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针对山区大跨拱桥人工巡检过程中人员抵近困难、部分区域存在检测盲区以及高空作业风险较大等问题,结合云南某大跨径拱桥实际工程,研究点云与实景影像融合条件下的无人机巡检方法.首先采集桥梁点云数据及实景影像,建立桥梁三维模型;在此基础上根据桥梁结构及巡检区域进行航线设计,并采用自动巡航与人工操控相结合的方式,对主拱圈、拱上立柱和空心板底板等部位进行检查.实际应用表明,建立的三维模型能够较好反映桥梁空间形态,所得巡检影像具有较好的完整性和规范性,可扩大山区大跨拱桥的巡检范围,减少人员高空作业,对同类桥梁的检测与日常养护具有一定的参考意义.
无人机巡检点云-实景融合建模山区大跨拱桥数字孪生智能运维
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2016年9月,二十国集团领导人第十一次峰会(以下简称"G20杭州峰会")的会标传遍世界.20根蓝绿色的线条勾勒出一座拱桥的轮廓,桥洞与倒影恰好合成一个圆形.设计者袁由敏说,这座桥没有原型—它是一种"精神之桥",代表开放、包容和国与国之间的相互理解.而这座桥的实体落点,是位于钱塘江南岸钱江世纪城的杭州国际博览中心(以下简称"杭博").
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为了研究大跨径钢管混凝土拱桥中空间KT型节点T型支管的抗震性能,以广西贵港市平南县平南三桥为工程背景,以主管轴压比和K型支管荷载变化为试验条件,设计4个缩尺的钢管混凝土空间KT型相贯节点进行低周往复加载试验,研究在主管K型支管施加静载、T型支管施加低周往复荷载的工况下节点的破坏形态、滞回曲线、延性、总耗能、承载力及刚度退化系数等.结果表明:节点的破坏模式为T型支管处主管壁的冲剪破坏;滞回曲线为弓形,表明节点具有良好的塑性变形能力和耗能能力;随着主管轴压力的减小,节点的承载力及极限位移增大;在弹性阶段内,对节点的K型支管施加荷载时,滞回曲线出现不对称的现象,说明K型支管所在侧的主管材料强度得到了充分利用.
钢管混凝土相贯节点T型支管延性承载力
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茅塘桥是一座拥有 600 余年历史的城墙砖砌筑板拱桥.受历史战事影响,该桥第 4 孔炸毁缺失,且桥梁本体与防洪堤连为一体.此次改造严格遵循不改变结构总体外观及受力模式的核心原则.施工前期,临时开挖防洪堤坝,为桥梁加固提供作业空间;桥梁主体结构改造方案采用主拱圈拱背增大截面、拱上填料替换为轻质泡沫混凝土、桥面铺设采用钢筋混凝土板等结构补强措施;同时,采用原制式城墙砖复原损毁的第 4 孔,并配套实施栏杆更换、文物外立面修复等工作.桥梁加固恢复后,进行堤坝分层回填及加固.该工程实现了堤坝防洪加固、桥梁结构补强、文物原状保护三重需求,使三者协同统一.
砖砌拱桥堤坝开挖文物保护改造设计
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城市轨道交通高架桥梁传统以人工巡检为主,存在实时性不足的短板.针对轨道交通下承式系杆拱桥的运维监测需求,以上海某轨交下承式系杆拱桥为工程实例,搭建了一套完整桥梁结构健康监测系统,以拱肋应变、倾角、梁体静/动挠度、吊杆索力、支座位移等为关键指标,开展了在线监测与分级预警.通过专项监测平台实现了结构状态连续观测、数据存储与综合评估.工程应用表明该系统可及时识别桥梁异常,积累长期结构演化数据,支撑病害统计分析,为轨道交通桥梁管养策略的制定与优化提供技术依据.
轨道交通桥梁拱桥健康监测系统预警
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拱肋预拼装技术对于复杂环境下大跨拱桥的线形精准控制尤为重要.本文以积石峡黄河特大桥为背景,提出一种高效精准的拱肋预拼装技术.首先通过分轮次方式对拱肋节段进行分段组拼,再通过三维激光扫描获取各节段点云数据,建立参照端和匹配端的BIM模型配准,实现对相邻节段法兰精准安装,配合一种新型"可调节式定位工装+激光定位"装置对预拼装节段拱肋线形及姿态实行可靠定位和快速调整,以满足设计的线形要求.结果表明,该技术可有效提高施工效率,保障拱肋的线形精度.
大跨钢管混凝土拱桥拱肋预拼装多轮次组拼工艺三维激光扫描可调节式定位
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进入21世纪以来,我国基建工程得到迅猛发展,公路及铁路的上跨桥梁越来越多.钢管混凝土拱桥具有线形美观、整体性好等优点,在桥梁建造上运用较多,但其管内填充的自密实混凝土的配合比设计与施工应用经验尚不全面.文章结合吴忠至中卫城际铁路杨滩村跨定武高速立交特大桥钢管混凝土拱桥工程实例,系统论述C55 自密实混凝土的配合比设计方法以及试配过程分析,以期为同类工程提供参考.
高速铁路钢管混凝土拱桥自密实混凝土配合比设计
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拱肋作为拱桥的重要受力构件,由于线形复杂,导致实际安装难度较大.为了解决拱肋安装过程中的难题,保证拱肋线形,在安装的过程中需进行全程监测.文章以信阳市高新区某飞燕式钢拱桥拱肋安装时的线形控制为研究对象,解决钢拱肋在实际吊装中的问题,在前期数据准备阶段介绍了控制点复核的方法、全桥坐标系、有限元模型的建立过程;在拱肋安装阶段介绍了为控制拱肋线形所采取的方法、限差要求、基础沉降和水平变位监测、拱肋定位及架设高程分析等.最终实现了该飞燕式钢拱桥拱肋的顺利合龙,拱肋线形满足设计要求,两侧拱肋误差均在21 mm以内,达到预期目标.
拱桥拱肋线型监测合龙
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钢拱桥因其结构设计特点,可选择的安装方法多样,不同的安装方法对成本、工期、施工难度、线形控制及安装精度影响有所不同.文章以盘龙嘉陵江大桥钢管拱肋安装施工为例,结合现场施工条件,通过对原位支架拼装法、缆索吊装斜拉扣挂法和整体浮运及提升法3种安装方案比选分析,确定最适合该桥钢管拱肋的安装方案.
拱桥钢管拱肋施工工艺方案比选有限元法
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针对下承式拱桥概念设计阶段结构选型效率低及设计信息衔接不足的问题,提出一种基于拓扑优化与建筑信息模型(BIM)技术的桥梁一体化设计方法.以一座跨径 88m 的钢管混凝土下承式拱桥为研究对象,首先基于变密度法开展结构拓扑优化,获得合理的结构传力路径并完成桥型选型;其次对关键受力构件拱脚横梁进行截面参数化分析,实现结构性能优化;最后将优化结果导入 Revit 平台构建精细化 BIM模型,并结合可视化软件实现设计成果表达.结果表明:经优化后结构关键部位位移显著降低,最大位移降幅达65.2%,结构受力更加合理;同时,该方法实现从概念设计到详细建模的信息贯通.研究表明,所提出方法可有效提高中等跨径(60～120 m)下承式拱桥的方案设计效率与信息集成水平,为桥梁智能化设计提供参考.
拱桥拓扑优化桥梁设计BIM模型
