大跨径斜拉桥施工阶段临时抗风措施对比分析

研究目的:大跨径斜拉桥在最大双悬臂施工状态下结构刚度较小,对风荷载引起的结构风致振动响应较为敏感。本文以受沿海台风影响区域的一座主跨316 m斜拉桥为研究对象,根据风洞试验确定主梁的气动三分力系数,对比分析不同风缆布置方案与不同临时墩布置方式对大桥风致响应控制效果的影响。研究结论:(1)增设临时风缆可使主梁竖弯基频提高22.0%~32.5%,对结构自身的扭转基频影响效果不显著;临时风缆对主梁竖向位移和主塔顺桥向位移控制有一定作用,固定位置在主梁最大悬臂长度的80%~90%范围内效果较好;(2)临时墩的抗风减振效果显著优于临时风缆,临时墩的设置使主梁悬臂端竖向位移响应降低了53.5%~65.5%,对主梁悬臂根部的顺桥向弯矩与横桥向弯矩的控制效果较为明显,降幅11.7%~58.8%;(3)在选择桥梁临时抗风措施时,需综合考虑抗风需求、施工条件、施工风险和经济性;(4)本研究成果可为大跨度斜拉桥临时抗风措施的选择提供参考。

大跨公铁两用钢桁拱桥边跨施工关键技术

常泰长江大桥天星洲专用航道桥为(168+388+168)m大跨重载公铁两用钢桁拱桥。主梁采用2片主桁双层板桁组合结构,边跨钢梁施工采用架梁吊机悬臂散件拼装。为确保边跨钢梁架设轴线和竖曲线线形,按照最快形成稳定桁片结构原则拼装,上墩前悬臂拼装并形成三角桁片稳定结构后再实施抄垫;在钢梁架设过程中对钢梁标高进行调整,精确控制钢梁上墩标高;为确保边跨钢梁架设结构受力满足要求,通过有限元理论分析比选,确定临时墩最优脱空时机;采用“基于空间六点调位法”对边跨钢梁进行整体精确定位;主墩支座采用重力法灌浆;基于多点变形协调,通过优化杆件安装工艺,解决了超静定结构杆件带力安装难题。

黄茅海跨海通道高栏港大桥钢箱梁施工关键技术

黄茅海跨海通道高栏港大桥为(110+248+700+248+110)m全飘浮体系双塔双索面斜拉桥,主梁为分体式钢箱梁,标准梁段重约370 t、最大悬臂拼装梁段重约468 t,采用桥面吊机进行悬臂拼装,施工阶段抗风问题突出。通过设置塔梁三向临时锚固抵抗施工过程中的不平衡力及力矩,有限元计算结果表明塔梁三向临时锚固均满足受力需求;在边跨侧设置抗风临时墩,并依据受力分析结果确定抗风临时墩的钢管桩选用∅1200 mm×12 mm,平联、斜撑选用∅426 mm×6 mm,施工阶段安全渡台;通过设置横断面预拱度保证了钢箱梁成桥横坡;采用反力牛腿法在被吊装梁段和已安装梁段匹配侧施加成对反力有效减小匹配高差,保证了钢箱梁的顺利匹配安装;边、辅墩墩顶前一梁段的斜拉索二次张拉后再进行合龙,避免了施工期间边、辅墩支座出现负反力;中跨采用单边起吊加配重和自然温差配切的合龙方式。

