大跨度连续刚构桥悬臂施工控制分析

结合淡水河特大桥连续刚构桥施工监控实践,介绍大跨连续刚构桥箱梁施工挠度变形的成因分析、监测的必要性、方法和精度、所采取的一些有效措施以及监测的效果,该桥合龙段全部自然合龙,合龙误差均在规范值2 cm的允许范围之内,且线形吻合度良好,成桥线形平顺,达到理论计算模型与实桥相吻合,保证了桥梁施工的安全,为同类工程提供了借鉴.     

合龙段内置劲性骨架对刚构桥受力性能的影响

合龙方式是连续刚构桥施工中需要重点关注的问题,合龙段内置劲性骨架设计缺乏明确说明.考虑预应力空间效应,混凝土三维收缩徐变特性和施工过程分析,建立了预应力混凝土连续刚构桥的三维精细化数值模型.对合龙段分别采用内置劲性骨架和外置劲性骨架的合龙段短、长期力学特性进行了对比分析.对内置劲性骨架的含钢率、截面形式进行参数分析.研究结果表明:内、外置骨架锁定的合龙段短、长期应力分布基本相同,顶板长期应力较短期应力平均增加20.6%,底板处相应减少30.5%.内置骨架锁定更易形成顶板的长期应力分布不均,但由于合龙段顶板压应力储备较大,其影响较小.内置劲性骨架含钢率越高,合龙段顶板的纵向正应力分布不均越明显,含钢率对底板应力的短、长期效应影响均相对较小.实际设计中可考虑采用的含钢率设计范围为0.27%-1.02%.含钢率相同的情况下,内置劲性骨架截面形式对合龙段纵向正应力短、长期效应影响很小.     

基于能量法的刚构桥合龙顶推位移计算方法

为进一步明确刚构桥合龙顶推过程中高桥墩的力学特征,文章根据最小势能原理,应用Rayleigh-Ritz法推导刚构桥合龙顶推位移计算公式,以某刚构桥合龙顶推施工过程为例,对Rayleigh-Ritz解析解进行对比分析,揭示参数变化对顶推位移影响规律,阐明Rayleigh-Ritz解析解与静定解之间的差异。研究结果表明：采用能量法计算的刚构桥合龙顶推位移计算结果与有限元法分析结果最大偏差为3.6%;由于重力二阶效应和墩顶偏心力矩对顶推位移的影响程度不同,Rayleigh-Ritz解析解与不考虑重力二阶效应结果较为吻合,静定解计算结果偏小;刚构桥墩高增大,Rayleigh-Ritz解析解与不考虑重力二阶效应结果、静定解的偏差均变大,最大分别为15.1%、29.8%。重力二阶效应和墩顶偏心力矩对墩高变化的敏感性不同,一般刚构桥不能忽视墩顶偏心力矩,超高桥墩顶推位移计算需重点考虑重力二阶效应的影响。     

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。     

大跨径连续刚构桥合龙顶推力研究

连续刚构桥在收缩徐变、温度等作用下主梁下挠和主墩的平面变形较为严重.在合龙前对悬臂段施加顶推力能部分消除这部分的影响,改善结构受力.本文以某大跨径连续刚桥为工程背景,对合龙顶推力进行研究,因实际合龙温度和设计合龙温度存在温差,需对设计顶推力进行温度修正.     

桩土效应下刚构桥高墩最优计算模式选取

连续刚构桥在合龙顶推时,合拢段实测的相对变形值和模型理论计算值往往相差较大,因为模型计算大多都忽略桩土效应而简化的把墩底看作固结.同时,目前大部分文献都是采用单一的桩土效应模型分析其对桥梁结构受力的影响,而对不同桩土效应分析模型的区别及模拟精确度都少有研究.因此,本文通过探讨六种不同桩土效应计算模型的优缺点,对比分析合拢段的相对位移来确定刚构桥高墩分析的最优计算模型.     

