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预应力混凝土斜拉桥塔梁临时固结构造空间受力分析

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桥梁建设 2009年第6期39卷 31-34页

作者：荆国强李欣然陈德伟同济大学桥梁工程系上海200092

预应力混凝土斜拉桥跨径不断增大,主梁宽度也不断增加,其空间效应越来越明显,在其主梁的悬臂施工过程中,通常采用的塔梁临时固结方式常常导致主梁0号块附近开裂。应用MIDAS/Civil结构分析软件,对采用临时固结方式的斜拉桥空间结构进行... 详细信息

预应力混凝土斜拉桥跨径不断增大,主梁宽度也不断增加,其空间效应越来越明显,在其主梁的悬臂施工过程中,通常采用的塔梁临时固结方式常常导致主梁0号块附近开裂。应用MIDAS/Civil结构分析软件,对采用临时固结方式的斜拉桥空间结构进行施工仿真分析。结果表明,常用的塔梁临时固结方式的空间效应导致了主梁混凝土的开裂。对临时固结构造的设置提出建议。

关键词：斜拉桥预应力混凝土结构悬臂灌筑架桥塔梁临时固结空间分析有限元法

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斜拉桥塔梁临时固结浅析

公路交通科技 2018年第S1期35卷 105-109页

作者：汪泉庆杨军宏曾越中交路桥华东工程有限公司上海201203

丰都长江二桥主桥为全长1 282 m的双塔双索面五跨连续钢箱梁斜拉桥,采用半漂浮结构体系,跨径布置为(70.5+215.5+680+245.5+70.5)m。该桥无索梁段长度为43 m,承台距离钢箱梁底高度约70 m,若采用传统的落地支架法施工,则施工工期较长且费... 详细信息

丰都长江二桥主桥为全长1 282 m的双塔双索面五跨连续钢箱梁斜拉桥,采用半漂浮结构体系,跨径布置为(70.5+215.5+680+245.5+70.5)m。该桥无索梁段长度为43 m,承台距离钢箱梁底高度约70 m,若采用传统的落地支架法施工,则施工工期较长且费用较高。结合项目的特点确定采用桥面吊机非对称吊装的方法,此方法施工时,会产生较大的不平衡荷载,不平衡荷载通过设置的塔梁临时固结来抵抗。

关键词：桥梁工程非对称吊装方案比选分析塔梁临时固结不平衡荷载

钢-混凝土组合梁斜拉桥塔梁临时固结措施研究

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钢-混凝土组合梁斜拉桥塔梁临时固结措施研究

作者：李凯光重庆交通大学

学位级别：硕士

钢-混组合梁斜拉桥具有自重轻、跨越能力大、易工厂化生产、现场拼装快捷等优点,因此近些年钢-混组合梁斜拉桥得到快速地兴起。斜拉桥的主梁一般采用悬臂施工,对于飘浮或半飘浮的斜拉桥,主梁施工期间应塔梁临时锚固。因为上部结构体系... 详细信息

