桁架式钢管混凝土拱桥施工动态过程仿真与监控

文章编号:1003-4722(2003)05-0015-04 钢管混凝土拱桥施工仿真计算可视化 袁海庆1,周强新1,白应华2 (1.武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉430070;2.湖北工学院,湖北武汉430064) 摘　要:针对钢管混凝土拱桥拱肋吊装施工特点和控制要求,提出了按照迭代前进算法对拱 肋拼装过程进行仿真计算的可视化实现模式。并且介绍了利用可视化技术进行仿真计算能够形象 地再现现场,快捷地实现对拱肋吊装施工进行吊装预测、现场实时监控,为施工控制提供了有效的 手段。 关键词:拱桥;拱肋;拼装;仿真计算 中图分类号:tp391.9;u448.22文献标识码:a visualimplementofconstructionsimulationcomputation forco

以西安市三环灞河五跨下承式钢管混凝土系杆拱桥为研究对象,阐述了其施工工序及施工监控内容,通过对其进行施工监控,达到了较好的监控成果,保证了大桥的顺利建成。

以四川合江长江一桥为例,从大跨径钢管混凝土拱桥施工监控的主要项目和工作流程等方面进行论述及研究,对该类大桥的施工控制提出一些有益的指导和建议。

应实时对桥梁的应力计算值与实测值进行对比分析,对桥梁不同施工阶段的施工状态即时准确掌握,为桥梁的安全施工及运营提供数据与理论支持。

近年来钢管混凝土拱肋由于具有良好的力学性能在桥梁结构中得到了广泛应用,文中以一座百米跨度的钢管混凝土拱桥为例,采用生死单元的方法对结构施工过程进行了有限元模拟,分析了施工过程中结构的应力与变形情况。

玉融大桥为主跨76m的中承式钢管混凝土拱桥,由福州大学土木设计院设计,三航五公司安装处施工。本文主要介绍了在该桥施工中钢管筒体的卷制,拱圈的工厂拼装、现场试装、钢管拱肋三段少支架吊装,管内混凝土的灌注和压浆,吊杆的制作安装,以及板梁等工艺。

玉融大桥为主跨76m的中承式钢管混凝土拱桥,由福州大学土木设计院设计,三航五公司安装处施工。本文主要介绍了在该桥施工中钢管筒体的卷制,拱圈的工厂拼装、现场试装、钢管拱肋三段少支架吊装,管内混凝土的灌注和压浆,吊杆的制作安装,以及板梁等工艺。

大跨钢管混凝土拱桥施工技术——系统的介绍了钢管混凝土拱桥在大跨结构中的运用优势及施工方法和施工工艺。并指出了钢管混凝土作为一种新型桥栗结构具有良好的发展前景。

－２３７－ 大跨度钢管混凝土拱桥施工及控制 冯璐 （河南省平顶山市县乡公路管理处，河南平顶山４６７０００） 引言 随着桥梁无支架施工方法的发展以及大跨 度斜拉桥和悬索桥的出现，在施工技术方面，降低 了大跨度拱桥的竞争能山，限制了大跨度拱桥的 应用和发展。混凝±拱桥的发展一直在寻求一条简 便、快捷施工方法的路子，先是摆脱支架，发展了 拱桥的无支架施工，再就是采用悬壁扣挂，悬臂（悬 拼）桁架，摆脱了在高空对于模板的依赖。但是，由 于悬臂施工方法在施工过程中和成桥后体系的受 力形式不同，要发生体系转换，所以必然造成不必 要的浪赞，因此经济性能不够理想：同时施工过程 中的高风险说明这种施工方法存在安全隐患；近 几年发生的几起拱桥坍塌事故从反面说明了这种 风险的客观存在。而劲性骨架法尽管大大降低了 施工的风险，但钢材用量过大而钢管混凝土拱桥 能够较好地解决这两个难

钢管混凝土系杆拱桥施工认识 摘要：近年来，钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点， 被广泛应用于公路工程。但该桥型技术复杂，施工难度大，已经暴露和潜在的问题还很多， 亟待广大工程技术人员在实践中不断探讨和完善。 关键词：系杆;拱桥施工;施工控制;顶升施工 拱桥具有外形美观、跨越能力较大等优点，是今后大跨度桥梁发展方向之一。 已建成的钢拱桥最大跨度已经达到550m。钢拱桥和其他大跨桥梁相比，它的刚 度较大，稳定性和抗震性较好。当桥址处于风速或地震烈度较大的地区，或桥梁 承受铁路荷载且地质条件良好时，钢拱桥不失为一种较佳的大跨度桥梁方案。拱 桥的施工大致可以归纳为两大类：有支架施工和无支架施工。有支架施工主要用 于中小跨径的石拱桥和钢筋混凝土拱桥(现浇混凝土拱桥及混凝土预制块砌筑的 拱桥)；无支架施工主要用于大跨度拱桥。常用的无支架

