连续钢箱梁桥整孔安装施工全过程的温度效应控制措施（英文）

目的:采用整孔安装的连续钢箱梁对施工精度要求极高,而其在露天存放、环缝焊接和设置支座预偏量等环节会不可避免地受温度变化的影响而产生应力和位移,因此应引起特别关注。首先,置于露天场地存放的钢箱梁节段各处受到的日光照射不均匀,由此产生的截面竖向温度梯度会使梁底临时支墩的反力分布出现巨大变化,从而影响箱梁节段的局部受力安全;其次,因为环缝焊接会使相邻梁段结构体系从简支梁变成连续梁,所以在焊接过程中若箱梁顶底板因存在温差而引起了变形,则该变形在焊接后不会随着温差的减小而逐步消除;最后,连接在箱梁底板上的滑动支座顶板在支座安装完成后仍会受温度影响而发生位移。为了使永久支座在施工完毕后的顶底板中心线对齐,在安装支座时需要考虑这些位移并对支座进行预偏。创新点:1.发现温度梯度会导致露天存放的大节段钢箱梁下局部支墩反力的大幅度增加;2.发现在环缝焊接时箱梁截面温度梯度导致的位移不会在焊接后随着温度梯度的消失而减小,这是因为箱梁的边界条件发生了变化;3.提出了考虑温度效应的支座预偏量公式;4.针对这些温度效应提出了应对策略。方法:1.根据钢箱梁截面的实测温度数据(图3),建立连续钢箱梁施工全过程的有限元分析模型;2.通过有限元模型的计算结果,对钢箱梁在露天存放、环缝焊接及设置支座预偏量时的温度效应展开分析研究,并给出相应的解决方案;3.将解决方案应用于实际桥梁施工中,以验证所提方法的可行性和有效性。结论:1.钢箱梁在露天存放、环缝焊接及设置支座预偏量时的温度效应会严重影响钢箱梁的整孔安装施工,因此必须得到有效控制;2.利用钢箱梁截面的实测温度数据建立钢箱梁施工全过程的有限元模型,可对施工过程中的温度效应进行预测并据此提出控制措施;3.钢箱梁的成功施工验证了本文所提出的温度效应控制措施的有效性,这对同类工程的施工具有借鉴意义和参考价值。     

基于几何状态传递的大节段钢箱梁吊装施工控制（英文）

目的:采用吊装施工的大节段钢箱梁属于整孔异位安装,其几何状态从工厂到桥址不断转换、几何关系复杂,且对成桥梁面标高、海上大节段环缝对接以及桥梁支座定位均有非常高的精度要求。本文研究基于几何状态传递的大节段钢箱梁吊装施工控制方法,以解决分阶段施工桥梁在施工过程中的几何状态控制难题。创新点:1.确定大节段钢箱梁几何状态控制指标,即顶底板下料参数、大节段环缝宽度和支座定位;2.提出以钢箱梁控制点的里程和高程作为基本状态变量,推导大节段钢箱梁各状态下的几何状态方程和状态传递矩阵。方法:1.针对大节段钢箱梁吊装施工特点,进行状态分析,提出其施工过程的典型几何状态,即设计成桥状态、无应力状态、工厂组拼状态和安装状态;2.通过理论推导,构建各几何状态间的状态传递方程,得出大节段钢箱梁吊装施工时结构的几何状态变化关系;3.基于上述推导的方程,计算大节段钢箱梁下料参数、大节段钢箱梁环缝宽度和支座定位参数,以指导施工;4.在施工过程中对桥梁结构实际响应数据进行测试,并将实测值与理论值进行分析对比,以验证本文方法的可行性和有效性。结论:1.采用本文方法实现了港珠澳大桥大节段钢箱梁有应力状态下顶底板环缝宽度差值在2mm以内、桥梁支座就位后的偏心距在20 mm以内以及成桥梁面高程误差范围为-10 mm～+15 mm,满足控制精度要求。2.以桥梁结构控制点的里程和高程作为基本状态变量的几何状态控制方法可实现桥梁施工过程中复杂几何关系传递的控制。3.本文方法具有通用性,可进一步推广应用于逐孔顶推、节段拼装等异位安装以及多状态转换的桥梁施工过程的几何状态控制。     

连续钢箱梁桥减隔震动力分析

采用有限元分析软件Midas2010对某连续钢箱梁桥进行减隔震动力分析,HDR隔震橡胶支座简化为双线性恢复力力学模型.采用动力时程分析法对该连续钢箱梁桥按现行规范进行计算,发现通过应用HDR隔震橡胶支座,减隔震效果良好、实现了结构优化设计,确保了工程项目的安全、适用、经济、环保、耐久.     