钢-混组合梁斜拉桥具有自重轻、跨越能力大、易工厂化生产、现场拼装快捷等优点,因此近些年钢-混组合梁斜拉桥得到快速地兴起。斜拉桥的主梁一般采用悬臂施工,对于飘浮或半飘浮的斜拉桥,主梁施工期间应塔梁临时锚固。因为上部结构体系悬臂施工将使主塔两侧上部结构产生不平衡荷载,而主梁在不平衡荷载作用下施工,主梁结构可能发生纵向或者侧向的漂移、失稳现象,甚至出现倾覆,造成严重的安全问题。因此,必须采取一定的措施将主梁和主塔柱进行临时固结,从而抵抗不平衡荷载。而桥梁设计和施工规范关于塔梁临时固结没有明确的规定;现有与其相关的论文、文献有限,仅有几篇论文都是关于分离式塔梁固结体系,整体式塔梁固结体系的研究是现今未涉及到研究领域,因此钢-混组合梁斜拉桥的塔梁临时固结是值得研究的课题。本论文依托鄱阳湖二桥（钢-混组合梁斜拉桥）为计算模型,通过施工全过程仿真分析,确定塔梁临时固结受力历程。利用有限元软件MIDAS FEA对塔梁临时固结做局部受力分析,明确塔梁固结混凝土柱和精轧螺纹钢筋应力分布规律;然后对塔梁临时固结作参数敏感分析,依据各个因素的影响程度提出合理的优化措施。本文主要研究内容及相关结论如下:（1）基于鄱阳湖钢-混组合梁斜拉桥为工程背景,利用有限元软件MIDAS CIVIL仿真施工全过程,分析塔梁临时固结在整个施工过程中的受力历程,确定临时固结的最不利受力工况,即为11号索一张阶段。结合现场实际情况分析塔梁临时固结在整个施工过程中出现的反力突变现象。（2）针对塔梁临时固结的五种仿真分析方法,探讨不同仿真方法及约束刚度对主梁内力及位移、塔梁临时固结反力、拉索索力的影响。判别出塔梁临时固结的转动刚度、索塔及下横梁刚度是影响结构受力和变形的敏感因素,并对这些影响因素做敏感分析。（3）采用有限元软件MIDAS FEA对塔梁临时固结作局部受力状态开展研究,探讨塔梁固结混凝土柱和精轧螺纹钢筋的应力分布规律。发现原设计塔梁临时固结混凝土柱的法向拉应力超过施工阶段混凝土的法向拉应力限定值;外侧三对短的精轧螺纹钢筋没发挥预应力钢束的性能;中跨合龙后塔梁临时固结拆除耗时费力。（4）根据塔梁固结混凝土柱和精轧螺纹钢筋的应力分布规律,开展塔梁临时固结设计参数研究,提出改善塔梁固结受力的合理措施。发现削弱下横梁、张拉精轧螺纹钢筋、改变精轧螺纹钢筋抗拉强度、改变精轧螺纹钢筋直径及间距、增设预应力钢束与精轧螺纹钢筋相结合能很好地改善塔梁固结受力。

关键词：钢-混组合梁斜拉桥悬臂施工不平衡荷载塔梁临时固结转动刚度

大跨径PC斜拉桥塔梁临时固结构造受力分析及对施工控制的影响

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大跨径PC斜拉桥塔梁临时固结构造受力分析及对施工控制的影响

作者：戴政长沙理工大学

学位级别：硕士

目前，大跨径PC斜拉桥主梁大都采用悬臂浇筑施工，索塔两侧的施工不可能做到完全同步，主梁会受到不平衡弯矩和水平力。为了防止主梁在施工过程中失稳或纵向漂移，需将索塔与主梁临时固结。为验证塔梁临时固结在施工过程中的安全性和分... 详细信息

目前，大跨径PC斜拉桥主梁大都采用悬臂浇筑施工，索塔两侧的施工不可能做到完全同步，主梁会受到不平衡弯矩和水平力。为了防止主梁在施工过程中失稳或纵向漂移，需将索塔与主梁临时固结。为验证塔梁临时固结在施工过程中的安全性和分析临时固结刚度取值对施工控制的影响，本文以贵州六冲河大桥为工程背景，首先用平面杆系有限元程序BDCMS进行整体计算，然后用通用有限元软件ANSYS对塔梁临时固结进行局部受力分析。主要工作如下：（1）阐述了斜拉桥塔梁临时固结需要满足的功能和设计原则，对不同主梁型式的常用临时固结构造进行了分析总结，简要评述了不同类型临时固结构造的优缺点。（2）对大跨径PC斜拉桥进行施工全过程仿真计算，得到塔梁临时固结在施工全过程的受力轨迹，确定了临时固结的最不利受力工况和最不利荷载。采用空间有限元计算模型，计算了临时固结在最不利荷载下的纵向水平位移和引起的主梁平面内转角，并分析了二者对斜拉桥施工控制的影响。基于以上计算提出了临时固结改进措施，分析了改进方案布置的合理性，验算了临时固结施工过程中的安全性。（3）计算了塔梁临时固结的实际刚度，对比分析了临时固结刚度取值对斜拉桥整体计算结果的影响。在临时固结单元刚度达到一定值之后，再增大其值对施工控制理论计算结果的影响可忽略不计。（4）分析了临时固结未及时拆除在温度荷载作用下对斜拉桥主梁应力和临时固结本身受力安全的影响。结果表明塔梁临时固结构造作为一种临时结构，完成其使命后必须及时拆除。

