横州飞龙大桥主桥设计

横州飞龙大桥主桥为(100+2×185+100)m波形钢腹板连续刚构桥,主梁为单箱单室波形钢腹板组合箱梁,桥面宽13 m,中支点梁高10.9 m,跨中及边跨梁端梁高4 m。腹板采用1800型波形钢腹板,相比传统1600型腹板具有更高的整体屈曲应力;波形钢腹板防屈曲构造采用内衬混凝土和纵、横向加劲肋混合布置的方式,减少了内衬混凝土长度,减轻了结构自重;波形钢腹板与顶板采用长孔型开孔板连接件,与底板采用外包型连接,提高了结合部施工便捷性和耐久性。主梁采用波形钢腹板悬臂自承重施工工法,先边跨后中跨合龙,采用研发的钢架吊篮与智能吊机组合的挂篮形式,提高了施工效率。

上海奉浦东桥主桥设计及施工关键技术

为缓解现行交通压力,利用上海奉浦大桥东侧先期已实施的主桥水中墩基础进行奉浦东桥的续建。奉浦东桥主桥跨径组合(85.15+125.00+125.00+125.00+85.15)m,上部结构采用预应力波形钢腹板连续梁桥,下部结构采用薄壁空心直立式桥墩。主梁为单箱双室截面,箱内采用钢横隔板与钢横撑混合布置形式。墩顶0号节段采用钢混组合构造,钢箱与混凝土板之间设置焊钉连接件,外围焊钉包裹胶套以避免受力集中。全桥腹板均采用1600型波形钢板,为提高中支点区段腹板稳定性,沿纵向设置T形加劲肋,无需现场浇筑内衬混凝土。波形钢腹板与混凝土顶板间采用双开孔板连接件,并在各节段前端增设梅花形开孔构造并混合配置焊钉以改善连接件受力;腹板与混凝土底板采用焊接角钢的翼缘形结合部。主桥上部结构采用工厂化节段预制、现场悬臂拼装的施工工艺,提高了施工效率及安全性。

大跨度曲弦钢桁架拼装顺序研究

为有效降低曲弦钢桁加劲连续梁桥运营期间的下挠和箱梁开裂等病害,线形控制是施工过程中的关键问题之一。以郑阜高铁沈界1号特大桥为工程背景,采用Midas/Civil软件建立桥梁的三维有限元模型,并对其各施工节段进行仿真分析。通过比较各阶段的杆单元的变形及内力,从而确定更加合理的杆件拼装顺序。结果表明,方案Ⅰ所引起的下弦节点变形略低方案Ⅱ。随着桁架长度的不断增长,待拼接杆件的竖向变形逐渐增大,并在跨中处达最大值。两种悬拼方案下的桁架待拼杆端部的竖向下沉位移存在较大的差异。竖向位移是上平联杆件安装过程中的主要控制因素。方案Ⅰ中大部分杆件产生的变形和内力均低于方案Ⅱ。

杭州市彭埠大桥主桥钢梁设计

杭州市彭埠大桥主桥为(73.4+122+4×240+122+73.4)m公轨两用多跨悬链形上加劲钢桁梁桥,采用双层桥面布置,上层通行双向8车道公路,下层通行双线地铁与两侧各5.5 m宽的慢行系统。主桥钢梁横向采用2片主桁,桁宽36.8 m,桁高12 m,节间长10、12 m,主桁钢梁节点为全焊接整体节点,采用两节间半桁片结构设计及拼装方案;上、下层桥面均采用正交异性钢桥面板,竖撑杆位置与上层公路桥面纵梁及下层轨道桥面边纵梁位置对应;为改善上、下层横梁受力,钢梁所有节点处均设置横向联结系;钢梁设置悬链形上加劲弦杆,杆件全高从1.2 m渐变为2.8 m。钢梁采用先架设平弦部分钢桁梁,再施工上加劲系统的总体顺序,平弦部分钢桁梁架设采取双向顶推施工。施工过程中钢梁最大顶推重量为22000 t,最大顶推长度为565 m,最大悬臂长度为80 m。采用MIDAS Civil软件对该桥运营阶段及施工阶段进行受力验算,结果表明该桥结构刚度较大,运营阶段及施工阶段钢梁受力满足规范要求。

雄商高铁黄河特大桥主桥桥型方案比选

雄商高铁黄河特大桥设计时速350 km,铺设无砟轨道。根据防洪及通航要求,该桥主桥中部跨度布置为(4×260+280)m,属于超长联大跨桥梁。结合桥址处建设条件、长联无砟轨道高速铁路桥梁建设及高速铁路行车要求,从桥型的边中跨比、梁高、结构体系、轨面平顺性能等方面,分别确定拱加劲连续钢桁梁桥、斜拉桥、部分斜拉桥、连续梁拱桥4种桥型的最佳方案,并对各桥型最佳方案进行技术经济综合比选。比选结果表明:斜拉桥方案在多跨情况下刚度小,采用多种工程措施提升刚度后造价最高;部分斜拉桥方案边塔尺寸较大,混凝土梁应力较高且工期较长,造价较低;连续梁拱桥方案采用钢-混混合梁减轻自重,合理跨度得到提升,造价高;拱加劲连续钢桁梁桥方案技术经济性好、受力性能较好、施工速度快,且与环境契合,因此最终采用该桥型方案。

