底部填芯多节段预制拼装空心桥墩抗震性能试验研究

1

作者 杨大海 沈国栋 +3 位作者 杨凯 张凯迪 郦炎森 贾俊峰 《世界地震工程》 北大核心 2024年第4期21-28,共8页

为提高预应力连接预制节段拼装桥墩的抗震性能及施工便捷性,设计了一种底部填芯多节段预制拼装空心桥墩并进行了抗震试验研究。提出了该新型预制节段拼装桥墩填芯高度设计方法,设计了底部填芯预制节段拼装桥墩缩尺模型并开展了拟静力试... 为提高预应力连接预制节段拼装桥墩的抗震性能及施工便捷性,设计了一种底部填芯多节段预制拼装空心桥墩并进行了抗震试验研究。提出了该新型预制节段拼装桥墩填芯高度设计方法,设计了底部填芯预制节段拼装桥墩缩尺模型并开展了拟静力试验测试。基于试验结果分析了该新型桥墩在水平循环往复作用下的裂缝发展过程、失效模式、滞回性能、延性性能、耗能能力及桥墩接缝的开口大小等抗震性能。研究结果表明:所发展的底部填芯多节段预制拼装空心桥墩的失效模式为底部节段混凝土局部压溃,但范围较小,所提填芯高度的设计方法可行,可以使桥墩实现预期失效模式。该新型桥墩具有较小的残余位移、优异的耗能能力与延性性能,这表明此桥墩具有优异的抗震性能。 展开更多

关键词 多节段预制桥墩 空心桥墩 拟静力试验 底部节段填芯混凝土 填芯高度 抗震性能

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节段拼装桥墩抗震性能研究进展 被引量：50

2

作者 王志强 葛继平 +1 位作者 魏红一 刘丰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第4期147-154,共8页

预制拼装桥墩由于其良好的力学性能和施工优势,在国外曾有不少工程实践和研究。但是国内针对节段拼装桥墩抗震性能的研究还是空白,明显滞后于工程实践,不能满足工程建设的需要。因此,本文对节段拼装桥墩的应用、接缝分类及其力学特性、... 预制拼装桥墩由于其良好的力学性能和施工优势,在国外曾有不少工程实践和研究。但是国内针对节段拼装桥墩抗震性能的研究还是空白,明显滞后于工程实践,不能满足工程建设的需要。因此,本文对节段拼装桥墩的应用、接缝分类及其力学特性、试验研究和理论研究方面的情况进行了总结,并指出了存在问题和进一步研究的方向。 展开更多

关键词 节段拼装 快速施工 桥墩 抗震性能

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循环荷载作用下预制拼装桥墩抗震性能分析 被引量：25

3

作者 葛继平 魏红一 王志强 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期894-899,共6页

采用实体有限元方法分析预制拼装钢管约束混凝土桥墩在循环荷载作用下的力学反应,介绍了实体有限元方法分析预制拼装桥墩的关键技术.有限元计算得到的变形和破坏形态与试验结果基本一致,荷载位移滞回曲线也与试验结果吻合良好.在此基础... 采用实体有限元方法分析预制拼装钢管约束混凝土桥墩在循环荷载作用下的力学反应,介绍了实体有限元方法分析预制拼装桥墩的关键技术.有限元计算得到的变形和破坏形态与试验结果基本一致,荷载位移滞回曲线也与试验结果吻合良好.在此基础上进行的参数分析结果表明:随预应力筋产生的轴压力增加,构件强度增加但延性降低;套筒约束程度对节段拼装摇摆单柱墩的滞回性能基本没有影响;接缝区域混凝土强度越高,侧向抗力增加. 展开更多

关键词 预制拼装桥墩 无粘结预应力筋 钢管混凝土 非线性有限元分析 滞回性能

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高速铁路桥梁预制节段拼装桥墩抗震性能分析 被引量：5

4

作者 梁岩 李庆贺 +2 位作者 罗小勇 曹阳 张浩 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1492-1501,共10页

