向行车问题,设计了线间距5.3 m非标简支梁,该梁所用预制架设设备只需对常规设备略加改造即可,方便施工。

某悬索桥吊索更换方案及桥面标高调整技术研究

某桥为主缆跨径布置(33+75+33) m的钢桁梁悬索桥,针对主缆、桥塔、锚碇、索夹U形拉杆等病害,研究确定需更换主缆,对桥塔和锚碇进行加固,旧吊索更换至新主缆上,索夹U形拉杆更换为直拉杆。为选择合理的吊索更换方案,提出3种方案:方案一为从桥塔向跨中更换,方案二为从跨中向桥塔更换,方案三为从跨中和桥塔分别向1/4跨更换。与方案一和方案二相比,方案三吊索索力和旧主缆缆力变化更缓和,加劲梁线形可控,故确定采用方案三进行施工。在此基础上,提出矩阵分析和多目标向单一目标转化求解的方法,确定吊索长度调整量,进行索力和实际桥面标高调整,按照计算的吊索长度调整量进行调整后,吊索整体受力及桥面标高达到了设计要求的目标状态。

G3铜陵长江公铁大桥主梁合龙施工方案

G3铜陵长江公铁大桥主桥为跨径布置(127.5+131+988+131+127.5)m斜拉-悬索协作体系桥,结合斜拉-悬索协作体系桥结构特点,提出主梁跨中合龙和交叉区合龙2种方案。对于跨中合龙方案,无法实现直接跨中合龙,可采取合龙口两侧主梁压重或设置临时吊索施工措施进行合龙口调整实现跨中合龙,当采用压重措施时,全桥需压重2450 t;当采用设置临时吊索措施时,全桥共需设置临时吊索44根。对于交叉区合龙方案,提出采用插值计算方法寻找主梁最优合龙口,该桥最优合龙口位于从桥塔往中跨方向第3根吊索之下,在交叉区最优合龙口合龙主梁不需要采用其它措施,合龙口两侧主梁线形可自动匹配。从结构受力、施工便捷性、工期等方面对2种方案进行对比,结果表明:主梁合龙口设置于交叉区时主梁受力较小,无需压重或设置临时吊索,且由于斜拉段和悬吊段主梁可以同步吊装,节约工期,因此该桥主梁采用交叉区合龙方案。大桥主梁推荐施工方案为先边跨钢梁顶推施工,再主跨钢梁单悬臂架设及缆载吊机吊装,最后在交叉区合龙。

外倾索面矮塔斜拉桥索梁锚固区拉索张拉施工控制优化

以浮山县丞相河特大桥为依托工程,通过采用Midas FEA有限元软件建立外倾索面矮塔斜拉桥拉索区横梁空间有限元实体分析模型并对拉索和横梁钢束张拉进行施工控制分析研究。研究结果表明:拉索和横梁钢束必须经过分阶段交替张拉才能保证横梁在张拉施工过程中不至于发生结构开裂破坏现象,“五步”张拉法能有效控制主梁索梁锚固区复杂的三向应力状态,对类似索梁锚固结构施工控制具有一定理论及实践指导意义。

钢箱梁斜拉桥索梁锚固区极限承载力分析

为了掌握索梁锚固区在索力作用下的应力分布和极限承载力,以青岛海湾大桥红岛通航孔斜拉桥为工程背景,应用等效板厚法近似模拟钢锚箱承压板与锚垫板之间的接触非线性问题;采用板壳单元和梁单元建立了索梁锚固结构的有限元模型,对索梁锚固区在最不利荷载组合作用下的受力性能进行了研究;并考虑几何非线性和材料非线性对锚固区及钢箱主梁进行极限承载力分析。结果表明:在最不利荷载组合作用下钢锚箱与主梁腹板的连接区域应力集中,超过了材料的屈服强度;索梁锚固区的极限承载力为设计荷载的3.07倍,有一定的安全储备。在上述分析的基础上,提出了改善索梁锚固区受力性能的构造措施。

大跨悬索桥主缆-吊杆-钢箱梁一体模型疲劳试验研究

以往的悬索桥疲劳试验往往只针对索梁锚固区、正交异性钢桥面板和吊杆钢丝等钢桥的单一构件或部位,受边界条件影响较大,而一体化疲劳试验能够反应结构的整体疲劳性能。以某主跨788 m钢箱梁悬索桥为背景,为全面评估其主缆-吊杆-钢箱梁一体化结构关键构造细节的疲劳性能,验证其设计的合理性、安全性和耐久性,进行该桥1∶4缩尺的主缆-吊杆-钢箱梁一体化的模型疲劳试验研究。结果表明:在设计疲劳荷载作用下,实测位移与荷载大致呈线性关系,加/卸过程中位移有很好的对称性与可恢复性,应力重分布现象不明显;结构处于弹性工作阶段,该结构关键构造细节处均未发现疲劳裂纹,结构疲劳性能满足设计要求。通过一体化模型的疲劳试验研究,掌握了该结构的疲劳性能与传力规律,试验结果能反映主缆-吊杆-钢箱梁的实际抗疲劳性能,具有一定的工程参照意义。

