劲性骨架长度对主拱刚度的影响

悬臂浇筑与劲性骨架组合施工法是一种新型的钢筋混凝土拱桥施工方法。相对于悬臂浇筑施工,该方法不仅可以缩短拱圈悬臂浇筑段的长度,减少悬臂的质量,降低对扣锚系统的要求,而且能够尽快形成拱结构,从而减少施工风险,缩短工期,提高钢筋混凝土拱桥的经济性,特别适用于200~400 m跨径的拱桥。用组合单元法计算了H型钢劲性骨架和钢管混凝土劲性骨架拱圈截面的刚度,建立有限元模型分析了不同劲性骨架长度对拱顶竖向位移的影响。结果表明:H型钢劲性骨架和钢管混凝土劲性骨架对拱圈截面拉压刚度增幅约为5. 66%,竖向抗弯刚度增幅约为6. 54%,且H型钢劲性骨架增幅稍大于钢管混凝土劲性骨架;劲性骨架长度在70~130 m时,拱圈刚度几乎不随劲性骨架长度变化而变化。综合各种因素得出悬臂浇筑与劲性骨架组合施工法的劲性骨架长度在跨径的0. 33~0. 62倍之间是较为合适的。     

600 m钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈混凝土浇筑方案研究

主拱圈混凝土浇筑是建造600 m跨径钢管混凝土劲性骨架铁路拱桥的关键环节，为此提出某600 m跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥的主拱圈混凝土浇筑方案，具体为：采用四工作面法，主拱圈截面分为6环，并设1组斜拉扣索辅助调载，适当调整1环混凝土在各工作面上的浇筑顺序和节段长度。采用有限元法对施工全过程进行模拟分析，验证该方案可行性。结果表明：在主拱圈拱脚和控制性截面应力过程线峰值处分别设置工作面，且首先在第二工作面上浇筑一定长度的混凝土节段，再同时浇筑第一、第二工作面混凝土节段，可有效降低浇筑过程中结构的瞬时应力；通过在主拱圈拱脚附近设置斜拉扣索并适时调整索力作为辅助调载措施，可达到调整拱脚截面应力和保持拱轴线合理下挠的目的；通过合理设置工作面和辅助措施，适当确定混凝土浇筑顺序和节段长度，可保证主拱圈外包混凝土浇筑期间结构应力和变形控制在容许范围内。     

钢筋混凝土拱桥悬臂现浇施工控制分析

在采用悬臂现浇法施工拱桥时 ,利用塔架斜拉索法将斜拉索扣住拱圈节段 ,用设在已浇筑完的拱段上的悬臂挂篮逐段悬臂浇筑拱圈混凝土 ,施工中控制主拱圈施工阶段的内力与变形非常重要。文章以土地潭特大预制拱桥为例 ,分析采用塔架斜拉索法悬臂现浇施工时拱圈的内力与变形控制     

郑万高铁梅溪河大桥拱圈外包混凝土浇筑方法探讨

为了探讨大跨度劲性骨架混凝土拱桥拱圈外包混凝土的合理浇筑方法,针对目前常采用的平衡浇筑与连续浇筑两类方法,以主跨为340 m的郑万高铁梅溪河大桥为研究背景,首先,依托劲性钢骨架的扣索系统,提出采用敏感性分析确定拉索合理位置及索力张拉大小的新方法;其次,采用Midas Civil软件建立主拱圈梁-板组合分析模型,并对分段平衡浇筑和连续浇筑法的结果进行探讨;最后,进一步分析不同工作面数量对于拱桥结构应力、挠度和稳定性的影响。研究结果表明:利用敏感性分析结果,平衡加载法和连续浇筑法均能够有效控制主拱圈截面应力和变形大小;当纵向工作面数量相同时,平衡浇筑法更有利于拱桥施工阶段的稳定性。研究成果可为大跨度混凝土拱桥的修建提供技术支撑。     