为研究预制节段拼装桥墩在高烈度区的应用,依托某高速铁路桥墩,分别建立现浇墩(MRC)和预制节段拼装桥墩(PSBC)有限元模型并进行试验验证。通过增量动力分析,对比分析MRC和PSBC抗震性能,研究在设计地震、罕遇地震及极大地震作用下,预制... 为研究预制节段拼装桥墩在高烈度区的应用,依托某高速铁路桥墩,分别建立现浇墩(MRC)和预制节段拼装桥墩(PSBC)有限元模型并进行试验验证。通过增量动力分析,对比分析MRC和PSBC抗震性能,研究在设计地震、罕遇地震及极大地震作用下,预制节段拼装桥墩耗能钢筋配筋率、混凝土强度和预应力筋布置位置等主要设计参数对其墩顶位移、残余位移、接缝张开相对位移和弯矩曲率等抗震指标的影响。研究结果表明:MRC在各地震动作用下的弯矩-曲率滞回曲线较为饱满,地震波能量较大时,PSBC滞回曲线的捏缩现象显著,与MRC区别较大,以极大地震动为例,MRC墩底最大弯矩约比PSBC大15%,最大曲率约为PSBC的3倍。在地震作用下,PSBC墩顶位移大于MRC,残余位移、弯矩和曲率小于MRC。增大耗能钢筋配筋率、提高混凝土强度和分散布置预应力筋,均可有效减小PSBC墩顶位移、残余位移和墩底接缝张开相对位移。提高混凝土强度对残余位移影响较大,对墩顶位移、墩底接缝张开相对位移及弯矩影响较小。在设计地震作用下,各抗震指标变化不明显。罕遇地震作用下,耗能钢筋配筋率由1%提高到1.68%,墩顶位移、残余位移和接缝张开相对位移分别减少6%,13%,14%。混凝土强度提高20%,残余位移减少约44%。相对于集中布置,预应力筋分散布置的墩顶位移和接缝张开相对位移分别减少6%和22%。 展开更多

关键词 桥梁 预制节段拼装桥墩 抗震性能分析 现浇墩 位移

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车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤分析与评估 被引量：8

5

作者 张于晔 李清华 +1 位作者 樊伟 袁万城 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期150-158,209,共10页

为合理评估车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤状态,研究适用于预制拼装桥墩的受撞损伤评估方法。建立车辆撞击桥墩三维有限元模型并进行桥墩损伤分析,通过与试验结果对比验证桥墩与车辆模型的准确性。分析不同参数下预制节段拼装桥墩受... 为合理评估车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤状态,研究适用于预制拼装桥墩的受撞损伤评估方法。建立车辆撞击桥墩三维有限元模型并进行桥墩损伤分析,通过与试验结果对比验证桥墩与车辆模型的准确性。分析不同参数下预制节段拼装桥墩受撞的位移响应和损伤破坏特征,并研究残余位移与截面损伤的变化规律。提出考虑残余位移和截面损伤的预制节段拼装桥墩受撞损伤评估指标,对桥墩进行损伤等级划分并确定各损伤等级指标界限值。研究结果表明:试验范围内桥墩位移响应对车辆初始撞击能量和轴压比变化最为敏感;车撞下预制节段拼装桥墩损伤集中于直接受撞击节段;桥墩受撞处残余位移和截面损伤率越大,其受撞后损伤越严重;考虑残余位移和截面损伤的桥墩损伤评估方法可准确评估车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤状态。 展开更多

关键词 预制节段拼装桥墩 车辆撞击 损伤评估 残余位移 截面损伤

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基于并筋-灌浆波纹管连接的预制桥墩-盖梁节点抗震性能研究 被引量：4

