The Study of Force and the Mechanical Characteristic of Incremental Launching Construction Method on a Steel-Concrete Continuous Beam Bridge

The usage of steel-mixed composite beams is quite extensive today.During an event of constructing steel-mixed composite bridges,the incremental launching construction method is generally adopted.This paper mainly analyzes the force of incremental launching construction on a steel-concrete continuous beam bridge,the classification of incremental launching construction,the application of incremental launching construction in steel-mixed composite beams,the temporary facilities existing in incremental launching construction as well as their existing problems.Lastly,the analysis of the stress of composite beams in incremental launching construction is described by using the reference for the construction of mixed composite continuous beam bridges provided.

系杆拱顶推施工方案及力学性能研究

为了探讨系杆拱结构的顶推方案及在顶推过程中的受力特点和设计要点,以某系杆拱桥的整体顶推施工工程为例,建立有限元模型,分析了系杆拱及导梁在不同顶推方案过程中的最值应力分布及挠度变形情况。研究结果表明:原吊杆连接方案(方案一)下,主梁及导梁变形过大,主梁应力过大,方案不可行,可通过增加梁高或者板厚来降低应力及变形,然而该法会造成外形不美观、造价偏高等情况;采用临时撑杆连接方案(方案二)时,受力得到优化,方案可行,然而靠近临时撑杆和端横梁的拱肋会出现较大应力,靠近顶推端部的两根临时撑杆中间主梁处会出现较大应力和变形;在导梁范围内,导梁端部会出现最不利挠度,需要注意控制导梁的整体刚度以及辅助墩上装置的竖向调节量,以免导梁和桥墩相撞。

大跨度钢箱梁斜拉桥顶推施工中的关键技术研究

大跨度钢箱梁斜拉桥在跨越河流、峡谷等地形复杂地区时具有独特的优势,是现代桥梁工程的重要类型。文章以大跨度钢箱梁斜拉桥顶推施工为研究对象,以四川某大跨度桥梁工程施工数据为背景,讨论了临时墩布置位置的优化分析、顶推过程中钢箱梁斜拉桥竖向位移及支承处横肋和纵肋板件厚度对梁体局部受力的影响。研究结果表明,在实际施工中梁体向下倾斜居多,最大的竖向位移达392.08 mm;当支承处横肋厚度为0.016 m时,横肋的应力减小到200 MPa以下,适当设置横肋可以有效减小横肋自身的应力,提高结构的稳定性和安全性。该研究成果对提升斜拉桥施工水平、推动交通建设具有一定的指导意义和实践价值。

钢箱梁横隔板优化布置对顶推施工力学性能的影响分析

针对斜交连续钢箱梁的横隔板布置方式,提出在钢箱梁斜交支撑位置处加密设置正交横隔板,通过建立钢箱梁的有限元全桥模型,对不同横隔板布置方案进行了对比分析。在顶推最不利工况下,分析了不同横隔板布置方案下的结构内力、挠度、支座反力、局部应力及扭转变形,验证了新型横隔板布置方案的可行性。结果表明,新型横隔板布置方案与常规布置方案在支座反力及弯矩分布上基本一致,优势主要体现在易于加工制造、整体自重较小且能显著减小支撑区域应力水平。新型斜交连续钢箱梁横隔板优化布置方式在顶推施工中满足强度设计要求。

超长距离顶推施工导梁屈曲分析研究

以某UHPC钢混组合梁全断面超长距顶推施工项目为背景,针对前置导梁容易产生加劲隔板焊缝失效缺陷等问题,采用SOLIDWORKS并结合ABAQUS有限元软件,选取实际导梁前三节段建立局部导梁分析简化模型,基于可能出现的隔板失效模式,进行含缺陷导梁的屈曲响应分析.结果表明:局部模型第三根纵隔板失效对导梁稳定性影响最大,该缺陷导梁一阶屈曲特征值由3.36下降至2.31.顶推施工中应频繁对第三纵隔板,以及处于三、四纵隔板之间的上下横隔板进行焊缝质量与局部变形检验,确保超长距离顶推施工中导梁截面的稳定性.

