高墩大跨连续刚构桥施工监控研究进展

我国桥梁数量位居世界首位,大跨连续刚构桥由于跨越能力强、受力合理、施工便捷的特点在复杂山区得到了广泛应用。但是由于大跨连续刚构桥悬臂浇筑施工误差会对其产生很大的影响,如何对其受力状态、变形与稳定性关键参量进行智能监控是保障施工安全的关键。文总结了高墩大跨连续刚构桥悬臂浇筑施工监测方法、关键监测量和施工控制方法的研究进展。首先,总结了高墩大跨连续刚构桥施工过程中桥墩和主梁的关键监测量;其次,回顾了桥梁施工监测中的常用接触式传感技术和新兴非接触式传感技术;然后,阐述了桥梁施工控制方法;最后展望了高墩大跨连续刚构桥施工监控的未来发展趋势。     

风载对高墩大跨连续刚构桥稳定性的影响分析

介绍了高墩大跨连续刚构桥稳定分析理论。基于有限元理论,建立了某高墩大跨连续刚构桥的计算模型,运用ANSYS软件对该桥施工过程的稳定性进行了模拟计算,分析了风荷载对该桥稳定性的影响,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。     

高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制研究

当前交通建设需求量逐渐增加,连续桥梁正在向更宽、更高的方向发展,而横截面的增加会导致桥梁表面出现变形,桥梁线形不顺,降低桥梁表面质量,令合龙几乎无法进行。为此,提出一种高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制方法,将正装计算法和倒装计算法结合在一起进行结构分析。给出成桥预拱度设置过程和立模标高的确定过程。选用一种可靠度很高的水准仪对挠度进行监测。将厦沙高速云龙谷大桥作为研究对象,对其悬臂挂篮施工进行线形控制,将3#墩和4#墩大里程方向顶板数据作为测试数据。得出以下结论：所提施工线行控制方法敏感参数取值和真实值相同,混凝土浇筑后标高、张拉后标高和设计值之差均在允许范围内,起拱度有所改变。     

能量法分析高墩大跨连续刚构桥稳定性

以稳定性理论为基础,用能量法推导了线弹性情况下高墩大跨连续刚构桥的高墩自体稳定性、悬浇施工稳定性和全桥稳定性的稳定系数的理论计算公式．与软件计算结果相比,二者吻合较好．     

大跨高墩连续刚构桥地震反应分析

随着我国交通事业的迅猛发展,大跨高墩连续刚构桥在桥梁工程领域得到了广泛应用。这些大桥往往成为线路的生命线工程,一旦在地震中发生破坏,将造成巨大的经济损失。因此对大跨高墩连续刚构桥进行地震反应分析具有重要意义。     

大跨曲线高墩连续刚构桥自振特性研究

以栗子坪大桥为实例,研究大跨径曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的自振特性。应用Midas有限元软件分别建立直线桥、曲率半径分别为1 500 m、2 000 m和2 500 m的曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的有限元计算模型,计算得到该桥梁结构的自振频率和振型。分析计算结果可以得出结论:曲线桥与直线桥的振型特征大致一样,随着曲率半径的减小,桥梁前几阶振型中各个方向振型的耦合程度变大;大跨径曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的第1阶振型为桥墩纵向振动,桥墩纵向弯曲刚度更弱;桥梁第2阶振型为主梁横向弯曲振动,且前15阶振型中有6阶是主梁和桥墩的横向振动,主梁横向抗弯刚度相对于竖向刚度较小;随着曲率半径的减小,基频逐渐减小,曲率半径较大(如1 500 m以上)时,曲率半径的变化对大曲率半径连续刚构桥周期的影响较小。计算结果对认识大跨径曲线高墩连续刚构桥的振动特点有较大参考价值。     

高墩大跨连续刚构桥地震反应的行波效应研究

运用大型结构分析程序Midas/civil在地震波作用下,对某一实际高墩大跨连续刚构桥的地震反应的行波效应进行了时程分析的数值模拟,分析了高墩大跨连续桥在顺桥向地震波作用下不同的相位差的行波效应,以及行波效应对桥梁高低墩墩差产生的影响.结果表明:行波效应对高墩大跨连续桥的影响很大,桥梁高低墩墩差越大行波效应越明显,高墩大跨连续桥在抗震设计时应考虑行波效应.     

