斜拉桥施工阶段π型混凝土梁翼缘板裂缝成因分析与防裂措施研究

为了解斜拉桥施工阶段π型混凝土梁翼缘板斜向裂缝成因并制定合理的防裂措施,以某主跨120 m的π型预应力混凝土梁斜拉桥为背景,针对其悬臂施工阶段主梁翼缘板下表面出现斜向裂缝的现象进行分析。采用ANSYS软件建立该桥施工阶段杆系模型与混凝土梁实体模型,分析梁体自重、斜拉索张拉、预应力张拉、混凝土收缩、混凝土水化热作用下主梁翼缘板下表面应力情况。结果表明:梁体自重及斜拉索张拉作用下,翼缘板下表面未出现拉应力;横向及纵向预应力张拉作用下,翼缘板下表面产生一定的拉应力,但未超过混凝土抗拉强度标准值;混凝土收缩作用下,翼缘板下表面产生极小的拉应力,不会引起裂缝;混凝土养护过程中水化热作用下,翼缘板下表面混凝土与周边混凝土存在一定温差,部分测点第一主应力超过混凝土抗拉强度标准值,是开裂的主要原因。针对混凝土水化热作用影响,提出主肋布置冷却水管与翼缘板下方火炉加热并用的防裂措施,建立热流耦合模型分析防裂效果。结果表明:所采用的措施能够改善主梁养护过程中水化热温度场分布,各测点第一主应力均未超过混凝土抗拉强度标准值。

深中通道中山大桥主桥超宽大节段钢箱梁吊装匹配技术

深中通道中山大桥主桥为主跨580 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用流线型扁平钢箱梁,梁宽46 m(含风嘴),主梁共划分69个节段,标准段长18 m、最大吊重约429 t,采用桥面吊机双悬臂吊装。由于钢箱梁节段自重大、宽度较大、横桥向竖向刚度较小等,在桥面吊机悬臂吊装过程中,会出现钢箱梁匹配面高差过大(最大约63 mm)的问题。为解决该问题,实现梁段精确匹配安装,提出3种钢箱梁吊装匹配方案:“门架+拉索”方案、“牛腿反力架”方案、“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。经有限元仿真分析综合比选,最终选择“一字梁锁定+C形焊缝+部分张拉斜拉索”方案。该方案以箱梁竖腹板为定位点,提前焊接一字梁,采用法兰连接后锁定待拼梁段,部分焊接拼接面内箱梁形成C形焊缝;通过提前挂索并张拉部分斜拉索,减小匹配面已拼梁段横桥向竖向变形,达到箱梁匹配要求。施工中采取了匹配高差调节、局部应力控制、拼接缝宽控制等关键技术,最终将该桥钢箱梁匹配面高差减小至9.8 mm以内,钢箱梁局部应力可控,斜拉索初张过程中钢箱梁应力增量小于10 MPa,且各箱梁节段拼接缝宽可控制在1 cm以内。

济南齐鲁黄河大桥网状吊杆系杆拱桥施工关键技术

济南齐鲁黄河大桥主桥为(95+280) m+420 m+(280+95) m五跨三连拱下承式网状吊杆系杆拱桥,主梁采用钢-混组合梁,梁宽60.7 m,采用“先梁后拱”的施工工艺。钢箱梁采用“静动结合”的吊装技术,解决了有限作业空间下超重、超宽钢箱梁节段上桥的难题,钢箱梁采用智能化步履式顶推设备与坦克轮相结合的方式顶推施工,提高了顶推过程的可控性、安全性和高效性。3跨拱肋中2个280 m跨采用满堂支架法施工,420 m跨采用“三段法”施工,即通过满堂支架法安装两端60 m边拱肋,300 m中拱段采用在钢箱梁上低位拼装,然后整体提升中拱段,使其与边拱肋配切合龙。对吊杆张拉方案进行对比,基于有限元分析,以吊杆内力控制为原则,最终选择吊杆应力水平更低的从跨中向拱脚对称张拉的吊杆张拉方案,张拉过程中采用接长杆减少张拉工作量,使吊杆张拉更高效、安全。

