城市跨河飞燕式钢箱拱桥先梁后拱施工技术研究

随着我国城市建设的不断加快,市政交通工程迅速增加。为了营造美观环境,进一步加强结构与环境的协调统一,在城市跨河区域通常采用拱桥结构形式。由于城市内的河道一般过水量较少,或季节周期性排水,城市拱桥采用弱拱强梁的结构形式尤为常见。以赤峰市中环路快速化改造工程土建四标阴河大桥主桥上部结构施工为例,针对城市跨河飞燕式钢箱拱桥施工的特点,从场地布置、拱桥节段划分、支架结构形式、节段安装顺序、体系转换等方面,详细介绍了一种先梁后拱的架设方式。其有别于通常拱桥先拱后梁的架设施工,具有施工便捷、便于控制安全质量等优点,可供类似工程参考借鉴。

连续梁拱组合桥梁边中跨比影响分析

连续梁拱组合桥梁主梁和拱肋协同受力,整体刚度大、跨越能力强。以三跨连续梁拱组合桥梁为工程背景,分析了边中跨比对桥梁内力、变形、支反力、自振频率、稳定等方面的影响。分析发现:桥梁主梁和拱肋的内力、变形,主梁边支点的支反力随边中跨比的增大而增大,且在恒载作用下边中跨比0.400时边支点出现负反力;桥梁自振频率随边中跨比的增大而减小;桥梁施工阶段稳定系数随边中跨比的增大而减小,成桥状态稳定系数随边中跨比的增大而增大,但稳定系数变化率均较小;连续梁拱组合桥梁的合理边中跨比建议在0.425~0.500之间。

新江南大桥施工监控及安全评价

以新江南大桥为工程背景,介绍了该桥建设过程及施工监控流程,针对与老桥的衔接以及施工方法进行总结。为有效评价该桥梁的安全状况,对于不同的施工阶段,不同的监控部位和监控项目,运用层分析法对该桥进行了层次结构的划分,共分为7个第一层因素和26个第二层因素,根据所构建的施工监控安全模糊综合评价模型,对权重进行一致性检验,对评价指标进行量化,通过矩阵运算,依据隶属度最大原则实现了对该桥的安全评价。

某中承式拱桥桥面系塌落事故分析

吊杆是中承式拱桥的主要承重结构之一,其服役可靠性直接影响桥梁的安全性,工程中吊杆易出现锚固体系进水、失效以及钢丝腐蚀断裂等病害,致使部分拱桥桥面系梁体出现垮塌事故,严重威胁工程及人民生命财产的安全。本研究以某中承式拱桥部分桥面系塌落事故为例,分析了吊杆脆性破坏造成桥面系塌落的主要原因,并对该类型桥梁的设计、施工和运营的全过程管理提出了相应的应对措施,可为同类桥梁的建设实践提供参考和借鉴。

中承式拱桥吊索损伤对吊索系静张力的影响

基于中承式拱桥的有限元建模,考虑到吊索损伤对吊索拉伸刚度的影响,运用一阶矩阵摄动理论,采用刚性拱模型,研究了中承式拱桥吊索损伤对吊索系静张力的影响,导出了吊索系张力矢量因损伤变化的表达式,并用工程实例进行计算机仿真研究。研究结果表明:吊索的损伤会引起吊索系静张力的重新分布,即引起损伤吊索自身静张力的减小及邻近吊索静张力增大,随着损伤的增大,这种变化也逐渐增大;损伤大小与吊索静张力的变化呈近似的线性关系。这一结果对中承式拱桥吊索损伤的检测有实际参考价值。

连拱隧道设计荷载的确定方法

为了给连拱隧道的设计计算提供理论依据,并为以后扩大修建连拱隧道提供支持,提高中国的连拱隧道设计水平,尽可能地减少连拱隧道中隔墙设计的随意性,基于双塌落拱的假定,即认为隧道松动压力的计算值应在半结构宽度与整个开挖宽度相应的松动压力之间取值,并结合现场监测数据,提出了一种新的连拱隧道的荷载确定方法,建立了深、浅埋连拱隧道荷载模式。最后将该方法应用于云南思小高速公路连拱隧道设计中,取得了良好的经济和社会效益。

黄土连拱隧道中墙结构的数值模拟研究

隧道施工过程的应力变化对隧道的稳定性有重大的影响。文章通过对离石连拱隧道的二维弹塑性数值模拟,分析了隧道在开挖各阶段的应力和变形情况,针对隧道中墙受力情况进行了专题研讨,进而对连拱隧道的结构设计和施工作了一些探讨。

开挖施工方式对连拱隧道中墙影响的空间分析

隧道施工过程的应力变化对其稳定性有重大影响。文章通过对金竹林连拱隧道的三维弹性计算,分析了拟定开挖工艺下隧道各阶段的应力和变形情况,并针对连拱隧道进行专题研讨,提出连拱隧道中墙受力状态的一般规律,可供设计和施工参考。