高墩大跨连续刚构桥中跨合龙顶推力计算方法

 为合理确定高墩大跨连续刚构桥中跨合龙的顶推力,基于力法原理提出一种适用于单柱式墩连续刚构桥先边跨后中跨合龙的顶推力解析计算方法。以某三跨连续刚构桥施工工程为例,应用解析法计算先边跨后中跨合龙的顶推位移和顶推力,同时利用数值模拟法建立有限元模型,以消除5 年收缩徐变及合龙温差引起的墩顶水平位移为原则进行计算比较,并以工程实测结果进行验证。结果显示,解析法计算值、有限元计算值和实测值三者之间误差很小,解析法与有限元法计算误差小于10%,表明解析法具有较高的计算精度,能满足实际工程要求。     

ANSYS在连续刚构桥温度效应分析中的应用

在大跨桥梁设计中,温度效应分析一般是基于二维的即平面杆系模型进行的,而桥梁的温度场一般是随着空间和时间而变化的,因此采用三维模型来分析桥梁的温度效应是必要的．初步探讨了ANSYS在大跨连续刚构桥温度效应分析中的应用,并与实测值进行了比较,得出了一些有意义的结论．     

深水区高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥弹性地震响应研究

针对深水库区高墩大跨径预应力混凝土刚构桥的结构特点,考虑桩-土相互和动水之间的耦合作用,采用等代刚度法和大型通用有限元程序ANSYS,对某预应力混凝土刚构进行了线弹性地震响应分析,分别研究了横梁设置位置对下部结构和上部结构顺桥向和横桥向的地震响应特点。研究结果表明:随水深与墩高比h/H的加大,顺桥向地震波作用下,主梁根部及各跨跨中竖向弯矩增幅较大,其余变化较小;横桥向地震波作用下,边墩墩顶以及中墩墩顶和墩底横向弯矩增幅较大,其余变化较小。     

大跨径PC连续刚构桥神经网络控制系统

介绍了传统的连续刚构桥施工监控方法，提出了以神经网络为基本控制理论的施工控制方法。根据神经网络自身特点，以及桥梁立模标高影响因素的复杂性，对神经网络影响因素进行了分析。以截面尺寸、弹性模量、温度、与零号块浇筑的时间差以及悬臂端的悬臂长度作为输入矢量，借助图形用户界面，构建了神经网络，实现了对大跨径PC连续刚构桥施工过程的预测控制。     

贵州新寨河特大桥高墩滑架爬模施工及质量控制

高墩滑架爬模施工技术要求高,质量控制要求严,混凝土设计强度为C50,在不掺粉煤灰的情况下,垂直泵送高达130 m,且当地没有天然中粗砂,只能采用人工砂拌制混凝土.通过对新寨河特大桥高墩滑架爬模施工的现状调查,找出高墩滑架爬模施工存在的质量问题,进行原因分析,制订有效的措施,保证了高墩滑架爬模施工质量.     

粘滞性阻尼器在高速铁路长联大跨连续梁中的应用

以杭州钱江铁路新桥主桥(45+65+14×80+65+45)m预应力混凝土连续箱梁为工程背景,利用有限元软件Midas/civil建立有限元模型。采用非线性时程分析方法计算设置粘滞性阻尼器前后墩底反力和墩顶位移的变化,从而评价粘滞性阻尼器对提升桥梁抗震性能的作用。结果表明:粘滞性阻尼器的合理设置可以减小制动墩内力,提升高速铁路长联大跨连续梁的抗震性能。     