公铁平层斜拉桥钢箱梁双悬臂施工控制技术

宜宾临港长江大桥主桥为(72.5+203+522+203+72.5)m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,公铁平层,3号塔两侧钢箱梁采用双悬臂施工,4号塔边跨侧钢箱梁采用顶推施工,中跨侧钢箱梁采用单悬臂施工。基于无应力状态法控制理论,采用SCDS软件建立主桥有限元模型进行施工控制计算。主梁双悬臂拼装时利用边、中跨侧桥面吊机对称同步起吊待安装梁段并调整其空间位置,采用相邻梁段相对高程控制法进行精匹配;斜拉索索力以无应力索长张拉进行控制;中跨侧悬臂端临时辅助压重措施,完成钢箱梁跨越式过辅助墩和顶升式上过渡墩的施工。该施工控制技术确保了钢箱梁双悬臂施工和边跨2次上墩顺利完成,保证了塔梁临时竖向锚固束受力合理,桥梁结构受力和塔偏未超限,结构线形和索力偏差满足要求。

无合龙段变高度连续钢箱梁桥顶推施工关键技术研究

以某实际工程为背景,介绍了适用于大跨变高度连续钢箱梁桥在跨中不具备设置临时墩条件下的顶推施工方法以及结构内力、线形控制技术。针对主梁梁高变化大和梁底曲线的结构特点,通过主梁立面姿态旋转的方法降低顶推抄垫高度,并采用步履机顶设置转动球冠和调整楔形块的方式适应梁底曲线与顶推设备的贴合需求。针对顶推施工过程中主梁端部挠度过大、合龙口相对高差明显、悬臂根部负弯矩显著增大的问题,基于无应力状态法思想,研究采用了两侧对顶加临时扣索辅助合龙的工艺,优化了结构成桥内力状态,降低线形控制风险;并对顶推过程中钢箱梁底板局部稳定、纵向倾覆稳定性等问题进行了计算分析,提出了相应控制措施。

钢-超高性能混凝土叠合箱梁桥吊装和滑移架设

文章针对在秦淮新河上架设钢-超高性能混凝土(UHPC)叠合箱梁桥的实践,分析了叠合箱梁预制厂与架设场地距离较远、运输困难,桥梁架设与航道通行互成干扰,箱梁焊接变形大、线形难以控制等问题。介绍了吊装加滑移架设桥梁的施工主要流程和施工步骤,总结了门式施工栈桥、确保航道通行,水路运输箱梁、快捷经济安全,分段吊装架设、箱梁滑移定位,三维空间渐变、调控桥梁线形,主梁体系变换、整体协调进行等具体工程措施,为该类桥梁的架设提供了有益的参考。

鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥塔梁同步施工测量技术

安九铁路鳊鱼洲长江大桥南汊航道桥为(50+50+224+672+174+50+50+50)m钢箱混合梁斜拉桥,主跨和辅助跨采用钢箱梁,桥塔采用H形塔,黄梅侧桥塔采用塔梁同步方案施工。针对塔梁同步施工测量重难点,运用莱卡TM50全站仪自动化实时采集塔端监测数据,利用Matlab程序计算塔柱纵向偏移量以修正塔偏;在塔柱“零状态”下采用天顶距法传递高程基准,采用精密全站仪后方交会设站传递平面基准至塔柱顶端测量平台,基于内控法进行钢锚箱安装及精密定位测量;采用全站仪三维坐标法进行钢箱梁安装定位,基于相对高差法控制钢箱梁安装线形。塔梁同步施工测量期间,通过加密控制网、全站仪自动观测、塔偏修正、钢锚箱精确定位及钢箱梁安装等技术,使塔柱和主梁施工节段能正确无误地顺接,在保证施工质量的同时缩短了施工工期。

跨高速铁路运营线钢箱梁拖拉快速施工方案与控制

为研究桥梁跨越繁忙高速铁路运营线的施工方案与施工控制,以常益长高速铁路(常德—益阳—长沙)跨既有石长铁路(石门—长沙)拱形塔斜拉桥的钢箱主梁施工为依托,开展施工方案分析,通过有限元分析研究施工临时塔索方案及施工全过程主梁受力与变形,并结合现场实测对施工进行控制。结果表明:基于滚轮式重物移送器两侧相对拖拉法施工及无合龙段的合龙施工方案能够满足一个天窗期内快速施工要求。临时塔索方案合龙面高差为0.2 mm,转角差基本为0,扣塔受力与稳定性良好,拖拉至就位全过程中主梁应力均在合理范围内,满足合龙要求。各关键工况下线形及应力监控理论值与实测值吻合良好,线形误差在2 mm以内,控制截面主梁上下缘应力最大误差均在10%以内,应力远小于容许应力200 MPa,施工过程控制精度高。