考虑弦杆约束的新型板桁加劲梁扭转变形计算方法

针对某拟建千米级跨度高速铁路悬索桥所采用的新型板桁加劲梁,依据剪切刚度等效原则,构建闭口薄壁箱形梁连续化等效模型;基于截面刚性周边假定,考虑弦杆纵向约束作用,建立连续化等效模型的扭转平衡微分方程,推导得到扭转角解析公式。构建悬索桥连续化等效单梁有限元模型,推导悬索桥加劲梁扭转角解析式。通过算例验证该解析公式计算所得加劲梁扭转角与空间精细化有限元计算结果吻合良好,弦杆纵向约束作用对新型板桁加劲梁扭转变形影响不可忽略。研究结果表明:相比于空间精细化有限元模型,连续化等效单梁模型计算所得悬索桥加劲梁挠度和扭转角最大相对误差分别为1.8%和14.7%,依据解析式计算所得相对误差分别为7.1%和6.3%;对于悬索桥加劲梁扭转刚度初步设计,上述2种方法的精度误差均在可接受范围内,且计算效率大幅提高,具有较好的适用性。

板桁结合悬索加劲钢桁梁桥特殊节点受力行为

为了研究板桁结合悬索加劲连续钢桁梁桥加劲弦与上弦杆连接部位特殊节点的静力受力行为,依托重庆曾家岩嘉陵江大桥建立了全桥三维多尺度有限元模型,并通过缩尺模型试验对有限元分析结果进行验证,对特殊节点在最不利荷载组合作用下的受力状况进行了研究。研究结果表明:特殊节点中加劲弦与上弦杆交界处附近应力较大,且应力分布较复杂,为重点关注部位;特殊节点总体Von Mises应力在198.0 MPa以内,特殊节点各杆件Von Mises应力均小于钢材的强度设计值,结构具有足够的安全储备;正交异性桥面系参与主梁竖向弯曲受力,上层桥面系传递的内力约占纵桥向、横桥向上合力的34%和33%;荷载由跨中向支点经过特殊节点的传递,钢桥面板、上弦杆、竖腹杆以及斜腹杆承担的力逐渐传递给了加劲弦,引入加劲弦来提高梁高,抵抗主梁截面的竖向弯矩。有限元分析结果验证了重庆曾家岩嘉陵江大桥特殊节点的可靠性,也为类似节点的研究与设计提供参考。

城市钢箱梁桥横向分块施工分析

杭州市跨京杭运河高架桥为(37+60+37)m连续钢箱梁桥,钢箱梁总重约932t。为解决钢箱梁运输难题、加快施工进程,该桥钢箱梁采用纵向分段、横向分块施工方案,钢箱梁横向采用错位分割。为提高梁段的刚度并降低各梁段刚度的差异,提出剪刀撑加强方案,即在梁段的腹板与顶板开口处及缺失腹板处沿顺桥向增设剪刀撑。为分析剪刀撑加强方案的可行性,采用MIDAS Civil建立中跨有限元模型,分析吊装及安放过程中各梁块跨中处的位移与应力,并对实桥应力进行监测。结果表明:采用剪刀撑加强方案后,各梁块的变形和应力均较为协调,满足后续横向焊接施工要求;结构应力处于安全范围。实践证明,剪刀撑加强方案能够满足钢箱梁横向分块施工的控制要求。

中等跨径连续钢箱梁桥上部结构的标准化设计研究

针对公路正交异性连续钢箱梁桥,以适用于工业化生产为目标,运用模块化原理对箱梁纵、横向的标准化设计进行了探讨。在标准化设计的基础上,对采用标准件的正交异性桥面板进行参数分析,结果表明加劲肋的刚性与横隔板间距有着密切关系;基于梁格法引入了有效宽度系数来简化分析剪力滞与局部稳定对箱梁承载能力的影响,解决了设计人员在新老规范过渡期进行标准化设计时遇到的计算工作量大、分析效率低的问题。

