黄大铁路黄河特大桥顶推施工分析与监控技术

针对黄大铁路黄河特大桥连续钢桁梁多点同步顶推施工,利用倒拆法建模计算顶推施工全过程,找出主桁杆件在支点处的最大应力值以及导梁悬臂端变形规律和最大变形值,确定出全过程施工中的最不利工况为M2工况;设置变形监测点,监控导梁前段竖向位移变形,实测值基本与理论值吻合,施工线形可控;在M2工况中,将主桁和导梁自重荷载乘以1.35的放大系数,计算主梁在导梁悬臂140m,悬臂160m和导梁上墩20m后的主桁杆件的应力值,并在主桁上设置24个监测点监测杆件应力值,对比发现实测值均略小于理论值,施工过程中材料强度储备是安全可靠的。作为国内最大跨度的平行弦桁架桥顶推成功,对其他同类大跨度桥梁顶推施工具有较高的参考价值。     

双线铁路简支钢桁梁桥结构受力分析

为研究双线铁路简支钢桁梁桥结构受力特性,以某双线铁路简支钢桁梁桥钢桁架结构为研究对象,采用有限元分析软件midas Civil 2017建立该桥主桁的三维有限元模型,进行合理的成桥状态计算和不同荷载工况的模拟,完成了该桥的受力分析及新版铁路设计规范所规定的各项检算。该桥的受力分析结果表明,主桁结构下弦杆受拉所产生的轴向应力总是大于上弦杆受压所产生的轴向应力。设计时主桁各杆件应考虑弯曲应力和剪切应力对其选材的影响并采取相应措施增加结构的整体刚度。挠度计算时应考虑其他可能影响结构挠度的因素,并合理布设预拱度。通过各项验算可知,该桥应力、挠度、疲劳强度均能满足相关要求。     

大跨度连续刚构桥合拢段顶推施工控制研究

以广明高速某特大连续刚构桥施工过程为背景,对大跨度连续刚构桥整体顶推施工经行了仿真分析,并对主梁、墩及桩基在顶推过程中的受力和变形进行了详细计算,为该桥的对推施工实施提供了科学依据,可为同类连续刚构桥的顶推施工提供参考。     

桁式索拱桥体系协作机理研究

为研究桁式索拱桥的结构体系机理,提出弹性支承连续梁-桁架-无铰拱的组合体系理论模型;基于各简单体系满足边界位移协调与力的平衡条件,运用柔度法建立理论模型的体系协调矩阵方程组.通过对本文方法、试验实测数据和有限元计算结果的比较,表明所提出的理论模型和分析方法具有较高的精度,可以用来分析桁式索拱桥的体系协作机理;试验模型桥梁的体系协作机理分析结果表明,在满跨均布荷载工况下桁架体系承担大部分外荷载,与普通上承式拱桥力学行为不同.     

南水北调中线沙河渡槽施工期三维有限元分析

本文主要是采用三维有限元技术,建立了大流量预应力矩形渡槽有限元模型,考虑结构自重、预应力、风载、水载对渡槽的影响,按水工混凝土结构设计规范(SL 191-2008)要求,对南水北调中线工程的沙河渡槽在合理工况组合下的施工期进行了仿真计算,得出控制点在各外载作用下的应力及变形结果,为预应力矩形渡槽施工期的设计提供一定的理论依据。     

蒙华铁路洛河钢管砼拱桥拱肋吊装中的扣锚索索力计算

采用缆索吊和扣锚系统进行拱肋节段施工的大跨度钢管砼拱桥,一般通过扣索来维持拱肋结构的平衡并利用扣索调整拱形,精确计算扣索索力是保证施工质量和安全的关键。研究以蒙华铁路洛河钢管砼拱桥缆索吊+扣锚系统施工为工程背景,运用MIDAS/Civil及ANSYS结构分析软件对拱肋吊装施工进行有限元模拟分析,利用优化原理,采用正装迭代一次定位法计算各安装节段的索力,通过计算组合工况下的扣锚索力与初始计算的扣锚索力进行比较验证。实践证明此方法计算精度较高,保证了拱肋节段吊装施工的质量和安全。     

悬索桥主缆成桥线形的解析迭代计算方法

针对已有计算方法存在的不足,基于悬索桥在恒载作用下的力学特点,根据受力平衡条件和变形相容条件,采用悬链线单元且自动计入了柔索结构的所有非线性,建立悬索桥线形和无应力索长的计算公式.结合施工中加劲梁的架设特点,确定成桥线形分析中吊索力,对计算悬索桥主缆线形的非线性方程组采用二分逼近法方法求解并编制程序.最后通过算例验证了该方法的有效性、计算精度和稳定性,并将计算结果与其他文献的计算结果进行了比较.分析结果表明：该方法具有计算过程简洁和精度满足成桥几何线形的设计要求,适用于大跨度悬索桥的主缆线形和内力的计算.     

