河口斜拉桥设计与施工关键技术研究
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斜拉桥工程施工技术与钢绳张拉斜拉桥作为一种现代化的桥梁结构,其美观独特的外观和高效的承重能力使其在世界各地得到广泛应用。
然而,斜拉桥的建设与施工过程中涉及的技术和工艺却是一门复杂而精密的学问。
本文将从斜拉桥工程的施工技术和钢绳张拉这两个方面进行论述。
1. 斜拉桥工程的施工技术斜拉桥工程的施工技术是整个工程的核心和关键。
在斜拉桥的建设过程中,需要掌握一系列的技术要点,如土地准备、桥墩基础的建设、钢梁的制作和拆卸等。
土地准备阶段需要充分考虑地质条件和环境因素,确保施工的安全性和可行性。
桥墩基础的建设则需要对土木结构的设计和材料的选择进行精确计算和施工。
钢梁的制作和拆卸也需要细致入微的工艺,以保证桥梁的整体稳定性和安全性。
总之,斜拉桥工程的施工技术需要专业人员的精心操作和严密规划,以确保施工的质量和效率。
2. 钢绳张拉的原理和技术钢绳张拉是斜拉桥工程中最关键的一环,也是斜拉桥的重要组成部分。
在斜拉桥的设计和建设过程中,钢绳的张拉力是决定桥梁承载能力的重要因素。
因此,钢绳的张拉需要严格按照设计要求进行,确保桥梁结构的安全性和稳定性。
钢绳张拉的原理是通过施加一定的张力,使钢绳紧密固定在桥塔和桥墩之间,起到支撑和平衡桥梁的作用。
钢绳张拉的技术要点包括钢绳的预拉、计算张拉力、张拉顺序等。
此外,钢绳张拉还涉及到张拉设备的选用和操作方法的掌握,以确保张拉效果的准确和可靠。
因此,在斜拉桥工程中,钢绳张拉是一个关键而复杂的技术环节,需要专业的技术人员进行操作和管理。
3. 斜拉桥工程的挑战与应对随着人们对大型桥梁的需求不断增加,斜拉桥工程正面临着越来越多的挑战。
首先,斜拉桥工程需要应对复杂的地质条件和环境因素。
如地震、强风等自然灾害可能给斜拉桥的承载能力和稳定性带来严重威胁,因此在施工过程中需要进行详细的地质调查和环境评估,并采取相应的技术措施和防护措施。
其次,斜拉桥工程涉及的设计和施工技术要求非常高,需要高度精确和耐心细致的操作。
浅谈斜拉桥施工技术及质量控制斜拉桥是一种具有强烈现代感的桥梁结构,并具有较好的景观效果,因此,在一些特殊场合,比如城市副中心、旅游景区等地方,斜拉桥被广泛地应用。
一般来说,斜拉桥的施工过程包括了下面三个步骤:1. 制作主索、主缆及杆塔制作出高品质、高精度的主索、主缆是保证斜拉桥施工质量的重要步骤。
也就是说,主索、主缆的材质必须符合规定的标准。
之后,按照设计图纸,将主索、主缆安装在杆塔上,同时进行调整和安装,并确保它们之间的距离和张力符合施工设计要求。
2. 安装桥面在安装桥面之前,首先要确定桥面的结构形式,然后根据设计要求,选择合适的施工工艺进行安装。
同时,要保证桥面的平整度、强度以及对斜拉索的接口处的精度,以便后续的安装和维护工作。
3. 进行调整在完成主索、主缆及桥面的安装之后,还需要对桥梁进行调整,包括桥面的平整度、桥墩的平整度等等。
同时,还要确定斜拉索、主缆和桥面之间的紧密连接,达到理想的张力和应力状态。
在整个斜拉桥施工的过程中,需要针对每一个环节进行质量控制和检查。
主要包括下面几方面:1. 材料品质控制斜拉桥的主要材料包括主索、主缆、桥墩、桥面等。
因此,在施工过程中要严格控制每一项材料的质量,包括材料的力学性能、化学成分、加工工艺等等。
