简支波形腹板钢箱组合截面与传统截面箱梁桥抗震性能对比分析

为研究波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥(CW-SBCCGB)与传统箱梁桥抗震性能的异同,基于截面等效原理,根据某实际工程CW-SBCCGB的单箱截面,等效出波形腹板混凝土箱梁桥(CW-CBGB)和混凝土箱梁桥(CBGB)的单箱截面,再结合动力分析理论和ABAQUS有限元模型对比分析3种截面简支梁桥动力特性和抗震性能的不同。结果表明:3种截面简支梁桥前五阶振型不变,CW-CBGB和CBGB前三阶频率相比于CW-SBCCGB有所下降,但相差不超过1Hz,第四阶及以后频率差异逐渐变大;剪滞效应对CW-SBCCGB和CW-CBGB动力特性影响较大,对CBGB影响较小;在纵桥向+竖桥向和横桥向+竖桥向地震作用下,CW-SBCCGB和CBGB的墩顶位移和跨中位移均大于CW-CBGB结构,CW-SBCCGB主梁跨中截面剪力最小,CW-CBGB跨中截面弯矩最小,说明CW-SBCCGB和CW-CBGB的抗震性能均优于CBGB的抗震性能。

深中通道泄洪区非通航孔桥主梁设计

深中通道泄洪区非通航孔桥总长6.05 km,分布于伶仃洋大桥及中山大桥2座通航孔桥两侧。泄洪区非通航孔桥采用等跨连续梁布置,4~6跨一联。主梁设计过程中,首先进行110、120、130 m三种跨径方案比选,确定采用最经济的110 m跨径方案。然后针对结构形式,提出预应力混凝土梁、钢-混组合梁和钢箱梁3种方案,从力学性能、经济性和施工风险等方面综合考虑,最终推荐采用钢箱梁方案。钢箱梁采用外形简洁流畅的封闭式断面,有利于后期维养;考虑全线景观效果,主梁高度取4 m,高跨比为1/27.5;横隔板间距取2.5 m,采用实腹式横隔板和框架式横肋的组合式设计,使箱室内部通透性更好;钢箱梁采用Q420qD钢和Q345qD钢2种材料。钢箱梁施工采用适合海上长大桥梁的大节段预制+现场拼装的施工方案。

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。

多匝道变截面支架法现浇连续箱梁线形控制方法研究

文章以某桥梁工程为例,对影响现浇连续箱梁线形的因素进行了分析,在此基础上研究了现浇连续箱梁施工过程中的线形控制方法,包括竖桥向线形和横桥向线形控制两大方面,经过结构预拱度计算、梁体线形计算、支架预压及监测等工程活动后,采取针对性的梁体线形控制措施,有效解决了变截面支架法现浇连续箱梁施工中线形差的问题,顺利完成了现浇箱梁施工活动并保证了箱梁线形的合理性,取得了良好的施工效果。

高速铁路无独立合龙段的T构桥主梁施工技术

新建福厦铁路泉州湾跨海大桥为时速达350 km的高速铁路桥,其海上浅滩区部分引桥为15联(50+50)m T形刚构桥。主梁为单箱单室预应力混凝土箱梁,采用挂篮对称双悬臂浇筑施工,T构未设置独立合龙段,而是采用浇筑最后一节边跨直线现浇段的方式直接实现T构梁段合龙。主梁施工过程中,墩顶0号块(A0节段)采用三角托架法现浇施工,三角托架安装后进行预压,然后采用一次浇筑成型工艺浇筑节段混凝土;A1~A12悬臂节段采用全封闭式挂篮悬臂施工;在A13边跨直线现浇段施工时,对落地钢管支架法、边墩三角托架法、墩顶吊架法、挂篮悬臂浇筑法进行综合比选,最终选择挂篮悬臂浇筑法施工。A13边跨直线现浇段施工时,利用挂篮底平台作为其底模系统、挂篮外侧模板作为其外侧模板,采用3拼I14型钢对挂篮底纵梁进行支撑,在墩帽处垫石两侧用?20 mm精轧螺纹钢对挂篮进行对拉,增强了模板稳定性;通过平衡配重的设置及支座约束解除时机的控制,保证了A13节段施工质量。结构受力及线形均满足设计要求。

