南京仙新路长江大桥主桥结构设计

南京仙新路长江大桥主桥为跨径1760 m的单跨钢箱梁悬索桥,主缆垂跨比1/9,边跨跨径580 m,边中跨比0.33。该桥上、下游各设1根主缆,单根主缆由169股127∅5.4 mm镀锌铝高强钢丝索股组成,采用PPWS法施工,钢丝标准抗拉强度2100 MPa。吊索与索夹采用销接式结构,跨中设置柔性中央扣索,短吊索设置关节轴承。主索鞍采用宽鞍槽单纵肋铸焊结合构造,散索鞍采用底座式全铸结构。加劲梁采用扁平流线型封闭整体钢箱梁,总宽31.5 m,梁高4 m,顶板与U肋之间采用双面埋弧全熔透焊接。桥塔采用门形混凝土结构,总高277.3 m,其上横梁为预应力混凝土结构,外包N字造型钢结构;桥塔基础采用直径2.8 m钻孔灌注桩。南锚碇采用外径65 m圆形地下连续墙基础;北锚碇采用沉井基础,平面尺寸70 m×50 m,高50 m。对结构进行静力分析及抗风性能理论和试验研究,结果表明:结构强度、刚度均满足规范要求;在加劲梁上设置0.67 m高中央稳定板、两侧风嘴处设置1 m宽水平稳定板后,大桥的颤振、涡振等抗风性能均满足要求,且具备一定的阻尼储备。

大倾角钢箱提篮拱桥总体设计

考虑施工技术、经济性和景观效果等方面,陕西蔡家坡渭河特大桥主桥采用(35+210+35) m大倾角钢箱提篮拱桥。该桥采用摩擦摆和环向钢丝绳阻尼支座综合减隔震约束体系,以降低结构的地震响应。拱肋为单室等宽钢箱截面,采用主、副拱肋2条悬链线,主、副拱肋共面,设计为横向内倾20°的大倾角,在提高桥梁景观效果的同时,又有效提高了结构的整体稳定性;拱肋设钢-混结合段连接拱脚与混凝土拱座。桥面系采用自重较轻的正交异性钢桥面板结构。吊杆采用抗拉强度1 860 MPa的环氧柔性钢绞线。基础采用Φ2.5 m的钻孔灌注群桩,以抵抗软弱地质条件下荷载的竖向及水平作用力。该桥总体采用先梁后拱的施工方案。整体及局部有限元分析结果表明,桥梁结构力学性能均满足规范要求,设计安全可靠。

古金赤水河大桥主桥总体设计

古金赤水河大桥主桥为(83.5+173.5+575+173.5+83.5)m半飘浮体系双塔双索面斜拉桥。主梁采用双边主梁断面钢-混组合梁,由工字钢主梁和混凝土桥面板组成,全宽43.8 m,设置裙板抑制主梁涡振。桥塔为下塔柱内收的A形塔,南、北塔塔高分别为217 m和261 m。由于山区超高桥塔塔墩景观效果欠佳,采用超高塔柱无塔墩方案,桥塔采用嵌岩群桩基础;针对山区桥梁养护不便的情况,索塔锚固采用耐候钢钢锚梁;针对剪力钉在拉拔力作用下承载能力降低问题,采用以开孔板连接件为主的钢-混结合构造实现锚梁牛腿壁板与塔壁连接。斜拉索采用公称直径15.20 mm、标准抗拉强度1860 MPa的钢绞线拉索,全桥共4×23对(184根),空间双索面扇形布置。由于斜拉索锚拉板+外置减振阻尼器景观效果不佳,选用全内置减振阻尼器方案。