2. 施工工序控制斜拉桥的施工过程非常复杂,因此需要严格控制每一个工序,避免出现安全问题或者施工质量问题。
同时,也需要提前对施工过程进行规划和预测,制定合理的计划和方案。
3. 检测和测试在斜拉桥的施工过程中,需要对每一个工序进行检测和测试,以保证施工质量和安全性。
如,在主索、主缆及桥面的安装过程中,需要进行各种力学性能的测试,以确保它们符合设计要求。
总之,斜拉桥的施工非常复杂,需要严格控制每一个环节,以确保施工质量。
同时,也需要选择合适的材料和施工工艺,以满足斜拉桥的设计要求。
2019年度安徽省科学技术奖提名项目公示内容一、项目名称矮塔斜拉桥成套施工关键技术研究及应用二、提名者及提名意见(1)提名者安徽省交通运输厅(2)提名意见针对现有矮塔斜拉桥施工建设难题,该项目采用技术研发、试验研究、数值模拟与工程应用相结合的研究方法,集成了成套高效、环保、节能的矮塔斜拉桥施工技术。
研究内容丰富,创新性地提出采用永久钢护筒+正反循环叠合法钻孔桩基的施工方法,形成了加强肋嵌入式钢护筒、厚砂层掏渣、渣浆分离和生态截桩等关键技术,解决了河漫滩地质厚砂层钻孔土体敏感易扰动的难题;研发了多种适用于不同工况的围堰结构及其施工工艺,包括深水条件下的复合式单壁钢套箱、超深钢板桩围堰和钢管桩围堰,以及近堤高水位差条件下的复合式钢板桩围堰;针对大跨度0#块施工,研发提出了盖梁抱箍钢梁模板体系、箱梁顶板和底腹板钢筋的整体成型模架技术、装配式预应力牛腿托架法以及悬浇箱梁临时固结割除体系等系列关键技术;结合矮塔斜拉桥索塔刚度,研发了一种自适应密肋式索鞍结构;在保证护栏外观线形质量的基础上,提出了一种可有效增强其防撞性能的逆作法钢护栏施工方法;通过分析揭示主梁及斜拉索受力及变形的影响规律,提出了施工期全过程结构受力及变形控制技术。
目前已申请9 项发明专利(已授权发明5项),授权13项实用新型专利和 1 项软件著作权,发表学术论文 5 篇,形成省部级工法 6 项,已获得中国公路建设行业协会科学技术一等奖 1 项,获得中国施工企业管理协会科技奖二等奖 1 项,获得安徽省交通科技进步一等奖 1 项,纳入省内地方标准 2 项,并先后培养了一大批技术人员,研究团队中职称破格晋升 3 人。
项目创新成果已在国内多项桥梁工程中得到成功应用,产生了显著的社会与经济效益,推动了矮塔斜拉桥建设技术的创新发展。
根据申报安徽省科学技术奖的有关规定,经审查,提交的技术资料齐全、规范,符合申报要求,申报书所述技术内容真实可靠,提名该项目为2019 年度安徽省科学技术奖(科学技术进步奖)一等奖。
公铁两用斜拉桥基础施工关键技术研究
随着深水基础施工技术的发展,钢套箱围堰在承台施工中的应用日益广泛。
深水基础施工具有结构庞大、技术复杂、建设周期长、施工组织复杂等特点,同时承台大体积混凝土浇筑会引起混凝土产生裂缝,影响结构的安全性能,因此深水基础施工技术尤为重要。
本文以某双塔双索面五跨钢桁梁斜拉桥为依托,首先根据工程实际情况初步设计围堰的结构形式及各构件的主要尺寸;其次对异形钢套箱围堰进行优化设计,并利用有限元计算软件MIDAS建立钢套箱围堰的结构模型,考虑静水压力、土压力、流水压力等各种计算荷载,对其进行应力和变形分析。
最后介绍了大体积混凝土的特点,并在前人研究的基础上,利用有限元软件建立该桥承台结构模型,确定大体积混凝土的热性能参数和边界条件,分析承台大体积混凝土水化热的温度场和应力分布规律,为以后类似工程的施工提供参考。