6

作者 徐亚洲 魏克伦 李明涛 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期12-22,共11页

为有效解决地铁高架车站中高配筋率桥墩与盖梁的装配连接问题,设计一种基于并筋-灌浆波纹管连接的桥墩-盖梁节点装配方案。按照1∶3的缩尺比,设计制作一个现浇试件和一个预制试件,来验证装配方案的可行性。通过拟静力加载试验,研究现浇... 为有效解决地铁高架车站中高配筋率桥墩与盖梁的装配连接问题,设计一种基于并筋-灌浆波纹管连接的桥墩-盖梁节点装配方案。按照1∶3的缩尺比,设计制作一个现浇试件和一个预制试件,来验证装配方案的可行性。通过拟静力加载试验,研究现浇试件和预制试件的承载能力、破坏模式和滞回特性。试验结果表明,预制试件的水平承载力与现浇试件的水平承载力基本一致;基于并筋-灌浆波纹管连接的桥墩-盖梁节点装配方案是可靠的;预制试件和现浇试件破坏形态均以弯曲破坏为主,预制试件破坏程度弱于现浇试件;预制试件的耗能能力和延性性能稍差,初始刚度较小。采用ABAQUS调用清华大学开发的PQ-Fiber子程序建立试件的有限元模型,模拟分析试件在往复荷载作用下的抗震性能,数值模拟结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 拟静力加载试验 预制桥墩-盖梁节点 灌浆波纹管 数值模拟 抗震性能

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车致爆炸作用下装配式桥墩损伤模式及安全防护距离 被引量：1

7

作者 朱钊 李源 韩逸涛 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1337-1348,共12页

为评价在役装配式桥墩的抗爆性能并建立其安全防护距离,结合已有现浇桥墩及装配式桥墩爆炸试验结果,进行了材料损伤本构、空气和炸药状态方程及接缝分析参数的验证.在分析参数验证的基础上,采用Autodyn冲击分析软件,进行了三种连接方式... 为评价在役装配式桥墩的抗爆性能并建立其安全防护距离,结合已有现浇桥墩及装配式桥墩爆炸试验结果,进行了材料损伤本构、空气和炸药状态方程及接缝分析参数的验证.在分析参数验证的基础上,采用Autodyn冲击分析软件,进行了三种连接方式下装配式桥墩的车致爆炸性能分析.分析结果表明,当爆炸距离小于2 m时,三种装配式桥墩均表现出墩底区域冲剪破坏.爆炸距离大于3 m时,无粘结预应力装配式桥墩及灌浆波纹管装配式桥墩在爆炸冲击波作用下,表现出墩底接缝的有限滑移,部分装配式桥墩表现出典型的弯剪破坏模式.结合桥墩损伤分布、墩底加速度时程、钢筋应力分析结果表明:以不倒塌理念进行三种装配式桥墩抗爆防护时,其安全防护距离均为3 m. 展开更多

关键词 桥梁工程 装配式桥墩 车致爆炸 损伤模式 动态响应 安全防护距离

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灌浆套筒连接预制拼装桥墩抗剪强度影响因素分析 被引量：12

8

作者 李晓鹏 张广达 +2 位作者 韩强 许坤 杜修力 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2021年第6期71-81,共11页

现有灌浆套筒连接预制拼装桥墩的抗剪试验仅考虑了轴压和长细比的影响。为进一步深入研究预制拼装桥墩的抗剪强度影响因素,基于现有试验结果,建立了高精度的桥墩抗剪数值分析模型,该模型可以考虑拼接缝处钢筋销栓力的作用。并通过与试... 现有灌浆套筒连接预制拼装桥墩的抗剪试验仅考虑了轴压和长细比的影响。为进一步深入研究预制拼装桥墩的抗剪强度影响因素,基于现有试验结果,建立了高精度的桥墩抗剪数值分析模型,该模型可以考虑拼接缝处钢筋销栓力的作用。并通过与试验结果对比分析了试件裂缝模态、力与位移曲线、接缝变形和箍筋应力等指标参数,验证了数值模型的正确性和精确性。在此基础上,开展了箍筋配筋率、纵筋配筋率、灌浆层强度和摩擦系数等因素对预制拼装桥墩抗剪强度影响规律研究,结果表明,纵筋配筋率的提高对桥墩抗剪强度的提高有显著影响。 展开更多

