现浇超高墩连续刚构桥横桥向抗震性能分析

为研究现浇超高墩连续刚构桥在横桥向地震动作用下的抗震性能,建立了某超高墩连续刚构桥OpenSees非线性仿真分析模型,并以此探讨了跨径、墩高等结构参数对其横桥向抗震性能的影响规律。结果表明:1) 结构的墩底弯矩峰值随跨径的增大而呈减小趋势;随墩高的增加而逐渐减小。2) 墩底剪力随结构跨径和墩高的变化规律与墩底弯矩具有相似的趋势。3) 结构的墩顶位移随跨径增加呈现出先降低后增大的变化趋势;随着墩高的增大而逐渐增大。

基于IDA的铁路超高墩地震易损性分析

为探究铁路超高墩结构的抗震性能并对其在双向水平地震作用下的易损性进行评估,以西部山区某高速铁路超高墩结构为研究对象,根据结构自身动力特性,以材料应变状态对应的截面曲率作为损伤指标,描述其不同的损伤破坏状态并确定不同损伤状态所对应的指标限值。基于IDA方法,从PEER数据库中选取10组远场地震动作为双向地震动输入样本,以ANSYS为平台建立超高墩有限元模型进行非线性动力时程分析,得到不同强度地震动对应的结构地震响应。结合能力需求比的对数回归分析,建立超高墩各控制截面的概率地震需求模型对其易损性进行评估,并采用一阶界限法计算超高墩整体损伤概率并建立易损性曲线。结果表明:H形双柱式薄壁空心超高墩在强震作用下各部位均会发生一定程度的损伤,其中墩底部位损伤最为严重,在PGA为1.0g时墩底部位轻微损伤、中等损伤和完全损伤的超越概率分别为98.71%、96.92%和36.02%;结构完全损伤概率较小,满足三水准抗震设防要求并具有良好的抗倒塌能力;易损性分析能够准确地反映超高墩的真实抗震性能,为实际工程中既有超高墩的震后损伤加固或新墩设计提供理论依据。

多跨矮塔斜拉桥超高墩合理形式比选

为研究多跨矮塔斜拉桥超高墩合理形式,以多跨矮塔斜拉桥超高墩为对象,综合对比分析超高墩结构布置形式和受力特点,按截面特性相似的原则提出双薄壁墩、单薄壁墩、组合式墩、叠合式墩四种适用于依托工程的超高墩形式。采用全桥有限元和理论方法,分析不同工况下主梁和桥墩关键截面的内力和墩顶位移、施工和成桥运营阶段的稳定性、E1地震作用下的动力及抗震性能。结果表明:四种方案均满足施工阶段和成桥运营阶段下的稳定性要求,双薄壁墩前三阶均为纵向失稳且稳定安全系数变化较小;在E1地震荷载作用下,双薄壁墩内力响应最小,但位移响应较大,单薄壁墩和叠合式墩与之相反,组合式墩则较均衡。考虑结构整体受力性能,建议多跨矮塔斜拉桥超高墩桥梁选用双薄壁墩或组合式墩。

桥梁超高墩数字造墩机应用研究

超高墩大跨度桥梁作为地形起伏不定、高低落差较大地区的一种重要解决方案,其施工技术的发展起到了举足轻重的作用。文章依托在建渝湘复线高速公路项目龙川江特大桥工程超高墩施工,对桥梁超高墩在施工过程中普遍采用的传统液压爬模结构功能性单一、竖直度控制精度不足、智能化程度低等一系列问题进行了深入的剖析,成功研制了一种新型桥梁超高墩数字造墩机,实现了内外模同步爬升、状态实时监测、形位尺寸自动调节等功能,保证了桥墩的成型精度和质量,提高了施工效率,保障了施工安全。

桥梁空心薄壁墩超高墩施工关键技术研究

桥梁工程在土木工程领域中占据了重要地位。其中,空心薄壁墩作为一种常见的桥梁下部结构形式,在实际工程中得到了广泛应用。然而,在超高墩施工过程中,如何确保结构安全、提高施工效率和质量成为亟待解决的关键技术问题。本文首先对桥梁和施工特点进行分析,具体包括资金投入大、工期较短、专业要求高以及受地理因素影响大,接下来对桥梁空心薄壁墩超高墩施工关键技术进行研究,以期为我国桥梁工程施工提供有益的参考。

超高墩“滑爬一体”快速施工关键技术研究

某不通航保通库区工程项目超高墩施工,因水电站提前下闸蓄水,需快速完成墩身施工。通过施工方法比选、智能装备研发、工艺改进和要点控制等研究,形成新型智能“滑爬一体”施工关键技术,并经现场工程施工验证,解决了超高墩传统施工工艺的不足,可为同类工程施工提供技术借鉴。

超高墩连续刚构0#块托架设计与施工研究——以芦沟河特大桥左幅7#墩为例

合理的托架设计是连续刚构施工的重要保障。以芦沟河特大桥(96+5×180+96)m连续刚构施工为研究背景,以左幅7#墩上的0#块托架设计施工为研究对象,运用Midas Civil有限元软件对0#块托架设计进行分析检算,结果显示:薄壁空心墩0#块支架的强度、刚度及稳定性均满足要求。