大跨径上承空腹式梁拱组合刚构桥设计关键技术

为克服主跨大于200 m的山区桥梁在桥型选择中采用连续刚构桥易导致的弊端,以及选用上承式钢筋混凝土拱桥由于适用条件存在的局限性,提出了将常规预应力混凝土连续刚构桥和上承式钢筋混凝土拱桥在结构体系上进行组合,形成上承式梁拱组合刚构新桥型。大跨径上承空腹式梁拱组合刚构桥的结构体系和力学特征进行了分析,采用有限元分析方法对该桥型的主要结构参数、合理成桥状态、拱梁汇合段构造、梁拱倒三角区施工和临时扣索的合理拆除时机等设计关键技术开展研究,结果表明:上承空腹式梁拱组合刚构桥利用下弦拱辅助主梁受力并形成自平衡受力体系,显著减小了中跨和边跨主梁长度,使结构力学性能得以优化,具有结构竖向刚度大,对长期挠度变形控制效果好的优点;当结构关键控制点的强度、刚度和线形计算指标符合目标范围时,可达到合理成桥状态;拱梁汇合段的下弦拱顶板与上弦梁底板的交汇构造采用A字形,构造简单,传力效果好,施工质量容易控制;该桥型适宜采用平衡悬浇节段施工,梁拱倒三角区段上弦梁和下弦拱均需采用临时斜拉扣挂辅助结构受力,下弦拱临时扣索宜在拱梁汇合段形成后与中跨常规梁段跨中合龙之前分批拆除,上弦梁临时扣索在全桥合龙后拆除。

超大跨多塔跨海斜拉桥施工期抖振响应分析与控制技术研究

超大跨多塔跨海斜拉桥悬臂施工阶段,相对于成桥状态具有刚度小、自振频率小和阻尼比低的特点,在沿海高设计风速作用下容易产生较大的抖振响应。准确地计算桥梁施工期抖振响应有利于提高桥梁建设的安全性。为了实现桥梁抖振响应的精细化计算,以黄茅海大桥为工程背景,将分离式双箱梁的三维导纳考虑进抖振频域计算方法,通过最大双臂状态气弹模型风洞试验验证该计算方法相对于传统的定常假设和Sears函数具有更高的准确性。然后基于该计算方法探寻了超大跨度多塔跨海斜拉桥施工期抖振响应的发展规律:在0~200 m悬臂范围内悬臂端的抖振竖向和横向位移极值对施工悬臂端长度不敏感,而悬臂长度一旦超过200 m后抖振竖向和横向位移极值则对悬臂端长度非常敏感,呈现指数增长,最大抖振竖向位移极值可以达到4.9 m;悬臂端抖振扭转位移极值与悬臂端长度基本呈线性关系。分析抖振响应频响函数,提出了利用模态分析进行临时墩布置位置初步设计的理念,通过抖振精细化计算方法计算9种临时墩布置位置下的桥梁抖振响应,并进行了其中推荐方案的风洞试验验证了该理念的可行性。结果显示:临时墩的布置最多可以降低75%的悬臂端抖振竖向位移极值;需要综合考虑在悬臂施工过程中悬臂端的抖振位移极值随着跨度的增长而增长,临时墩布置在离桥塔2/3最大悬臂长度处最为合理。

大矢跨比钢箱拱肋拼装施工关键技术研究

钢拱桥造型奇特形式优美,深受各位工程师的青睐,也是各位学者的热点研究对象。该文以石家庄市复兴大街市政化改造泊水湾公园特大桥项目为例,对钢拱肋的拼装施工关键技术进行研究,主要包括钢拱肋拼装施工的临时支架措施、钢拱肋拼装施工的起重设备选择和钢拱肋拼装施工的吊装。在整个拼装过程中,要保证构件对接口的精度问题,尽量避免在后面的提升施工中出现无法与拱脚进行顺利对接的情况,为相关工程的施工提供可靠建议。

高铁钢箱梁跨中单临时支墩顶推施工关键技术

研究目的:顶推施工过程中,因新建线路小角度斜交既有线路,造成了跨越既有线路段临时支墩难以布置、主梁悬挑跨径大的问题,增加了施工难度,同时给施工的安全性提出了挑战。为解决该问题,本文依托于广汕高铁跨深汕西高速大桥的工程,通过Midas有限元模拟分析以及对实桥应力和位移的监测,研究了高铁钢箱梁跨中单临时支墩顶推施工关键技术。研究结论:(1)跨中无临时支墩顶推方案不满足施工要求;(2)跨中单临时支墩顶推方案顶推施工过程中主梁的应力、位移都处于安全状态,满足施工要求;(3)成桥后的线形、应力状态满足设计预期要求;(4)在路内不允许设置临时支墩的小角度斜交顶推施工中,跨中单临时支墩顶推方案可作为备选方案,本文涉及的施工及监测方法可为类似工程提供一定借鉴作用。

