新型波形钢腹板组合箱梁畸变效应

为研究新型波形钢腹板(CSW)组合箱梁的畸变效应,以板梁框架法和位移法为基础,建立单箱多室新型CSW组合箱梁的畸变控制微分方程和边界条件,得到畸变正应力解析解,并采用有限元法检验推导结果的正确性。应用推导结果对比分析新型CSW组合箱梁与传统CSW组合箱梁的畸变性能,以及截面高度、箱室宽度和钢底板厚度对新型CSW组合箱梁畸变效应的影响。结果表明:解析解计算得到的畸变正应力与有限元模型计算的结果吻合较好,畸变角的变化规律与有限元模型计算结果一致;与传统CSW组合箱梁相比,新型CSW组合箱梁的畸变翘曲刚度减小了38.89%,畸变框架刚度减小了71.84%,抗畸变能力减弱;随着截面高度和箱室宽度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角和跨中畸变双力矩均逐渐增大,且箱室宽度的影响更为明显;随着钢底板厚度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角逐渐减小,跨中畸变双力矩逐渐增大。

赤壁长江公路大桥主桥4号桥塔墩结合梁墩顶节段施工技术

赤壁长江公路大桥主桥为(90+240+720+240+90)m钢-混结合梁斜拉桥,主梁分为121个节段,由双边箱截面钢主梁、横梁、小纵梁等组成,4号桥塔墩墩顶钢梁共3个节段,考虑枯水期施工边跨侧滩地外露,采用浮吊拼装+墩顶拖拉法施工。桥塔墩设置墩旁支架辅助钢梁架设,墩旁支架采用简易支架,设计为分离直立柱结构,避免了传统斜立柱支架体系结构复杂且受限于围堰尺寸的影响;墩旁支架设置钢梁拖拉系统及钢梁姿态调节装置,以实现钢梁的拼装、纵移和姿态调整。墩顶钢梁利用浮吊在中跨侧依次拼装单节段钢梁杆件后向边跨侧分次拖拉,墩顶钢梁全部就位后,采用竖向调节装置通过“顶落梁”工艺精调钢梁高程和横向调节装置对钢梁横向偏位进行纠偏,保证墩顶节段姿态满足设计要求。借助主梁永久结构简化塔区临时约束设计,抵抗风荷载、施工不平衡荷载和不平衡索力造成的钢梁平动和转动,确保主梁悬臂节段施工安全。

装配式组合钢箱梁对提高桥梁施工效率的影响研究

随着经济的发展和交通需求的增加,桥梁建设变得越来越重要。传统的桥梁施工方法往往需要较长的施工周期和大量的人力物力投入。然而,装配式组合钢箱梁的引入为桥梁施工带来了革命性的变化。文章首先介绍了装配式组合钢箱梁桥的施工工艺,接着分析施工阶段单梁静载的影响,最后运用引入松弛系数的满应力齿行法优化求取最大约束值和整体偏移。

深中通道锚碇上方大节段钢箱梁吊装卸船方案比选及吊具设计

深中通道伶仃洋大桥东、西泄洪区非通航孔桥为跨径110 m的连续钢箱梁桥,有2孔钢箱梁上跨伶仃洋大桥海中锚碇。因中山大桥提前合龙,受通航限制,该区域共20片大节段钢箱梁(4片长86.1 m,重1097 t;16片长110 m,重1408 t)需由武船中山基地码头船运至中铁南方基地码头吊装卸船,转运后再由“天一号”运架一体船取梁。根据中铁南方基地码头2台2000 t龙门吊情况,进行大节段钢箱梁吊装卸船方案比选及配套吊具设计。对单钩单梁、双钩单梁、双钩双梁3种吊装卸船方案进行分析,考虑经济性和操作便利性,选择双钩双梁方案。根据吊装需要,设计4套相同的吊具(主要由扁担梁、销轴、绳轮、绳圈和卸扣等组成),110 m和86.1 m大节段钢箱梁分别设置16套和12套吊点,每根扁担梁下设4个吊耳。采用MIDAS软件建立钢箱梁及扁担梁整体模型,分析钢箱梁、吊具及连接构件的力学性能。结果表明:钢箱梁、钢箱梁吊耳及连接螺栓、扁担梁、扁担梁吊耳及销轴的受力均满足规范要求。设计的吊具已成功应用于20片大节段钢箱梁的吊装卸船施工。