关键词 灌浆套筒 预制桥梁 数值模拟 桥墩 抗剪强度

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2段式预制拼装预应力混凝土桥墩的抗震性能 被引量：24

9

作者 葛继平 闫兴非 王志强 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2390-2398,共9页

以某拟建轨道交通桥墩为原型,按照相似比1:3进行整体现浇桥墩RC和预应力预制拼装桥墩PCS的设计。采用拟静力试验方法,一方面研究原型桥墩的正常使用性能和抗震性能,另一方面重点研究按照等效抗震性能设计原则设计的预制拼装桥墩的正常... 以某拟建轨道交通桥墩为原型,按照相似比1:3进行整体现浇桥墩RC和预应力预制拼装桥墩PCS的设计。采用拟静力试验方法,一方面研究原型桥墩的正常使用性能和抗震性能,另一方面重点研究按照等效抗震性能设计原则设计的预制拼装桥墩的正常使用性能和抗震性能。研究结果表明:PCS的开裂荷载是RC桥墩的1.5倍。预应力混凝土节段拼装桥墩在地震作用下,墩柱整体损伤较小,主要是墩底附近混凝土发生开裂和压碎。在相同最大偏移率6%下,PCS的残余位移只有整体现浇试件的44%,PCS试件的耗能能力只有RC试件的1/3。预应力筋的初始预应力保持在屈服强度的30%,可以使墩柱在侧向偏移率达到6%时预应力筋也不会断裂。节段拼装预应力桥墩PCS可以取得与普通钢筋混凝土结构一样的荷载位移骨架曲线,具有较小的残余变形和良好的自复位能力,但是耗能能力差。 展开更多

关键词 预制混凝土 预应力混凝土 桥梁墩柱 精轧螺纹钢筋 抗震性能

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机械套筒连接的轨道交通预制拼装桥墩抗震性能试验研究 被引量：22

10

作者 葛继平 闫兴非 王志强 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2017年第6期143-153,共11页

预制拼装桥墩能够应用于中高地震烈度区的前提是使预制拼装桥墩具有良好的延性和耗能能力。本文采用新型可调节型机械套筒进行轨道交通预制拼装桥墩方案的设计。按照1:3的大比例尺制作了两个试件,第1个试件是以某在建轨道交通桥墩为原... 预制拼装桥墩能够应用于中高地震烈度区的前提是使预制拼装桥墩具有良好的延性和耗能能力。本文采用新型可调节型机械套筒进行轨道交通预制拼装桥墩方案的设计。按照1:3的大比例尺制作了两个试件,第1个试件是以某在建轨道交通桥墩为原型缩尺的整体现浇试件,同时也是基准比照的试件;第2个试件是采用机械套筒连接的预制拼装桥墩试件。采用拟静力试验方法研究了机械套筒预制拼装方法与现浇方法制作的桥墩的抗震性能异同。包括破坏过程,荷载位移滞回曲线,塑性铰区域内的变形特征等。试验结果表明采用该种新型可调节型机械套筒设计的预制拼装桥墩的抗震性能与整体现浇桥墩等同,所以新型可调节型机械套筒方案可作为轨道交通预制拼装桥墩的备选设计方案。 展开更多

关键词 预制混凝土 桥梁墩柱 机械套筒 连接 抗震性能

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预应力连接预制节段桥墩抗震性能数值仿真分析 被引量：4

11

作者 张凯迪 贾俊峰 +2 位作者 郭彤 程寿山 樊平 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期176-184,共9页

