大跨径桥梁临时转体墩系统力学性能模拟研究

目的为减少大跨径桥梁施工对既有公路、铁路线运营的影响,达到缩短工期,节约成本的目的,提出一种临时墩体外转体法。方法利用Midas Fea软件建立转体球铰有限元模型,分析在匀速转动阶段、加速转动阶段和不平衡荷载下转体系统局部应力及位移。结果在匀速转动阶段,上、下球铰最大应力分别为39.79 MPa、49.34 MPa,满足强度要求;加速转动阶段,角加速度超过0.711 rad/s^(2)时,球铰最大应力超过设计值,角加速度超过0.716 rad/s^(2)时,球铰最大剪切应力超过设计值;在不平衡荷载作用下,转体球铰强度均满足设计要求,球铰边缘各点最大高差均小于加工规定限值。结论临时墩体外转体法可实现在最大偏心距下进行转体,施工完成后,球铰仍满足质量标准,可回收利用。

临时铰在三塔双桥面悬索桥施工中的应用

螺栓临时铰作为一种存在于加劲梁节段间用于实现铰接功能的临时连接件,需要在保证满足承载力要求的前提下,实现梁段间一定程度的转动。以某座三塔双桥面悬索桥为背景工程,研究了临时铰在悬索桥施工中的设置方案,结果表明螺栓临时铰在大跨悬索桥钢桁梁施工中在保证满足承载力要求的前提下,可以实现梁段间一定程度的转动。

大跨钢箱梁斜拉桥塔梁临时铰接设计与施工

沌口长江公路大桥主桥其主梁采用悬臂拼装施工,中跨合龙段采用单侧起吊、顶推辅助合龙。施工过程中塔梁间设置临时铰接约束,竖向约束由竖向支座和精轧螺纹钢组成;横向约束由横向抗风支座和塔柱与钢箱梁间限位钢管组成;纵向约束布置在阻尼器安装的位置,北塔边跨纵向约束兼顾作为顶推合龙辅助措施。塔梁临时铰接的约束方式使得施工期主梁纵向不平衡弯矩得到释放,降低了体系转换时结构状态发生变化造成的施工和控制难度,取得了良好的实施效果。

禹门口黄河公路大桥临时墩设计关键技术

禹门口黄河公路大桥为主跨565 m双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,边跨设计无辅助墩。主梁采用全回转桥面吊机双悬臂拼装施工,最大双悬臂长度达200 m,边跨需增设临时墩,以提高施工期结构抗风性能、降低安全风险。通过设计难点分析,以施工全过程临时墩受力安全为原则,确定在11号和12号墩边跨侧距塔柱中心160 m处设临时墩(由桩基础、钢管墩身、承重梁和横向限位等组成),其高度分别为39.6 m和41.3 m;临时墩与钢主梁采用临时铰(允许纵向位移)连接;临时墩的锁定和解除时机分别为13号斜拉索二张后和Z18号钢主梁安装后。采用有限元软件MIDAS Civil 2019建立全桥空间模型分析临时墩受力及钢主梁位移,并进行施工过程实时监测。结果表明:临时墩受力安全,结构可靠。

五峰山长江大桥加劲梁架设技术

连镇铁路五峰山长江大桥主桥为主跨1092 m的钢桁梁公铁两用悬索桥,加劲梁采用板桁结合钢桁梁结构,加劲梁恒载集度大(819.1 kN/m)。其中,一期恒载集度达501 kN/m;铁路桥面和公路桥面二期恒载集度分别为233.4 kN/m和84.7 kN/m。针对该桥特点,加劲梁采用整节段吊装,架设时采用不携带铁路二期恒载的方案施工。边跨加劲梁节段利用浮吊整体吊装至滑移支架上,再滑移至设计位置,连接成整体;中跨加劲梁节段采用2台900 t缆载吊机自跨中向两侧桥塔方向架设,节段间上弦设牛腿式临时铰进行铰接,待中跨80%节段吊装后再进行刚接;中跨加劲梁架设后,对边跨加劲梁整体姿态进行调整,通过顶、落梁与中跨加劲梁合龙,合龙后铺设铁路二期恒载。

坝陵河大桥桥面吊机过铰监控技术

坝陵河大桥钢桁梁采用桥面吊机由桥塔向跨中进行有铰逐次刚结法架设,在临时铰安装阶段,铰前、后梁段相对坡度较大,桥面吊机通过此处时可能存在爬坡困难、稳定性差,甚至有倾覆的危险。采用有限元软件对桥面吊机过铰全过程及铰部下弦开口量的参数敏感性进行分析,并进行实桥加载试验。据此提出吊机过铰的控制重点及解决方法。实施结果表明,通过对吊机过铰梁段最大坡度控制在5%以内及过铰过程中铰部下弦开口量的变化量控制在150 mm以内,可较好地保证过铰梁段的平顺性和吊机过铰的平稳性及安全性。