无背索斜塔斜拉桥施工关键技术研究摘要:课题针对斜爬模的设计及施工工艺研究,结合了普通爬模和挂篮的特点,通过托梁、挑梁以及配重的布置,提出了一种适用于0~90度范围的斜爬模施工方案。
施工采用先进、科学合理的施工技术,在满足工期、安全及质量等方面的要求的同时形成技术成果,对同类型桥梁施工提供借鉴。
关键词:斜塔斜拉桥爬模施工监控预警系统高塔预应力引言常规的斜拉桥在桥塔两侧均有斜拉索,恒载作用下塔两侧斜拉索水平力可保持平衡,主塔仅在活载及附加荷载作用下承受一定的水平力及弯矩。
而与常规斜拉桥不同,无背索斜拉桥桥塔仅有单侧索,桥塔的受力表现为在斜拉索索力及自身重力作用下的悬臂梁。
为了确保主塔处于良好的受力状态,无背索斜拉桥的塔身一般都设计成倾斜的,依靠塔身的自重力矩来平衡斜拉索的倾覆力矩,因此组成了梁塔结构的平衡体系,这也是对常规斜拉桥造型的突破。
斜拉桥施工的关键在于桥塔的施工,目前索塔施工技术主要有支架施工、翻模施工、滑模施工、吊模施工、爬模施工。
国内爬模的研究生产和工程应用方面,从无到有,已然取得一些成就,但目前爬模主要应用于一些直立的建筑以及规则桥梁塔柱等混凝土结构施工工程中,研究仅限于直立爬模及其施工技术等内容,对大斜度爬模的研究鲜有涉及。
对于悬臂浇筑结构,普通爬模适用于接近悬臂结构与地面夹角接近90度的情况,挂篮适用于接近悬臂结构与地面夹角接近0度的情况,而0~90度范围缺乏一种有效的悬臂浇筑措施。
1.工程概况人文路跨贾鲁河大桥主桥桥型为双索面无背索独塔斜拉桥,桥梁全长526m,其中主桥长190m,全宽55m,桥面布置为3.5m(人行道)+7.5m(辅道)+5m(隔离带)+23.0m(车行道)+5m(隔离带) +7.5m(辅道)+3.5m(人行道)。
主桥为双塔双索面无背索斜拉桥,塔梁相交处固结。
主塔为预应力混凝土空心斜塔,上塔柱高70m,每节段6m,塔身倾角60°,横断面为单箱单室,高度按4.5~8m 呈线性过渡,塔宽均为4m。
一、目标与任务1. 课题研究目标通过科研课题的研究,掌握山区喀斯特地质条件下超大直径桩基施工、索塔全自动液压爬模施工、斜拉桥现浇PC主梁边跨中跨合拢段施工、PC斜拉桥主梁前支点挂篮施工、斜拉索安装施工及调索监控施工等技术难题,高效优质、安全环保地完成施工任务,实现项目完美履约。
为今后类似工程施工提供技术依据,提炼、总结并推广应用技术成果,培养锻炼技术人才队伍。
2. 课题研究内容(1)喀斯特地质条件下超大直径桩基施工技术①岩溶地区超大超深桩基人工挖孔施工方法分析研究;②超深桩基施工过程中安全控制措施分析研究。
(2)索塔全自动液压爬模施工技术①主塔施工液压爬模模板选择与计算分析研究;②主塔液压爬模施工技术分析研究;③主塔上下横梁施工支撑方案的选定与复核计算研究。
(3)斜拉桥现浇PC主梁边跨中跨合拢段施工技术研究①斜拉桥边跨合拢段模板支撑体系选择与计算分析研究;②斜拉桥中跨合拢临时锁定及配重技术分析研究。
(4)PC斜拉桥主梁前支点挂篮施工技术①斜拉桥主梁前支点挂篮施工工艺分析研究;②PC斜拉桥主梁前支点挂篮智能化控制技术分析研究;③斜拉桥主梁合拢段施工工艺分析研究。
(5)斜拉索安装施工及调索监控施工技术研究①斜拉桥施工过程中斜拉索索力控制分析研究;②斜拉索施工工艺、张拉程序分析研究。