劲性骨架混凝土拱桥主拱圈箱形截面分环和浇筑方式

针对劲性骨架混凝土拱桥主拱圈常用的箱型截面，总结归纳主拱圈混凝土主要分环和浇筑方式及其影响因素，提出分环和浇筑的基本原则，并采用有限元法模拟分析分环浇筑方式对单箱三室截面劲性骨架混凝土拱桥内力与变形的影响。结果表明：箱形截面能较好地满足劲性骨架拱桥主拱圈受力和构造的要求，是大跨度桥梁的理想截面形式；主拱圈混凝土分环和浇筑方式主要由劲性骨架结构承载能力、施工操作性、结构整体性和经济性4个因素决定；进行分环和浇筑应遵循的基本原则包括减少分环数量，对称分环和浇筑，尽快完全包裹劲性骨架弦管，尽快形成完整箱室以及将截面复杂部分划分至易于施工混凝土环内等；跨径416 m劲性骨架拱桥的三室箱形截面主拱圈采用合理的分环和浇筑方式，可以分别降低5.9%的劲性骨架钢管应力和16.8%的管内混凝土应力，减少7.8%的拱顶下挠位移。     

沪昆客专北盘江特大桥劲性骨架施工控制研究

沪昆客专北盘江特大桥为主跨445 m的上承式钢筋混凝土拱桥,采用钢管混凝土劲性骨架法施工。该桥劲性骨架结构复杂,工艺流程多,作业难度大(高空300 m),安装节段多(40节段),悬臂长度长(222.5 m)。通过布设严密的控制网,实施合理的劲性骨架施工方案,通过劲性骨架工艺过程控制及浇筑过程中的应力及线形控制,实现劲性骨架的顺利施工。从原材料采购下料,单元件加工、组拼、胎架预拼及架设安装等各个环节严格把控,以实现成拱后线形、结构应力及焊缝质量均符合设计及要求。研究成果对同类型桥梁施工提供参考和借鉴。     

云桂铁路南盘江特大桥扣锚索系统施工设计

南盘江特大桥是云桂铁路全线的重难点控制性工程,也是世界铁路中斜拉扣挂+分环分段组合法模注拱圈混凝土最大跨度的混凝土拱桥,主桥为单跨416m上承式钢管外包混凝土拱桥。扣锚索系统主要由扣塔、扣点、扣索、锚索及锚碇系统组,扣塔由主体5号、6号交界墩、0号段及其上部钢塔组成;扣点利用Q345B钢板在劲性骨架上弦管节点位置焊接而成;扣锚索均采用75 mm(j15.24,Rby=1 860 MPa)钢绞线束;锚碇采用岩锚和桩基承台锚碇两种形式。利用此系统进行劲性骨架单节段整体斜拉扣挂悬臂拼装、斜拉扣挂+分环分段组合法模注外包混凝土,为解决高山深谷条件下大跨度钢管外包混凝土拱桥的安全快速施工提供了参考。     

主跨416 m劲性骨架外包混凝土拱桥线形应力施工监控技术

南盘江特大桥是云桂铁路全线的重难点控制性工程,也是世界客货共线铁路中斜拉扣挂＋分环分段组合法模筑拱圈混凝土最大跨度的劲性骨架外包混凝土拱桥,施工难度位居世界同类桥梁前列,其主桥为单跨416 m上承式劲性骨架外包混凝土拱桥.根据施工全过程中实际发生的各项影响桥梁应力、索力与变形的参数,结合施工过程中监测的各阶段应力、索力与变形数据,及时分析与理论计算预测值的差异并找出原因,提出修正对策,确保全桥建成以后桥梁的应力状态和外形曲线与设计达到最佳吻合.为后续同类桥梁劲性骨架安装和拱圈外包混凝土保质量、保安全、快速、高效施工提供参考.     

跨越峡谷大跨度缆索吊设计及应用

结合云南某新建铁路劲性骨架混凝土拱桥实际,针对劲性骨架吊装、拱肋混凝土浇筑和拱上结构施工的工程特点,对大跨度缆索吊装体系进行初步设计,确定了缆索吊的基本参数,通过荷载计算,对主索等关键结构和部件进行分项设计,可为类似工程提供参考.     