近断层地震动引起的公路桥梁车桥分离现象的统计分析

近年来,随着我国人均汽车保有量的增加,国内交通密度增大,交通拥堵加剧,再加上重卡超载现象越来越严重,机动车辆荷载对中小跨径桥梁的影响显著增大,也提高了地震发生时桥上有车的概率;另一方面,近断层地震动具有显著的竖向效应,已有震害表明车辆与桥梁在较强的竖向地震动作用下容易产生车桥分离或碰撞的现象。因此,考虑近断层地震动作用下车辆对桥梁动力响应的影响将有助于准确评估桥梁的抗震性能。文章以一座典型的3跨连续梁桥为工程背景,采用考虑车辆与桥面动态接触或分离的模型对实际近断层地震动作用下的车桥耦合系统的动力响应进行统计分析,研究车辆对桥梁的动力放大作用、车桥分离现象及其影响规律。结果表明,在车桥不分离的情况下,考虑车辆影响在80%的工况下会减小桥梁的竖向位移响应,但随着竖向PGA的增大,车辆对桥梁的动力作用逐渐趋于不利;其次,车桥之间的动力相互作用可能导致不止一次的车桥分离,最大接触力在大多数情况下发生在首次分离与二次分离之间,最大可能达到车辆重量的7.9倍,会对桥面局部受力产生极其不利的影响,且车桥分离的时间随着车辆竖向频率的增大而增加,但这种现象与地震动的竖向PGA没有直接关系,对桥梁的竖向位移响应影响也不大。

深江铁路洪奇沥公铁两用大桥主桥方案构思与总体设计

深江铁路洪奇沥公铁两用大桥主桥采用(3×100+808+3×100)m超短边跨钢-混组合混合梁斜拉桥,一跨跨越通航水域。该桥公铁分层布置,上层布置8车道城市快速路,下层布置4线铁路。主梁采用倒梯形双主桁截面,桥面布置紧凑、受力明确、经济性好。中跨主梁采用板桁-箱桁组合结构钢梁,桥面结构参与主桁受力,具有高效综合性能。边跨主梁采用矩形钢管混凝土叠合板-桁组合梁,融结构受力和锚固压重于一体,叠合板采用32 cm厚预制板+40 cm厚现浇层。钢-混结合段采用“钢格室+承压板”构造,钢-混结合面位于桥塔向中跨侧4.6 m。桥塔采用H形混凝土塔,基础采用35根直径4.0 m的大直径钻孔灌注桩。斜拉索采用标准抗拉强度2000 MPa的平行钢丝成品索,最大规格为PES(C)7-547。索梁锚固采用副桁弦杆节点兜底钢锚箱结构,传力可靠、抗疲劳性能好。索塔锚固创新地采用自平衡交叉混合锚固技术,以适应大规格斜拉索锚固。钢桁梁采用“纵向分段、横向分区”制造、运输、现场吊装的施工方案。

外置耗能角钢的摇摆-自复位桥梁双柱墩地震易损性分析

为评估设置耗能角钢的摇摆-自复位桥梁双柱墩的抗震能力,本文建立该结构的有限元分析模型,分别定义和量化双柱墩不同损伤状态和损伤指标。本文从太平洋地震工程研究中心选取16条近断层地震动,基于增量动力分析,得到该结构的地震响应。基于最小二乘法,对得到的增量动力分析曲线进行对数回归分析,计算结构不同损伤状态的超越概率及易损性曲线。研究表明:当地面峰值加速度为0.1 g时,外置耗能角钢与耗能钢筋屈服的超越概率分别为34%和22%;当峰值加速度为0.4 g时,外置耗能角钢与耗能钢筋失效的超越概率分别为6%和11%,而预应力筋未屈服;当峰值加速度为1.0 g时,外置耗能角钢和耗能钢筋失效的概率分别达到85%和91%,桥墩发生倒塌的概率为46%。