关键词：预应力混凝土斜拉桥塔梁临时固结受力分析刚度施工控制

大跨径钢箱梁斜拉桥塔梁临时固结空间受力性能研究及方案优化

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大跨径钢箱梁斜拉桥塔梁临时固结空间受力性能研究及方案优化

作者：陈俊良重庆交通大学

学位级别：硕士

现代大跨斜拉桥广泛采用悬臂法施工进行主梁架设,对于漂浮体系斜拉桥常采用塔梁临时固结来承受主梁施工中存在的不平衡力矩。在大跨径斜拉桥临时固结受力分析中,通常使用平截面假定忽略横向分布的梁单元验算方法,通过计算临时固结处支... 详细信息

现代大跨斜拉桥广泛采用悬臂法施工进行主梁架设,对于漂浮体系斜拉桥常采用塔梁临时固结来承受主梁施工中存在的不平衡力矩。在大跨径斜拉桥临时固结受力分析中,通常使用平截面假定忽略横向分布的梁单元验算方法,通过计算临时固结处支座反力后平均分布给临时固结结构的方式验算其结构安全性。在实际工程中,由于主梁结构及临时固结构造差异,临时固结处梁不一定符合平截面假定。不考虑横向分布,均分临时固结处的支座反力亦会导致临时固结的部分结构安全储备富余,而部分结构安全性不足。有鉴于此,本文以重庆丰都长江二桥为工程背景,分析了此在建桥塔梁临时固结空间受力特征,并对其受力原理进行了研究,并对临时固结结构进行了优化设计。具体研究内容如下:1)对重庆丰都二桥临时固结实例进行安全验算,首先采用Midas/Civil有限元软件建立梁单元模型进行北塔的全桥施工过程分析,指出无索施工阶段在整个施工过程中对塔梁临时固结结构最不利,然后进行考虑空间效应的实体单元计算,指出梁单元验算方法的不足,并发现了临时固结处混凝土支墩的横桥向上的外侧支座支反力增长迅速,内侧支座支反力增长值极低甚至不增长这一突出问题;2)提出钢箱梁斜拉桥的塔梁临时固结支座受力分布规律主要受钢箱梁的横截面框架效应的结构影响,并通过Midas/civil分别建立梁单元模型和实体单元模型对其进行了验证;3)通过改变支座位置、确定临时固结中预应力钢束最小预拉力两种手段改善临时固结支座受力;针对内侧支座受力少这一现象,提出了改进施工工艺过程使内侧支座先承担一部分梁体自重和预拉力的方法让支座受力均衡;针对最不利工况荷载特点,提出了分级起吊的施工方法来减小支座受力;4)针对纵向临时限位约束产生的水平力进行研究分析,并提出约束位置变更、设置体外预应力、更换支座垫板三种优化方案,经计算分析确认了更换支座垫板为本实例最佳优化方法。本文研究揭示了以往不被关注的支座引起的过大局部应力及空间效应带来的复杂传力、受力规律,可供相关设计及施工人员参考。

关键词：斜拉桥钢箱梁塔梁临时固结不平衡弯矩空间受力性能方案优化

斜拉桥塔梁临时固结节段主塔局部受力特性分析

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斜拉桥塔梁临时固结节段主塔局部受力特性分析

作者：姚寅初重庆交通大学

学位级别：硕士

随着我国交通事业的蓬勃发展，斜拉桥在国民生活中日益普及，其结构体系也日趋多元化。目前修建大跨径斜拉桥大多采用悬臂施工法的工艺，因此对于塔梁分离的漂浮体系、半漂浮体系斜拉桥，在施工中为了防止因施工荷载、结构恒载对桥塔产... 详细信息