小半径曲线上多跨连续大跨度钢构桥线形控制及应力监测

目前在大跨度连续梁施工中最常用的施工方法是悬臂梁施工法,由于桥梁施工分段进行,后续梁段的施工可能影响到已施工完毕的梁段的内力和线形产生影响。因此,为了保证大桥顺利合拢及成桥后线形符合设计要求,故需要对大桥进行线性监控,监控数据的获取为今后线性的调整提供了依据。本文结合云南小江特大桥预应力混凝土连续刚构的施工案例,介绍了连续钢构桥线形控制的内容和方法,通过计算各种荷载工况作用下桥梁的挠度,通过实测值与理论值对比,及时调整端头号块的立模标高,从而控制桥梁成桥线形,通过主梁应力监控,保证桥梁结构受力稳定。施工过程中监测点的设置原则,以及监测数据的获取方式为今后类似项目提供了参考。     

灰色理论在某刚构—连续组合梁桥线性监控的应用

将灰色理论应用于刚构——连续组合梁施工线形监控计算中,以前期的实测值与计算的理想桥梁线性的误差序列为原始序列建立灰色预测模型,及时地对已出现的误差进行调整,以确保中、后期各梁段施工线形调控计算和实施的精确度,最终达到竣工后桥梁线形与目标线形的吻合。通过对某刚构——连续组合梁桥监控的实施,使该桥合龙精度和成桥线形均达到了期望的效果。     

高速公路枢纽互通钢箱梁桥顶推施工技术研究

在跨既有高速路线桥梁施工中,顶推法具有作业便捷、施工设备简单、施工周期短以及不影响桥下交通等优点,在高速公路枢纽互通桥梁施工中得到广泛应用。本文以枢纽互通主线跨商南高速桥一联40+63+40m钢箱梁为工程背景,结合现场施工情况,采取中跨顶推及边跨吊装施工方案,整个施工流程包括临时支架搭设、钢梁节段划分、钢箱吊装拼接、导梁设计安装、顶推设备选型、顶推、落梁施工等工作,阐述了各施工过程中的施工关键技术及控制要求,从而在短期内不影响桥下既有高速公路运营下完成桥梁顶推工作,可为今后类似跨线桥梁工程施工提供借鉴。     

大变形空间曲梁有限元分析

为了进行空间曲梁大变形有限元分析,将直梁单元位移分量插值的思想改进为位移矢量插值用以建立曲梁单元的位移场,分别建立了适用于任意曲线形式的全拉格朗日和修正拉格朗日增量格式空间曲梁有限元列式.通过采用等参数曲线代替实际曲线的策略,使得修正拉格朗日增量格式曲梁单元可以应用于更广泛的场合.算例对比结果表明,曲梁单元的建立过程正确,曲梁单元的精度要明显高于直梁单元.一般情况下,仅用直梁单元数量1/5的曲梁单元就可以达到相同的计算精度.     

石碧村特大连续梁桥施工控制技术

由于特大连续桥梁在悬臂施工过程中结构内力状态及变形是不断变化的,因此需要对连续梁悬臂施工进行施工控制,保证桥梁结构施工处于安全范围,且成桥线形、内力状态达到设计要求.本文依托石壁村特大连续梁桥,使用有限元对其每一步施工过程进行计算分析,得到施工过程中桥梁的应力、变形结果.另外,现场对该桥的应力和变形进行了全过程的监测,...     