受空间约束时曲线钢箱梁步履式多点顶推策略

针对曲线钢箱梁多点步履式顶推同步控制难度高、往往受到各类空间约束限制的难题,为提高顶推施工的精确性与可靠性,应充分降低曲线顶推施工过程中的多点异向和异速顶推工况次数,根据尽量使得顶推过程中曲线箱梁各点顶推方向与速度相同这一基本原则,提出了受空间约束时曲线钢箱梁以平移和纠偏为主,旋转与调整为辅的顶推策略和方法,建立了各基本工法对应的顶推数学模型,并将其成功应用于兰州市某非对称曲线斜拉桥的钢箱梁顶推施工。研究结果表明:随曲线钢箱梁顶推行进,理论计算出的梁体尾部偏差值逐渐变大、梁体所需旋转角度逐渐变小,故曲线钢箱梁顶推初期宜多次采用旋转工法减小曲线夹角,后期宜多次采用纠偏工法减小轴线偏差;调整工法可有效减少其余工法的实施次数,其计算流程独立于其他工法,只与当前曲线钢箱梁到达的临时墩所在平面位置有关;曲线钢箱梁即将穿越桥塔等空间障碍物时,梁体与障碍物碰撞风险最大,而随顶推进程的继续,梁体与障碍物碰撞风险会逐步降低;该曲线钢箱梁顶推策略与方法思路明确、可操作性高,可大幅降低对多点步履式顶推系统的要求,提高顶推施工可靠性,适用于市政桥梁的曲线钢箱梁步履式顶推施工。

济南齐鲁黄河大桥网状吊杆系杆拱桥施工关键技术

济南齐鲁黄河大桥主桥为(95+280) m+420 m+(280+95) m五跨三连拱下承式网状吊杆系杆拱桥,主梁采用钢-混组合梁,梁宽60.7 m,采用“先梁后拱”的施工工艺。钢箱梁采用“静动结合”的吊装技术,解决了有限作业空间下超重、超宽钢箱梁节段上桥的难题,钢箱梁采用智能化步履式顶推设备与坦克轮相结合的方式顶推施工,提高了顶推过程的可控性、安全性和高效性。3跨拱肋中2个280 m跨采用满堂支架法施工,420 m跨采用“三段法”施工,即通过满堂支架法安装两端60 m边拱肋,300 m中拱段采用在钢箱梁上低位拼装,然后整体提升中拱段,使其与边拱肋配切合龙。对吊杆张拉方案进行对比,基于有限元分析,以吊杆内力控制为原则,最终选择吊杆应力水平更低的从跨中向拱脚对称张拉的吊杆张拉方案,张拉过程中采用接长杆减少张拉工作量,使吊杆张拉更高效、安全。

宜宾临港长江公铁大桥主桥超宽钢箱梁施工关键技术

宜宾临港长江公铁大桥主桥为主跨522 m的公铁同层双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主桥钢箱梁宽63.9 m、高5 m,节段最大重量519.6 t。钢箱梁采用分部件加工、节段整体制作、场内预拼装方案制造。南岸钢箱梁采用边跨顶推+中跨单悬臂施工;北岸钢箱梁采用边跨存梁+双悬臂施工;中跨合龙段采用配切+顶推合龙。采用钢箱梁顶板与底板单元两拼工艺、钢箱梁锚固块体多工序组拼、预设反变形量的长线法总拼等制造技术,有效解决了超宽钢箱梁焊接变形量大的问题,大大提高了钢箱梁制造精度;南岸边跨钢箱梁利用中跨侧来梁进行顶推施工,解决了边跨运梁、吊梁施工难的问题,且避免了占用既有道路;北岸边跨钢箱梁利用枯水期预先存梁,解决了浅滩区钢箱梁施工受季节性水文影响大的问题,为双悬臂施工提供了先决条件;中跨合龙段采用现场配切+顶推施工,实现主跨钢箱梁精确合龙。

马鞍山长江公铁大桥主航道桥边辅跨钢桁梁顶推施工关键技术

马鞍山长江公铁大桥主航道桥为(112+392+2×1 120+392+112) m三塔三索面钢桁梁斜拉桥,Z1号墩至Z3号塔之间的边辅跨钢桁梁长504 m,分为19个施工节段采用顶推法施工,节段总重26 446.73 t。合理设置顶推施工大临结构,优化架梁起重机和节点式自动顶推系统,在顶推过程中对钢桁梁线形进行监测和纠偏,监测钢桁梁、钢导梁、临时墩及墩旁托架应力与沉降变形,确保钢桁梁顶推各项性能满足规范或计算限值要求;通过对架梁起重机、顶推系统及临时墩监测关键数据的实时采集分析,驱动BIM模型进行数据控制和全过程数字孪生,实现了变高空操作为平地操作。采用MIDAS Civil软件对钢桁梁顶推施工控制工况进行有限元分析,结果表明钢桁梁与大临结构的强度、刚度及稳定性满足要求。

