武汉市江汉四桥拓宽工程主桥设计关键技术

武汉市江汉四桥拓宽工程主桥采用与旧桥外形一致、呈反对称布置的主跨232 m独塔混合梁斜拉桥,跨径布置为(232+70+40+20)m,采用刚构体系。主梁采用钢-混叠合梁与预应力混凝土梁组成的混合梁,钢-混结合面位于主跨距桥塔中心线9 m处,主跨采用双边工字形叠合梁,桥面宽23.5 m,标准梁高1.6 m;边跨采用预应力混凝土边主梁和箱形截面主梁,桥面宽23.5~27.0 m,标准梁高2.1 m。桥塔采用“A”形混凝土塔,塔高114.5 m,其下布置整体式承台,采用18根ϕ2.8 m的群桩基础。斜拉索按空间扇形双索面布置,共104根斜拉索,采用标准强度1770 MPa高强平行钢丝索,主跨梁端采用锚拉板锚固,边跨梁端设置槽口锚固,塔端采用锚固齿块锚固,主塔斜拉索锚固区纵、横桥向均配置有无粘结预应力钢棒。汉阳岸边墩采用T形钢筋混凝土板墩及钻孔桩基础;汉口岸边墩、辅助墩均采用钢筋混凝土独柱墩及钻孔桩基础。桥塔塔柱采用爬模施工;边跨主梁采用支架现浇施工,主跨主梁采用悬臂拼装施工。结构计算结果表明,大桥结构刚度及应力均满足要求。

上承式钢管混凝土拱桥桥道系病害分析和加固

为了研究在役上承式钢管混凝土拱桥桥道系结构病害产生的原因,梳理桥梁历年养护情况,建立全桥有限元模型和上部结构单梁模型,进行影响因素分析。分析表明:T梁承载能力下降导致大量U型裂缝产生,主拱圈温度作用下的变形、桥道系自身整体性不足导致桥面铺装开裂。提出一种改进的体外预应力布置方式以提升T梁承载能力,并利用有限元分析验证其加固效果,采用超高性能混凝土重做现浇层和T梁横隔板包钢增强桥面铺装韧性和桥道系整体性。

大跨径单箱双室连续梁桥0号块空间受力分析

以佛山南沙涌特大桥为工程实例,对施工阶段过程中不利工况以及长期运营阶段中的墩顶最不利弯矩和剪力组合应力状况进行分析,得出单箱双室0号块在三向预应力情况下的应力结果和分布规律。结果表明最大单悬臂施工阶段、成桥阶段无活载以及成桥后长期荷载作用下,支座附近、顶底板与腹板连接处、横隔板与顶板连接处产生较大的拉应力,且单箱双室的顶板的倒角汇合区域产生了集中拉应力。建议在单箱双室的设计中适当加厚顶板,施工中注意顶板压浆密实性。

现浇混凝土单拱桥的施工控制要点

在市政交通工程建设中桥梁占有很重要的比例,其施工过程中的质量控制非常重要。从材料的选择到施工过程的质量控制,再到后期成品的保护和养护等,任何一个环节出现问题都会引起质量事故或质量缺陷。为尽量避免出现类似情况,笔者以锦江生态带现浇混凝土单拱桥施工为例,从基础稳定、桥台抗滑移、拱圈线性等控制重难点问题出发,阐述了对单拱混凝土桥梁施工控制要点进行的分析与研究,提出了具体的措施并予以应用,取得了较好的效果。

大跨度铁路单索面预应力混凝土斜拉桥设计关键技术及创新——以隆叙铁路沱江特大桥主桥设计为例

隆叙铁路沱江特大桥是隆叙铁路的控制性工程,为满足行洪、通航及一跨跨越珍稀、特有鱼类国家级自然保护区需求,结合本线新建单线预留双线条件的情况,采用主跨292 m单索面矮塔斜拉桥结构形式。为避免长期偏载,预留线二期恒载同步实施。通过对单箱三室截面、单箱双室贯通锚固截面、单箱单室大隔板截面、W形截面进行比较,优选传力路径直接、受力合理、施工方便的W形截面。针对变梁高时连续内腹板构造复杂、不便于施工的特点,在传统W形截面基础上提出纵向间隔布置预应力混凝土斜杆的W形截面主梁结构形式。通过对钢斜杆及预应力混凝土斜杆两种方案对比,分析斜杆内的预应力钢筋可主动承受拉索竖向分力、预压应力可有效避免较大变形和顶板开裂的特点。梁部采用挂篮悬臂浇筑施工。根据拉索布置及受力需要,结合泸州地方经济文化特色,提出束腰酒尊造型的桥塔结构。下部结构采用双薄壁墩、钻孔灌注桩基础,根据防洪、通航及两个主墩均衡受力的需求,对主墩岸坡进行刷坡防护。