3. 本课题的主要技术难点和解决途径此次研究课题以勒河特大桥为依托。
以勒河特大桥主塔高度分别为176m和162m,塔顶至谷底高差300余米;主桥部分为双塔双索面π型断面刚构体系预应力混凝土梁斜拉桥,总长为690m,分83节段。
施工现场地质条件为典型的喀斯特地质,地理环境颇为复杂,特大桥主墩桩基直径达到250cm,深度达到35m,如何进行桩基施工并保证作业安全是本工程的重点。
以勒河特大桥主塔高度高,最大高度176m。
如何实现超大直径桩基及高墩液压爬模作业过程中的质量、安全、进度是本工程的一大难点。
以勒河特大桥跨越既有公路及高深峡谷,上部结构形式采取斜拉桥形式,主跨跨度达到350m,其大跨度斜拉桥施工质量、安全及进度控制是本项目施工过程中的控制难点。
浅谈斜拉桥施工技术及质量控制斜拉桥是一种具有独特美观和结构特点的大型桥梁,其施工技术和质量控制一直备受关注。
本文将从斜拉桥施工技术和质量控制两方面进行浅谈。
一、斜拉桥施工技术1. 现场准备工作斜拉桥施工前需要进行大量的准备工作,包括现场勘测、土建施工、材料准备等。
现场勘测是最为重要的一环,斜拉桥的设计和施工需要高精度的土建作业和施工,需要确保桥梁结构的安全性和可操作性。
2. 钢梁制作与安装斜拉桥的主要结构部分是斜拉索和主梁,而主梁又是由许多钢梁组成的。
钢梁的制作与安装是斜拉桥施工的关键环节。
在制作过程中,需要确保钢梁的尺寸和质量符合设计要求,而在安装过程中,则需要考虑到钢梁的对接、保障和移位等问题。
3. 斜拉索张拉斜拉索是斜拉桥的主要承重部分,而斜拉索的张拉过程是斜拉桥施工中最为复杂和技术含量最高的一个环节。
张拉工艺和设备的选择、张拉力的控制、斜拉索和主梁之间的配合等问题,都需要施工人员具备专业技术和丰富经验。
4. 荷载试验斜拉桥施工完成后,需要进行荷载试验,以确保桥梁的安全负荷能力。
荷载试验需要按照设计要求进行施工,同时需要做好安全防护和定期检测工作,以确保斜拉桥的安全使用。
二、质量控制1. 施工监理斜拉桥施工过程中,需要有专业的监理人员进行全程监督,以确保施工符合设计要求、施工工艺正确、质量合格等问题。
施工监理需要有丰富的经验和专业技术,能够及时发现和解决施工中的各类问题。
2. 质量检测斜拉桥施工中需要进行大量的质量检测工作,包括钢材、混凝土、焊接和张拉等工艺的质量检测。
这些检测需要进行全方位的监控和检测,以确保斜拉桥的质量符合设计要求。
3. 安全保障斜拉桥是一种大跨度、大跨径的桥梁结构,其施工过程中需要做好安全保障工作,保证施工人员和施工设备的安全。
也需要考虑到施工过程中可能出现的各种风险和安全隐患,采取相应的措施进行防范和应对。
4. 质量管理斜拉桥施工质量管理需要有系统的计划和控制,包括施工过程中的材料采购、工艺控制、质量检测、监理保障等环节。
项目名称:高烈度区大跨度结合梁斜拉桥设计与施工关键技术研究一、项目的背景和必要性1.1 研究背景本项目的研究以河口大桥为工程背景。
河口大桥是兰州(新城)至永靖沿黄河快速通道的重点桥梁工程,为跨越黄河河口水库而设。
兰州(新城)至永靖沿黄河快速通道是甘南州、临夏州与青海、河西走廊及新疆之间交通往来的重要通道,是兰州一小时都市经济圈内的交通要道,也是临夏州各县区与外界联系的主要通道。
项目是兰州市南滨河路“黄河风情线”的延伸段,也是打造兰州至永靖沿黄河经济带,整合区域特色旅游资源、打造沿黄河特色生态旅游线路的需要。