门式桥塔塔柱临时支撑及上横梁支架方案研究

为保证门式内倾桥塔施工的安全和倾斜度满足要求,对某特大跨度悬索桥桥塔施工临时支撑及上横梁支架方案进行分析比选,提出受力安全、经济合理的施工方案,并对其进行相关受力分析。研究表明:上横梁与塔柱采用异步施工可以提高施工效率,简化模板系统;对于未形成门式结构的倾斜塔柱,需通过临时支撑并施加主动水平力保证塔柱受力和线形;上横梁模架系统采用分离式三角托架方案,方便施工、经济适用、安全可靠,为类似倾斜高塔施工提供相关经验。

自锚式悬索桥“地锚转自锚”施工与控制关键技术

东江南支流港湾大桥主桥为自锚式悬索桥,处于航运繁忙区域,采用先梁后缆施工工艺需在航道中搭设支架,支架搭设会对当地航道管理及上下游企业运营造成严重干扰,且水中支架防撞风险大。为解决通航难题,采用临时锚碇进行自锚式悬索桥先缆后梁施工,实现了自锚式悬索桥无支架法施工,提出安全、便捷的主缆临时锚固系统,采用引桥基础与周边土体共同作用的轻型组合锚碇结构,墩梁固结的主缆锚固控制措施,钢梁同步吊装、分级加载及水袋压重的索股滑移控制方法和吊杆碰撞导管口控制措施,保证了主梁合龙和“地锚转自锚”的体系转换安全,同时采用倒提升工艺,解决了大坡度主缆主梁吊装难题。

张靖皋长江大桥南航道桥北锚碇地下连续墙槽壁稳定控制技术

张靖皋长江大桥南航道桥为主跨2300 m的双塔双跨吊钢箱梁悬索桥,北锚碇位于长江下游民主沙岛上,地下水水位高,地层以粉砂层和粉质黏土层为主,粉质黏土层力学性能及稳定性差。北锚碇为重力式锚碇,采用双层回字形支护转结构复合地下连续墙基础。地下连续墙共划分为214个槽段,最大深度69.5 m,槽段类型有一字形、L形、T形和十字形。根据地下连续墙结构特点和地质、水文情况,采用液压铣槽机成槽,施工前利用有限元软件模拟分析,确定控制槽壁稳定的关键指标。施工中通过采用三轴水泥搅拌桩加固上部槽壁、分阶段控制泥浆关键指标、填高场地并设置降水井控制槽内泥浆和周围地下水之间的水头差、双重控制成槽垂直度和钢箱(钢筋笼)吊装垂直度,以及优化槽段施工顺序等措施,降低了槽壁失稳的风险,保障了地下连续墙施工质量。

钢箱梁顶推上跨既有线路施工临时结构研究

钢箱梁顶推施工是现阶段最常见的一种跨线、跨山河的施工方式之一,但施工前需对其进行完备的安全验算,尤其是顶推施工过程中所涉及的临时施工结构。以哈尔滨东三环快速路工程某钢箱梁顶推施工为例,对该顶推施工项目所设计的6组顶推临时支墩和2组拼装临时支架进行施工验算。结果表明,临时结构中立柱的最大应力为σ_(max)=120.1 MPa≤[σ]=190.0 MPa,腹杆的最大应力为σ_(max)=114.0 MPa≤[σ]=190.0 MPa,且均发生在顶推临时支墩上,但均能满足相关规范要求。顶推支墩和拼装支架的最大挠度分别为u_(max)=28.8 mm≤[u]=22000/300=73.3 mm、u_(max)=2.0 mm≤[u]=22000/600=36.7 mm,均能满足相关规范的要求。在顶推支墩的桩基强度验算中,其轴力和弯矩也均能满足规范要求,但在进行拼装支架的浅基础强度校核中发现,基础所受的最大应力为f=F/A=1351/(5×1.5)=180 kPa>[f]=150 kPa,所以在实际施工时需要对地基进行加固处理来满足现场施工的要求。