预应力连接预制节段桥墩已在美国低震地区广泛应用,但在中国的工程应用甚少。由于预制节段墩的抗震机理尚不明确,震害资料缺乏,使其在强震地区的应用受到制约。本文基于预应力连接预制节段桥墩缩尺模型的拟静力试验,采用有限元分析软件A... 预应力连接预制节段桥墩已在美国低震地区广泛应用,但在中国的工程应用甚少。由于预制节段墩的抗震机理尚不明确,震害资料缺乏,使其在强震地区的应用受到制约。本文基于预应力连接预制节段桥墩缩尺模型的拟静力试验,采用有限元分析软件ABAQUS,建立其精细化数值模型,在压弯荷载作用下进行墩柱的非线性力学行为仿真,并与试验结果进行对比验证;在此基础上,探讨耗能钢筋配筋率、预应力筋面积及其初始张拉力3个关键设计参数对预制节段桥墩抗震性能的影响规律。结果表明:本文建立的预制节段桥墩数值模型可较好地再现拟静力试验结果;随耗能钢筋配筋率的增加,桥墩承载能力、等效黏滞阻尼比和残余位移都明显增加;随预应力筋面积增加,桥墩屈服后刚度明显增加,抗侧承载力增加,残余位移略有增加,等效黏滞阻尼比降低;随预应力筋初始张拉力的增加,桥墩承载能力增加,但墩底混凝土破碎严重;对于预制节段拼装预应力桥墩,建议当目标偏移率不超过4%时,为了避免严重的混凝土损伤,预应力筋初始张拉力应小于其极限抗拉强度的50%;为了实现桥墩震后的快速修复,耗能钢筋配筋率应小于1%。研究结果可为预制节段拼装预应力桥墩的抗震设计提供参考,促进其在强震地区的使用。 展开更多

关键词 预制节段预应力桥墩 抗震性能 耗能钢筋配筋率 预应力筋面积 预应力筋初始张拉力

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高强钢筋增强节段拼装桥墩抗震性能分析 被引量：10

12

作者 蔡忠奎 王震宇 苑溦 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第3期312-318,共7页

为实现预制节段拼装桥墩(PSBC)地震动力响应与震后残余位移的同步控制,提出以高强钢筋替代传统PSBC中普通贯通钢筋的新方案。为验证该方案的有效性,对比分析配置普通热轧带肋钢筋HRB400、HRB500和精轧螺纹钢筋PSB785的PSBC模型的抗震性... 为实现预制节段拼装桥墩(PSBC)地震动力响应与震后残余位移的同步控制,提出以高强钢筋替代传统PSBC中普通贯通钢筋的新方案。为验证该方案的有效性,对比分析配置普通热轧带肋钢筋HRB400、HRB500和精轧螺纹钢筋PSB785的PSBC模型的抗震性能。首先,提出了PSBC纤维模型建模方法,并将数值模拟结果与前人试验及本文作者试验结果进行对比,验证了建模方法的有效性。然后,针对上述3类PSBC模型开展单调加载分析、滞回分析及动力时程分析,对比各模型的位移延性、耗能能力、地震最大位移反应及震后残余位移。结果表明:将PSBC贯通钢筋由常用的HRB400改为PSB785型精轧螺纹钢筋,可在地震时最大位移基本不变的前提下显著减小震后残余位移。因此,建议PSBC贯通钢筋优先选用PSB785型精轧螺纹钢筋,藉此综合提高PSBC抗震性能和自复位能力。 展开更多

关键词 预制节段拼装桥墩 高强钢筋 抗震性能 自复位能力

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等同现浇预制装配桥墩抗震性能研究综述 被引量：5

13

作者 张凯迪 贾俊峰 +3 位作者 程寿山 樊平 庞伟 周述美 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1248-1259,共12页

预制装配式桥墩已广泛应用于国内外低震区的公路及城市桥梁工程中,为促进预制桥墩在强震地区的应用,针对国内外等同现浇预制装配式钢筋混凝土桥墩的相关研究与工程应用展开系统总结和分析.从连接技术、抗震性能及工程应用3个方面介绍了... 预制装配式桥墩已广泛应用于国内外低震区的公路及城市桥梁工程中,为促进预制桥墩在强震地区的应用,针对国内外等同现浇预制装配式钢筋混凝土桥墩的相关研究与工程应用展开系统总结和分析.从连接技术、抗震性能及工程应用3个方面介绍了基于灌浆套筒、灌浆波纹管和承插式连接的预制装配钢筋混凝土桥墩的发展现状,指出预制装配式桥梁的未来发展趋势.分析表明,等同现浇的预制装配式桥墩与现行设计规范可方便地衔接,更易于在工程应用中推广;灌浆套筒布置在塑性铰区时,其抗震机理、塑性铰长度与普通现浇桥墩略有不同,应重点关注;灌浆波纹管连接和承插式连接预制桥墩在保证可靠连接的基础上可用于强震区;高性能化、轻型化、高韧性及技术高适应性是未来预制装配式桥墩的重点发展方向. 展开更多

