南浦溪特大桥主桥设计及受力分析

南浦溪特大桥主桥为计算跨径258 m的上承式钢管混凝土拱桥,主拱矢跨比为1/4.6,拱轴线线形采用悬链线,拱轴系数为1.6。主拱圈分左、右两榀,采用四肢双哑铃型等截面钢管混凝土桁架式拱肋,减少了桁架水平向连接钢管的数量,降低了节点焊接难度。钢管和缀板均灌注C50自密实补偿收缩混凝土,提高了拱肋结构的受力性能和面外稳定性。桥面系采用工字型钢-混凝土组合梁,有效降低了上部结构自重,同时也提高了拱桥的装配化施工程度。结合周边地形和地质条件,将拱座布置在完整的中风化岩层内。采用有限元软件对该桥在施工和运营阶段的静、动力特性进行分析,结果表明该桥结构受力性能满足规范要求,设计合理。

绍兴则水牌大桥总体设计

绍兴则水牌大桥主桥采用跨径布置为(65+120)m的独塔斜拉桥,塔墩梁固结。桥塔为由双肢塔柱、上塔头锚固区、后斜杆组成的三角形斜塔结构,其中塔柱采用“田”字形矩形多腔钢-混组合结构,钢箱内壁布置PBL加劲肋和焊钉混合型连接件,腔内灌注高性能混凝土;上塔头锚固区连接左右塔柱联合受力,主要承受边跨斜拉索及后斜杆集中力局部作用;后斜杆承担轴向拉力。边跨主梁采用整体式混凝土箱梁,主跨主梁采用分离式钢箱梁,钢-混结合面位于主跨距理论分跨线4.5 m处。斜拉索采用标准抗拉强度1860 MPa高强度低松弛环氧喷涂钢绞线,扇形布置在桥梁中央区域,塔端采用耳板销轴式锚固,梁端采用钢锚箱锚固。该桥桥塔采用分节拼装矩形多腔钢箱、逐节泵送内部高性能混凝土的工业化智能建造方法,边跨混凝土主梁采用现浇施工,主跨钢箱梁采用节段拼装施工。有限元计算结果表明,该桥组合桥塔、主梁、斜拉索受力均满足规范要求。

城市高架桥下空间利用研究——以杭州市主城区为例

城市高架桥下空间作为特殊的城市空间形态,对城市景观、生态和土地利用有着较强的影响作用.在对桥下空间类型与特征分析的基础上,以杭州市主城区为案例,对其目前利用的实态进行考察与评价,梳理影响桥下空间利用效果的客观影响因素,并提出今后桥下空间利用的适用原则和对策措施.

四索面双塔联体分幅斜拉桥塔结构模型试验研究

为确保联塔分幅斜拉桥中塔结构的安全可靠,以宁波甬江特大桥为工程背景,进行整体桥塔3∶40缩尺模型的2种斜拉索分级加载试验,以研究联塔结构的力学行为。在满足目标状态要求的前提下,以斜拉索数量最少为原则,确定试验中斜拉索的优化布置及相应的优化索力。试验测得的结构变形、控制断面应力和斜拉索的索力与计算值吻合较好。试验结果表明:斜拉索数量最少优化方法在达到预期目标的同时提高了斜拉索的利用率;在2种工况加载过程中,未出现结构开裂情况,结构的变形和受力安全、合理,结构整体受力性能良好,但联塔部位混凝土出现局部拉应力,为相对薄弱部位。

联塔分幅斜拉桥塔结构模型试验设计及加载索力优化

以甬江特大桥为背景,进行联塔结构模型试验,通过张拉斜拉索来模拟塔的最不利受力状态,简要介绍结构模型试验的设计。为了尽可能少张拉斜拉索,便于张拉控制,建立了最少索数索力优化的数学规划模型并编制了相应的数值程序,确定了相应的等效索力和各级加载中的斜拉索张拉索力,结果表明索力优化方法可行,张拉过程中结构受力安全。

多塔悬索桥全竖向摩擦板式抗滑方案

为解决主缆与中主鞍座间的滑移对多塔悬索桥结构设计的约束,研究在鞍座内增设竖向摩擦板的抗滑方案,并制作用于探明设有竖向摩擦板后索股滑移特性的试验模型,考虑试验索股数目的影响,开展共4种工况的测试研究.结合既有侧向力研究成果,构建主缆滑移分析模型;以首座采用混凝土中塔的三塔双层悬索桥(温州瓯江北口大桥)为工程实例,通过调整竖向摩擦板数量进行抗滑设计比选.结果表明:在不平衡力持续加载下,主缆索股表现为自上而下的分层滑移现象;增设竖向摩擦板是提高主缆抗滑能力的有效途径;所建立的滑移分析模型可用于设置竖向摩擦板时的主缆抗滑研究;列间全置竖向摩擦板可为主缆提供相对最优的抗滑性能.