基于临时固结及防过转的转体桥梁施工技术优化研究

针对传统转体桥梁施工技术安全性、施工效率和质量不足的问题,以实际桥梁工程为研究对象,分析转体桥梁施工技术的难点,构建了基于砂箱及限位梁的临时锚固系统,并详细阐述基于“提前计算、过程控制、绝对制动”原则的防过转施工技术。结果表明,优化施工技术在实际操作中将累计用时误差控制在1min左右,考虑到实际施工机械的性能,符合预期的误差范围。优化施工技术在安全性、质量性和经济性方面具有明显的优势,能够提高施工效率和质量,缩短施工工期,并降低施工成本。

V型墩刚构桥自平衡组合支护体系设计与施工

宁波舟山港六横公路大桥梅山水道跨堤桥为(60+100+60)m V型墩刚构桥,主梁采用预应力混凝土箱梁,主墩为V型墩。针对该桥施工重难点,提出一种自平衡组合支护体系进行V型墩和0号块施工。该体系由临时支架系统和拉杆系统组成,临时支架系统包括V型墩外侧支架和0号块中部支架两部分,在墩身竖直方向设置3层拉杆,每层布置5根拉杆。有限元计算结果表明:V型墩和0号块施工时支护体系受力满足要求,待主梁合龙后方可拆除V型墩外侧支架和墩身拉杆,4号梁段预应力施工完后方可拆除0号块中部支架。承台施工完成后,安装V型墩外侧支架及拉杆系统,墩身采用滑槽一次浇筑成型,拉杆分3个阶段张拉;V型墩施工完后安装0号块中部支架,0号块混凝土采用汽车泵分2次浇筑完成,拉杆分4个阶段张拉;0号块施工完成后进行主梁挂篮悬浇施工,支护体系按计算确定的拆除时机拆除。主梁施工完成后,墩身线形良好,墩底内、外侧及0号块箱梁内、外均无裂缝产生。

下承式单拱斜跨空间索面钢箱拱桥施工技术

下承式单拱斜跨空间索面钢箱拱桥的外形美观、跨越能力强,但其单拱空中旋转的特殊结构,导致施工的难度更大。结合克兰河大桥工程实例,在常规下承式钢箱拱桥施工的基础上,于钢管支架体系中加入斜支撑、立柱等临时支撑结构,在提高支撑效果的同时,也减少了钢材的使用。另外,为保证施工稳定性,工程还通过有限元模型软件Midas/Civil模拟单拱进行内力分析,在主梁1/4 L和主梁3/4 L变形与位移最大的位置设置风缆,增强单拱的稳定性。结果显示,经过采用以上施工,提前20 d完成了施工,且节约大约30 t钢材,钢箱拱合龙施工顺利,单拱线形符合设计,工程施工稳定,有效验证了此种施工技术的经济合理性,具有显著的应用价值。

大跨度钢桁梁跨既有线桥梁工程箱梁顶推施工技术研究

以重庆市新九中路主线桥为研究对象,提出大跨度钢桁梁跨既有线桥梁工程箱梁顶推施工技术。考虑到箱梁顶推过程中临时墩受力情况,得出最优的临时墩布置方案,并采用钢管立柱形式连接临时墩。按照最大顶推跨径的0.6~0.8倍,加工具有变高度工字形断面的导梁结构,并通过预埋段浇筑、导梁横连、高强螺栓拧紧等方式实现导梁整体安装。在临时墩上方放置滑道和滑块,完成顶推滑动装置的整体搭建。借助多台智能步履式千斤顶和电子计算机自动控制平台,进行多点同步箱梁顶推施工,并通过带有纠偏导向轮的限位装置实现顶推施工纠偏处理。根据施工结果,运用该顶推技术建设完成的箱梁梁体中线偏差总是低于2 mm,很好地满足了大跨度桥梁工程箱梁施工要求。