山区大跨度非对称拱桥拱肋架设技术

张吉怀铁路酉水大桥为主跨292 m上承式非对称钢管混凝土提篮式拱桥,地处陡峭山区,拱肋采用缆索吊机+扣挂法悬臂施工。根据实际地形,缆索吊机及扣挂系统采用“单缆塔、无扣塔”结构形式:缆索系统主跨865 m,仅设单侧缆塔;扣挂系统不设扣塔,拱肋节段通过扣索直接锚固于两岸山体上,减少了工程量。拱肋节段吊装时,每个拱肋节段设置4个吊耳,前吊耳采用法兰式结构,通过螺栓与拱肋法兰接头连接,可重复倒用;后吊耳采用常规形式吊耳,与拱肋之间采用焊接连接。拱肋合龙采用利用分配梁加横向限位挡块作为合龙锁定装置的新型快速合龙方式,无需精调装置,即可实现合龙口拱肋节段瞬时调节到位,完成精准合龙。

跨襄阳北铁路编组站大桥主梁悬臂施工工序优化及控制

跨襄阳北铁路编组站大桥为双独塔双索面斜拉桥,主跨主梁(上跨铁路部分)为钢-混组合梁,采用部分转体+部分悬臂安装方案施工。在悬臂施工期间,为保证跨越铁路线施工安全,采用全回转桥面吊机及梁底可移动式防护棚架等重型施工设备。为保证主梁悬臂施工安全及质量,采用MIDAS Civil软件建立大桥施工全过程空间有限元模型,从主梁整体受力方面进行施工工序优化,在优化工序后进行钢梁局部受力、钢梁安装线形分析与控制。结果表明:原斜拉索一次张拉方案施工时,主梁悬拼过程中混凝土桥面板存在开裂风险,提出安装工序优化方案为斜拉索两次张拉,并将混凝土桥面板湿接缝滞后1个节段浇筑,使主梁受力满足要求;将桥面吊机站位由第3道钢横梁调整至第2道钢横梁,保证钢梁在吊机荷载作用下的局部受力安全及稳定;钢纵梁前、后端高差从开始安装时到全部安装后的变化量最大值为4.5 mm,左、右侧钢纵梁需设置不同的安装线形,以避免出现左、右侧高差;钢纵梁竖向肋螺栓孔与钢横梁螺栓孔最大错孔量1.9 mm,对钢横梁安装影响较小。主梁悬臂施工工序优化后,根据分析采取相应的控制措施,保证了大桥在重型施工设备荷载下的安全性,成桥状态良好。

秭归长江公路大桥主桥施工关键技术

秭归长江公路大桥主桥为计算跨径519 m的中承式钢桁架全推力无铰拱桥,拱座采用明挖扩大基础,主拱采用变高度双片桁架,主梁采用钢-混凝土结合梁。针对该桥施工场地狭小,地质、水文及风场条件复杂等情况,拱座采用边坡分级开挖与综合防护技术施工;缆索吊机采用扣缆塔基础与桥墩基础“永临结合”设计,通过采用桩基“钢护筒+柔性垫层”减摩阻技术及综合监测技术,保证了大跨度重型缆索吊机作业安全;钢桁拱采用斜拉扣挂法架设,主拱桁片式吊装、无铰拱快速精确合龙;拱上钢立柱采用立式预拼安装技术;主梁施工采用钢梁先整节段间隔架设再跨间散拼、混凝土桥面板水运提升技术。成桥后主拱线形及内力满足要求。