基于工程经济性的公路悬索桥主缆最优垂跨比研究

为寻求工程经济性最优的公路悬索桥主缆垂跨比,以我国近年多座采用混凝土桥塔的单跨公路悬索桥为背景,建立主缆、锚碇、桥塔基础工程量的直接函数模型和桥塔塔身工程量的非线性函数拟合模型,对跨度750~2250 m、单层车道数4~8及双层车道数6+4、垂跨比1/14~1/6共952种布置形式的悬索桥进行大范围关于主缆垂跨比的工程经济性研究,并以2座实桥为算例分析主缆垂跨比对悬索桥静、动力性能及抗风性能的影响。结果表明:主缆垂跨比对悬索桥工程经济性影响显著;悬索桥主缆最优垂跨比与跨度相关,而车道数、加劲梁荷载集度的影响相对较小,涉水和不涉水的差异也不显著;基于工程经济性考虑,跨度750~2250 m的悬索桥主缆最优垂跨比为1/6.5~1/8.5,比经验值增大较多。2座实桥算例分析表明随着垂跨比增加,加劲梁挠度和活载应力有所增加,抗风性能略有提升,建议方案设计阶段加大垂跨比研究范围、对工程经济性和桥梁力学性能进行综合比选。

车桥耦合连续梁-拱组合桥冲击系数研究

为了得到连续梁-拱组合桥真实的冲击系数,以某三跨连续梁-钢管混凝土拱组合桥为依托,考虑车桥耦合振动效应,利用ANSYS建立大桥空间梁单元模型和车辆的三轴半车模型,分析桥面不平度、车速、车辆数对主梁不同部位及不同响应冲击系数的影响,并以车速和桥面不平度为自变量得到冲击系数二元回归公式,最后利用2座基频相近桥梁冲击系数的实测数据验证该公式。结果表明:桥面不平度对冲击系数影响最大,当桥面不平度达到B级以上,冲击系数超过规范值,最大可达规范值5.42倍;对于主梁,不同外部激励、不同响应和不同部位的冲击系数存在差异,部分冲击系数超出规范值;该文给出的冲击系数回归公式可用于类似结构主梁冲击系数估算。

大吨位转体桥梁不平衡力矩计算方法优化研究

针对常用的不平衡力矩计算方法无法适应于大吨位转体桥梁而造成较大计算误差的问题,基于常用的球铰转动法和球铰应力差法,以某大吨位转体桥为背景,对2种方法的不平衡力矩计算结果进行对比,以确定适合大吨位转体桥梁不平衡力矩计算方法;建立球铰有限元模型,分析不平衡力矩对球铰应力差分布规律;采用增广拉格朗日方程对基于球铰应力差法的不平衡力矩计算公式进行优化,并以多座桥梁为例验证优化公式的适用性。结果表明:球铰应力差法与球铰转动法的不平衡力矩计算值相对误差较小;球铰两侧应力差值的大小随着与球铰中心距离的增加呈现先增大后减小的变化趋势;不平衡力矩有限元分析值大于实测值,且两者的相对误差随着不平衡力矩的增加显著增大,最大相对误差为33.4%,优化后的球铰应力差法计算得到的不平衡力矩值与实测值的相对误差在15%以内,表明优化效果良好。

G3铜陵长江公铁大桥桥塔基础设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m的斜拉-悬索协作体系桥,桥塔采用钢筋混凝土门形结构。3号桥塔基础比选了钻孔桩基础与沉井基础方案,4号桥塔基础比选了钻孔桩基础与地下连续墙基础方案,综合考虑基础受力性能、经济性、施工风险等,均推荐采用钻孔桩基础方案。3号、4号桥塔塔座高4.5 m,承台分别为厚7 m的圆形-哑铃形和矩形-哑铃形结构,基础分别采用68根和64根φ3.0 m钻孔桩,桩长分别为95 m和79 m,按摩擦桩设计。承台系梁采用ANSYS软件进行实体有限元分析,系梁横向受力主筋、竖向抗剪箍筋采用优化分区配置,满足受力要求。