大跨径异形斜塔斜拉桥无支架施工关键技术研究

永定河特大桥主桥110m+50m+40m的梁固结体系独斜塔斜拉桥,该桥跨越永定河北小捻与南前卫埝。基于高斜塔分段预制安装难度大、焊接变形控制难度大、索力调整与线形控制难度大等施工难题,研究了主梁及主塔施工关键技术。主梁采用履带式起重机和临时支架配合施工,主塔分16个节段,采用无支架安装工艺进行施工,研究并详细阐述了临时支架搭设、临时索施工、主塔吊装、节段连接等关键技术,并提出了钢箱梁精确定位与线形控制措施。数值模拟结果表明:支架各主要杆件的强度、变形及地基承载力均满足设计规范要求。

临时支架稳定性分析与应用研究——以毛栗坡大桥为例

随着我国经济的快速发展,公路交通运输建设的规模日益扩大,桥梁作为公路交通的重要组成部分,其建设技术也不断完善,越来越多的新材料、新技术被应用到桥梁施工中。以毛栗坡大桥为例,采用钢管格构支架作为大桥的临时支架。临时支架作为桥梁结构中重要的受力构件,其结构形式、受力原理和结构稳定性直接关系到桥梁工程的整体质量。对毛栗坡大桥临时支架施工关键技术进行了研究,通过数值模拟的手段对临时支架的变形、反力、应力以及应力比进行了验算,验算结果均满足相关规范要求,可以为临时支架在工程中的应用提供参考。

先简支后结构连续桥梁施工技术及质量控制

在众多众多新型桥梁工艺技术中,先简支后结构连续桥梁施工技术因其成本低、周期短以及高质高效等特点,使其成为现阶段桥梁工程项目中,应用最为广泛的技术形式之一。因此,结合实际在建设项目对先简支后结构连续桥梁施工技术做出了说明,并进一步研究了先简支后结构连续桥梁施工技术及质量管控措施。

预应力混凝土连续梁桥悬臂现浇施工技术研究

为深入探讨预应力混凝土连续梁桥悬臂现浇施工技术的全过程,提升施工效率、保证施工质量与安全,本文采用理论分析与试验验证相结合的方法,通过查阅文献和现场调研,明确施工流程中的要点与难点,结合具体工程案例,进行临时固结布设施工,确保施工结构稳定;采用挂篮作为核心施工平台进行混凝土浇筑作业,确保浇筑质量;根据实际施工条件,灵活调整合龙段施工工艺流程。在施工过程中,对施工地基进行静载试验,以评估施工桥梁悬臂的承载能力和变形特性,试验结果表明,施工桥梁悬臂变形模量最大为3642MPa,符合设计要求,能满足现代桥梁建设的需求。

顶推中不同临时墩间距对某无横撑拱桥的影响

为探讨顶推中不同临时墩间距对无横撑拱桥的影响,以某钢桁架拱桥整体顶推施工工程为背景,建立有限元模型,分析不同临时墩间距布置时钢桁架拱桥在顶推过程中的最值应力和挠度分布情况,拱桥及构件敏感位置的稳定性,以及第2种临时墩布置时主墩和临时墩在顶推过程中的反力变化情况。研究表明:拱桥的下弦杆PL01临时墩处主梁(跨中杆件)和拱肋端部受力最不利,且临时墩间距越大,产生的应力越大;导梁端部出现最不利挠度,且临时墩间距越大,变形越大;临时墩间距越大,上弦杆的稳定性越差;第2种临时墩布置时,主墩和临时墩在顶推至最大悬臂和顶推就位2个状态下达到最不利反力情况,且临时墩起关键作用。