一种非等阶积分的求积元孔压单元（英文）

目的:在对土体固结问题进行求解时,如果对孔压和位移采用等阶积分,当时间步长取值很小时,得到的孔压结果会出现数值振荡,导致精度降低。本文提出一种非等阶积分的求积元孔压单元,致力于减小孔压振荡,提高单元稳定性和计算精度。创新点:1.建立了一种对于孔压和位移采用不同阶积分的求积元复合单元;2.有效降低了小时间步长引起的孔压振荡。方法:1.通过求积元法对弱形式控制方程进行数值积分,并对比奥固结方程中的位移项和孔压项采用不等阶积分;2.通过拉格朗日插值获得位移点上的孔压和孔压点上的位移值;3.通过一维及二维问题的数值算例,验证所建立方法的有效性。结论:1.通过采用复合求积元单元,大大降低了孔压的数值振荡;2.应用复合求积单元时,采用二阶精度的Crank-Nicolson积分格式不会产生随时间的孔压振荡;3.本文所建立的单元可以大大提高固结问题求解的数值计算精度和计算效率。     

客运专线单元板式无碴轨道施工技术

客运专线单元板式无碴轨道是一种适用于客运专线的新型轨道结构,它具有高平顺性、高稳定性、刚度均匀性好、结构耐久性强和少维修的特点。介绍路基单元板式无碴轨道结构施工方法、施工工艺流程以及质量控制和施工注意事项,为今后类似工程的施工提供借鉴和参考。     

基于中空单元的夹层平板结构设计方法研究（英文）

目的:大型的桁架结构或空间刚架结构可以认为是用中空单元组合而成的宏观结构,在结构初步设计时,如何设计排布中空基本单元以满足结构的性能要求是设计的关键。本文旨在探讨夹层平板结构,在给定竖向变形控制指标后,如何使用简化的方法快速设计各层中空基本单元的尺寸和空隙程度。创新点:1.对于水立方这种复杂的空间多面体网格结构,本文将其理想化为连续的中空介质,利用微观力学中的均质化分析方法,将结构分解为多个基本单元(RVE)进行分析,从而推导出结构性能指标与单元参数之间的关系。2.对于大跨度平板结构,本文提出一种基于RVE重复叠加组合的设计方法,并利用有限元法对该方法进行检验。方法:1.对夹层平板结构的弯曲特性进行理论分析,根据Kirchhoff-Love理论,得到板弯曲刚度与各层的截面惯性矩之间的关系;2.通过理论推导出结构弯曲刚度(图3)、材料使用量(图4)随层厚度和层密度的变化关系;3.从基本单元出发,利用均质化分析方法分别对中空立方体(图5)和空间桁架结构(图6)进行分析,得到结构抗弯刚度随单元中空程度和距截面中性轴距离的函数关系(图7和8),进而推导出结构参数化设计的拟合公式;4.利用该设计公式,针对一个90 m×90 m×2.5 m的平板结构,以跨中挠度为跨度的1/500为设计指标,分别设计由两种基本单元组成的夹层平板结构,并将结构挠度的有限元计算结果与设计指标进行比较(图12)。结论:1.本文提出的利用中空单元组成的夹层平板结构的设计方法,通过优化设计中空单元的各项参数,可以在保证性能指标的同时最大化降低结构质量,得到最优刚度质量比。2.本设计方法和有限元法得到的结果之间差异非常小,说明该设计方法准确可靠。     

通过F1风化槽采用CRD法对初期支护安全性的计算分析

F1风化槽,是翔安隧道施工难度最大的不良地质地段,其围岩含水量大、自稳能力差,采用何种支护方式进行施工,关系到整条隧道的施工安全.通过采用有限元法,对隧道支护参数进行模拟计算,并提出合理建议,被采纳后正在正常有序实施,保证隧道的支护结构稳定,确保施工和结构安全.     

荷载试验法在预制单片箱梁承载能力评定中的应用与研究

以施工中的三跨先简支后连续预应力混凝土组合箱梁桥为例进行计算分析,利用有限元分析软件MIDAS/civil建立了桥梁结构在公路-I级汽车荷载效应作用下的计算模型。通过横向分布系数计算试验单片箱梁跨中截面控制荷载效应,制定单片箱梁荷载试验加载方案。最后,通过挠度和应变的校验系数来判定其承载能力是否满足设计和规范要求。与以往普通成桥后整座桥梁荷载试验不同的是,计算中考虑了二期恒载作用的影响,可为同类施工过程中预制单片梁承载能力评定提供有价值的参考。     

MIDAS/Civil在预应力空心板简支梁桥结构抗震分析中的应用

以有限单元法基本理论为基础,介绍了有限元通用软件MIDAS/Civil在预应力空心板简支梁桥结构抗震计算中的应用问题.采用三维有限元法,实现了预应力空心板简支梁桥的动力特性模拟,分析了在E1、E2地震作用下,桥梁各控制截面的抗弯能力、抗剪能力,以及支座厚度和抗弯稳定性等抗震性能,并提出切实可行的抗震措施,为桥梁施工质量控制提供必要的理论指导与技术支持.     