云桂铁路南盘江特大桥主拱圈非线性稳定性评估

为探讨大跨度劲性骨架拱桥主拱圈的非线性稳定性能,以云桂铁路南盘江特大桥为工程背景,运用西南交通大学自主研发的LSB软件建立主拱圈有限元模型,考虑几何与材料非线性的影响,计算施工全过程共46个工况下的结构非线性稳定系数,并评估主拱圈在施工过程中的变化趋势。结果表明:钢管骨架拼装阶段主拱圈非线性稳定系数在2.2～26.3,拼装与拱顶合龙段相邻的19#节段时非线性稳定系数为2.2,钢管骨架合龙时非线性稳定系数为3.9;灌注钢管内混凝土阶段主拱圈非线性稳定系数在2.6～3.8,灌注下弦外侧钢管内混凝土时非线性稳定系数为2.6,随着钢管内混凝土逐渐达到其设计强度,非线性稳定系数保持相对稳定;浇筑外包混凝土阶段非线性稳定系数在2.1～4.6,浇筑边箱底板第3,6,9段外包混凝土时非线性稳定系数为2.1,是施工全过程主拱圈非线性稳定系数的最小值;施工全过程主拱圈失稳形态以面内失稳为主,其非线性稳定系数均大于安全临界值2.0,非线性稳定性能满足要求。     

梁-板单元模型在劲性骨架钢筋混凝土拱桥仿真分析中的合理性研究

通过对劲性骨架钢筋混凝土拱桥的仿真方式进行分析和研究,探讨了在该类桥梁中应用最为广泛的梁-板单元模型的合理性。以一座上承式单跨劲性骨架钢筋混凝土拱桥为研究对象,分别建立主拱的梁-板单元模型和梁-实体单元模型,从结构的整体受力、局部受力和施工阶段受力3方面分析梁-板单元模型的优缺点。结果表明:梁-板单元模型建模简单,计算结果精度较好,仿真方式合理;梁-板单元模型在施工阶段分析中存在板的厚度与拱圈混凝土实际分环分段厚度不一致的问题,因此给出了按拱圈的分环面积和分环刚度等效原则共同确定对应板厚度的解决方案。     

赣龙铁路吊钟岩主桥钢骨架及转体设计

赣龙铁路吊钟岩特大桥主桥为劲性钢管骨架钢筋混凝土上承式拱桥,设计跨度140 m。拱肋采用劲性钢管骨架,转体合龙,挂模施工外包混凝土,较好地解决了桥梁施工对桥下公路行车的干扰。介绍劲性钢管骨架计算方法、结构设计及骨架转体构造。     

大跨度拱桥拱圈拼装过程中扣索索力和标高预抬量的确定

扣索索力和预抬量是大跨度拱桥的拱圈拼装过程中的难点和核心问题。针对这一问题,提出了连续体弹性 刚性支承法,使用该方法可以方便有效地确定"扣挂"索力和拱圈标高预抬量,使本节段索的索力可以一次性张拉到位,且进一步给出了相关工程算例。     

大跨度拱桥吊装过程计算方法

研究了缆索吊装施工的大跨度拱桥吊装过程计算方法。施工实践中拱圈预制节段存在一次放松吊钩和逐步放松吊钩并张拉扣索2种不同的安装就位方式,其对预制节段安装位置的要求有所不同,而现有的计算方法未对这2种就位方式加以区分,为此,提出了一次放松吊钩时的正装迭代法和逐步放松吊钩并同时张拉扣索时的刚性支承-弹性索法,并研究了它们的实施细节。采用这2种方法均可以直接求出拱圈预制节段安装过程中节段安装位置和扣索索力。运用所提出的方法对一个工程实例进行了分析。计算结果表明,采用不同的方法就位时对安装位置的要求差别很大,但对扣索索力影响不大。     

主跨416 m钢管拱劲性骨架合龙施工技术研究

云桂铁路南盘江特大桥主桥为单跨416 m上承式劲性骨架钢筋混凝土拱桥,该桥劲性骨架钢管拱共分为39个节段吊装,最重约130 t,采用斜拉扣挂悬臂拼装,合龙段长1 m,采用无应力合龙。通过对钢管拱劲性骨架合龙影响因素的分析、合龙方案的制定及合龙过程的控制,形成具有特色的技术措施,旨在为今后类似桥梁合龙提供借鉴。     