该桥主桥为双塔双索面结合梁斜拉桥,主跨跨径360m,边跨177m;两边跨各设一个辅助墩,主桥桥跨布置为77+100+360+100+77m,主桥共长714m,如图1。
图1主桥桥塔:采用钢筋混凝土A型塔,塔身采用外侧圆弧凸起的箱型截面,截面横向宽度450cm、纵向宽度700cm。
在塔顶设空透隔板连接,塔柱底设底座。
每个桥塔设20根φ2.5m的灌注桩,塔桩长35m,均按端承桩设计。
主梁采用工字钢-混凝土结合梁,结合梁梁高2.83m(钢主梁中心处)、3.06m(桥梁中心处)。
结合梁的钢梁主要由工字形纵梁与横梁构成,横梁之间设置3道小纵梁,以增加桥面板横向分块,降低桥面板吊重和稳定横梁,小纵梁上设有橡胶隔离层,不参与桥面板整体受力,钢主梁上采用锚拉板的斜拉索锚固构造形式。
每片主梁为腹板外侧布置两条纵向加劲肋和竖向加劲肋的工字形断面,断面全高2.5m,纵梁上缘36mm×1000mm,沿跨长不变,跨中部分下缘板70×1000mm、腹板厚20mm,其余部分下缘板80×1000mm,腹板厚28mm。
下翼缘宽在支座下局部变宽至1200mm。
纵梁腹板范围设两条纵向加劲肋,两条纵向加劲肋尺寸为20×260mm,主梁梁段间采用M30高强螺栓工地连接。
塔根处纵梁长度为16m,其余段梁标准长度为12m,纵梁接头设在两横梁中间部位。
横梁采用工字形钢梁,钢横梁采用2280×700×20(28)×16mm 工字型截面,中心处高2280mm,端部高2050mm,翼缘宽700mm,上翼缘厚度为20mm,下翼缘厚度为28mm,腹板厚度为16mm。
横梁标准间距为4m。
所有钢横梁梁端与纵梁采用M24高强螺栓工地连接。
结合梁的混凝土桥面板采用分块预制吊装、板间设纵、横向现浇缝的方式连成整体,预制板存放时间要求6个月以上,现浇缝采用微膨胀混凝土。
桥面板采用预制钢筋混凝土板,板厚25cm,预制板顺桥向设置齿形剪力键。
在边跨一定范围内桥面板中布置有纵向预应力,采用9φ15.2钢绞线。
桥面板通过布置在钢纵梁及钢横梁上的剪力钉与钢梁结合。
剪力钉采用φ22圆头焊钉,ML15AL钢,长200mm 主桥斜拉索采用直径7mm镀锌低松弛平行钢丝束,最大索长189.201m(下料长度),边索与水平面最小夹角为22.971°。
斜拉索全桥共56对,共采用5种规格形式,按双索面扇形布置,标准阶段索距在主梁上为12m。
1.2 项目研究的必要性随着国民经济的快速发展和交通量的日益增长,大跨径桥梁的修建规模和数量与日俱增。
现代斜拉桥因其具有造型美观、跨越能力达、布置灵活、施工干扰少等优点,并具有良好的力学性能及经济指标,是大跨径及特大跨径桥梁中最具竞争力的桥型之一。
但随着斜拉桥跨径的不断增大,其结构体系越来越复杂,桥梁结构理论分析和施工控制问题也日益成为设计和施工中的关键而备受关注,相应也出现了许多亟待解决的问题。
结合梁斜拉桥由于采用了结合梁主梁结构形式,主梁的抗弯刚度非常小,非线性效应十分明显,同时由于钢和混凝土材料性能差异较大,造成整体结构内力和空间分布变化特性十分复杂,无论从结构理论、分析方法、实验研究到设计与施工设计等有诸多方面都存在尚未解决的关键问题,因此开展结合梁斜拉桥设计优化与施工关键技术研究是十分必要的。
目前,我国在组合梁斜拉桥方面,无论研究、设计、施工等都存在明显的差距或需要完善的地方。