轨道交通变截面箱梁-U形梁组合连续梁桥受力特性分析

以1座变截面箱梁-U形梁组合连续梁桥为研究对象,采用通用有限元程序ABAQUS建立该桥的数值仿真分析模型,对其在不同工况下的受力特性进行分析,探究桥梁在各项荷载作用下的应力分布特征以及结构变形情况。结果表明:单项荷载作用下,U形梁腹板在承受正弯矩的区段上部内倾、下部外倾,而在承受负弯矩的区段,变形情况则相反;荷载组合作用下,中支点处U形梁与箱梁的连接导致局部刚度突变,使得该处的道床板呈现与悬臂板类似的受力状态。

深中通道智慧梁场建设及运营研究

深中通道项目桥梁工程全长17 km,其上部结构的791片混凝土箱梁全部由中山预制梁场制造。为实现预制梁场的协同远程控制管理,以混凝土箱梁的预制及移运为背景建设深中通道智慧梁场。深中通道智慧梁场基于BIM技术,集成钢筋加工管理系统实现了钢筋的自动化加工;使用全自动液压整体式模板优化了箱梁模板安拆方法;配套智能化混凝土输送中心改变了传统混凝土生产的格局;建立智慧梁场协同管理平台集成多种智能生产系统,实现生产过程信息的自动采集、数据共享。智慧梁场的建设及运营,是将智能制造技术与梁场管理流程相融合,大幅提升箱梁生产流程的自动化程度,完善各工序管理流程,降低施工成本和安全风险,提高成品质量和效益。

德余高速乌江特大桥主桥设计

德余高速乌江特大桥桥位处江面宽、岸坡陡,对(203+450+203)m组合梁斜拉桥和计算跨径475 m上承式钢管混凝土拱桥2个桥型方案进行比选,最终采用景观好、造价低、易养护的上承式钢管混凝土拱桥。主桥拱轴线采用悬链线,拱轴系数2.2,矢高90 m,矢跨比1/5.278。主拱圈由两幅拱肋组成,单幅拱肋为四肢等宽变高桁架结构,腹杆为钢箱和H形截面,竖腹杆与拱轴线中心径向布置。拱上立柱为钢箱截面,与拱肋、桥面系钢梁刚接。桥面系为槽形钢箱梁+粗骨料活性粉末混凝土桥面板的连续组合结构。拱座为梯形结构,采用扩大基础,交界墩采用变截面薄壁墩。采用斜拉扣挂、缆索吊装安装主拱节段、立柱单元及主梁构件。结构静力、稳定性计算及拱座受力验算均满足设计要求。

桥面吊架在变截面钢箱梁桥梁施工中的应用

以秦安特大桥主桥钢箱梁工程为背景,分析桥面吊架设备在其中的应用要点,主要介绍了桥面吊架的选型、安装和吊装操作流程,并阐述吊架使用过程中的注意事项。经过对桥面吊架进行专项设计优化并精心组织施工,解决了钢箱梁桥梁跨铁路隧道地面无法使用大型起重设备吊装的问题。

小半径变截面匝道钢箱梁分离式顶推工艺研究

潮汕环线高速公路京灶大桥三期一标段金灶枢纽互通桥F匝道钢箱梁,起止方向为揭阳到惠州,跨越潮惠高速段为(33m+55m+32m)连续钢箱梁。本项目为小半径变截面钢箱梁顶推跨高速施工,难度极大且国内少有先例。因此,前期对特殊工况顶推施工工艺进行了深入模拟计算,后期研究了现场安装、顶推、测量等关键技术,最后完成了本项目钢箱梁分离式顶推施工。通过对F匝道小半径变截面钢箱梁分离式顶推施工安装工艺的论述,为其他类似结构施工提供相关借鉴经验。