洪奇门特大桥钢箱梁智能顶推施工关键技术

南沙至中山高速公路洪奇门特大桥主桥为(80.5+222.5+520+222.5+80.5)m双塔双索面半飘浮体系钢箱梁斜拉桥。大桥位于珠三角近海冲积平原滨海区,边跨分别位于洪奇沥水道浅滩区及大堤内侧,钢箱梁采用边跨顶推、中跨悬臂架设的施工方案。考虑钢箱梁顶推距离长、重量大、工期长,为确保施工安全并提高工效,边跨钢箱梁采用智能顶推施工,研发了一套完整的全场景智能化成套技术。将非均匀载荷条件下桥梁顶推智能同步控制技术、基于动态监测数据驱动的桥梁顶推智能纠偏控制技术、基于数字孪生的桥梁顶推施工智能监测与控制系统相结合,使结构状态和设备控制形成联动,50个钢箱梁节段顶推施工平均工效可达3.8 m/h,实现了桥梁顶推施工全过程状态的实时监测、动态可视、预警及智能控制。

临时扣塔辅助顶推的钢箱梁结构参数分析

为研究临时扣塔辅助顶推施工中大跨钢箱梁、导梁和临时扣塔的受力行为,依托主跨为90m的汾水河大桥,建立了有限元分析模型,开展了最大悬臂状态下结构自重、扣塔高度与刚度、扣索位置、索力及刚度等参数的敏感性分析。结果表明:扣索位置为导梁前端下挠的敏感性参数,当外侧和内侧扣索水平投影长度均增大20%时,导梁前端下挠分别减小73%和38%,外侧扣索宜设置在其水平投影长度为60%~80%最大悬臂长度的区域;扣索索力为扣塔偏位的敏感性参数,当外侧和内侧扣索索力分别增大33%和50%时,扣塔偏位分别减小169%和136%;导梁自重为钢箱梁应力的敏感性参数,导梁自重增加20%,钢箱梁拉应力和压应力分别增大43%和37%。研究成果可为同类型桥梁施工提供借鉴。

无合龙段变高度连续钢箱梁桥顶推施工关键技术研究

以某实际工程为背景,介绍了适用于大跨变高度连续钢箱梁桥在跨中不具备设置临时墩条件下的顶推施工方法以及结构内力、线形控制技术。针对主梁梁高变化大和梁底曲线的结构特点,通过主梁立面姿态旋转的方法降低顶推抄垫高度,并采用步履机顶设置转动球冠和调整楔形块的方式适应梁底曲线与顶推设备的贴合需求。针对顶推施工过程中主梁端部挠度过大、合龙口相对高差明显、悬臂根部负弯矩显著增大的问题,基于无应力状态法思想,研究采用了两侧对顶加临时扣索辅助合龙的工艺,优化了结构成桥内力状态,降低线形控制风险;并对顶推过程中钢箱梁底板局部稳定、纵向倾覆稳定性等问题进行了计算分析,提出了相应控制措施。

小半径高、宽渐变钢箱梁跨高速公路顶推方案研究

上跨现状高速公路常采用顶推法施工,对于小半径高、宽渐变钢箱梁传统做法采用曲线顶推方案,传统做法存在顶推工艺复杂、技术难度大、工期长、下部结构造价高等问题,应用范围有限。以白云五线匝道主桥上跨广清高速钢箱梁为工程背景,详细分析小半径高、宽渐变钢箱梁结构特点,提出变宽曲梁直顶的新方案,同时根据顶推梁变宽特点,对墩顶垫梁宽度进行合理布置,以满足受力明确和减少用钢的设计要求。对钢箱梁在顶推过程各工况的受力进行分析,验证顶推方案的合理性。曲梁直顶很好的环境适应性、工期短、受力明确和良好的经济性,可为同类型顶推方案提供参考。

水上大跨度钢箱梁顶推施工技术研究

介绍了中国澳门大学连接横琴口岸通道桥的钢箱梁结构情况,并根据中国澳门大学连接横琴口岸通道桥的桥位环境和结构设计特点,此项目采用大跨度水上钢箱梁的施工工艺,即步履式多次连续顶推;同时,介绍了钢箱梁顶推施工的主要步骤和顶推施工的主要方法。这种施工工艺先进科学、安全可靠,对跨河流、跨公路、跨铁路等有特殊条件要求的特殊地段施工具有重要研究意义和推广价值。

钢槽梁顶推施工法导梁桁架加固分析研究

以某大跨度钢槽梁桥顶推施工为实例,按照实际顶推施工过程,采用Midas/civil建立有限元模型,并通过对比分析现场监测值与模拟值验证有限元模型的可靠性。根据施工中出现的特殊情况,提出一种加装临时桁架背撑结构的桥梁顶推加固方案,并基于验证后的模型对加固后的顶推结构进行有限元分析。结果表明,顶推结构的最不利位置多处于导梁与主梁的连接部位,在实际施工中应着重对该位置进行应力监测,避免局部出现破坏情况;通过加装临时桁架背撑结构的加固方案可以有效降低顶推过程中的应力及挠度来增强稳定性,最高可使结构的应力及挠度分别降低44%和39%,且在顶推结构的悬臂长度处于40 m之前,这种加固方案对结构的优化效果更为显著,该研究可为类似顶推施工提供了参考。