高压线下受限空间箱梁架设施工技术研究及应用

以呼和浩特市三环路工程(A区域)施工二标段项目呼永高压线(220kV)下架设预制箱梁施工为研究背景,为了解决高压线下受限空间内传统架梁方式无法架梁的问题,在高压线下搭设纵、横移临时支架,在箱梁滑移的前进端安装连续千斤顶及反力座,千斤顶通过预应力钢绞线与后锚点连接,可以将箱梁向前拖拉滑移,在远离高压线的位置将箱梁吊装到纵移支架滑块上,千斤顶拖拉箱梁进行纵向滑移,到达横移支架位置后更换横移支架千斤顶拖拉箱梁进行横向滑移,滑移到位后采用三维千斤顶调整箱梁纵横向位置落位至支座上。并通过应用MIDAS Civil力学分析软件对滑移支架系统进行安全性验算,验算结果满足要求。通过研究和应用提出了一套高压线下受限空间箱梁架设施工工法,有效地解决了高压线下受限空间无法架设箱梁的难题,既确保了箱梁架设施工安全,又加快了施工进度,为今后类似工程提供借鉴与参考。

调顺跨海特大桥主桥中跨合龙施工控制关键技术

调顺跨海特大桥主桥为(147.5+296+147.5)m双塔双索面全封闭钢箱组合梁斜拉桥,中跨合龙段长12 m,重452 t,中跨合龙难度较大。采用MIDAS Civil软件建立主桥空间有限元模型,对主桥中跨合龙进行施工控制。针对主桥施工工艺、桥址环境及结构体系特点,采用温度配切法作为中跨合龙方案;在合龙前对合龙口进行敏感性分析,选择对横向对拉、端部配重相结合的方式调整合龙口空间姿态;对合龙口温度及长度进行准确预测,同时解除中跨侧塔梁临时固结纵向约束;合龙时将“倒梯形”合龙改变为“梯形”合龙;主要构造焊接后体系转换与次要构造焊接同步进行,提高中跨合龙效率;优化合龙口桥面板横向湿接缝施工工序,增加成桥状态压应力储备。合龙后的索力、线形偏差均较小,合龙状态较好。

温州七都大桥北汊桥主桥主梁精确匹配研究

温州七都大桥北汊桥主桥为主跨360 m双塔中央索面钢-混组合梁斜拉桥,主梁为钢-混组合梁,主梁宽37.62 m。该桥主梁采用浮吊及桥面吊机进行双悬臂架设,由于主梁宽度较大、横断面刚度较小,在桥面吊机吊装梁段过程中,已安装梁段及吊装梁段均产生较大的竖向变形,且在二者匹配过程中产生错台,无法精确匹配。为解决该桥主梁施工中由于桥面吊机吊装梁段产生较大局部变形的问题,实现梁段精确匹配安装,采用有限元软件Abaqus建立节段模型,分析桥面吊机横向间距对已安装与吊装梁段变形、吊装梁段横向抗倾覆稳定性与相对错台量的影响,并进行钢箱梁焊接顺序优化分析。结果表明:在主梁及桥面吊机确定的情况下,桥面吊机横向间距越大,已安装梁段的外缘变形量、吊装梁段主梁中心线处的变形量、吊装梁段的抗倾覆力矩、吊装梁段与已安装梁段的错台量均越大,综合考虑选择桥面吊机横向间距为13.3 m;采用先焊接边腹板、再对桥面吊机进行部分松钩的方法后,理论相对错台量均小于1 mm,满足精确匹配要求。最终梁段最大实测相对错台量仅为0.3 mm,实现了梁段的精确匹配。

赤壁长江公路大桥4#墩主桥组合梁施工技术

赤壁长江公路大桥主桥为(90+240+720+240+90)m半漂浮结构体系全钢混组合梁斜拉桥,主梁以主桥跨中为分界线对称布置,4#墩主桥组合梁长690 m,划分为60个梁段(未含中跨合龙段)。4#墩顶三节段于枯水期架设,因此岸侧滩地外露,采用浮吊江侧散拼+墩顶向岸侧拖拉法施工,借助主梁主体结构优化塔区的三向约束设计,实现主梁与主塔铰接替代塔梁固结的目的,抵抗主梁悬臂施工过程中的不平衡荷载和风荷载造成的钢梁平动和转动,确保主梁悬臂施工结构安全、稳定;偏心锚拉组合梁悬臂标准节段采用双节段一湿接循环工艺,减少湿接次数,缩短关键线路时间,通过采用特制冲钉和临时锁定装置调节偏心锚拉边箱梁姿态以降低扭转程度、调整钢梁杆件拼装和边箱梁高栓施拧顺序等方法,解决边箱梁扭转导致横梁拼装困难的问题,加快主梁施工速度,确保钢梁拼装精度;主梁边跨采用加厚桥面板,配重出现最大不平衡荷载,主梁线形无法通过斜拉索调节,因此在辅助跨临时墩顶设置竖向调节装置,施加竖向反力,抵抗不平衡荷载并调整临时墩顶主梁标高,通过顶、落临时墩顶钢梁实现主梁过墩;跨中合龙时,4#墩塔区设置纵移顶推装置,实现主梁快速、精确合龙。