预应力连续宽箱梁顶板空间分析

以重庆綦江赶水大桥为工程背景,建立空间有限元模型。讨论了顶板在恒载(自重)、纵向预应力、顶板横向预应力、腹板竖向预应力的组合作用下的受力特点,对不同梁高的顶板应力进行分析比较,得出一些对设计和施工有意义的结论。     

圆管相贯节点的承载力性能研究

采用Ansys非线性有限元分析软件,对Y型圆管相贯节点主支管在承受拉应力和压应力不同的轴向力组合作用下节点的承载力性能和应力分布规律进行分析,对节点提出加强措施.分别在主支管相贯区鞍部设一个加强环以及在相贯区鞍部和冠部设3个加强环,并对加强环的尺寸进行改变.研究了不同节点的承载力和变形性能.并对加强环节点进一步提出改进措施,为工程设计施工提供有益的参考.     

预应力锚索咬合桩深基坑支护三维数值模拟分析

以天水成纪新城地下净水厂预应力锚索咬合桩基坑支护工程为背景,采用有限元方法对其施工过程进行了三维数值模拟分析。通过对模拟结果和现场监测数据的对比分析可知,在数值模拟中可以依据等效刚度原则将咬合桩加组合型钢腰梁共同受力围护体系用地下连续墙替代。分别设置与实际情况相符的有超挖工况和正常施工的无超挖工况进行对比,分析了超挖对围护结构侧移、基坑变形及锚索拉力变化带来的不利影响。结果表明:有限元数值模拟软件可以对预应力锚索咬合桩基坑进行开挖支护分析,对该围护型式下的基坑设计和施工具有一定的参考价值。     

某斜拉桥双向倾斜桥塔主动横撑设计及施工控制

为了提高双向倾斜桥塔在施工过程中的安全稳定性,应科学设置横撑,并对其进行施工控制。本文以某斜塔空间扭索双索面斜拉桥方案为例,对全桥模型进行复核和施工阶段计算后提出了横撑设置方案,并在主动横撑施工过程进行监控和分析,同时对横撑的拆除时机与方法也进行了阐述,从而得出结论:在主动横撑设计时要做到内力控制为主、变形控制为辅,主要控制中塔柱根部混凝土截面应力来确定主动横撑的预顶力;主动横撑的预顶力值受温度和焊接变形的内力变化值影响,在施工过程中还必须要保证塔柱施工质量和横撑的焊接质量,最后还要掌握合理横撑的拆除时机。     

混凝土独塔斜拉桥的换索施工控制与加固效果分析

为了保证某混凝土斜拉桥的结构安全和正常使用,本研究在试验检测和有限元计算分析的基础上制定了加固方案,并在斜拉索更换施工中对斜拉索索力、主梁位移、主塔偏位等关键指标进行施工控制。同时,结合施工控制结果和加固前、后荷载试验对比,对桥梁加固效果进行分析。结果表明,换索施工过程控制良好,加固后结构受力得到改善,桥梁承载能力、整体抗弯刚度有明显提高,结构安全储备有所增加。     

采用“先缆后梁”施工方法的自锚式悬索桥施工方案研究

以东江南支流港湾大桥为背景工程,研究设置临时锚锭的自锚式悬索桥“先缆后梁”施工方法。利用有限元软件对桥梁施工过程进行分析。结合“先缆后梁”施工方法的特点,采用梁段间临时绞连接,边跨段与支架段分离的主梁连接方法;通过对比不同方案,确定在边跨吊装4个节段后,进行支架段与边跨间合拢段的吊装;设置6个临时拉索张拉步骤,可有效平衡主缆的水平力,同时保证辅助墩的受力安全。辅助墩最大拉应力为1.00 MPa;通过设置梁面压重水袋可有效控制主塔应力,避免主缆滑移。主塔最大拉应力为1.65 MPa,塔顶位移控制在±16.0 cm内。施工方案的确定过程可为同类型桥梁施工提供参考。     

平房仓“结构-隔热”一体化墙体的力学性能分析

"结构-隔热"一体化墙体是一种新型的复合墙体,施工方便,隔热和气密性能优越,符合现代粮仓绿色储粮要求,能较好地弥补现有平房仓墙体的缺点。本文利用大型通用有限元软件ABAQUS建立了局部墙体和整体平房仓的模型,分析其在粮食水平荷载作用下的受力和变形特点。结果表明,墙体能有效保持整体性,内叶墙主要承受荷载,内、外叶墙的应力突变较小,计算时墙体的边界条件采用四边固结是较为准确的。     