超高墩连续刚构桥设计中的关键技术

结合沪蓉国道主干线湖北省宜昌至恩施公路龙潭河特大桥的方案研究,介绍了山区超高墩连续刚构桥设计中的一些思路,对高墩连续刚构型式、薄壁局部稳定提出了自己的看法,可望为今后山区高墩桥梁设计提供一些借鉴。

超高墩多塔混凝土斜拉桥纵向约束体系研究

为探讨不同纵向约束体系对超高墩多塔混凝土斜拉桥地震响应的影响,以墩高178m的赤石特大桥为研究对象,建立全桥有限元模型并进行非线性时程分析,研究了一致和非一致2种纵向约束方式下约束刚度对结构地震反应的影响,并综合对比了各类典型纵向约束体系下结构的抗震效果,最后根据分析结果确定该新桥型的合理纵向约束体系。研究结果表明:一致纵向约束方式下,约束刚度对结构变形的影响较内力更加突出,设计时应以控制结构变形为主,设置较刚性的纵向约束对改善结构抗震性能更加有利;非一致纵向约束方式下,边塔约束刚度对各塔地震反应的分布有重要影响,合理设置边塔纵向约束刚度对平衡结构的响应分布非常关键;对于超高墩多塔斜拉桥而言,采用全漂浮体系和弹性约束体系,抗震效果均不是十分理想,而采用固结体系和弹性-固结体系,可在不显著增大结构内力的同时大幅降低结构变形,是比较合理的纵向约束体系。

钢管混凝土箱形叠合超高墩设计与静力性能分析

为了解钢管混凝土箱形叠合超高墩的设计理念和结构静力性能,以金阳河特大桥为背景,分析该类桥墩各部分作用和受力特性,并开展静力性能研究。该类桥墩内部的钢管混凝土格构柱为主要受力结构,并作为外包钢筋混凝土施工的劲性骨架;各柱肢钢管外包薄层钢筋混凝土以提高桥墩承载力;连接各柱肢的钢筋混凝土腹板参与抗剪。采用MIDAS Civil软件分析对比钢管混凝土箱形叠合超高墩和钢筋混凝土薄壁空心超高墩的静力性能。结果表明:最大悬臂施工阶段和成桥阶段,钢管混凝土箱形叠合超高墩的一阶弹性稳定系数大于钢筋混凝土薄壁空心超高墩;从墩顶向墩底分段增大钢管管径和壁厚,可使钢管和外包混凝土应力沿墩高方向不变;外包混凝土应力远小于钢筋混凝土薄壁空心超高墩,可采用较薄的低强度混凝土。

宜昌至郑万高铁联络线超高墩连续刚构桥设计

宜昌至郑万高铁联络线高岚河特大桥主桥为(76+4×143+88)m大跨度、长联、超高墩连续刚构桥。主梁采用单箱单室预应力混凝土直腹板变高箱梁,梁高5.5~13.0m,为增强截面抗扭刚度、满足局部受力要求,在桥墩及跨中处共设11道横隔梁。墩梁固结,桥墩最大相邻墩高差51.5m,最大墩高达124m,采用单向放坡圆端形空心墩,大幅度减少了超高墩混凝土圬工量。根据地质情况,桥墩基础分别采用群桩基础及嵌固式基础。结构静、动力分析表明该桥具有良好的刚度及动力性能,各项指标满足相关规范和铺设无砟轨道要求。

空间变化场地对超高墩铁路桥梁地震响应的影响

为了研究空间变化场地对山区超高墩铁路桥梁抗震性能的影响,以贵州省境内一座超高墩铁路桥梁为工程背景,采用虚拟激励法对此超高墩铁路桥梁在空间变化场地条件下进行了抗震性能理论分析和数值模拟。考虑了多维地震动作用下,硬场地、中场地和软场地三种不同场地空间变化分布组合对此类桥梁随机地震响应的影响。研究结果表明:不同的场地分布组合对超高墩铁路桥梁地震响应影响不同,最高墩处的场地条件对结构响应的影响尤为明显;最高墩处为软场地,其他墩为硬场地时结构响应最大,为最不利工况,应予避免;对于超高墩铁路桥梁地震响应分析应充分考虑空间变化场地条件的影响因素,否则会低估地震作用下结构的响应。

连续刚构桥超高墩的风荷载模型与抗风构造研究

为了对一座具有超高墩的预应力混凝土连续刚构桥在施工过程中的抗风性能进行分析,依据桥址处的风环境确定了上、下部结构区别对待的风荷载模型.在最大悬臂典型工况下与静风荷载进行了对比分析,并在此基础上对该桥的抗风构造措施进行了优化.结果表明:在文中构造的风荷载模型中同时考虑了风压廓线变化及冲击作用对超高墩单T结构的影响,其响应输出更能反映出超高墩具有的特殊风动力特性,同时增加的风撑横系梁构造能够显著降低风荷载下墩顶位移,值得同类桥型抗风设计中借鉴.