随着我国交通事业的蓬勃发展，斜拉桥在国民生活中日益普及，其结构体系也日趋多元化。目前修建大跨径斜拉桥大多采用悬臂施工法的工艺，因此对于塔梁分离的漂浮体系、半漂浮体系斜拉桥，在施工中为了防止因施工荷载、结构恒载对桥塔产生的不平衡倾覆弯矩及纵、侧向水平分力，保证主梁的稳定和安全，在悬臂施工前必须在塔梁结合处予以临时固结。此时主塔牛腿处承担较大的竖向和水平反力，因此,塔梁临时固结节段的塔身局部受力是斜拉桥设计中必须考虑的重要细节,需要对其进行专门的分析研究,以揭示其局部位移变化、主应力的分布状态、内力传递规律，确保主塔安全可靠。本文以东水门长江大桥工程为依托，选取三种不同的塔梁临时固结方案，按照工程施工步骤运用有限元软件Midas建立整体空间有限元模型，分析主塔局部在整个悬臂拼装过程中位于临时固结节段处的受力情况，并根据分析得出的结果，再利用有限元软件Ansys按实际边界条件建立主塔局部实体单元模型，分析在采用三种不同临时固结方案的不利工况下主塔局部的受力特性，明确该位置位移变化情况、主拉应力、主压应力的分布状态及其大小、评价该段的安全性，为桥梁施工及临时固结提供优化方案。希望本文的研究成果能够为今后的同类型桥梁主塔局部的研究提供参考。

关键词：斜拉桥塔梁临时固结牛腿应力分析

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浅析斜拉桥超长无索梁段不平衡施工

公路交通科技 2018年第S1期35卷 45-51页

作者：闫朔中交路桥建设有限公司上海100027

丰都长江二桥主桥为全长1 282 m的双塔双索面五跨连续钢箱梁斜拉桥,采用半漂浮结构体系,跨径布置为(70.5+215.5+680+245.5+70.5)m;其塔区无索梁段长度约为73 m,为克服三峡库区大型浮吊无法进入以及采用传统支架法施工困难的问题,拟采用... 详细信息

丰都长江二桥主桥为全长1 282 m的双塔双索面五跨连续钢箱梁斜拉桥,采用半漂浮结构体系,跨径布置为(70.5+215.5+680+245.5+70.5)m;其塔区无索梁段长度约为73 m,为克服三峡库区大型浮吊无法进入以及采用传统支架法施工困难的问题,拟采用托架配合桥面吊机法进行无索梁段不平衡施工。文章通过实例,对无索梁段不平衡施工工艺流程及采取的相关技术措施、塔梁临时固结形式及施工方法进行了详细介绍,分析了采用托架法施工的特点、难点;对各工况下托架及钢箱梁受力进行分析,并采用有限元软件进行验算,以确保结构安全。最后与传统大型落地支架施工方法进行对比,分析此方法与传统施工方法的优劣,为超长无索梁段施工提供了一种新的施工方法,大大节约了材料的用量。

关键词：桥梁工程无索梁段塔梁临时固结不平衡施工钢箱梁托架落地支架

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钢箱梁斜拉桥参数敏感性及施工关键技术研究

钢箱梁斜拉桥参数敏感性及施工关键技术研究

作者：秦文彬山东科技大学

学位级别：硕士

随着我国交通运输要求的不断增高,钢箱梁斜拉桥以其优越跨越能力,结构悦目以及自重轻等优势,使其成为现代桥梁结构的主要设计类型之一。斜拉桥属于高次超静定结构,结构复杂,施工难度大,容易受环境因素影响,为保证桥梁安全顺利施工直至... 详细信息