曲弦钢桁加劲连续梁及新型纵向约束体系设计

针对新建郑州至阜阳高速铁路工程中(86+172+86)m和(45+75+172+75+45)m连续梁桥,提出并设计曲弦钢桁加劲连续梁结构和一种新型纵向约束体系。曲弦钢桁加劲连续梁由预应力混凝土连续梁和加劲钢桁组成。预应力混凝土连续梁采用单箱双室变高度箱形截面。加劲钢桁采用反向再分式桁架,在连续梁中支点附近采用曲弦的方式与混凝土梁相接。钢桁下弦节点与混凝土采用PBL剪力键及剪力钉传力。新型纵向约束体系为在全联均采用活动支座,不设纵向固定支座,在主墩墩顶设置温度限位装置、阻尼器及防落梁装置。桥梁纵向力由支座摩阻、温度限位装置、速度锁定器、防落梁装置协同承担,通过精确定位温度限位装置,将全梁温度跨度零点限制于中跨跨中附近,使结构的温度跨度减小到可以不必设置钢轨伸缩调节器。

转体跨越运营高铁钢桁梁施工关键技术

廊坊光明桥为(118+268+118) m上加劲连续钢桁梁桥,上跨多股既有线,与既有京沪高铁交角33°。钢桁梁采用转体法施工,拼装跨度为京沪高铁侧(119+138) m、西牵出线侧(130+119) m,采用带辅助滑道的简支梁体系非对称转体方案。施工过程中,与铁路平行位置采用独柱式拼装支架和带转向功能的龙门吊拼装钢桁梁,京沪高铁侧钢桁梁远离设计转体位置15 m进行拼装,西牵出线侧钢桁梁向边跨预偏30 cm拼装;京沪高铁侧钢桁梁拼装完成后横移至设计转体位置;钢桁梁同步落梁至主墩;采用带大悬臂的简支梁体系进行转体,辅助滑道采用轴承式滚动走行系统;转体后,西牵出线侧钢桁梁利用墩顶特殊设计的永久支座向跨中纵向顶推30 cm;在铁路限界上方采用全封闭防护小车进行合龙施工。该桥多次体系转换施工累积误差可控,成桥精度与设计吻合,确保了高铁运营安全。

多塔连跨悬索桥受力特性分析

跨海大桥建设的兴起,需要我们探索更大跨越能力的桥梁结构形式.本文以泰州长江公路大桥的模型为基准,计算分析了3塔4跨悬索桥及4塔3跨悬索桥,并与基准模型进行了对比.经过计算分析连跨效应对主塔、主缆、抗滑移安全、加劲梁的影响,以期对工程建设方案选取有所借鉴.

郑阜高铁控制性桥梁结构形式特点

郑阜高铁起自河南省郑州市,终点至安徽省阜阳市,正线全长267.70 km,桥梁占比较大。基于沿线的水文、地质及线路交叉情况,桥梁设计采用了多种新结构、新技术。详细介绍本线采用的曲弦钢桁加劲梁、节段预制胶拼连续梁、预应力混凝土槽形梁等结构特点,分析郑阜高铁大跨度简支梁和连续梁的应用,可为类似工程提供参考。

基于能量原理的板桁结合型加劲梁连续化分析方法

针对大跨径板桁结合型加劲梁悬索桥精细有限元模型单元数量多、计算效率低的特点,基于能量原理推导了板桁结合型加劲梁主桁架腹杆和下平联的连续化等效板厚计算公式,根据板桁结合型加劲梁的弯曲与扭转受力特点分别构造了相应的连续化等效截面,并采用悬臂梁模型验证等效截面的合理性,最后以主跨跨径1 480m的岳阳洞庭湖大桥为研究对象,将连续化分析方法与精细有限元法的位移与应力计算结果进行了比较。结果表明:采用2种方法计算得到的加劲梁位移的结果吻合较好,最大相对误差不超过4%;移动荷载作用时,采用连续化分析方法计算得到的上弦杆压应力受桥面板剪力滞效应的影响,导致其压应力的相对误差较下弦杆大,但上弦杆压应力的绝对差值不超过5.0MPa;横桥向静风荷载作用下,采用连续化分析方法计算得到的弦杆应力相对误差不超过5%;连续化分析方法的计算精度能满足要求,计算效率较精细有限元法大幅提高。

上跨京沪高铁大跨度连续钢桁梁桥设计

廊坊光明道首次以主跨268m连续钢桁梁上跨京沪高铁,采用上加劲弦体系钢桁梁有效减小建筑结构高度,更有利于长悬臂转体施工;通过轴销铰接解决了短腹杆的受力问题;采用超高性能混凝土(UHPC)与正交异性钢桥面组合铺装体系有效解决钢桥面疲劳开裂和铺装层损坏难题;采用无应力状态法控制结构线形,降低了拼装难度,确保成桥线形与设计吻合;采用带辅助滑道简支体系转体方案,结构受力明确,线形调整方便,更有利于长悬臂非对称转体受力和倾覆稳定,最大程度减小对京沪高铁的影响。计算结果表明,本桥的强度与刚度均满足结构安全要求。