海文跨海大桥设计关键技术

海文跨海大桥是中国首座跨越地震活动断层的跨海桥梁,主桥为独塔半飘浮体系斜拉桥,跨径布置为(230+230)m,跨断裂带引桥为57~60 m不等跨径的简支钢箱梁。针对项目强震、强风、强腐蚀等复杂建设条件,该桥主梁采用自重轻、抗风性能优、疲劳耐久的STC轻型组合扁平钢箱梁结构;桥塔采用承台无系梁的横向“人”字形塔、环向预应力锚固系统;通过与沉井方案比选,提出桥塔基础采用超大直径4.3 m的钢管复合桩,以解决强震作用下基础的受力与微风化花岗岩地质施工的难题;采用提出的钢-STC钢箱梁简支桥面连续构造、三维可调节的钢垫石支撑技术方案,以解决跨断裂带钢箱梁日常行车舒适性与强震下桥梁易修复的难题。开展钢箱梁简支桥面连续构造理论及荷载足尺模型试验、1∶20主桥振动台模型试验、抗风模型风洞试验等相关研究,验证了结构的可靠性及适应性。

预应力混凝土变截面箱梁桥底板预应力束的等效径向力研究

预应力变截面混凝土箱梁桥底板崩裂主要是由底板预应力束的等效径向力引起的。以箱梁底板预应力束的等效径向力经典计算公式为基础,分析影响等效径向力的敏感性因素,推导定位误差和折线拟合曲线这两种因素对径向力的影响,修正经典等效径向力的计算公式,同时进行在建桥梁底板预应力束的径向应力的测试,表明提出的修正公式计算的径向应力与实测应力基本吻合,为变截面混凝土箱梁底板防崩裂设计提供了理论与实测依据。

变截面连续钢箱梁桥典型施工阶段涡激振动

为探讨大跨度连续钢箱梁桥在吊装施工阶段可能遇到的风致涡激振动问题,提出有效的抑振措施,以崇启6跨变截面连续钢箱梁主桥施工过程为背景,通过1∶45全桥气弹模型风洞试验,研究了大跨度变截面连续梁桥典型施工阶段主梁的涡激振动性能,试验模拟了外加阻尼的抑振措施,并基于试验现象探讨了连续钢箱梁桥的涡激振动机理.研究结果表明:当第2跨主梁架设完成后,主梁易产生涡激振动,且不满足桥梁抗风设计规范的要求.当结构阻尼比达到1.2%时,涡激振动振幅满足规范要求;当结构阻尼比达到2.1%时,施工阶段不会产生明显的涡激振动.

极端气候下小箱梁截面平均温度简化计算方法研究

为准确预测混凝土小箱梁桥主梁顺桥向的温度胀缩变形,对极端气候条件下该类桥梁主梁截面平均温度计算方法进行研究。以某座混凝土小箱梁桥为背景,采用MIDAS软件建立小箱梁截面有限元模型模拟其温度场,计算极端气候条件下小箱梁截面平均温度极值。提出基于100年重现期的环境温度极值和日太阳总辐射最大值的平均温度简化计算方法(方法1)、月平均日气温极值和日太阳总辐射最大值的平均温度简化计算方法(方法2)。结果表明:建立的有限元模型能准确模拟结构实际温度场,建议采用极端气候条件下截面平均温度极值预测混凝土小箱梁桥主梁顺桥向温度胀缩变形;小箱梁截面平均温度极值与环境温度极值呈线性正相关;方法1可较精确地预测极端气候条件下小箱梁截面平均温度极值,但较复杂;为便于应用,可采用方法2,但其精度稍低于方法1。

湖南某预应力混凝土箱梁桥崩裂原因分析

针对湖南某预应力混凝土连续箱梁桥合龙后底板出现崩裂问题,以箱梁底板预应力束的等效径向力经典计算公式为基础,修正了经典等效径向力的计算公式,并结合实际施工情况,分析了事故发生的原因。同时采用通用有限元程序AN-SYS分析了底板应力分布规律。研究结果表明:本文提出的修正公式计算的崩力与有限元拉力分布相符合,在此基础上提出了预防底板崩裂的措施,具有一定的实际意义。