关键词 预制装配钢筋混凝土桥墩 灌浆套筒 灌浆波纹管 承插式 抗震性能 工程应用

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自复位预制节段钢管混凝土桥墩拟静力试验数值仿真 被引量：1

14

作者 魏博 贾俊峰 +2 位作者 张强 郭扬 杜修力 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1129-1137,共9页

为提高桥墩建造效率、降低桥墩局部损伤,将钢管混凝土(concrete filled steel tubular, CFST)用于预制桥墩节段,发展基于可恢复功能的自复位预制节段拼装钢管混凝土桥墩.在后张预应力预制节段拼装钢管混凝土桥墩缩尺模型的低周往复试验... 为提高桥墩建造效率、降低桥墩局部损伤,将钢管混凝土(concrete filled steel tubular, CFST)用于预制桥墩节段,发展基于可恢复功能的自复位预制节段拼装钢管混凝土桥墩.在后张预应力预制节段拼装钢管混凝土桥墩缩尺模型的低周往复试验的基础上,基于ABAQUS软件建立自复位桥墩三维有限元数值仿真模型,利用试验结果验证数值模型的有效性.研究和分析水平拟静力往复加载下自复位预制节段拼装钢管混凝土桥墩的力学行为和抗震性能.研究结果表明:本文基于ABAQUS软件建立的三维有限元数值模型可以较好地体现自复位节段桥墩的局部损伤和非线性往复滞回力学行为.自复位节段拼装钢管混凝土桥墩的力-位移曲线为明显的旗帜形态.墩顶最大偏移率超过5.0%时,桥墩仍具有良好的自复位能力.轴心预应力筋张拉力随水平加载位移基本呈线性增加,加载结束后出现明显的预应力损失.墩底节段局部钢管发生屈服,但上部节段未出现明显局部屈曲现象. 展开更多

关键词 自复位桥墩 钢管混凝土 预制节段拼装桥墩 拟静力试验 抗震性能 数值仿真

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“钓鱼法”架设预制空心板梁的设计与施工 被引量：2

15

作者 马明 《世界桥梁》 北大核心 2015年第3期24-27,共4页

沈阳市东软3号街跨白塔堡河桥为4×15m预应力混凝土简支空心板梁桥,单跨主梁横桥向布置13块预制空心板,中板重约20t,边板重约22t。由于施工场地受限,采用单台大型汽车吊"钓鱼法"架设预制空心板。吊机选用徐工QY130K(130t... 沈阳市东软3号街跨白塔堡河桥为4×15m预应力混凝土简支空心板梁桥,单跨主梁横桥向布置13块预制空心板,中板重约20t,边板重约22t。由于施工场地受限,采用单台大型汽车吊"钓鱼法"架设预制空心板。吊机选用徐工QY130K(130t)汽车吊机,可满足13m吊幅和22t吊重要求;建立吊机四点支承受力计算模型简图,得到吊机支腿反力最大值为501.3kN,小于空心板承载能力,空心板受力满足要求,验证了该方案的可行性。施工采用单台汽车吊机站位到已架设的空心板顶面,按照先中梁后边梁的顺序,逐跨完成架梁作业。该桥通过"钓鱼法"的合理运用,快速完成了上部结构施工。 展开更多

关键词 板梁桥 预应力混凝土结构 预制空心板 钓鱼法 汽车吊机 支腿 结构计算 施工技术

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