新型CFRP索股锚固体系设计及试验研究

为改善CFRP索股锚固体系的锚固性能及CFRP索股受力不均问题,研制了锚具内壁面带凹槽的CFRP索股锚固体系,对其进行了试验测试,分析了锚固体系破坏模式、荷载-位移、锚固效率、CFRP索股应变变化规律,通过应力变异系数评估了锚具内壁面凹槽设置和预张拉对CFRP索股应力不均匀改善的效果。研究结果表明,锚具内壁面设置凹槽和对CFRP索股进行预张拉能够提高锚固体系的锚固效率,锚固效率可达99%以上;试验观察到CFRP索股存在受力不均现象,引起CFRP索股受力不均的原因主要与CFRP索股长度不一致和粘结介质的剪切变形相关;通过在锚具内壁面设置凹槽和对CFRP索股进行预张拉能够改善锚固体系CFRP索股的应力不均程度,锚具内壁面凹槽深度为2 mm、间距为5 mm,预紧力为10%名义极限荷载时,锚固体系在自由段中点和加载端处的平均应力变异系数分别降低了7.16%、3.86%。

山区大跨T型刚构桥设计要点

以巫镇高速公路后溪河大跨T型刚构桥为研究对象,采用大型有限元程序Midas Civil建立主桥计算模型,对主桥承载力、受压区高度、主梁应力、主墩施工稳定、计算长度等方面进行分析探讨。结果表明:1)主梁结构尺寸及配束合理,承载力具有较高的冗余度;2)箱梁底板厚度可适当降低,无需强制满足x≤ξbh 0,进而达到减轻结构自重的目的;3)主墩刚度适宜,施工大悬臂阶段稳定性较好;4)主墩进行强度、裂缝验算时,计算长度宜通过有限元屈曲分析,由欧拉临界力反算。

不同道路服务水平下连续梁桥动力响应研究

为了解不同道路服务水平与桥梁动力响应间的内在关系,以(50+100+50)m三跨连续梁桥为工程实例,采用交通流理论,引入平均车头间距与车流密度的相互关系,获取道路服务水平为一级至四级所对应的车辆间距分布规律,基于模态综合法和结构动力学原理,通过轮-桥之间的几何位移和力学耦合关系,组建多车车桥耦合时变动力分析模型,提出多车车桥耦合振动系统数值分析方法,研究不同车辆数量和不同道路服务水平下桥梁关键截面动力响应的变化规律。结果表明:随着车辆数量逐渐增加,桥梁关键截面处的挠度响应时程曲线呈先增大后减小的趋势变化,其中当桥面上的车辆数量为4辆时,桥梁关键截面的挠度响应幅值达到最大;当桥面上的车辆数量继续增加到8辆时,桥梁挠度响应幅值达到基本稳定。在此基础上,计算得出不同车辆间距变化,即随着道路服务水平由一级变化到四级时,桥梁关键截面挠度响应幅值呈增大趋势,其动力响应均大于单车作用下桥梁挠度响应幅值;而桥梁冲击系数则呈现先增大后减小的变化趋势,也均大于单车规范取值;在不同道路服务水平中均存在有利车队布置形式,使得桥梁振动响应影响较小。

东津黄河大桥主桥总体设计

东津黄河大桥主桥为(50+180+420+180+50) m双塔钢-混组合梁斜拉桥,采用半飘浮结构体系;主梁采用宽34 m的双边钢箱-混凝土桥面板组合梁;桥塔采用无下横梁的A形桥塔+分离式承台,承台间设横向系梁,塔梁交接处设置牛腿支承主梁,塔柱底部设置破冰体;基础采用?2.0 m钻孔灌注桩,最大桩长117 m;斜拉索采用标准抗拉强度1 860 MPa平行钢丝拉索,按空间双索面扇形布置,塔端采用钢锚梁+混凝土齿块锚固,梁端采用钢锚箱锚固于主梁边钢箱外腹板。计算结果表明,该桥结构静、动力性能良好,各项指标满足规范要求。