基于国际工程案例分析的公路桥无导梁顶推工法应用特点研究

鉴于噪声小、造价低、作业面小、适用高桥墩等优点,在国际工程领域,近年来无导梁顶推法作为一种相对较为新颖和现代化的工法也得到更多的实践,然而相关研究却非常有限。本文基于对传统混凝土桥顶推工法的总结,结合国外工程实例分析了无导梁顶推法的关键工序和应用实践方法,在此基础上进一步分析了此类工法的关键技术,为同类项目提供参考。

超大型钢桁梁步履式顶推+滑块滑移施工受力分析

西安地铁10号线渭河特大桥主桥为主跨300 m的曲线上加劲连续钢桁梁桥,采用公轨合建,双层桥面布置,上部结构采用超大型钢桁梁与曲线加劲弦组合结构。主桥施工时先架设钢桁梁,再施工刚性加劲弦。钢桁梁采用步履式顶推+滑块滑移施工,顶推采用南、北双向同步施工。为保证顶推施工过程中主体结构及临时支撑结构的受力安全,采用MIDAS Gen软件建立主桥有限元模型,采用生死单元法进行施工全过程分析,对钢桁梁承载力、支座反力、合龙阶段落梁变形调整值、合龙阶段温度效应影响、顶推过程中不同步的影响以及瞬时阵风作用下顶推体系承载力进行分析验算。结果表明:钢桁梁的承载力及瞬时阵风作用下顶推体系承载力均满足规范要求;钢桁梁顶推时墩顶最大支座反力取值24000 kN;南侧W05墩与北侧L08临时墩落梁变形调整值分别取-60 mm和-40 mm,以消除合龙口端部下挠变形;以环境温度20℃为参考值,整体升温不超过10℃和上、下弦温度梯度为10℃以内时对合龙影响不大;顶推过程中横、纵向瞬时不同步位移建议分别控制在5 mm和20 mm以内。

基于单点顶推的双幅六跨刚构桥一次性合龙关键技术研究

依托全国首例双幅六跨连续刚构桥合龙项目,阐明了一次性合龙施工过程的单点顶推技术要点。针对主桥顶推施工难点,从局部构造和整体受力方面进行了优化,保证了顶推过程的可控性。在现场施工重难点梳理的基础上,针对合龙前的合龙温度选择、测量监控以及合龙过程中挂篮吊架设置、平衡配重、顶推布置、锁定、体系转换等关键技术严格把关,保证一次性合龙施工的可靠性,可为类似双幅多跨连续刚构桥合龙施工提供解决方案。

上跨既有电气化铁路顶推施工仿真模拟

顶推施工是桥梁工程中一种重要的施工方法,常在施工条件复杂的情况下应用,其施工时的安全问题尤为重要。以哈尔滨东三环滨绥线钢箱梁的顶推施工项目为例,该项目上跨工程由4层立体交通组成,施工时间受铁路行车严重制约,施工难度极大,故对其整个顶推过程中钢箱梁和导梁的受力进行仿真模拟分析,以确保项目的顺利实施。经分析得到以下结论:在钢箱梁拼装阶段,拼装第二节钢箱梁时导梁和钢箱梁的拉压应力同时达到最大值;在钢箱梁顶推至顶推支墩前但还未上墩的最大悬臂状态下,导梁在各段钢箱梁顶推悬臂状态下的受力基本不变;在钢箱梁顶推至顶推支墩之上及成桥状态下,导梁在第二个顶推支墩之上受力最大;在钢箱梁落梁至永久支撑时即成桥时,钢箱梁的受力最大。模拟结果显示最大受力均满足规范要求,可保证施工的安全性,分析过程可为类似项目提供借鉴意义。

匝道桥单点连续顶推施工技术研究

顶推施工是桥梁上部施工常用的一种施工方法,具有跨越能力强、不影响桥下交通、适合高墩作业等优点。该文以某跨越既有高速公路匝道桥为例,介绍该桥吊装与单点连续顶推相结合的施工方法。在顶推过程中采取中轴线偏位、局部失稳、梁体竖向线形、应力监控、横向位移失稳和预拱度等控制措施,并对顶推过程进行受力分析计算,经计算,在顶推过程中导梁和钢箱梁强度、刚度满足要求,可以用于指导桥梁施工,并为类似桥梁施工提供参考。