高速铁路站台线并入道岔梁处末跨切边梁架设方法研究

新建中卫至兰州客运专线兰州新区南站东咽喉双线变四线处,站台左线为3孔单线简支箱梁预制架设,其他站台线和咽喉区道岔梁均为支架现浇,站台左线末跨切边单线箱梁架设时需将架桥机前支腿的一侧立柱支承在道岔梁翼缘板上,由于局部受力,将导致道岔梁翼缘板结构破坏,为特殊工况架梁。该文通过中兰客专兰州新区南站站台左线工程实例,对采用JQXD-550型架桥机在该工况下架设末跨单线箱梁的施工技术进行了全面研究,通过对道岔现浇梁梁面架桥机一号柱支点位置扩大钢板支垫和翼缘板设置临时支撑加固处理,有效地解决了桥梁安全架设难题,为类似桥梁架设施工提供了参考。

大跨度预应力混凝土连续梁桥合龙施工技术研究

合龙段施工是预应力混凝土连续梁桥施工的重要环节,关系到全桥的受力和线形状况。以某黄河大桥主桥合龙段的施工为工程背景,探讨了预应力混凝土连续梁桥合龙施工的时间选择、合龙方案的选择、合龙顺序、体系转换以及施工配重等方面的内容,为类似桥梁施工提供了有价值的技术资料。

大跨度钢箱梁斜拉桥施工控制

为保证厦漳跨海大桥北汊主桥(主跨780m的双塔双索面半飘浮体系钢箱梁斜拉桥)成桥后内力和线形满足设计要求,采用以无应力状态法为理论基础的施工控制方法,考虑结构非线性,进行参数识别和平差计算,根据桥梁结构特点确定合理的成桥及施工阶段状态,对该桥进行施工控制。在施工控制中利用无应力夹角确定钢箱梁现场安装位置,利用索长拔出量快速确定张拉索力,并根据大桥结构特点及温度变化情况,采用单侧顶推为主、配切为辅的中跨合龙方案,有效地控制了合龙风险。通过全面严格的施工控制,厦漳跨海大桥北汊主桥实现了高精度顺利合龙,桥梁线形及内力均符合设计要求。

武汉杨泗港长江大桥主桥加劲梁架设施工技术

武汉杨泗港长江大桥主桥为主跨1700 m的单跨双层公路悬索桥,加劲梁采用全焊接钢桁梁结构,共49个节段,其中标准梁段长36 m、宽32.5 m、桁高10 m,重约1010 t。加劲梁采用大节段制造、运输和架设总体思路施工。利用900 t液压提升式缆载吊机由跨中向两侧架设加劲梁,其中,无吊索区2个梁段采用单台缆载吊机“荡移法”架设,其余47个梁段均采用2台缆载吊机“抬吊”架设。加劲梁架设时,先利用2台缆载吊机架设跨中区域7个梁段,再利用4台缆载吊机对称架设剩余42个梁段,最后在塔柱两侧采用“预偏法”合龙。在加劲梁架设过程中,采用了“节段间临时连接+部分配重”的方案施工;并根据加劲梁架设顺序对航道布置进行了2个阶段的动态调整。

郑州黄河公铁两用桥施工控制关键技术研究

郑州黄河公铁两用桥是斜边桁无竖杆的三主桁、单索面多塔斜拉桥,为了使该桥建成后达到设计目标受力状态,对其施工全过程进行控制,钢梁顶推过程中以最大悬臂状态关键杆件内力控制为主、线形控制为辅;顶推到位后以预制桥面板抄垫高程和索力控制为重点。建立板梁索相结合的空间模型模拟施工过程,根据计算结果确定施工临时平联布设方案,并实现顶推过程平面中线控制、顶推完成后墩顶3桁高差调整、桥面板高差控制、斜拉索张拉控制,确保各施工阶段的杆件内力、斜拉索索力和主梁线形3项指标均达到设计要求。