典型大跨连续梁桥悬臂施工全过程地震反应谱分析

考虑大跨连续梁桥悬臂施工所面临的各种因素,对3座典型大跨连续梁桥：花瓶型实体桥墩桥梁、矩形空心薄壁桥墩桥梁和双柱实体桥墩桥梁,进行施工全过程地震反应谱分析,获得悬臂施工全过程桥梁结构地震响应的变化规律及比较特性.结果表明,在整个施工过程中内力峰值较多地集中在6#梁段、8#梁段、9#梁段、边跨合拢和桥面施工阶段,位移峰值主要集中在9#梁段和桥面施工阶段.3座桥梁之间的比较表明,总体上矩形空心薄壁桥墩桥梁在整个施工过程中表现出较大的抗震刚度,双柱实体桥墩桥梁次之,花瓶型实体桥墩桥梁最小.从抗震安全和抗震经济性的角度来看,应综合考虑施工阶段的地震风险和多个施工状态来进行大跨连续梁桥悬臂施工全过程的抗震设计.     

空心薄壁高墩连续刚构桥全过程稳定分析

为更好地保障高墩连续刚构桥施工安全,以石川河特大桥为工程背景,通过有限元仿真的方法对空心薄壁高墩连续刚构桥展开了复杂工况下的全过程稳定分析,得到了第一阶屈曲特征值和屈曲模态,并对混凝土强度、桥墩高度及高墩壁厚进行了参数敏感性研究。结果表明：只考虑几何非线性,最大悬臂状态的稳定系数为20.39,而考虑双重非线性的稳定系数为6.12,分别较第一类静力稳定降低了16.5%和74.9%;就石川河特大桥15#墩而言,屈曲模态为纵桥向失稳,高墩的破坏属于小偏压破坏,破坏截面发生在距墩底h/8―h/7左右的区域;随着桥墩高度增加,桥梁的稳定性逐渐减小且减小的速率逐渐降低,而混凝土强度和高墩壁厚对高墩稳定性影响不大。可见考虑复杂工况的全过程稳定分析具有更好的实际意义。     

大跨径梁桥墩顶块空间应力数值分析及优化设计

为了优化大跨径连续梁桥和连续刚构桥墩顶块的分析方法,对墩顶块几何尺寸的确定方法、预应力的模拟方法、荷载的施加方法、边界条件的选取进行了分析,并且通过参数分析提出了有效的解决方法。在此基础上,提出了考虑普通钢筋配筋率影响的允许应力增大系数法,明确了墩顶块三维有限元计算结果的判断方法;提出了墩顶块倒角优化设计方法和一种新型的墩顶块形式。研究结果表明:墩顶块顶板、底板和腹板应力增大系数参考值为1.05,横隔板为1.10,倒角为1.55;只要墩顶块有限元模型尺寸足够大,加载方式对墩顶块关心位置计算结果的影响可以忽略;对连续梁墩顶块而言,倾斜隔板墩顶块各部分应力峰值较竖直隔板墩顶块有了很大的改善。     

大跨梁桥悬臂施工期间温度效应监测与分析

分析大型桥梁施工期间温度对主梁线形的影响.以主梁悬臂施工中的某大桥为工程依托,进行温度场实验.同步测量箱梁多点的温度和主梁各测点的挠度,将温度场实验总结出的箱梁的温度梯度作用于T构的主梁,将挠度的计算结果与实测结果进行比较.发现理论计算中T构两侧对称测点的挠度基本相等,而实际测量中则出现了不对称下挠.温度梯度会使悬臂施工中的主梁产生较大的挠度,临时支墩温度场会引起T构两侧悬臂的不对称下挠.     

大跨径预应力混凝土连续梁施工控制技术

大跨径预应力混凝土连续箱梁悬臂浇筑施工过程中，施工控制是个复杂的动态系统工程，是实现大桥成桥线形、内力满足设计要求的重要手段。结合南京长江第二大桥北汊桥主桥施工控制实践，阐述了悬臂浇筑施工过程中的施工控制原理、方法和分析计算理论，研究了双幅桥混凝土箱梁的温度分布特性以及高强混凝土水化热温度的控制，科学地指导了施工。使全桥10个合拢段的合拢轴线误差小于或等于4mm，标高误差小于或等于23mm，成桥线形均在设计允许误差范围内。克服了高强度混凝土水化热产生的龟裂和强度损失的现象。