支井河大桥为主跨430m的上承式钢管混凝土拱桥。拱座c20大体积混凝土施工属冬季施工,通过选择合理的配合比,加上"两布三膜"的保温保湿措施,防止混凝土温度裂缝出现;主拱肋采用无支架、无塔架缆索吊装的施工方法;拱圈内c50微膨胀混凝土采用单管对称泵送灌注施工。支井河大桥施工的顺利完成表明该桥施工方案可行。

结合工程实例,针对大跨度劲性骨架混凝土拱桥的特点,采用大型通用有限元程序ansys对采用劲性骨架施工的大跨径钢管混凝土拱桥进行了施工稳定性分析,实践证明该桥的施工稳定性符合规范要求。

结合湖南省湘西海螺猛洞河特大桥主桥工程进行了无支架缆索吊装的施工设计。在施工设计时对缆索起重机采用解析法计算,对扣索系统采用正装迭代法计算,算法简便实用。并基于有限元位移理论,采用有限元计算程序进行缆索起重机系统空间有限元建模分析并作出检算,对扣索和锚索的安全系数进行了计算分析,结果表明,缆吊与扣索系统设计合理且安全可靠。

一、概述屯溪路桥位于合肥市一环屯溪路,横跨南淝河,是一座下承式预应力系杆钢管混凝土拱桥。桥长71.64m,拱高18m,拱轴线为二次抛物线。桥面全宽43m,是目前国内最宽的此类拱桥。设计荷载机动车道汽-20、挂-100,非机动车道汽-10,人群荷载4.0kn/m~2。下部结构为桩基础,东西岸各设13根钻孔灌注桩,桩径1.5m,桩长28m,桩端嵌入基岩4m,桩顶设钢筋混凝土盖梁。

为了使桥梁结构最大限度地接近理想状态,满足设计和施工规范的要求,对桥梁施工过程进行监测,已成为桥梁建设的重要环节。本文以某钢管混凝土拱桥为工程背景,利用软件分析法和现场监测法对该桥吊杆的应力进行了研究,结果表明：测点应力实测值与计算值吻合度较好,吊杆控制截面的位置和测点的位置布置合理,软件分析的结果能够较好的反映吊杆应力的变化,对钢管混凝土拱桥吊杆的施工具有一定的参考价值。

由混凝土填入钢管的薄壁内而形成的组合混凝土的结构即为钢管混凝土结构。其基本原理为，借助钢管对于核心混凝土的约束作用，使核心混凝土具有更强的变形塑性力以及更高的抗压强度。由于大跨度钢管混凝土拱桥是一种自架设体系结构，其结的刚度是分不同的阶段逐步组合而成，它的整个施工的过程与步骤复杂而且漫长，因此精确控制桥梁的施工过程是实现设计目标的关键所在。本文主要对于大跨度钢管混凝土拱桥的混凝士灌注施工时的灌注顺序、结构的稳定性、千斤顶斜拉扣挂方法、钢管混凝土的收缩徐变分析等问题展开了研究。

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介绍大跨径钢管混凝土拱桥的施工监控理论和方法,对烟台市养马岛跨海大桥主桥建立了有限元分析空间模型,采用空间有限元分析系统(midas/civil)对整个施工阶段进行了分析计算,并通过该桥全过程的施工监测结果,探索大跨径钢管混凝土拱桥的受力特性。结果表明,施工控制所采用的计算模型、监测方法和控制方法是可行的。

邯郸输元河钢管混凝土拱桥施工监控技术探讨——以河北邯郸输元河桥工程为实例，对钢管混凝土拱桥的施工监控技术进行了探讨。文中对应力和线形进行施工监控，提出和介绍了参数识别法在钢管混凝土拱桥施工监控中的应用。

介绍了现代控制理论在桥梁施工监控中的应用;针对一座大跨度钢管混凝土拱桥,在施工监控中采用自适应控制系统;成桥检测结果表明,结构的应力、位移变化均在控制值范围内,施工控制效果良好。

依照千斤顶斜拉扣挂悬拼架设钢管混凝土拱桥的施工工艺,采用力矩平衡原理推导出扣索索力表达式,并考虑二阶效应分析了预抬高量与扣索变形之间的关系.最后,以广西邕宁邕江大桥为例,分析预抬高量的二阶效应,从而可以得到更精确的预抬高量分析数据,供工程设计及施工人员参考.

依照千斤顶斜拉扣挂悬拼架设钢管混凝土拱桥的施工工艺,采用力矩平衡原理推导出扣索索力表达式;在分析温度效应时考虑二阶效应,导出了预抬高量与扣索变形之间的关系。最后,以广西邕宁县邕江大桥为例,采用多个温差段分析温度对预抬高量的影响。研究表明,温差较大时对预抬高量有一定的影响,但二阶效应可略去。