大跨度钢箱梁斜拉桥索梁锚固区传力机理

结合南京长江二桥、安庆长江大桥、苏通长江大桥索梁锚固区足尺模型疲劳试验及有限元分析,研究索梁锚固区的传力机理及应力分布。研究表明,由斜拉索传来的巨大压力,通过锚箱底板、承压板与腹板的连接焊缝,以剪力的形式传递到钢箱梁腹板上;锚箱与主梁腹板焊缝处的应力从上到下逐渐增大,在下端达到最大值,承压板上的应力稍小,均满足强度要求;经200万次和400万次(苏通大桥)疲劳加载,均未发现有裂纹发生,应力均无大的变化。验证了设计的正确性和制造工艺的可行性。

西堠门大桥索梁锚固部位的受力分析及模型试验

采用模型试验和有限元分析的方法,对西堠门大桥在5种加载工况下索梁锚固部位的受力情况进行研究,并进行安全可靠性验证。研究结果表明:索力首先通过耳板传递至加劲板,然后依靠锚箱纵、横隔板组成的框式构架传递到钢箱梁横隔板上,再由靠近风嘴的耳板上部将力向两边传递,直到靠近箱梁的耳板下端力的传递才均匀;在中间加劲板与锚箱中间隔板的相交部位、锚箱横隔板与耳板交叉处、钢箱梁横隔板与U肋的交叉处以及顶板变坡处存在着明显的应力集中现象,为主要控制细节;锚箱横隔板在纵隔板处全部断开,横向刚度产生突变,从而易引起横向应力分布不均匀,故建议在中间锚箱横隔板的上端设置过渡加劲板。

西宁文汇桥加劲梁体系转换方案优化

西宁文汇桥为主跨158 m双塔混凝土自锚式悬索桥,采用“先梁后缆”法施工,加劲梁采用逐节段支架现浇法施工。该桥加劲梁体系转换原方案为三轮吊索张拉,由于原方案施工周期长、施工措施费用高,提出将原方案优化为两轮吊索张拉(优化方案)。为分析优化方案的优化效果,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析优化前、后2种体系转换方案的结构内力和变形。结果表明:与原方案相比,优化方案在第1轮吊索张拉时,吊索的竖向位移均在控制界限范围内,无需临时接长,可节省施工成本;主缆和索鞍间的抗滑移安全系数和桥塔应力均变化平稳,简化了计算分析过程;优化方案可以减少一轮吊索张拉,并在缆索架设阶段进行部分二期恒载施工,提高了施工效率。

公路钢斜拉桥索梁锚固结构疲劳荷载的确定

针对我国公路桥梁设计规范暂无疲劳荷载规定的情况,在国内一些城市和国道路段车辆荷载统计资料的基础上,参照苏通大桥工可交通量的预测和公路工程技术标准,利用国外规范和疲劳累积损伤理论,对索梁锚固结构疲劳试验荷载的确定方法和原则进行了研究。

斜拉体系加固东明黄河公路大桥主梁锚固区段模型试验研究

东明黄河公路大桥是采用斜拉体系加固的大跨径预应力混凝土连续刚构桥,为研究新增索力作用下新增的钢托梁、钢托架及主梁锚固区段箱梁局部的受力性能,选取距跨中截面22.15m长索锚固端9m混凝土箱梁建立缩尺模型,对节段模型静力加载至2.5倍设计索力时的静力强度和挠度进行测试,分析试验模型在对称加载和偏载作用下的静力力学特征。试验结果表明:对称加载至设计索力和偏载至1.1倍设计索力时,混凝土箱梁受力性能良好,钢托梁抗弯刚度可靠,结构处于线弹性阶段,可以用线弹性理论进行分析;随着荷载的继续增大,钢托梁悬臂根部最先达到屈服应力,挠度曲线呈非线性特征,塑性变形明显;达到2.5倍设计索力时,钢托梁多点应力屈服,混凝土箱梁受力性能良好,钢托架具有足够的安全储备,钢托架锚固性能可靠,但高强度螺栓预紧力损失较大。