温州瓯江北口大桥主桥总体设计及结构选型

温州瓯江北口大桥为高速公路和普通国道合建的通道,结合建桥条件对该桥主桥进行总体设计及结构选型。受通航孔位置、净空尺度控制,综合考虑防洪影响、结构受力和施工难度等因素,主桥采用主跨2×800m的三塔悬索桥。南边缆跨跨径为348m,北边缆跨设置6根背索,跨径为230m,两边跨均采用悬吊结构。选取平层合建和双层合建两种加劲梁方案进行比选,最终采用结构受力合理、建设难度较低的双层钢桁梁方案。为解决中塔主缆抗滑移的技术难题,该桥中塔选取整体结构刚度大、抗风稳定性好的纵向A形混凝土塔,并采用设置竖向摩擦板的中主索鞍。中塔基础采用整体性和稳定性好、能承受船舶直接撞击作用的沉井基础。边塔采用H形混凝土塔,钻孔灌注桩基础。南、北锚碇均采用安全可靠的重力式锚碇,北锚采用扩大基础,南锚采用大型沉井基础。

双塔联体分幅斜拉桥塔结构模型实验索力测试结果分析

以甬江特大斜拉桥为工程背景,对其整个联塔结构进行室内模型试验研究。针对模型试验中加载斜拉索的布置位置、数量及索力的确定,提出了最少索数的索力优化方法,编制了相应的数值程序。在满足预期目标的前提下,以最少斜拉索数量为原则,确定了试验中斜拉索的优化布置及相应的优化索力及各级加载索力,对优化索力和试验中的测试索力进行比较分析,结果表明索力优化方法可行,两联塔之间索力相互影响较小。

大跨度斜拉桥减震耗能非线性纵向地震反应分析

提出在斜拉桥主梁与桥塔连接处采用铅芯橡胶支座与粘滞阻尼器作为其减震、耗能措施,并利用双线性模型与Maxwell阻尼模型分别模拟铅芯支座与粘滞阻尼器的滞回耗能特性,通过结构非线性地震分析的方法,分析了铅芯橡胶支座与粘滞阻尼器的减震、耗能效果。

薄壁V形墩施工和监控技术

根据某桥V形墩的受力特点-V形墩斜腿在施工过程中比较薄弱,分别从施工和监控两个方面,对V形墩的施工进行分析控制,并制定相应的方案,确保V形墩的安全施工。

静态破碎法在隧道洞顶危岩处理中的应用

崩塌和滑坡是山区公路最常见的工程病害,而危岩是一种潜在的崩塌体或崩滑体。通过采用静态破碎法彻底成功清除金丽温高速公路剑石隧道出洞口顶部一块巨型危岩的实践,体现了一次治理、不留后患的原则,并取得良好的工程效果。

温州洪溪特大桥总体设计

浙江温州洪溪特大桥为(150+265+150)m双塔双索面矮塔斜拉桥,左、右分幅设计。针对峡谷风环境复杂、基本风速高、主墩高的特点,采用塔墩梁固结体系,提高了桥梁整体刚度和抗风性能;主梁采用单箱双室斜腹板变截面预应力箱梁,顶宽15.25 m,跨中梁高4.5 m、根部梁高9.2 m;桥塔采用Y形塔,由上、中、下塔柱组成,塔柱采用钢筋混凝土结构,总高170.2~175.2 m,桥面以上高42.0 m;斜拉索采用标准抗拉强度1860 MPa的钢绞线成品索,扇形双索面布置,塔端采用分丝管索鞍锚固,梁端采用翼缘下齿块锚固;桥塔基础采用15根∅2.5 m端承桩、矩形承台,桥台采用重力式桥台、扩大基础。该桥桥塔采用爬模施工,主梁采用挂篮悬臂浇筑施工,合龙段采用吊架施工,合龙前在合龙口施加2000 kN顶推力。采用MIDAS Civil软件建立全桥空间有限元模型,对该桥静、动力性能进行分析,结果表明该桥静、动力性能均满足规范要求。

结构性主动船舶拦截系统设计及模型试验研究

为了避免船舶撞击跨海(河)桥梁非通航区域,提出了一种热成像预警系统和拦截设施相结合的结构性主动船舶拦截新技术,并通过模型试验研究论证,表明该技术可行。该新技术造价低,可靠性高,具有重要推广价值。