梅州市广州大桥主桥设计

作为一类(139+106)m独塔单索面不对称斜拉桥,广州大桥主桥采用塔墩梁固结体系。主梁采用宽幅大挑臂近似三角形斜腹板整体预应力混凝土箱梁;桥塔采用带椭圆端头的矩形截面“一”字形预应力混凝土结构;主墩为混凝土双薄壁墩。选择应用Midas/Civil有限元分析软件进行全桥静力计算,结果表明该桥强度、刚度均满足规范要求。

梁拱式组合结构在大跨度重载地埋泳池中的应用

在大跨度重载地埋泳池结构工程中,作者比较了3种结构选型方案。受新型空腹式ASGRF桥结构体系的启发,采用型钢混凝土梁拱结构进行计算和设计,可以在不影响净高的条件下,实现全埋式地下泳池的建筑功能。在构造措施上对截面钢筋进行了深化排布,避免型钢、钢筋碰撞和浇筑困难。在底板处通过施加预压应力,对拱脚处的外推力进行了平衡。可为同类型大跨度地埋式结构的设计提供参考。

单拱面预应力混凝土系杆拱桥空间稳定极限承载力分析

基于 U.L.列式单元增量平衡方程 ,采用单元节点截面内力塑性系数法建立钢筋混凝土空间梁单元弹塑性刚度矩阵 ,并编制了单拱面预应力混凝土系杆拱桥空间稳定极限承载力计算程序。理论分析结果与两个模型试验结果良好接近 ,验证了分析方法的正确性。

混凝土拱桥悬臂浇筑施工力学性能研究

为控制悬臂浇筑混凝土拱桥施工内力及变形,运用大型有限元分析软件ANSYS自带的零阶优化法,基于扣索一次张拉法开展混凝土拱桥悬浇施工力学性能研究,主要分析了悬浇长度、挂蓝构造形式、预应力、扣索锚固位置对拱圈施工内力及变形影响。结果表明:改变节段长度和扣索锚固位置对拱圈施工内力影响不大,在拱圈顶板设置预应力能有效减小施工内力,但对施工变形影响不大,挂篮构造形式对主拱圈施工内力及变形影响均较大,悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥建议采用前支点挂篮施工。

铁路混凝土连续梁桥采用加劲拱的必要性分析

为分析预应力混凝土连续梁(刚构)带加劲拱桥型(简称连续梁拱桥或连续刚构拱桥)的合理性,以技术标准相同的1座(72+128+72)m铁路连续梁桥与1座(64+128+64)m铁路连续梁拱桥为研究对象,从结构设计、施工、运营维护等方面对2种桥型进行对比分析。结果表明:相比一般连续梁桥,连续梁拱桥是2种不同受力体系(梁与拱)组合而成的不合理的复合结构;不合理的结构体系使得结构几何尺寸和工程数量明显增加,造成施工工艺复杂、工期延长,从而导致工程总造价显著增加;梁与拱的相互交叉作用导致0号块处的受力相对复杂,增加了结构的安全风险;复合结构的运营养护工作较单一结构体系更多,养护费用更高。

脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥极限承载力的影响

为了解单圆管钢管混凝土拱桥脱粘后受力模式改变带来的受力性能变化,采用有限元方法计算了脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥面内极限承载力的影响,基于完全脱粘计算假定,构造了钢管与混凝土之间的连接单元,编制了考虑几何、材料双重非线性的面内极限承载力计算程序,并对无初应力和成桥状态下4种荷载作用方式的面内极限承载力进行计算分析.结果表明:完全脱粘使跨中集中力、L/4集中力和半跨均布荷载作用下的面内极限承载力变化不明显;而使全跨均布荷载作用下的面内极限承载力降低较大.对于单圆管钢管混凝土拱桥,在全跨均布荷载作用下,完全脱粘使得面内极限承载力下降可达10%左右.

深圳彩虹大桥设计与研究

深圳彩虹大桥是一座由钢管混凝土拱、预应力钢 混凝土空心叠合板组合梁、钢管混凝土组合桥墩构成的全钢 混凝土组合结构桥梁 ,在国内外属于首座。主跨 1 50m ,跨越深圳火车北站 2 9股道。设计构思新颖 ,造型优美 ,结构轻巧 ,抗风、抗震性能好 ,结构体系有所创新。体现了桥梁建筑与美学及环境的统一 ,实现了桥梁建设“轻型大跨、预制装配、快速施工、关注环境”

单肋斜撑钢管混凝土拱桥非线性稳定性分析

单肋斜撑钢管混凝土拱桥是近年来出现的一种新型桥梁，以广梧高速双凤至平台段K111＋495跨线桥为例，考虑几何、材料双重非线性，运用通用有限元软件ANSYS，对其成桥状态下的稳定性进行分析。计算结果表明：成桥状态下各工况1阶线弹性失稳模态基本相同，其失稳模态为拱肋面外对称屈曲，稳定安全系数大于15，说明全桥的稳定性得到足够保证；相同条件不同活载工况下的稳定安全系数值相差不大；仅考虑几何非线性，各工况1阶稳定安全系数降低了5％～15％；而考虑几何、材料双重非线性，各工况1阶稳定安全系数降低了40％～50％。说明材料的非线性对结构稳定性的影响比较显著。