随着我国交通运输要求的不断增高,钢箱梁斜拉桥以其优越跨越能力,结构悦目以及自重轻等优势,使其成为现代桥梁结构的主要设计类型之一。斜拉桥属于高次超静定结构,结构复杂,施工难度大,容易受环境因素影响,为保证桥梁安全顺利施工直至最后顺利合龙以及成桥状态符合设计要求,必须对其施工技术予以控制分析。本文以工程实际为背景,利用有限元软件MIDAS/CIVIL和ANSYS软件,通过阐述钢箱梁斜拉桥合理状态的确定原则和研究方法的优缺点,进行成桥索力和施工张拉索力计算优化;选取了可能影响结构力学性能的参数,分析在结构参数出现不同程度偏差下控制目标的变化,研究了主架设过程中临时固结的受力情况以及吊装时钢箱梁的受力性能。通过分析研究得到结论如下:(1)提出了一种基于弯曲能量最小法、未知荷载系数法和影响矩阵法的综合方法,求解出一组成桥索力,确定了满足设计要求和原则的钢箱梁斜拉桥的合理成桥状态;以合理成桥状态作为目标,采用正装迭代分析法,得到一组斜拉索二次张拉索力,确定了合理成桥状态,作为施工控制的理论基础;最后施工成桥与合理成桥状态的索力对比结果表明成桥索力吻合度较高,满足要求。(2)通过敏感性分析研究,结果表明这些参数均会对成桥后结构控制目标产生不同程度的影响,其中以主梁自重、斜拉索制造长度、温度对斜拉桥结构状态影响较大,属于主要敏感性性参数,作为施工过程中重点监控参数。(3)相比较其他控制目标,斜拉桥成桥状态主梁线形变化值较大,对结构参数的变化较为敏感,钢箱梁斜拉桥施工控制中,选取主梁线形作为主要的监控对象,主梁应力作为辅助控制对象。(4)通过主架设过程中临时固结的最不利工况的受力规律和临时固结构造的结构验算,表明抗拉抗压承载能力和稳定性验算均满足施工要求;通过吊装钢箱梁计算得到钢箱梁的挠度变形仅为3.35mm,临时吊耳的最大组合应力小于材料容许应力,表明吊装方案安全可靠。

关键词：钢箱梁斜拉桥合理成桥状态合理施工状态敏感性分析塔梁临时固结钢箱梁吊装

大跨径钢箱梁斜拉桥主梁架设过程中的不平衡受力问题研究

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大跨径钢箱梁斜拉桥主梁架设过程中的不平衡受力问题研究

作者：钟意重庆交通大学

学位级别：硕士

钢箱梁斜拉桥具有跨越能力大、结构形式简单,主梁架设方便快捷,外形美观等优点,目前在跨江、跨海等大跨径桥梁建设中得到了广泛应用。大跨径钢箱梁斜拉桥主梁架设通常采用悬臂拼装法,主梁悬臂施工时,双悬臂的不平衡荷载对结构的内力影... 详细信息

钢箱梁斜拉桥具有跨越能力大、结构形式简单,主梁架设方便快捷,外形美观等优点,目前在跨江、跨海等大跨径桥梁建设中得到了广泛应用。大跨径钢箱梁斜拉桥主梁架设通常采用悬臂拼装法,主梁悬臂施工时,双悬臂的不平衡荷载对结构的内力影响很大。论文以重庆丰都长江二桥为工程背景,研究了主梁架设全过程的不平衡受力问题及其对结构受力性能的影响。具体研究内容及成果如下:1)比较了斜拉桥主梁架设的常用方法,分析了不同架设方法的特点及适用性,提出了本文依托工程的施工技术特点。2)分析了本桥采用不平衡桥面吊机的原因及导致不平衡问题的主要因素,通过加载试验及结构分析研究了变幅式桥面吊机的受力安全性。分析了无索梁段不平衡架设程序,有索梁段边跨侧喂梁、存梁过程及其配重情况。针对主梁架设过程中难以完全同步吊装等实际情况,分析了考虑单侧非理想起吊时塔梁临时固结的不平衡受力问题,对于各施工工况下主梁的不平衡弯矩进行了计算,分析了其变化规律。3)在丰都长江二桥无索梁段架设过程中,对钢箱梁、塔梁临时固结和下横梁的受力性能进行了计算分析、现场监测及比较分析。研究表明,无索梁段架设期间结构受力处于正常可控和安全状况。应力监测结果与计算情况趋势一致,变形监测结果与计算值吻合良好,为类似斜拉桥无索梁段的架设施工提供了借鉴和参考。4)采用桥梁结构分析有限元软件Midas/Civil建立全桥施工阶段计算模型和临时固结局部受力模型,通过结构计算分析,研究了有索梁段架设过程中塔梁临时固结部位的受力规律及其随施工进展的变化情况,评价分析了其安全性。5)建立斜拉桥塔柱及下横梁实体计算模型,以主梁架设过程中下横梁受力性能、塔顶偏位和塔底弯矩为评判参数,探讨了临时固结解除时机对结构受力的影响,论证了依托工程解除时机的安全性及合理性。

关键词：钢箱梁斜拉桥主梁架设技术变幅式桥面吊机塔梁临时固结下横梁不平衡受力临时固结解除时机