平潭海峡公铁大桥施工关键技术

平潭海峡公铁大桥的FPZQ-3标段全长约11.15km,包括3座通航孔桥(双塔钢桁混合梁斜拉桥)、34孔简支钢桁结合梁桥、119孔混凝土箱梁桥。针对风大、浪高、水深、流急、潮差大及地质条件复杂等工程特点,对施工期间的风浪进行监测及预报,以指导施工;基础采用“先平台后围堰”的方案施工,采取了长栈桥、钻孔平台及超大直径钻孔桩等施工技术,桥塔墩承台采用哑铃形防撞箱围堰施工;桥塔采用全封闭液压爬模施工,采取了全封闭防风液压爬模抗风、11000kN·m塔吊及塔吊附墙抗风、空间桁架横撑等施工技术;通航孔桥钢桁梁采用整节段全焊制造、拼装,利用架梁吊机或3600t浮吊整节段海上架设;混凝土箱梁采用海上造桥机和现浇支架施工;简支钢桁梁采用工厂整孔制造,船运至现场后利用3600t浮吊整孔吊装。

福厦高铁泉州湾跨海大桥主桥钢-混结合梁设计

福厦高铁泉州湾跨海大桥主桥采用主跨400m双塔双索面钢-混结合梁斜拉桥,为半飘浮体系。针对并行公路桥和海湾深水强风环境的建设条件,主梁采用混凝土桥面板+槽形钢箱梁的封闭式箱形结合梁,梁高4.25 m,梁宽21m,标准节段长10.5m。槽形钢箱梁(不含风嘴)采用单箱三室等高截面,底板及纵腹板加劲肋采用直板肋,节段断面连接采用栓焊混合连接方式,索梁锚固采用锚拉板结构。混凝土桥面板标准厚30cm,分块预制,在桥位与钢梁结合。墩(塔)区域的主梁采用浮吊整体吊装,其余梁段利用桥面吊机悬臂吊装。针对海洋大气腐蚀环境,预制桥面板采用C55高性能混凝土,桥面板湿接缝采用粗、细合成纤维混掺的补偿收缩混凝土,钢梁底漆采用石墨烯纳米材料改性鳞片型醇溶无机富锌涂料。

土耳其伊兹米特海湾大桥施工关键技术

土耳其伊兹米特海湾大桥为大跨度悬索桥,跨越马尔马拉海,桥址区地震活动频繁、强烈,且地质条件复杂、恶劣,给桥梁建设安全和质量带来挑战。该桥从计划建设到建成通车历时近50年。基于调研资料,系统阐述该桥主要建设过程及施工解决方案,总结相关施工技术。

鱼腹式变截面箱梁桥综合施工技术

鱼腹式变截面箱梁桥具有造型美观的特点,符合桥梁美学设计,但施工难度大;结合工程实例,通过建立空间直角坐标系,"从点到线、从线到面、从面到体"进行控制,思路清晰,工艺明确,较好的解决了变截面箱梁的施工难题。桥梁施工范围内淤泥深度为3.49～8.86 m,无明水,施工过程中,根据淤泥深度不同,分别采用"钻孔桩、贝雷梁"和"清淤换填、戗灰处理"两种方式对支架基础进行处理;经过施工检验,基础沉降量控制在允许范围内。

变截面波形钢腹板组合箱梁剪应力计算研究

为研究变截面波形钢腹板组合箱梁腹板的剪应力计算和承剪比问题,考虑梁底线形变化,选取一个变截面微元段进行受力分析,计入弯矩、剪力和轴力的共同作用,推导变截面波形钢腹板组合箱梁的腹板剪应力计算的通用公式,方便工程应用。为验证公式的准确性,结合一座实际工程,分析集中荷载和自重作用下有限元结果与通用公式计算值的差别,由此获得腹板承剪比例。研究结果表明:通用公式计算结果与有限元结果吻合良好,剪应力计算中变截面效应引起的"附加剪应力"不可忽视;同时钢腹板承剪比受梁底线形变化的影响较大,越靠近根部截面,随着梁底线形指数n的增加,钢腹板承剪比下降迅速;梁底线形采用1.8次和2次抛物线时,在自重作用下,根部截面腹板承剪比在50%左右,与简化计算方法相比腹板的强度和稳定均有很大富余,明显偏于保守。