平潭海峡公铁两用大桥元洪航道桥桥塔桁架式临时横撑设计

平潭海峡公铁两用大桥元洪航道桥为主跨532m的钢桁混合梁斜拉桥,桥塔为H形钢筋混凝土结构,塔高200m。桥塔施工过程中需考虑抗台风,若不设置临时横撑,桥塔施工至24号节段后中塔柱根部受力较大,设计采用桁架式临时横撑结构(采用2排桁架式结构,设置于桥塔20号、21号节段间,2排桁架间通过联结系X1连接)改善桥塔受力,横撑两端与桥塔采用铰接形式(形式为刚性铰,设计成抗剪、抗拉受力体系,承受最大拉力为5 509kN,最大剪力为1 428kN);采用MIDAS Civil及Fea有限元软件对横撑进行结构受力分析,并对桥塔施工过程中台风作用下桥塔自身受力进行分析,结果表明,桁架式临时横撑和桥塔受力满足要求,该横撑可减少桥塔中塔柱根部弯矩20%以上,效果显著。

大跨度钢桁梁悬索桥临时连接方式分析研究

在大跨度钢桁梁悬索桥建造中,不同的钢桁梁段间的连接方式会直接影响桁架结构的实时与成桥的内力分布状态,所以临时连接方式的选择非常重要。以杨泗港长江公路大桥作为研究背景工程,分析逐步铰接法、逐步刚接法、适时铰接法3种连接方式进行对比,比选参数分别主要为钢桁梁构件和临时连接的受力情况、吊索索力等,获得结论为逐步刚接法因不能保证结构安全而不可行,逐步铰接法和适时铰接法安全可以保障,虽然适时铰接法需较多仿真计算和现场监测数据共同分析来确定钢桁梁铰接时机增加了工作难度,但在下弦杆的临时连接的措施下,比逐步铰接法的整体结构刚度和稳定性要好。此外,考虑在架梁过程中适当增加配重有利于主缆和主梁提前接近于成桥线形状态,并且可降低临时连接的受力大小的情况下,故以适时铰接法为研究基础,比较适时铰接法+无配重、适时铰接法+等额配重、适时铰接法+部分配重3种连接方式来分析配重的影响,得知采用适时铰接法+部分配重的连接方式的钢桁梁构件和吊索各项指标均为适宜,不仅较适时铰接法+无配重提前将下弦杆进行闭合可铰接状态,增加了主梁结构的刚度和稳定性,又较适时铰接法+等额配重中吊索索力安全系数满足要求,是最优的临时连接方式。

螺栓临时铰在单向力作用下受力模式分析

螺栓临时铰是大跨度悬索桥加劲梁施工中的一种临时连接构件,避免了传统大铰提前制作、安装并参与梁段预拼的麻烦。目前,螺栓临时铰连接件的相关分析匮乏,为了分析其传力和变形模式,利用ABAQUS建立考虑接触非线性、材料非线性的临时铰实体模型,根据单向力作用下的平衡与变形协调条件,建立最不利螺栓剪力计算公式,并通过实桥工程验证其可靠性。研究结果表明:轴力和剪力作用下本文公式和有限元计算结果的相对误差在5.0%以内,弯矩作用下的误差在10%以内,而规范计算方法的相对误差均在25.0%以上。该计算方法的建立,有利于了解螺栓临时铰的传力规律并可在钢桁梁悬索桥实践中推广应用。

矮寨大桥施工技术创新

矮寨大桥跨越宽约千米的德夯大峡谷,为典型山区峡谷桥梁,其施工过程中面临着诸多难题。通过施工技术创新,发明了"轨索滑移法"加劲梁架设新工艺,解决了山区悬索桥加劲梁架设难题;研发了"CFRP—RPC"高性能岩锚体系施工技术,解决了大吨位碳纤维索的锚固难题和岩锚体系的耐久性问题;开发了悬索桥无压重临时铰合拢施工技术,避免了常规方法装卸配重、体系转换所占用的关键工期,实现了钢桁加劲梁的无应力对接。大桥的施工技术创新保证了施工质量与安全,节约了投资,保护了环境,为国内同类型桥梁提供了参考。