连续刚构-钢管混凝土拱桥0号块水化热及有限元模拟分析

为了研究单箱双室箱梁浇筑时的混凝土水化热分布,以某新建高速铁路高墩大跨连续刚构-钢管混凝土拱桥为研究背景,建立了该桥0号块实体有限元模型,并考虑了温度对混凝土水化速率的影响。结果表明:随着温度的升高,混凝土的水化反应速率加快,强度增长速率提高;混凝土水化过程中的温度变化规律总体表现为先呈抛物线式上升,再保持高温持平状态,最后温度缓慢降低;0号块箱梁在夏季高温施工时,通过合理控制入模温度、适当增加粉煤灰掺量和延长养护时间可有效抑制温度裂缝的产生。

大跨简支钢箱梁顶推及高位落梁施工关键技术

以长沙盼盼路上跨京港澳高速公路立交桥工程为依托,针对其桥下交通繁忙、顶推坡度大、落梁总高度高等难点,提出一种钢箱梁大坡度步履式顶推及高位落梁施工方法。钢箱梁拼装完成后,在预拼场先行施工部分桥面附属设施并配重,随钢箱梁同步顶推,从而减少后期桥上高空作业;在大坡度引桥上方进行钢箱梁顶推施工时,通过后支点循环分级升梁,调整钢箱梁线形;在临时支墩上进行高位落梁时,在钢箱梁底板上设置落梁吊挂系统,采用子、母双重循环方式,通过在步履机搁墩、步履机滑箱和置换墩之间反复“倒顶”,将高位落梁转换为连续分级低位落梁;通过分析各个工序转换时顶推及落梁系统的高程匹配与约束条件,建立适用于一般情况的系统高程计算式,给出合理的参数范围。

连续宽箱梁桥单墩力同步顶升横向效应分析

针对某双箱多室预应力混凝土连续宽箱梁的单墩顶升更换支座工程,建立桥梁多尺度仿真模型。分析单墩力同步顶升下结构的横向应力及位移变化规律,验证单墩力同步顶升的可行性。结合梁端横向位移影响线,确定结构横桥向最不利顶力偏差工况。分析最不利工况下结构的横桥向正应力及位移变化规律,明确桥梁顶升施工过程的顶力与位移同步偏差的控制值。可为同类桥梁的单墩力同步顶升工程提供参考。

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。

基于梁格法的单箱多室箱梁桥偏载系数研究

【目的】为了探究单箱多室宽桥面箱梁桥的偏载效应,明确相关影响因素对偏载系数的影响规律,以湖南省长沙市港子河大桥为例开展数值仿真与对比研究。【方法】基于商用有限元软件Midas Civil构建桥梁的有限元梁格法模型,研究单箱多室箱梁桥偏载效应,分析偏心距等影响因素对偏载系数的影响规律。【结果】研究表明,正应力偏载系数最大值为1.25,出现在跨中截面,剪应力偏载系数普遍在1.5左右,经验系数法对于类似宽桥面单箱多室箱梁桥偏载系数的估计严重偏低。活载偏心距对偏载系数有较大影响,且偏心距越大偏载系数越大,两者近似线性相关。【结论】梁格法能够较为准确地模拟单箱多室箱梁结构偏载效应,尤其是现代城市中宽桥面单箱多室箱梁桥,而经验系数法对类似桥梁并不适用,预测结果严重偏低,增大了箱梁桥开裂的风险。

弯曲桥梁抗倾覆性能分析与加固设计

抗倾覆性能是曲线桥梁的一项重要安全性指标。对于某高速公路工程平面弯曲梁桥,通过空间有限元建模分析,计算了弯曲混凝土连续箱梁的抗倾覆稳定系数与支座反力,并进行了抗倾覆加固设计。由分析验算结果可知,钢板混凝土盖梁加固措施受力简明、施工方便,宜用于快捷加固独柱墩弯曲桥梁以增强其抗倾覆性能。