整体式预应力葵花拱桥受力特点

近些年国内已经陆续修建了几座非整体式系杆葵花拱桥,但是结构和受力上还存在不够完善的地方。整体式预应力葵花拱桥对此进行了改进,通过设置整体式桥面板,并在桥面板设置有粘结预应力束代替系杆,具有自己独特的结构和受力特点。本文通过与非整体式系杆葵花拱桥比较,分析了整体式预应力葵花拱桥的特点:整体式桥面板,避免了设置多道伸缩缝,大大改善了行车的舒适度;整体式桥面板内布置高预应力值有粘结预应力束,既能起到系杆的作用,平衡结构的水平推力,同时可以很好地改善梁的受弯性能;桥梁结构为拱式刚架体系,结构受力复杂,但是具有很好的整体性能;增加了结构施工技术难度。以应城市富水河桥为例,利用有限元模型分析了桥梁结构的受力特点,提出该类桥梁设计时的关键控制截面。

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。

六沾铁路宣天特大桥主桥设计

六沾铁路宣天特大桥主桥为钢管混凝土拱加劲三跨连续梁桥,主跨为100 m。主梁为双纵梁的"П"形双向(局部三向)预应力混凝土结构,钢管混凝土加劲拱圈由2条相互平行的拱肋及横向联结系构成,拱肋为变高度钢管混凝土桁架,拱圈平联采用"ж"形空心钢管桁架,吊杆采用钢绞线体系。计算主梁应力、挠度、自振特性及钢管混凝土的钢管及混凝土应力;经试算,吊杆预张力、安全系数均满足要求。根据有限元分析结果,对拱-梁结合部进行设计改进:主梁上翼缘增加4束纵向短束;加强纵梁上翼缘普通钢筋布置;优化竖、横向预应力根数和布置。采取先梁后拱满堂膺架的施工方案。

我国预应力混凝土公路桥的发展与现状

本文叙述我国预应力混凝土桥的发展历程和现在情况.近几年来,我国建造了多座预应力混凝土桥,结构型式有简支梁、T型刚构、连连梁、连续刚构、斜拉桥与组合式拱桥等.在每种桥型中,选择具有代表性的桥梁,对其结构特点,设计与施工新技术,加以分析讨论.使能互相交流知识,总结经验,以资提高技术水平,促进我国桥梁建设的新发展.

三跨上承式预应力混凝土拱桥优化设计

在分析预应力布置位置对三跨上承式拱桥内力和拱脚推力影响的基础上,阐明了该类桥型预应力筋的布置原则.同时,为在设计时考虑减小拱脚不平衡推力这一因素,提出了基于敏感性分析的首控截面应力双控设计法、首控拱脚净推力双控设计法以及直接利用优化理论进行设计等3种合理优化设计方法.这些设计法针对该类桥型的特点,利用在拱顶梁中分别布置一定数量的上下偏心的预应力筋来优化结构的内力和满足各部分的位移限制要求.通过对南京三山桥工程的设计计算,表明该设计方法完全可以满足设计要求,并可供相关工程参考验证.

预应力混凝土斜拉桥箱梁剪力滞规律

为了揭示斜拉桥箱梁应力分布情况,对某单索面预应力混凝土斜拉桥箱梁沿纵桥向剪力滞效应的分布规律进行了研究.结果表明:单索面斜拉桥施工阶段不同的位置应采取不同的剪力滞系数进行平面杆系有限元分析,悬臂端索力作用点处该位置用轴力作用的剪力滞系数反映实际受力;索力之间的梁段在索力作用点处,根据弯矩轴力比确定的剪力滞系数反映实际受力;在索力作用点之间跨中的梁段,用弯矩作用的剪力滞系数反映实际受力,索力作用点与跨中之间的梁段,可采用线性插值求得截面剪力滞系数.

阅江大桥“帆”形塔斜拉桥总体设计

广东肇庆市阅江大桥主桥采用三跨双塔单索面预应力混凝土斜拉桥,跨径布置为(160+320+160)m,采用墩、塔、梁固结体系,桥面布置双向6车道。主梁采用单箱五室箱形预应力混凝土梁,按全预应力混凝土结构设计,采用纵、横、竖三向预应力体系,斜拉索锚固处设置1道横梁;采用单索面斜拉索,斜拉索呈扇形分2排布置于桥面中央分隔带内,避免了斜拉索对外侧景观的遮挡,视野开阔;桥塔选用了新颖美观、造型独特的"帆"形混凝土塔;主墩采用较柔的双肢薄壁墩(高度约33m),减少了主墩纵向刚度。采用Dr.Bridge 3.2及MIDAS 2010对主桥进行结构整体静力计算,计算结果表明,主桥结构各项指标均满足规范要求。