转体球铰偏心距计算及偏载作用下结构受力分析

【目的】当转体桥梁上部结构的重心不在球铰中心线上时，桥梁上部结构将产生偏心荷载，会对球铰受力产生不利影响。因此，有必要对偏载作用下的球铰结构受力进行分析。【方法】基于简化算法理论、弹性半平面体边界受集中力理论，对转体球铰的偏心距进行理论计算，并根据计算值来开展偏载状态下30 000 t转体球铰的受力特性研究。在保证计算精度的前提下，将四氟滑片简化为四氟环条，能有效提高球铰有限元的建模效率。【结果】研究结果表明：球铰在正载和偏载作用下，球铰主要受力部件的强度和刚度均满足使用要求。当球铰处于偏载状态时，上球铰的应力增幅达18.4%。【结论】研究成果可为桥梁转体施工球铰设计及受力验算提供理论基础。     

30 m UHPC预应力简支π形梁人行天桥荷载试验分析

为探讨超高性能混凝土(UHPC)新型人行天桥的受力性能,以国内首座30 m预应力UHPC简支π形梁天桥为研究对象,采用MIDAS CIVIL建立基于梁格法空间有限元模型,计算设计荷载、各级试验荷载作用下结构的静动力响应。分别将变形、应变数据的荷载试验实测值与有限元计算值进行对比,结果吻合较好,验证了梁格法分析模拟的有效性。研究结果表明,30 m预应力UHPC简支π形梁在各级荷载作用下,跨中截面应变符合平截面假定,承载力和变形、动力特性均满足设计要求。     

运营高铁箱梁顶升平移纠偏关键技术研究

【目的】受周边环境变化及人类工程活动等因素影响，部分高铁桥梁地段出现较大横向偏移，研究如何快速恢复线路平顺性及保障列车安全运行。【方法】在分析已有纠偏技术基础上，基于摩擦阻荷原理，通过竖向千斤顶摩擦力平衡水平千斤顶顶推反力，提出一种不用单独布设水平向反力装置的新型纠偏技术，构建相应理论模型，寻找关键技术参数，以现场典型工程案例进行验证。【结果】研究结果表明：随着箱梁顶升高度和平移量增加，轨道结构附加应力逐渐增大，建议最大顶升高度和单次平移量为10 mm，单个“天窗点”累计平移量控制在20 mm内；纠偏施工导致轨道板和底座板附加应力变化范围分别为-0.17～0.73 MPa和-1.03～1.65 MPa，不影响轨道结构正常使用和列车安全运行。【结论】纠偏施工后桥梁及轨道结构状态稳定，线路线形平顺，采用普通扣件调整即可恢复常速运行，研究成果可为类似工程的实施提供参考和借鉴。     

连续刚构桥施工控制结构分析方法

大跨度桥梁的施工均采用分节段逐步完成的施工方法,其结构的最终形成,必须经历一个漫长而又复杂的施工过程以及结构体系转换过程.施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析,是桥梁结构施工控制中最基本的内容和直接依据.现阶段施工控制中桥梁结构的计算方法主要包括:正装分析法、倒装分析法和无应力状态计算法.在大跨度桥梁结构的施工控制中,虽然这3种计算方法都能用于各种形式的桥梁结构分析,但由于不同形式的桥梁结构所采用的施工方法不同,因而每种计算方法对于不同形式的桥梁结构分析的侧重点不同,同时也有其特点.     

灰土桩复合地基有限元分析

应用弹塑性有限元方法,研究了灰土桩复合地基受力机理.结果表明:在固结作用最大位移发生在布桩的位置,沿着桩径的增大,位移逐渐减小;桩顶附近的超静孔隙水压力比较大,桩端下地基上中的超静孔隙水压力较小,且沿着桩身长度方向孔压值呈现一种递减的趋势;下卧层和加固层间水压力差逐渐减小,桩间土的有效应力明显小于桩和桩下端土体的有效应力;荷载作用下整个复合地基桩的位移比桩间土位移小,桩左右边界附近均有一定量的隆起,但是隆起量不大,对工程不会造成太大的影响,在地基稳定性的模拟与计算中,桩左右的隆起所产生的影响也是不可忽视的;在荷载作用下桩的有效应力明显大于桩间土的有效应力,在桩头和桩端有明显的应力集中现象,最大有效应力发生在桩端与土体接触的界面附近.     

斜拉拱组合桥结构分析

对索拱组合结构进行了受力性能理论分析,以我国已建成的主跨为400 m的一座斜拉拱组合桥梁为例,运用平面杆系分析系统,与普通拱桥对比了在恒载作用下斜拉拱组合桥的内力、挠度计算结果以及承载能力极限荷载组合下的内力包络图结果.分析结果表明:与普通拱桥相比,合理的设计斜拉拱组合桥中斜拉索的参数,能够一定程度地降低整个拱肋的轴力,减小拱脚的负弯矩和剪力.由此得到结论;斜拉拱组合桥不仅桥型新颖美观,更重要的是拱肋轴力可调,该拱桥桥型可以大跨度方向发展.