设置黏滞阻尼器的超高墩大跨铁路连续钢桁梁桥纵向减震性能研究

以某超高墩铁路连续钢桁梁桥为研究对象,运用SAP2000软件建立全桥空间有限元模型,通过动力非线性时程分析,进行设置不同参数黏滞阻尼器的超高墩大跨连续钢桁梁桥纵向减震性能研究。结果表明:合理设置阻尼器能够协同各墩受力,可显著降低支座、梁端和墩顶位移;受高阶振型影响,超高墩的墩顶位移与墩底内力响应没有直接对应关系,墩身中部弯矩响应包络图饱满、外凸;随着墩高的降低,墩身剪力及弯矩包络逐渐趋于线性,高阶振型的影响削弱,减震规律逐渐趋近中低墩;阻尼器可使超高墩的墩身地震内力重分布,有效改善墩身的剪力响应,中间2个超高墩(139和154 m)中部的弯矩响应相比无阻尼器情况分别减小约26%和27%。在进行超高墩的抗震设计时,应特别关注墩身中部的抗震性能验算。

超高墩设计研究

超高墩在桥梁建设中的应用已越来越广泛。以云南某连续刚构桥为背景,对其高达168m的主墩设计进行探讨,并对主墩施工状态和成桥状态的稳定性进行计算。结果表明,该超高墩的稳定性有足够的保证。该桥墩的设计可以为同类桥梁的设计提供参考。

赫章特大桥195m超高墩构造设计

针对贵州省赫章特大桥195m高桥墩构造,设计了双薄壁墩、组合式桥墩和独墩3种构造形式,开展了最大悬臂阶段静风荷载作用下的桥墩稳定与工程数量比较,在此基础上进一步分析了不同坡比下独墩的非线性稳定和抗震性能。研究表明:对于195m超高墩,独墩构造具有稳定性和抗震性能较好的优势,而且工程用量省。

地震作用下超高墩刚构桥倒塌易损性分析

防止地震作用下结构倒塌是基于性能的地震工程的核心目标,目前基于弹塑性时程分析的倒塌易损性分析是结构抗倒塌能力评价最合理的方法.倒塌易损性分析的关键之一是建立合理的倒塌判别准则,文中提出了超高墩刚构桥地震倒塌破坏的判别准则.结合某工程实例,基于OpenS-ees建立了结构的非线性分析模型,对其进行了非线性地震时程分析,在此基础上建立了结构的易损性曲线,并讨论了混凝土保护层剥落和钢筋锈蚀等结构劣化对倒塌易损性的影响.

超高墩对山区三塔斜拉桥力学响应的影响

多塔斜拉桥是跨越宽阔水面和山谷的一种可行方案。然而,山区多塔斜拉桥的超高桥墩会改变全桥结构的整体刚度,使其力学响应有别于普通的多塔斜拉桥。为研究超高墩对三塔斜拉桥力学行为的影响程度,以某在建的超高墩三塔斜拉桥为例,首先确立了力学响应指标和计算方法,然后分析了桥墩高度、桥墩高差、主梁刚度和主塔刚度对塔顶位移、墩底弯矩、跨中挠度等结构响应的影响规律。结果表明:当桥墩高度增加时,车道荷载和温度荷载所引起的墩底附加弯矩会随之减小,而塔顶的纵向位移和主梁的跨中挠度随之增大;桥墩高差对桥墩的内力影响很大,高差较大时,矮墩会承受更多的弯矩;提高主塔刚度能够更有效的控制结构位移。

桥隧相连超高墩连续梁桥纵向弹性地震响应特性研究

为研究桥隧相连超高墩连续梁桥的纵向弹性地震响应特性,以某山区桥隧相连三跨连续梁桥为背景,建立碰撞分析模型,研究其纵向弹性地震响应特性,并与常规连续梁桥纵向弹性地震响应进行对比;分析了场地类型、墩高、伸缩缝间隙、滑动支座摩擦系数等因素对桥隧相连超高墩连续梁桥纵向弹性地震响应特性的影响,讨论了伸缩缝处设置橡胶缓冲装置的减震效果。研究表明:与带引桥超高墩连续梁桥相比,碰撞效应对桥隧相连超高墩连续梁桥的纵向弹性地震响应的影响更加显著;桥隧相连超高墩连续梁桥随着墩高的增加固定墩弯矩响应沿墩高出现多个极值点,固定墩墩顶剪力响应明显增加,甚至超过墩底剪力。场地类型和伸缩缝间隙均对桥隧相连超高墩连续梁桥纵向弹性地震响应有较大影响;增大滑动支座摩擦系数对超高墩连续梁桥墩底内力响应基本无影响;在伸缩缝处设置橡胶缓冲装置可以明显降低其地震响应。

超高墩边跨现浇段不平衡配重施工技术

超高墩边跨现浇段混凝土浇筑施工需在墩身安装三角形钢托架,并在浇筑混凝土时进行平衡配重。某跨越黄河高墩大跨连续刚构桥超高墩边跨现浇段采用不平衡配重施工技术,通过方案设计与分析,最终施工实践证明满足规范要求,降低了成本,缩短了工期。