缆索协作体系桥梁静力特性研究

缆索协作体系是一种融合了悬索桥和斜拉桥优点的新型缆索承重桥梁结构,为研究此类桥梁结构的主要静力特性,指导设计,以某主跨1 700m双层缆索协作体系桥梁方案(主跨跨中1218m为悬吊部分,其余为斜拉部分)为背景,采用桥梁非线性分析程序BNLAS对桥梁主要结构进行计算分析。结果表明:缆索协作体系与常规悬索桥相比具有较大的竖向刚度,采用钢混接头断开方案,可释放钢混接头处的较大内力,过渡段悬索部分加劲梁会产生纵向相对位移和梁端转角,可考虑设置纵向拉杆作为限位装置;通过在边跨设置辅助墩、采用混凝土主梁及塔梁固结等措施增加结构刚度,可适当改善长拉索及端吊索的疲劳问题;缆索协作体系与相同跨度的悬索桥相比,主缆截面有所减少;悬索-斜拉组合体系交汇处吊索可采用刚性吊杆。

衢江大桥Y腿刚构系杆拱桥设计

衢江大桥主桥为Y腿刚构单拱肋系杆拱桥,主桥孔跨布置为(50+120+50)m,拱肋、边跨主梁与Y形主墩刚性连接,边、中跨主梁设牛腿相连,中跨100m主梁通过吊杆与主拱相连,拱肋为钢箱拱,拱趾设水平系杆。主要介绍主桥结构特点、结构分析和施工方法。

成昆铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区模型试验研究

为研究铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区的受力形式,以成昆铁路金沙江大桥为工程背景,针对该桥采用的新型梁顶混凝土锚固构造,通过缩尺模型试验研究其在不同荷载下的应力分布和开裂特征。结果表明:在斜拉桥成桥恒载索力作用以及最不利荷载组合索力作用下,C7锚固块更容易发生破坏,将其作为试验构件开展缩尺模型试验,发现锚固块在不同张拉荷载作用下张拉至设计索力的过程中,应变增幅基本上线性增加,卸载后同样呈线性减小,说明混凝土受力处在线弹性阶段,且应力在规范要求范围内。在试验荷载加载至140%设计索力时,锚固块前端倒角位置开始出现细小裂纹且随荷载的增加不断开展。当荷载卸载至0时,之前出现的裂缝随荷载的减小逐渐闭合,宽度肉眼不可见,表明该构造能够满足正常使用要求且具备足够的安全储备。

拱塔斜拉桥预应力索塔锚固区节段应力分析

某桥为主跨260 m三塔双索面预应力混凝土拱塔斜拉桥,采用空间有限元法对5种荷载工况下索塔锚固区节段应力进行分析。结果表明:空心矩形索塔内布置双向井字形预应力筋能够有效抵消斜拉索水平分力产生的拉应力;索力及预应力分别作用下,距离基准节段中心分别为1.2 m和1.5 m范围内,应力呈现渐进衰减趋势;设计计算中可通过控制侧墙与倒角交界处、斜拉索出口处以及锚块与塔壁交界等处混凝土应力,来控制整个索塔锚固区的应力分布。

港珠澳大桥九洲航道桥辅助墩支点顶升受力分析

港珠澳大桥九洲航道桥为主跨268m双塔单索面钢-混组合梁斜拉桥,辅助墩负弯矩区主梁采用支点顶升法施工。为研究该桥辅助墩支点顶升及回落施工对结构受力的影响,采用MIDAS Civil软件建立全桥空间有限元模型,分析顶升施工全过程中桥塔、主梁、斜拉索的受力。结果表明:顶升施工中桥塔、主梁变形较大,顶升回落后其变形基本恢复至顶升前状态;顶升施工中塔梁固结段位置处桥塔结构应力变化显著,桥面板后叠合区域的钢梁结构应力变化较为明显;顶升后斜拉索索力出现较大幅度的降低,顶升回落后斜拉索索力基本与顶升前索力相一致;支点顶升法能够有效地改善负弯矩区桥面板的受力情况,对负弯矩区施加预应力的效果明显。

贵黄高速阳宝山大桥超宽钢桁梁设计

贵黄高速阳宝山大桥主桥为单跨650 m钢桁梁悬索桥,桥面全宽36.6 m。通过对比分析山区建设条件下悬索桥不同梁型的优、缺点,加劲梁采用板桁结合钢桁梁,主桁中心桁高5.5 m,中心桁宽36 m,全桥共分为57个吊装节段;钢桁梁纵断面线形采用景观效果好、便于杆件制造的对称凸形圆曲线;根据剪力分布规律,主横桁腹杆采用对称W形布置;钢桥面板对接焊缝及下方纵梁均设置在轮迹横向分布频率最低的位置;销接式吊索锚板选择传力明确、便于焊接的外置式连接形式;结合该桥风洞试验研究结果,全桥布置3道永久下稳定板,跨中130 m范围布置临时上中央稳定板,以解决施工和成桥阶段加劲梁的颤振稳定性问题。

厦漳大桥索梁锚固结构疲劳试验研究

通过对厦漳大桥的索梁锚固结构1∶1足尺模型进行静载和疲劳试验,分析和研究了索梁锚固区关键部位在静力与疲劳荷载作用下的力学性能,并对该部位设计的正确性和制造工艺的可行性进行验证。