(1)我国组合梁斜拉桥虽然已经有20年左右时间的实践,但基础理论研究相对滞后,高烈度地震区修建的大跨度组合梁斜拉桥很少。
从试验规模与涉及面来看,国内系列化、系统性的试验研究较少。
(2)分析研究方面,考虑材料本构关系的非线性分析方法研究以及对组合结构弹塑性行为过程的分析研究等方面,无论涉及面与深度均存在不足。
(3)在基础理论研究方面,组合结构桥梁的整体受力性能、负弯矩区的力学性能、桥面板的合理构造、钢与混凝土的连接性能、连接件的滑移影响与力学性能以及钢结构屈服稳定与构造要求等问题还有待进一步研究并逐步完善。
本课题依托工程河口大桥选用结合梁斜拉桥的结构形式。
结合梁斜拉桥存在计算理论与实际误差较大、相关规范不完善和施工工艺复杂等问题,如果按照传统的方法进行设计与施工,容易引起施工质量与安全方面的严重问题,因此迫切需要对结合梁斜拉桥设计优化与施工关键技术进行研究。
本课题拟研究钢-砼结合梁斜拉桥的设计与施工关键技术,完善并建立新的结合梁斜拉桥的设计计算理论,优化设计参数,同时进行施工技术创新,研究成果可以直接指导河口大桥的设计及施工过程,有效降低工程造价,为依托工程的顺利实施提供了理论支撑和技术保障。
通过本课题的研究,可以为钢-砼结合梁斜拉桥在国内的进一步推广及应用奠定基础,具有显著的经济及社会效益。
从对已有文献和成果的检索,本项目对高烈度区大跨度结合梁斜拉桥设计和施工关键技术的研究的重点内容属国内首次,具有一定的开拓性。
另外,本项目的研究成果将直接用于河口大桥的设计与施工实践中,具有很强的针对性和实际应用价值,也具有进一步的推广价值。
因此,本项目的研究无论从理论及推动桥梁科技进步方面,还是实用价值方面都有重要意义。
二、项目前期科研及工作基础2.1 目前研究现状(1)钢-混凝土结合梁桥的应用与研究现状钢与混凝土结合梁是在钢梁和混凝土梁的基础上发展起来的一种组合构件,其结构形式通常由上部的钢筋混凝土板(或压型钢板混凝土板)和下部的钢梁组成,混凝土板和钢梁之间一般用栓钉剪力连接件进行连接。
结合梁桥以其整体受力的经济性、发挥两种材料各自优势的合理性以及便于施工等特点,在欧洲、美国、日本的桥梁建设中占有重要地位。
基础理论与分析方法方面,早期由于对组合结构桥的受力机理与构造研究不足,出现较多问题。
20世纪七八十年代以来,欧洲以及日本等国大力进行基础性理论研究和试验。
内容涉及焊钉连接件性能、钢梁局部稳定、结构力学性能、桥面板开裂性能以及特殊部位结构等方面。
通过研究与实践,制定并完善了相应规范、建立了新的分析与设计方法。
近年来,空间非线性有限元分析方法日渐进步与成熟,对结构总体承载性能、桥面板开裂影响、钢梁局部稳定、连接件与结合部的力学特点等可以更精确地进行分析,已经逐步取代了基于初等梁理论的简化方法。
通过对连接件刚度的模拟,从而更符合实际地采用不完全平截面变形理论进行组合结构桥梁受力分析;通过引入结构与材料本构关系来考虑负弯矩区桥面板开裂影响,以更精确地评估结构从加载开始到破坏过程的非线性行为关系与受力状况。
依靠新的稳定理论与计算机技术的进步,可以更准确地考虑钢结构的总体与局部稳定,尤其是组合结构条件下的钢结构稳定特性,为减少稳定构件、合理安排材料确立了基础。
设计方法方面,借助大量研究成果及分析方法的进步,发展了允许混凝土板开裂、用裂缝宽度限值代替拉应力限值的设计方法,从而简化了构造、方便了施工,促进了连续组合结构桥梁的发展。