特大断面连拱隧道中墙偏压机制及施工影响分析

中墙作为连拱隧道的主要承载结构,自身的稳定性直接影响着隧道工程整体的稳定性,是连拱隧道设计和施工的重点。中墙失稳的主要力学原因是中墙受力不均而产生偏压失稳,因此,控制中墙稳定的关键是控制中墙偏压及其偏压程度。中墙偏压的出现源于隧道工程自身的地层偏压和非对称式施工产生的施工偏压,根据中墙受力状态可以确定地层偏压、施工偏压下中墙偏压的条件及偏压发生部位;利用有限元计算方法对地层偏压、施工偏压条件下不同施工工序进行计算,分析不同工序对中墙偏压的影响;根据得到的规律对施工工序进行优化分析;最后,给出双向八车道连拱隧道的工程实例。

双连拱隧道中墙力学行为研究

针对金竹林双连拱隧道,通过有限元方法模拟连拱隧道的不同开挖工序,研究了连拱隧道的重要组成部分——中墙的力学行为。结果表明,中墙是连拱隧道的主要承载构件.左右洞室的非对称开挖会对中墙产生不平衡推力和弯矩。中墙的合理设计,可以显著提高连拱隧道的承载力、约束隧道洞周位移、提高衬砌结构安全度。开挖工序的合理设计,可以优化连拱隧道的中墙以及整个隧道结构。

中墙顶部回填混凝土弹性模量对连拱隧道稳定性的影响

根据某高速公路连拱隧道衬砌结构形式,建立有限元计算模型,通过改变回填混凝土单元的弹性模量模拟回填混凝土的不同密实程度,采用数值模拟方法研究回填混凝土弹性模量变化对连拱隧道稳定性的影响。研究结果表明:围岩的变形和应力以及衬砌内力均随着中墙顶部回填混凝土弹性模量的增大而大幅度降低;当回填混凝土弹性模量比由0(完全脱离)增加到100%(完全密实)时,拱顶沉降和围岩拉应力分别降至75%和20%左右,内衬弯矩可降至17%左右;当弹性模量比达到60%以上时,内衬弯矩基本保持不变;中墙应力随着回填混凝土弹性模量的增大而增大,且弹性模量比越低,中墙应力变化幅度越显著,回填混凝土完全脱离时中墙两侧最大压应力仅为完全密实时的33%左右,中墙承受的荷载主要来自上方围岩通过回填混凝土传递到中墙的压力。在实际施工中,应使中墙回填混凝土的弹性模量比至少达到设计标号混凝土标准值的60%以上方可进行隧道正洞开挖。

浅埋偏压条件下不等跨双连拱隧道设计技术

研究目的:不等跨连拱隧道因其结构特殊和施工工序复杂,在设计中存在很多技术性问题。本文以遂渝二线与兰渝铁路并行的新作坊隧道为工程背景,对浅埋偏压条件下不等跨双连拱隧道的设计关键技术展开研究。研究结论:通过对不等跨连拱隧道的中隔墙结构设计、施工工法以及防排水等关键技术进行研究,并结合新作坊隧道工程实践,得出:(1)在不等跨连拱隧道施工过程中,中隔墙一直受到动态非对称力的作用,中隔墙的稳定直接关系到整个隧道结构的稳定与安全;(2)"中导洞+右洞+左洞"的三台阶施工工法更加适合该隧道施工;(3)以"加强排水,防堵结合"为原则的中隔墙防排水技术,可有效解决中隔墙顶部渗漏水问题。

公路双连拱隧道施工过程中中隔墙的变形及稳定性

应用线弹性平面应变和空间模型,考虑了施工中可能出现的各种不利因素,对双连拱隧道三导洞法施工时,中隔墙的变形和稳定性进行了详细的数值模拟分析。结果表明:右洞(先开挖洞)开挖对中隔墙的影响约在开挖面前后1.5B(B为右洞开挖宽度)的范围,左右两洞的开挖面间距以2.5B^3.0B为宜;右洞施工时,中隔墙产生整体向左的偏转,墙身中部向左侧鼓出,基部右趾向上抬起;同时在纵断面方向,产生向左的横向弯曲;随着左洞施工推进,中隔墙的偏转得到纠正,基部右趾回落,横向弯曲逐渐恢复;在整个施工过程中,中隔墙顶部和左侧的密实回填,对抑制中隔墙的变形和降低中隔墙的内力十分有效。