考虑碰撞效应的近断层斜拉桥地震响应研究

为了研究碰撞效应对近断层斜拉桥地震响应影响,该文以一座双塔斜拉桥为工程背景,分析近断层地震动作用下斜拉桥主桥和引桥主梁碰撞响应及碰撞响应对结构地震响应的影响,研究黏滞阻尼器和弹性索对近断层地震动作用下斜拉桥碰撞效应影响,并与远场地震动下斜拉桥地震响应进行对比,探讨碰撞效应对斜拉桥减震率影响。结果表明:与无脉冲地震动相比,近断层脉冲地震动作用下在脉冲时段内斜拉桥主桥与引桥更易发生碰撞,碰撞效应对斜拉桥地震响应影响更显著;设置黏滞阻尼器和弹性索后,斜拉桥主桥与引桥在脉冲时段内仍发生碰撞,但碰撞响应减小,且脉冲地震动作用下碰撞效应对斜拉桥地震响应影响明显降低;在分析脉冲地震动作用下斜拉桥减震率时须考虑碰撞效应。

蒙西至华中地区煤运通道(三门峡至襄阳段)限制坡度研究

蒙西至华中煤运通道是连接蒙西与鄂湘赣三省大能力、“以煤运为主,兼顾沿线客货”交流的煤运干线铁路。其中三门峡至襄阳段客车所占比重较低,货运远期最高达11900万吨,且三门峡至西坪段线路需穿越东秦岭山脉,桥、隧比重较高,合理的选择限制坡度能提高通道的运输能力、节省投资,本文结合项目的运量、相邻线的技术标准、地形特征对三门峡至襄阳段的限坡方案展开研究,对山区重载铁路限坡选择有一定的借鉴作用。

BIM技术在钢桥正向设计中的应用

鉴于BIM技术在桥梁设计中正处于发展阶段,首先对BIM技术的发展及其在桥梁设计中的应用现状进行了介绍,然后对BIM技术在钢桥正向设计中的优势、细节设计、工程量计算和可视化技术交底做了分析,最后提出了BIM技术钢桥智慧云系统,并对该系统的组成及各部分功能做了说明,以期对BIM技术的发展起到一定的推动作用。

毕节倒天河斜塔斜拉桥的总体设计

毕节倒天河大桥为90 m+130 m不对称斜塔斜拉桥,桥塔采用倾斜式钢筋混凝土A形塔,截面形式为双变截面矩形断面,桥塔基础采用钻孔灌注桩;主梁采用双肋π形预应力混凝土梁板结构;斜拉索呈扇形布置,采用塑包平行钢丝束,外层护套表面设置螺旋线以抑制风雨振。文中介绍毕节倒天河大桥的跨径布置及主梁、桥塔、斜拉索设计,采用有限元软件对主桥进行整体与局部结构静力和动力计算,结果表明在施工阶段及运营阶段,桥梁的承载能力、抗裂性能、刚度、抗震性能均满足设计和规范要求,具有良好的静力、动力性能。

多条件制约下市政桥梁设计方案的选择

在市政桥梁设计时,由于交叉专业及涉及的产权单位较多,相应的制约条件也较多,桥梁方案的选择直接关系到桥梁设计的成功与否。文章以黄山市桃花岛横江南桥为例,分析在各种制约条件下,市政桥梁设计如何选择最佳方案。

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥桥塔设计

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥采用竖琴形索面箱桁组合梁斜拉桥,跨径布置为(48+144+320+144+48)m。根据桥梁结构特点,针对花瓶形、H形和钻石形桥塔方案,从结构受力、景观效果、施工难度、经济性等方面进行比选,最终采用适应宽主梁、竖琴形索面的花瓶形桥塔。2座桥塔高度分别为143.5 m和147.1 m,采用C50钢筋混凝土结构,由上、中、下塔柱组成,塔柱圆弧过渡,设上、下2道横梁,下横梁采用预应力混凝土结构,上横梁由2道反向圆弧的预应力混凝土小横梁和中间的装饰性钢结构共同组成“昌”字造型。索塔锚固区采用钢锚箱锚固体系与预应力锚固体系相结合的方式。桥塔下塔柱采用翻模法施工,中、上塔柱外部采用爬模法施工、内部采用翻模法施工。对桥塔进行整体静力、局部应力、稳定性及抗震分析,结果表明桥塔强度、刚度、稳定性及抗震性能均满足规范要求。