多跨连续刚构桥同步合龙顶推优化施工技术

连续刚构桥以其跨度大、施工便捷、节约成本、适应性强、抗震性好等优点在交通领域应用广泛.铜黄高速公路沮河特大桥总长978m,桥面到沟壑底部最低处的高差为181m,总跨度650m,采用薄壁轻型高墩,是当时中国西部最高最大跨度的连续刚构桥.通过对大桥主梁的结构尺寸、竖向预应力筋布置、合龙顺序、跨中预拱度等关键设计进行分析,并用桥梁博士(Doc-tor Bradge)软件进行计算,验证多跨同步顶推一次整体合龙技术的合理性,并对边跨合龙段、次中跨、中跨现浇段模板、钢筋安装、配重设置、顶推、混凝土浇筑、养护等关键工序进行了总结.     

高墩大跨连续刚构桥线形控制关键技术研究

桥梁线形控制是施工监控的关键内容,是保证桥梁顺利合龙和成桥线形达到设计要求的技术保障。影响连续刚构桥线形的因素繁多,一旦控制不好会影响成桥后行车舒适度,甚至造成桥梁跨中下挠等严重工程事故,文章结合怒江特大桥的监控实例,综合分析了高墩大跨连续刚构桥的线形监控要点,采用有限元仿真计算与现场实时监控数据相结合的监控方法,通过调整施工立模标高,达到控制结构整体线形的目的,并对比分析监控数据的理论计算值与实测值。实践表明,在怒江特大桥施工监控过程中所采用的技术措施,不仅为大桥的成功修建起了重要作用,也为连续刚构桥施工线形控制积累一定的经验。     

连续刚构桥零号块高强混凝土水化热效应分析

为研究大跨径连续刚构桥箱梁零号块高强混凝土水化热温度场变化规律,以及采用现有方法计算所得理论值与实测值的对比。以鄂尔多斯市东康路连续刚构桥主桥为依托工程,对布置温度测点的零号块水化热数据进行采集,并根据《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)建立MIDAS/FEA有限元数值模型。根据所采数据进行分析,得到该零号块水化热温度场效应规律,并与计算结果进行对比分析。由本实例实测数据与理论数据对比可得,测点最高温度与实测值相差可达26℃,达到最高温度所用时间相差可达25 h。因此,桥梁所用高强混凝土与承台、大坝等所用普通混凝土的热力学性能差别较大,连续刚构桥箱梁零号块不能完全参照《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)来处理。     

温度效应在高墩大跨连续刚构桥施工过程中的影响

在高墩大跨连续刚构桥的施工过程中，温度效应会产生不可忽视的影响，应有针对性地采取措施，消除温度效应影响。     

异形钢塔合龙精确配切量计算方法及应用

提出了考虑已成合龙口架设偏差的空间扭曲型合龙段精确配切量计算方法。以合龙口特征点至合龙段端口棱线距离构造目标函数,以合龙段满足架设偏差为约束条件,基于内点罚函数法驱动优化模型,精确计算合龙段各棱线配切量。通过连续72 h温度场与变形的关联分析,确定合龙时机;基于环境温度与温度场关联分析及天气预报,考虑温度影响,对配切量进行修正。最后,通过合龙口及合龙段多特征点坐标采集,计算合龙段配切量,实现了钢塔零附加应力精确自然合龙。     

高墩大跨PC连续刚构桥施工监控参数敏感性分析

PC连续刚构桥成桥阶段的合龙精度以及内力、线性的控制是施工监控控制中的重点与难点。为研究PC连续刚构桥施工过程中各类控制参数对桥梁结构影响的敏感性,采用桥梁结构软件MIDAS/Civil建立以四川石桥河特大桥为例的三维有限元模型,调整各主要参数取值,计算施工监控过程中对结构挠度和内力的影响,确定敏感性参数,为每一阶段应力监控及线性控制提供精确的数据,进而为大桥合龙提供保障。     

连续刚构桥顶推关键技术研究

随着连续刚构桥桥型在我国桥梁建设中的广泛采用,顶推成为连续刚构桥施工过程中的关键工序。文章以怒江大桥(88+160+88 m的连续刚构桥)为依托,对顶推工序进行了详细介绍,提出了顶推力值的计算方法。计算过程中考虑了升温效应对结构产生的有利变形,及底板预应力束张拉造成的不利变形。研究结果为其他同类桥梁顶推力值的计算提供参考。     