中国航海博物馆帆体钢结构吊装技术

中国航海博物馆帆体钢结构为异形双层网壳,长70m,高58m,双帆相对呈合抱状。针对该钢网壳结构高耸直立的特点,以及建造于已施工完毕的标高12m混凝土平台上等复杂施工环境,布置了临时钢构架,结合柔性拉索,以提供钢结构的侧向稳定,并采用"工厂下料切割、现场整体拼装、构件分段短驳、起重机(结合液压提升)吊装就位,支承系统分步卸载拆除"的施工技术路线,取得了良好的效果。

铁路连续梁墩顶转体技术研究与应用

当桥墩较高或地下水位埋深较浅时,铁路连续梁墩底转体面临着大吨位球铰加工运输难度大、高墩转体施工安全风险高等难题。依托张呼、京张项目,开展铁路连续梁墩顶转体技术研究。将转体系统布置于墩顶,梁底设置上转盘,墩顶作为下转盘。采用钢管混凝土转铰装置,布置于两垫石中间,减小结构尺寸同时满足受力要求。转体后通过体系转换,转铰装置作为抗震防落梁挡块,永久支座顶推就位。铁路连续梁墩顶转体技术,减轻了转体质量,降低了工程造价,提高了转体施工的稳定性,并在国内十余项工程中成功应用。对墩顶转体技术的总体构思、关键技术及工程应用进行介绍,供后续工程参考。

PC板式加劲梁悬索桥上部结构施工控制研究

针对预应力混凝土(PC)板式加劲梁悬索桥施工过程中加劲梁出现的线形不平顺和湿接缝易开裂问题,以某大跨径PC板式加劲梁悬索桥为背景,采用MIDAS软件建立主桥空间杆系有限元模型,分析加劲梁临时连接匹配精度、梁段间临时铰转动模式、湿接缝浇筑对加劲梁成桥线形及湿接缝应力的影响,并提出相应的施工控制措施。结果表明:加劲梁采用场内预拼,并以预制精度较高的加劲梁底板作为高程控制点,以及提高临时连接锚固件的制造和安装精度,可确保梁段间临时连接匹配精度;在加劲梁底部设置挡块,将临时铰转动模式固化为单向铰,保证了加劲梁吊装过程中线形平顺;湿接缝浇筑采用全跨水袋等代配重控制措施,加劲梁线形良好,湿接缝无开裂现象。

基于分段悬链线理论的跨缆吊机钢桁梁吊装临时铰接竖向剪力分析

跨缆吊机进行悬索桥钢桁梁吊装时,因跨缆吊机本身的巨大荷载导致悬索桥主缆线形改变,进而导致相互临时铰接的2根钢桁梁临时铰接的竖向错口量和竖向剪力过大。基于分段悬链线理论推导了钢桁梁临时铰接阶段竖向剪力的计算方法,并通过MATLAB数学软件编程进行循环计算,得出钢桁梁吊装施工阶段的钢桁梁临时铰接竖向剪力的数值解,同时将理论解析结果与有限元数值模拟结果进行对比分析。结果表明:理论解析结果与有限元数值模拟结果接近,两者竖向剪力计算误差均在10%以下,该理论解析方法符合实际工程的运用,在实际工程运用中比有限元数值模拟更具便捷性。

高墩T型刚构转体系统设计

以实际工程为背景,介绍了高墩转体T构的构造特点,阐述了关于转体系统的设计要素以及与之相关计算内容,简述了临时固结措施,有关经验可供相关专业人员参考。

施工临时措施对中承式混凝土梁拱组合桥受力的影响

三跨中承式预应力混凝土连续梁拱组合桥的拱脚截面是受力控制截面,不当的构造和施工措施往往会使其出现不利的受力状态;同时中墩基础的约束作用也使纵梁预应力效应下降,并加剧拱脚的不利受力。为改善梁拱组合桥在施工和使用阶段的受力状态,使用结构分析程序建立有限元模型,对不同的构造和施工措施进行比较分析。结果表明,在施工阶段拱座和承台之间设置临时滑动槽,允许拱座在施工阶段沿纵桥向能够滑动,可以减小拱脚截面弯矩,提高纵梁预应力施加效率。最后得出上述施工临时措施可以有效改善中承式混凝土梁拱组合桥施工和使用阶段受力的结论。

钢管混凝土拱桥拱脚临时铰应力分析

文章以拟建西藏自治区林芝市察隅县怒江大桥项目为依托,采用有限元软件MIDAS FEA建立拱脚临时铰有限元模型并进行数值模拟分析。通过模拟临时铰在设计荷载作用下的受力情况,研究中承式钢管混凝土拱桥拱脚临时铰的应力状态,并提出改善临时铰应力状态的措施,为同类型桥梁的设计和施工提供依据。