湿热环境作用下聚合物改性纤维水泥砂浆加固混凝土梁试验

聚合物改性纤维水泥砂浆PFCM常被用于混凝土结构的裂缝修补以及增大界面加固法中。不同的环境对PFCM加固混凝土梁构件的影响程度主要取决于PFCM耐久性、加固材料耐久性、PFCM/混凝土界面黏结耐久性等。本文通过四点弯曲加载试验,研究了经聚合物改性纤维水泥砂浆修复的混凝土梁在不同暴露和加载温度条件下的弯曲性能、荷载–挠度曲线和破坏模式。根据试验结果得出的主要结论如下:加固层能显著提高梁的抗弯性能;温度的升高将导致聚合物砂浆修复层与混凝土间的界面粘结强度降低,加固梁的塑性降低,钢筋和聚合物改性水泥砂浆间的粘结力下降。

高岭头水库特大桥主桥设计

针对水库特大桥高墩索塔和基本风速高的特点,为改善桥梁抗风性能与结构受力性能,详细介绍了该桥总体设计和施工方案,并采用Midas/Civil软件对该桥结构进行分析。结果表明:1)斜拉桥方案相较于其他桥型方案具有更好的适应性;2)在索塔锚固区设置单端张拉预应力粗钢筋并对预应力进行二次张拉可优化锚固区受力;3)采用刚构体系可有效减小梁端纵向位移量43%,能显著提高桥梁整体刚度和抗风性能;4)施工过程中设置塔柱临时拉杆和撑杆,中跨主梁合龙前对合龙口进行预顶可优化索塔内力。

孔隙结构演变对混凝土电化学修复过程影响数值模拟研究

电化学修复过程中混凝土孔隙结构会发生改变,离子传输过程受到影响。本文基于物质守恒方程、Nernst-Planck方程与高斯静电理论,在混凝土是均匀单一介质的假定下,考虑了孔隙率对离子扩散系数的影响,建立了孔隙修正的均质化电化学修复模型。分别采用均质化模型与未考虑孔隙变化模型模拟了30d的电化学除氯过程,并与试验结果比较,对比了模型的优劣性。结果表明,考虑孔隙率改变对电化学修复数值模拟结果影响显著;混凝土保护层中间区域受到的影响大于辅助阳极与阴极钢筋附近区域;考虑孔隙变化影响后阴极数值模拟与试验误差减小但辅助阳极附近误差反而增大。

非等强防撞套箱的有限元仿真计算研究

基于温州瓯江北口大桥桥墩基础,设计了非等强防船撞套箱,建立了船舶和桥墩及防撞装置的三维有限元动力模型,计算了3万t级集装箱船艏在正、斜两种角度下撞击防撞套箱的受力情况,分析了不同的刚度下撞击力和套箱消能的变化情况,验证了非等强防撞套箱的抗撞性能,为同类桥梁防撞设施的设计和计算提供支持。

温州瓯江北口大桥中塔索鞍抗滑移构造研究

温州瓯江北口大桥为主跨800m的三塔四跨悬索桥,中塔采用刚度较大的钢筋混凝土塔。为解决中塔索鞍与主缆之间的抗滑移问题,提出在鞍槽内设置水平摩擦板、竖向摩擦板、水平摩擦板+竖向摩擦板3种方案来提高中塔索鞍与主缆间的名义摩擦系数,对索鞍进行抗滑移计算,采用MIDAS Civil软件建立索鞍有限元模型对其进行受力分析,并对比3种方案的抗滑移效果。结果表明:水平摩擦板索鞍、竖向摩擦板索鞍、水平摩擦板+竖向摩擦板索鞍的名义摩擦系数分别为0.392、0.422、0.412,抗滑安全系数分别为2.63、2.83、2.76,3种方案均能显著提高索鞍的抗滑移性能;水平摩擦板与索鞍的连接构件局部应力较大,且施工困难;全竖向摩擦板索鞍各部位的应力相对较小且分布较均匀,并通过相关试验验证了施工可行性,该桥最终采用全竖向摩擦板防滑索鞍方案。

考虑墩梁刚度比的刚构墩计算长度研究

基于同时考虑墩顶主梁弯曲约束和结构体系抗推约束等效刚度,推导出刚构墩在双重弹性约束下的压杆计算长度系数精确方法,并编制出相应的计算程序。结合算例比较计入主梁弯曲刚度和水平抗推刚度以及墩顶固结、墩顶受弯曲约束但水平可移动铰等不同边界状态对高墩计算长度系数的影响,并研究不同边界条件下刚构高墩截面的配筋需求。结果表明:精细化确定刚构墩计算长度是影响桥墩构造及配筋设计的关键因素。

基于考虑结构体系刚度影响的高墩计算长度精细化分析

在建立同时考虑墩顶支座和结构体系约束的等效刚度公式基础上,求解墩顶在弹性约束下的压杆计算长度系数精确方法。进而分别研究墩高和柱径对计算长度系数的影响,并基于不同的压杆计算长度系数选取方法,对高墩截面配筋的需求进行敏感性分析比较。