单线小曲线切翼缘简支箱梁施工技术研究

主要研究了在高铁车站出站口变线处及其他特殊周边环境下曲线半径过小导致梁缝的宽度过大不能保证线路的平顺性,以及由于桥梁景观的要求而进行的箱梁特殊设计及施工的问题。分析了在曲线半径过小的情况下,桥梁设计中的处理原则和方法,以及在预制过程中模板设计的要点、支座板的位置、接地端地的位置、接触网及下锚拉线的位置、桥面无砟轨道预埋套筒的位置、钢筋尺寸、张拉力的变化等质量控制要点。

独柱墩混凝土连续弯箱梁桥抗倾覆性能分析与加固评价

文章在深入研究独柱墩混凝土连续弯箱梁桥失稳倾覆机制的基础上,利用相应的数值模拟法构建计算模型,验算实桥新增钢盖梁措施对抗倾覆稳定性的影响。结果表明,该方案符合现有规范条件,具备合理性和实用性,对同类工程具有一定的借鉴意义。

特大桥钢箱梁顶推施工与质量控制措施研究

特大桥是一类比较特殊的桥梁,其单孔跨径通常在150 m以上。在特大桥工程项目建设中,上部结构以钢混组合梁为主,使钢箱梁的顶推施工成为此类桥梁的关键环节。因此,要掌握钢箱梁顶推施工要点,并采取有效的技术措施控制顶推质量。基于此,文章依托工程实例,对特大桥钢箱梁顶推施工与质量控制措施展开论述,主要介绍了钢箱梁顶推施工要点及钢箱梁顶推质量控制措施,以供参考。

现浇简支箱梁双层贝雷梁支架法预拱度控制技术

随着贝雷梁支架法在现浇箱梁施工中的广泛应用,特别是在跨越既有公路、河流时双层贝雷梁单跨式的设计就更为突出,而在预压试验的基础上预拱度的控制尤为重要。对此结合蒙华铁路营盘山大桥双层贝雷梁支架法的预压试验,阐述预压试验的过程、目的和意义。通过对预压数据的整理分析,得出了模板需要设置的预拱度,为指导箱梁混凝土浇筑施工提供了依据,为类似支架法施工提供了一些可借鉴的经验。

跨文化遗产河流超大钢箱梁桥施工技术

目前钢箱梁桥梁的安装一般采用吊装法,而超大钢箱梁因为尺寸、重量大,一般采用分段分节吊装的方式,分段处需要设置临时支墩作为临时支撑。对于跨文化遗产河流的钢箱梁桥,因保护文化遗产河流的需要,不能在河道以及其保护范围打设钢管桩、灌注桩,也不可设置临时便桥或临时工作墩,导致通常采用的分段吊装法不适用。对跨文化遗产运河超大钢箱梁桥施工关键技术进行研究,采用深化设计技术、智能化制造技术以及免临时支架的超大钢箱梁安装技术,保证了工程质量与施工安全,保护了跨文化遗产运河。

不同高宽比并列双幅箱梁气动升力的干扰效应

为了给实际工程中并列双幅变截面箱梁的气动升力取值提供参考,针对不同高宽比的双幅箱梁,通过刚性模型测压风洞试验,测试了多个不同风攻角和间距时双幅箱梁的升力系数,并与单幅箱梁的升力系数进行了对比分析。引入干扰因子对下游箱梁的干扰效应进行定量表示。研究结果表明:与单幅箱梁相比,上游箱梁的气动升力变化不大,下游箱梁的气动升力变化显著;在大多数正向风攻角下,下游箱梁气动升力的干扰效应表现为明显的减小效应;在负向风攻角下,气动干扰使下游箱梁承受向下的升力,升力值随着风攻角的增大而增大,随着间距和箱梁高宽比的减小而增大。

基于主动吸气控制的双幅钢箱梁涡激振动数值模拟研究

为提高双幅钢箱梁涡激振动性能,以某三跨钢箱连续梁桥为研究背景,提出了基于主动吸气控制的双幅钢箱梁涡激振动抑制措施。采用计算流体动力学方法研究了主动吸气控制措施对双幅钢箱梁涡激振动的抑制效果。结合Fluent用户自定义函数(user defined function,UDF)和“动网格”技术,计算了双幅钢箱梁的涡激振动响应。通过对比风洞试验和数值模拟计算结果,验证了数值模拟方法的可靠性。从能量输入机制、流场等角度分析了主动吸气控制措施的抑振机理。研究结果表明,主动吸气控制措施能有效抑制双幅钢箱梁的涡激振动。吸气源的布置及吸气气流速率的大小均会影响对涡激振动的控制效果。吸气气流与回流相互作用,从而有效地抑制了桥梁的涡激振动。