浅埋偏压连拱隧道中墙优化分析

浅埋偏压连拱隧道中墙型式直接关系到隧道工程施工及正常运营,本文采用有限元数值方法对不同中墙型式下偏压连拱隧道结构受力特征作了计算分析,偏压连拱隧道采用复合曲中墙结构将有助于改善中墙受力状况,减小应力集中及上部位移,降低衬砌开裂渗水的可能性,从而为偏压连拱隧道合理设计提供理论根据。

双向八车道连拱隧道中墙临时支护优化分析

在连拱隧道中,中墙作为隧道的主要承载结构一直是设计和施工的重点。同时由于隧道地质条件和施工组织的复杂性,中墙常受到地层偏压和施工偏压两种偏压的共同作用,致使中墙内部力学状态十分复杂。施工偏压和地层偏压对中墙的影响机理互不相同,在施工过程中采取的控制措施也各不相同。利用有限元数值计算法对金鸡山双向八车道连拱隧道Ⅴ级围岩的6种施工方案进行了模拟,分析和阐述了中墙偏压产生的原因和影响因素;并结合6种施工方案的数值计算结果,对地层偏压、施工偏压对中墙影响过程进行了分析,结果表明地层偏压主要对中墙上部产生影响,而施工偏压不仅对中墙上部产生影响,而且还对中墙下部产生影响;最后,根据两种临时支护形式下中墙最终水平位移的计算结果,给出了控制中墙偏压的最佳临时支护形式。

深水柔性立管陡S型布置及参数灵敏度分析

参考立管陡S布置的相关文献,结合相关的试验研究,确定了顶部悬挂角、中水浮拱体积和位置为主要设计参数。利用大型水动力软件Orca Flex建立了深水柔性立管陡S布置的模型,并对深水柔性立管的响应进行了非线性时域分析,研究柔性立管的初始形状、曲率和张力对不同总体布置参数的敏感性及变化规律,为深水柔性立管布置设计提供一定的参考。

复合式中墙连拱隧道衬砌结构计算方法探讨

由于连拱隧道荷载计算理论不成熟,现有结构计算模型很难准确模拟复合式中墙连拱隧道的受力机理,所以目前没有针对复合式中墙连拱隧道统一的结构计算方法。基于双塌落拱的假定确定连拱隧道荷载计算方法,使用有限元计算软件,用仅受压弹簧模拟中墙和二次衬砌之间的作用,基于荷载结构法合理建立复合式中墙连拱隧道衬砌结构计算模型。结合苏州凤凰山连拱隧道的设计,使用该模型计算隧道衬砌的受力,并进行配筋和强度安全系数计算,为复合式中墙连拱隧道设计计算提供有益的探讨。

偏压连拱隧道中隔墙力学特征数值分析

中隔墙作为连拱隧道的中枢结构和重要承载构件,其受力及位移情况往往对工程成败和安全起着决定性作用。本文采用有限元方法对某浅埋偏压连拱隧道的开挖过程进行模拟,对连拱隧道中隔墙受力特征作了计算分析。结果表明,中隔墙是连拱隧道最主要的受力构件,偏压开挖容易在中隔墙引起较大偏心荷载,偏压连拱隧道采用复合曲中墙结构将有助于改善中隔墙受力状况,减小应力集中及上部位移;并结合中隔墙主筋轴力量测,对连拱隧道中隔墙施工进行了监控分析,监测结果表明,隧道由于偏压荷载的存在,应先开挖深埋侧隧道,此时中隔墙结构的扭转和偏心都较小。

大跨度中承式系杆拱桥荷载试验方法

以某主桥(40+185+40)m大跨度中承式系杆拱桥的竣工验收荷载试验为背景,使用桥梁专用计算软件建立有限元模型,进行荷载试验理论值计算,分析了大跨度中承式系杆拱桥在等效试验荷载作用下的变形、应力特性。通过荷载试验实测值和计算理论值的比较,分析结构校验系数,得出该桥的实际强度、刚度以及了解桥梁结构的实际工作状况。采用脉动测试方法对该桥的自振特性参数进行分析,综合分析评定该大跨度中承式系杆拱桥的承载能力,同时为同类型结构的桥梁荷载试验方法提供参考意义。

连拱加小净距隧道穿越公墓区的设计分析

苏州市凤凰山隧道属于软弱围岩中浅埋大跨度连拱加小净距隧道,且隧道穿越凤凰山公墓区,隧道上方公墓密集,对隧道设计和施工要求很高。因此,设计中采取了以下措施:根据工程类比,初步确定隧道的支护参数;建立有限元计算模型,对隧道进行受力分析,并结合现场监控量测数据对支护参数进行调整;建立适合于复合式中墙连拱隧道的荷载结构法计算模型,对二次衬砌进行配筋计算;对传统的隧道防排水体系进行适当改进,采取"以防为主、限量排放"的原则;确定地表震动安全允许速度,并据此计算确定隧道爆破施工和机械开挖的埋深分界点。通过这些措施确保隧道安全通过公墓区。