对于纵横向加劲肋等稳定构造,不再沿袭过去依据简化模型制定的相关设计规定,而是借助于新的稳定理论与分析方法进行设计。
此外,还有一些新的设计方法发展建立起来,例如:在结构不同区域变化钢与混凝土连接刚度达到截面完全组合与不完全组合相结合的设计方法;利用施工手段调节钢梁与混凝土板应力状态的设计方法;连接件以群钉形式间断设置,从而实现有效施加预应力的方法等。
我国在组合结构桥梁方面,无论研究、设计、施工等都存在明显的差距。
我国组合结构桥梁应用很不普及,基础理论研究滞后。
从国内试验规模与涉及面来看,系列化、系统性的试验研究较少。
分析研究方面,考虑材料本构关系的非线性分析方法研究以及对组合结构弹塑性行为过程的分析研究等方面,无论涉及面与深度均存在不足。
在基础理论研究方面,组合结构桥梁的整体受力性能、负弯矩区的力学性能、桥面板的合理构造、钢与混凝土的连接性能、连接件的滑移影响与力学性能以及钢结构屈服稳定与构造要求等问题,必须进行深入研究才能为组合结构的健康发展打下良好的基础。
因此,研究工作应该在充分借鉴国外成果的基础上,结合国内桥梁建设需求与特点,开展系列化、系统性的分析与试验研究,特别要重视能够反映组合结构桥梁本质与特点的试验研究工作,为规范的完善以及设计水平的提高打下坚实的基础。
(2)斜拉桥结构的研究现状斜拉桥是一种由三种基本承载构件,即梁、塔和两端分别锚固在梁和塔上的斜拉索共同承载的结构体系。
斜拉桥一般有桥塔受压,加劲梁受弯和受压,斜拉索受拉等结构受力特点。
与其它体系桥梁相比,由于拉索的支承作用,斜拉桥主梁具有跨越能力大、梁的建筑高度小和能够借助拉索的预应力对主梁内力进行调整等特点,其主梁、拉索、索塔及纵横联结系共同受力,形成空间结构体系。
斜拉桥结构体系根据索塔与主梁的连接情况可以分为漂浮体系,竖向支撑体系,固结体系,弹性约束体系,阻尼约束体系等。
由于各种结构体系均有其自身的特点,在一些桥梁上也出现了多种体系组合的情况。
以往的斜拉桥在设计初始阶段一般采用线性方法进行计算,而后进行较精确的考虑非线性的分析计算,并根据计算结果对施工图设计作出修改。
随着斜拉桥跨度的增大,非线性计算结果与线性计算结果的差别越来越大,对传统设计思路提出挑战。
以杨浦大桥设计阶段某方案为例,仅仅考虑初始轴力的影响,主塔根部活载弯矩的计算结果与线性计算方法得到的结果相差达60%。
因此,开展斜拉桥非线性影响研究对于完善超大跨度斜拉桥的设计理论、确保桥梁结构安全、设计合理具有十分重要的意义。
斜拉桥施工控制的方法目前已经应用于工程实践中的有参数识别法,灰色预测控制系统、卡尔曼滤波法、最佳成桥状态法、顺推法、无应力状态法、零弯矩拼装法,以及日本研制的斜拉桥施工精度控制系统等。
到目前为止,施工控制不论是理论上还是实践上都还没有重大突破。
主要归功于在预应力混凝土斜拉桥自适应控制方法中两项最为关键技术水平的提高,即结构的参数识别和现场立模标高实时修正方法。
同时现代计算机技术的飞速发展为斜拉桥施工控制带来了新的内涵,使得有可能用计算机软件来高效地实现这一复杂的工作。
尽管如此,但在现有的施工控制方法中仍然存在各种各样的缺陷,而在实桥修建时,有的采用强制合拢,有的采用反复调索,也有修建好的斜拉桥在运营阶段挠度过大或出现斜缆索拉断等危险状态而不得不进行调索或者换索处理。