超宽幅主梁扭背索独塔斜拉桥总体设计

厦漳同城大道沙洲岛特大桥西溪主桥采用(88+200)m扭背索独塔斜拉桥,塔墩梁固结体系。主梁采用钢-混混合梁,其中主跨为整幅钢箱梁,梁宽47 m;边跨为预应力混凝土箱梁,梁宽51 m;钢-混结合面位于主跨距桥塔理论跨径线15 m处。桥塔采用独柱式钢筋混凝土斜塔,总高134.6 m,桥塔向边跨倾斜8°,其下布置整体式承台,钻孔桩群桩基础。斜拉索采用标准抗拉强度1670 MPa平行钢丝拉索,边跨斜拉索为双索面空间扭背索,主跨斜拉索为准单索面。针对超宽桥面,采用空间梁格法分析剪力滞的影响,将混凝土梁纵腹板由6道增至8道。按3 m顺桥向标准间距设置钢箱梁实体式横隔板,可使该桥宽幅主梁偏载、扭转效应导致的应力增量控制在允许范围内。对塔墩梁结合部进行有限元精细化分析,针对应力集中情况,优化局部构造和配筋设计,经计算,优化后结构受力满足设计要求。

钢桁腹-混凝土组合箱梁畸变效应研究

为研究梯形截面的钢桁腹-混凝土组合箱梁的畸变效应,在薄壁箱梁理论的基础上,考虑钢桁腹杆的力学特性,应用改进的板元分析法建立畸变控制微分方程,并给出畸变解析解。通过ANSYS建立实体模型验证所推公式的正确性。结合数值算例,对比分析在均布畸变荷载作用下相同截面参数的钢桁腹-混凝土组合箱梁和传统混凝土箱梁的畸变翘曲正应力,并分析梁宽和钢腹杆俯角对组合箱梁畸变内力的影响。结果表明,相同截面参数下,由于组合箱梁钢桁腹杆的纵向刚度很小,其畸变翘曲正应力为混凝土箱梁的1.71倍;梁宽对畸变内力影响较大,当梁宽增加至4.5 m时,畸变双力矩和畸变矩分别增大至3.68倍和1.36倍,且前者在纵向上双峰的分布趋势逐渐平缓;腹杆俯角对畸变双力矩影响较大,当腹杆俯角增加至27°时,畸变双力矩减小了约14.3%,但其对畸变矩影响很小。

宽幅分离式双边钢箱组合梁斜拉桥剪力滞效应研究

为了满足日益增长的交通量需求,近年来大跨度斜拉桥开始采用桥面宽度大、横向刚度高和抗风性能好的分离式双边钢箱组合梁。以梁宽为45.9 m的超宽分离式双边钢箱组合梁斜拉桥为背景工程,分别采用MIDAS和ANSYS建立三维杆系模型和节段精细化模型,研究其成桥阶段和施工过程中的剪力滞效应,并通过敏感性分析研究钢主梁板厚度对剪力滞效应的影响。结果表明:成桥状态下,混凝土板底和板顶的剪力滞系数变化范围分别为2.152~2.762和1.262~2.024,越靠近跨中节段,混凝土板的剪力滞系数越大。在边腹板、中腹板和小纵梁位置,混凝土板的正剪力滞效应显著,横隔梁顶的混凝土板则主要呈现负剪力滞效应。受到斜拉索水平分力的影响,混凝土板两端的剪力滞效应最突出。施工过程中混凝土板底和板顶的剪力滞系数范围分别为3.978~4.188和1.186~1.301,需要重点关注板底的剪力滞效应。施工步骤对组合梁混凝土板的剪力滞效应影响较大,尤其是钢主梁安装工况。钢主梁板厚变化时,剪力滞系数变化规律相似,建议钢主梁顶板厚度为20~30 mm,底板厚度为15~20 mm。