超高空间异形曲面索塔线形控制技术研究

针对超高空间异形曲面索塔形状复杂、曲率及尺寸变化大、整体施工及控制过程难度大且智能化控制技术研究较少的问题,以重庆白居寺长江大桥超高空间水滴形索塔为研究背景,对该结构类型索塔精细化及智能化施工控制技术开展研究。首先对索塔施工全过程进行了有限元分析,并且采用三维BIM技术对异形曲面模板设计及制造进行了优化,同时对上塔柱临时横撑的顶推力及拆除顺序进行了分析,并对桥塔应力、线形进行监测,最后提出索塔变形自动化监测方法及塔肢线形和临时横撑轴力智能化控制技术。结果表明:索塔施工全过程,混凝土拉、压应力均未超出规范限值;采用三维BIM技术,优化了异形曲面模板设计及制作工艺,节约了10%~20%的模板制作成本;所提出的倾角仪+全球卫星实时差分定位技术(global navigation satellite system real-time kinematic,GNSS-RTK)融合测量方法与全站仪测量结果最大绝对误差仅1.6 mm,最大相对误差仅5.41%,具有较高的精度;采用塔肢线形和临时横撑轴力智能化控制技术使临时横撑的轴力误差始终控制在10%以内,塔肢的位移误差也控制在5 mm以内,索塔线形控制效果显著,同时当第n层横撑施工后,可通过控制第n-i(i=1,2,…,m)层横撑内力相对恒定来控制塔肢的变形相对稳定;临时横撑最佳拆除顺序应遵循由中间往两端拆除的原则。

一体化筑塔机爬升系统受力特性试验研究

以伶仃洋大桥索塔使用的新型一体化智能筑塔机为研究对象,针对筑塔机爬升系统的受力特性进行试验研究,设计足尺模型以模拟真实受力情况,对1.0倍、1.5倍及2倍标准荷载荷载工况进行加载试验。试验结果表明:该爬升系统在以上三种工况下爬升系统和锚固系统混凝土结构钢筋应力不大,远低于屈服强度;钢筋未屈服,锚杆混凝土未被压溃破坏;主要破坏来源于锚杆受剪破坏。本试验研究成果可为伶仃洋大桥索塔施工提供了重要的指导依据。

现浇混凝土箱梁少支架组合支撑体系施工技术

结合白居寺长江大桥工程PPP项目东引桥陡坡地带宽幅现浇混凝土箱梁施工实例,并根据该工程特点与现场情况,运用钢管少支架+满堂盘扣支架的支撑体系,有效克服了工程架体高、荷载大、搭设场地复杂多变等施工困难,经验算与现场施工验证,该施工技术安全可靠。

不同参数组合下纵肋顶板焊根关键测点应力变化分析

正交异性钢桥面板纵肋顶板焊接细节焊根处在车辆荷载反复作用下易产生疲劳裂纹,通过监测焊根附近关键测点应力变化可以判断结构裂纹的扩展情况,不同结构参数组合下裂纹变化情况会存在差异。通过建立纵肋顶板焊接细节的试件有限元模型,通过提取离焊根5 mm处测点的应力,分析了应力幅大小、熔透率和顶板厚度等参数对焊根关键测点的应力变化的影响。结果表明:应力幅大小对曲线变化不会产生影响,而熔透率和顶板厚度在曲线变化后期对曲线会产生一定的影响。

不同参数组合下纵肋顶板焊趾处裂纹扩展变化规律分析

疲劳荷载作用下,正交异性钢桥面板纵肋顶板焊趾处易产生疲劳裂纹。通过寻找焊趾处裂纹变化规律,可以预测裂纹扩展情况,不同结构参数组合下焊趾处裂纹变化规律会存在一定差异。文章通过建立纵肋顶板焊接细节的试件有限元模型,提取焊趾处裂纹扩展长度和裂纹扩展深度,分析应力幅大小、熔透率和顶板厚度等参数对焊趾处裂纹变化规律的影响。结果表明:应力幅和熔透率大小对裂纹变化规律不会产生影响,而顶板厚度对裂纹变化规律会产生一定的影响,但最大差别仅为1%。根据焊趾处裂纹扩展规律变化曲线,提取了焊趾处裂纹扩展规律代表曲线。

多车桥梁动态称重算法

目前商用桥梁动态称重(BWIM)系统的研究主要集中在一维BWIM系统,多数只考虑单车过桥的情况,而实际交通中多车过桥的现象普遍存在。针对这一情况,提出了一种多车动态称重算法。以Moses轴重识别算法为基础,基于横桥向动力响应线和桥梁弯矩影响面,对单车以及多车过桥的横向位置及轴重等车辆信息进行识别,最后通过桥梁动态称重有限元仿真分析,研究单车过桥、两车过桥以及三车过桥等不同工况下本文算法的可靠性。结果表明:单车过桥、两车过桥以及三车过桥的情况下,随着车辆数目的增加,识别精度略有降低,车辆总重的识别最大误差在13%左右,车辆横向位置的识别误差在9%左右,识别精度满足工程实际需求,该算法可识别多车过桥时的车辆横向位置与轴重,具有发展成为商业BWIM系统的潜力。