预应力混凝土连续箱梁有限元损伤分析(英文)

为了确定预应力混凝土箱粱的极限承载能力,进行了预应力混凝土连续箱梁的破坏性试验,提出一种有限元损伤分析方法模拟箱梁结构行为.基于实体退化壳单元对箱梁进行模拟,并考虑了结构材料的非线性效应.由于预应力混凝土箱梁中通常存在大量曲线预应力钢筋,提出一种组合单元,并用该单元模拟箱梁中的预应力钢筋,该方法可使结构分析时单元数量大大降低.试验结果和理论分析对比表明:提出的方法能够有效地用于预应力混凝土连续箱梁的破坏性试验计算分析中;研究的旧桥依然存在较大的极限承载能力.     

人工挖孔灌注排桩在基坑支护结构中的应用研究

通过对闽北山区土层采用人工挖孔灌注排桩在基坑支护结构中的研究、设计、施工、监测,较为成功地在山区土层中开发了人工挖孔灌注排桩基坑支护技术,摸索出一套适用于山区地基的基坑支护处理方法。该支护结构施工时不需要大型机械设备,操作工艺简单,施工工期短,支护结构刚度大、稳定性好,具有良好的止水性,坑内施工无空间障碍等优点,经济、社会、环境效益明显。     

壳梁组合结构自由阻尼处理有限元分析

构造了壳梁组合结构自由阻尼处理薄板结构的有限元模型, 将板单元的节点作为主节点, 梁单元的节点作为从属节点, 推导出相应的刚度矩阵和质量矩阵. 在用有限元法进行结构动态特性分析的基础上, 用模态变形能法估算了结构的模态损耗因子. 最后以一计算实例将本文方法所得结果与用ANSYS软件计算所得结果进行了比较, 结果表明本文方法计算效率高、简单可行, 且具有较高的精度和工程实用性.     

一种直流力矩电机精确控制的新方法

针对直流力矩的闭环调速控制,提出一种渐近调速算法,主要解决调速过程的快速、平稳、精确控制问题.介绍算法,并给出实现这一算法的技术方案.方案以数字信号处理器为核心,与集成马达控制器和锁相倍频测速单元共同组成闭环随动控制系统.给出驱动控制通道设计和速度反馈通道设计,并对测速单元的测量方法做出精度分析.     

RDSC_IC:一种基于图像复杂度的实时场景切换检测算法

H.264/SVC实现了对基本层的码率控制,但没有考虑到视频序列中场景切换对码率控制的影响。研究者们提出了多种场景切换算法来解决视频序列场景切换问题,但这些算法在计算复杂度、精度和实时检测等方面存在不足。结合H.264/SVC的分层B帧预测金子塔编码结构,提出了一种基于图像复杂度的场景切换实时检测算法RDSC_IC(Real time Detection algorithm for Scene Change base on Image Complexity)。该算法通过对相邻和多个编码单元的关键帧图像复杂度绝对差值和相应比值的计算,确定编码单元间的场景切换的有无和类型,实验结果表明RDSC_IC在实时性和精度方面检测效果好。     

港珠澳大桥主桥工程中的连续钢箱梁和钢筋混凝土结构（英文）

作为目前世界上最长的跨海公路桥梁工程,港珠澳大桥在设计和施工中遇到了诸多难题,但它们都被一一克服;在此积累的经验非常值得国内外同行借鉴。为此,针对港珠澳大桥主体桥梁工程中连续钢箱梁的施工全过程的温度效应控制、结构性能预测和施工状态控制及钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀对结构承载力的影响,本专辑邀请了直接参与到港珠澳大桥建设的科研人员和工程管理人员来分享他们的研究成果和观点,希望能帮助读者了解相关研究工作并促进研究人员开展讨论,以推进该领域的基础研究和技术创新。