钢管骨架无支架缆索吊装法扣索索力的优化分析

研究目的:通过对力矩平衡法和有限元零位移法确定扣索索力的优缺点分析,针对落布溪大桥拟定的扣索方案,采用优化后的计算方法确定最优扣索索力,确保本桥拱肋节段安装的线形精度和施工安全.研究结论:采用将扣索和骨架结构作为结构的整体进行非线性迭代计算求解最优扣索索力,通过相应的迭代计算和骨架节段正装和倒拆计算,得出骨架合龙前的优化扣索索力,并给出钢管骨架吊装施工中钢管应力及标高的控制数据.实践表明,采用本方法能够保证钢管骨架具备良好的合龙条件,并且在施工中能够给出准确的标高控制数值,对落布溪大桥的钢管骨架吊装具有良好的指导意义.     

主跨416 m劲性骨架外包混凝土拱桥高墩爬模施工技术

南盘江特大桥主桥为416 m劲性骨架外包混凝土拱桥,是云桂铁路全线的重难点工程,也是世界铁路中斜拉扣挂＋分环分段组合法模筑拱圈混凝土最大跨度的混凝土拱桥.本桥交界墩高102 m,综合利用塔吊、缆索吊及工业电梯等设施配合自升式液压爬模系统进行交界墩施工.综合介绍了交界墩自升式爬模使用原理、施工工艺、施工过程安全、质量控制措施.通过交界墩实际施工效果来看,该技术充分保证了交界墩的安全、质量和施工进度,可为类似工程的应用提供参考.     

瓮马铁路乌江特大桥设计关键技术研究

新建瓮马铁路乌江特大桥跨越两山之间深谷,地形复杂、设计难度大。为研究该桥梁方案,首先阐述了主桥的方案构思和结构设计,然后通过空间有限元软件对本桥进行静、动力仿真分析,总结了大跨铁路劲性骨架混凝土拱桥构造和受力特性。结果表明：主跨337 m上承式劲性骨架混凝土拱桥具有刚度大、徐变小、后期养护维修工作量小等优点,主拱圈采用小矢跨比设计,兼顾安全、经济、环保和美观,能够满足铁路桥梁跨越山区“V”形峡谷的要求;主拱圈由劲性钢管混凝土骨架外包C55无收缩混凝土构成,通过分层分段浇筑方案改善拱圈各构件的内力;拱上结合梁采用两片工字形钢与混凝土桥面板相结合的形式,钢梁栓焊结合,便于制造、运输和施工;拱座采用梯形断面扩大基础,基础开挖永临结合,有效降低施工风险;数值分析表明该桥结构的刚度、强度、稳定性均能满足规范要求,能够满足客货共线铁路的安全性和乘坐舒适性要求。可为其他山区铁路桥梁桥式研究提供参考。     

铁路大跨度劲性骨架拱桥外包混凝土浇筑方案分析

为保证一座新建铁路主跨337 m上承式劲性骨架混凝土拱桥主拱圈外包混凝土安全顺利施工,采用MIDAS/Civil建立施工阶段三维有限元模型,分析了不同纵向分段、横向分环浇筑方案对劲性骨架受力及挠度的影响.研究结果表明:采用多工作面浇筑可显著降低拱脚应力,改善主拱变形,但增加工作面对拱顶受力有利也有弊;增加截面横向分环可有效降低结构应力;综合考虑外包混凝土浇筑过程中的结构应力、变形、建设工期和大型临时设施的成本,采用三环六面法浇筑外包混凝土方案.     

应力调整在劲性骨架法施工的大跨度拱桥中的应用

分析了劲性骨架法施工的大跨度混凝土拱桥，由于拱圈截面是逐步分环外包混凝土形成的，其截面应力分布不均现象突出，作者提出在施工过程中分环调整拱环应力，其作用是改善结构性能，充分发挥材料特性。