多跨曲线连续刚构桥悬臂施工控制试验研究

曲线连续刚构桥在悬臂浇筑施工中,由于结构体系随着施工进程不断转换,导致结构的受力状态愈加复杂。为确保曲线连续刚构桥顺利合龙且应力状态满足设计要求,需对施工中结构状态进行分析研究。以马王河特大桥主桥为工程背景,使用Midas Civil软件建立有限元模型,并计算了施工阶段桥梁的预拱度值及立模标高;在与现场实测应力及线形数据进行对比后,在二者吻合的基础上对全桥最终线形进行了拟合,结果表明：成桥后桥梁结构的受力状态及线形与目标一致。     

矮墩连续刚构桥合龙顶推力研究

连续刚构桥中跨合龙时需要通过施加顶推力对结构的内力状态进行预调整.结合工程实例,讨论了柔性基础矮墩连续刚构桥合龙顶推力的确定方法,分析了顶推前后结构的内力与变形规律,得出施加顶推力来主动调整内力可有效地改善桥梁结构的受力和使用状态,提高桥梁的耐久性.     

基于长期动力特性监测数据的大跨度桥梁安全性能评估

为了满足快速、准确地进行大跨度桥梁安全性能评估的需要,提出了一种利用健康监测系统的动力监测数据评价预应力混凝土连续刚构桥的长期安全性能的方法.介绍了一座大跨度连续刚构桥健康监测系统动力测试的基本情况,并比较了环境振动测试和健康监测系统动力测试的结果.利用连续刚构桥的自振频率温度修正模型,采用考虑温度效应的实测动力特性对连续刚构桥有限元模型进行修正,得到反映实际状态的基准有限元模型,通过汽车荷载试验的结果验证该计算结果的准确性.最后,根据基准有限元模型的计算结果与设计计算结果的比较评估桥梁当前的安全性能.结果表明:根据长期动力特性监测结果修正的基准有限元模型能够反应桥梁实际工作状态,评估结果具有很好的精度,可以有效地应用于大跨度桥梁长期安全性能评估.     

利用虚功原理计算T构悬臂端日照温差位移的方法

通过对某特大连续刚构桥施工监控过程中某些墩位(两边墩)T构两悬臂端在临近合拢时挠度出现反常现象的原因分析,推测日照温差是引起标高误差的主要因素;利用虚功原理推导出了一个简便的公式,用以计算变截面箱梁刚构桥T构悬臂端因桥梁表面温差引起的相对位移量;将计算结果与实测结果进行对比,验证在夏季热期施工中日照温差对悬臂挠度的影响是引起合拢高差难以控制的主要原因之一;结合现场监控,提出消除或缩小因温度位移而引起的合拢标高误差的建议,取得了明显效果。     

高桩承台柔性基础连续刚构桥合龙顶推力研究

连续刚构桥中跨合龙时通常通过施加顶推力对结构内力进行主动调整。该文结合工程实例,讨论了具有高桩承台柔性基础的连续刚构桥合龙时顶推力的确定方法,通过对比分析顶推前后结构的内力与变形规律,论证了通过施加顶推力来主动调整内力可有效地改善桥梁结构的受力和使用状态,提高桥梁的耐久性。     

钢管混凝土拱计算合龙温度试验研究

对钢管混凝土拱肋成型过程混凝土水化热作用下的结构温度场和温度效应进行了连续的试验观测。试验采用单圆管截面的钢管混凝土拱肋进行测试,完成了从空钢管合龙至形成钢管混凝土拱肋的过程。在试验实测数据的基础上论述了钢管混凝土拱肋成型过程中的结构温度场和温度效应变化规律,并讨论了钢管混凝土拱桥计算合龙温度的确定方法。试验及分析结果表明,水化热对拱肋成型后钢管的残余温度应力影响很小,而对混凝土的残余温度应力有较大影响;在确定钢管混凝土拱的计算合龙温度时,可以将管内混凝土浇注后7 d的大气平均温度作为拱肋成型时的结构温度,取水化热结束后的结构残余温度内力作为对应的截面温度内力进行计算。     

应力线形双控在连续刚构桥边跨合龙中的应用

文章将应力、线形双控的施工控制方法运用于高墩大跨径连续刚构桥边跨合龙,在桥梁结构体系转换前改善了主墩的受力不均衡,减小了主墩两侧的应力差,并提出边跨配重的具体计算方法以及利用实测应力数据调整配重的思路和方法。