转体施工钢箱梁独塔斜拉桥设计

龙岩大桥为(190+150)m不对称孔跨钢箱梁独塔斜拉桥;主梁为全宽36.3m的扁平流线型钢箱梁,桥塔为宝石形混凝土结构。采用半飘浮体系,桥塔与主梁间纵向约束采用水平拉索和阻尼器相结合形式,斜拉索和塔梁间纵向拉索均采用抗拉标准强度1 670 MPa镀锌平行钢丝拉索。平面转体施工实现跨越既有铁路,转体球铰设置在承台顶面,转体主梁悬臂长173.75m,转体主梁总长323.45m,最大转体总重量为25 510t,转体主梁通过"多点步履式顶推技术"顶推就位。该桥采用的桥式结构和施工方案最大程度避免了桥梁施工对铁路和城市道路的行车影响。

徐变对铁路混凝土斜拉桥服役性能的影响规律分析

混凝土徐变是混凝土结构在长期服役过程中持续产生变形的主要因素。为探明大跨度混凝土斜拉桥在混凝土徐变作用下的长期变形及其影响,本文以某铁路混凝土斜拉桥为研究对象,基于实桥混凝土实验室测试数据和实地环境资料建立徐变修正模型,使用Midas Civil平台开展数值模拟和分析。研究结果表明:随着服役时间增加,混凝土徐变不仅导致主梁下挠,还会进一步导致拉索和主梁内力重分布。计算结果显示桥梁服役20年,主跨跨中下挠量达到87.89 mm;近塔端拉索索力显著减小,幅度达到11.43%,边跨远塔端索力小幅增长1.67%;索塔处混凝土主梁负弯矩峰值涨幅达到18.9%,易引发主梁开裂,需重点进行裂缝监测;索塔支座反力涨幅达到11.28%,是支座养护的重点部位。

福厦高铁泉州湾跨海大桥主桥钢-混结合梁设计

福厦高铁泉州湾跨海大桥主桥采用主跨400m双塔双索面钢-混结合梁斜拉桥,为半飘浮体系。针对并行公路桥和海湾深水强风环境的建设条件,主梁采用混凝土桥面板+槽形钢箱梁的封闭式箱形结合梁,梁高4.25 m,梁宽21m,标准节段长10.5m。槽形钢箱梁(不含风嘴)采用单箱三室等高截面,底板及纵腹板加劲肋采用直板肋,节段断面连接采用栓焊混合连接方式,索梁锚固采用锚拉板结构。混凝土桥面板标准厚30cm,分块预制,在桥位与钢梁结合。墩(塔)区域的主梁采用浮吊整体吊装,其余梁段利用桥面吊机悬臂吊装。针对海洋大气腐蚀环境,预制桥面板采用C55高性能混凝土,桥面板湿接缝采用粗、细合成纤维混掺的补偿收缩混凝土,钢梁底漆采用石墨烯纳米材料改性鳞片型醇溶无机富锌涂料。

混凝土斜拉桥地震反应时变规律研究

大跨度混凝土斜拉桥在长期服役过程中因混凝土徐变效应持续产生变形,从而对结构的地震反应产生影响。文中以某混凝土斜拉桥为研究对象,基于实桥混凝土试验室测试数据和实地环境资料建立混凝土徐变修正模型,基于Midas/Civil平台开展数值模拟和分析。研究结果表明,随着服役时间增加,混凝土徐变改变拉索和主梁内分布,主要导致横向地震作用下的结构反应发生改变:徐变20年,主梁竖弯增大25.8%,侧弯减小19.1%,桥梁结构横向地震1阶振型频率提高23.01%,主梁地震应力峰值提高28.5%。研究成果可为混凝土斜拉桥抗震设计提供参考。

高速铁路56~80m跨连续钢-混结合梁方案设计

我国已建成的铁路连续钢-混结合梁桥均在32~50 m跨度范围,国内外时速350 km的梁式钢-混结合梁最大跨度为50 m。为支撑钢-混结合梁在更大跨度铁路连续梁上的应用,开展主跨56、64、80 m的高速铁路连续钢-混结合梁方案设计研究。介绍桥跨布置、截面形式、支点负弯矩区受力性能提高措施、指导性施工方案等总体设计;开展了3种跨度不同截面形式的梁部结构设计,分析各个方案的应力、竖向刚度及车桥动力响应等技术指标;最后从梁高、用钢量和运输条件等方面对各个方案作了综合分析,并给出截面形式选择的建议。形成的系列设计方案和研究成果验证了钢-混结合梁应用于跨度56~80 m高速铁路连续梁的可行性和适用性,可为高速铁路连续钢-混结合梁的设计提供参考。

不对称转体施工钢箱梁独塔斜拉桥合理转体平衡状态构思与实现

采用转体施工的大跨度不对称独塔斜拉桥,具有转体吨位大、转体伸臂长、转体梁重不平衡、转盘以上结构较高等特点,转体施工是其控制性风险因素。文中依托龙岩大桥,针对不对称转体施工独塔斜拉桥,构思了适用于该类桥式的合理转体平衡状态和优化思路;基于非线性空间有限元手段,采用非线性影响矩阵技术,实现了龙岩大桥转体平衡状态的优化,为该类桥式大吨位转体施工的顺利实施提供了技术支撑。

大跨度高速铁路钢拱桥极限承载力分析

大跨度高速铁路钢拱桥具有长大、轻质、重载、活恒比大、杆件受力大及构件细长等特点，在国家高速铁路飞速发展的今天，针对大跨度高速铁路钢拱桥的结构极限承载力精确化分析计算，把握此类桥梁的承载力特性是非常必要的。阐述了大跨度拱桥极限承载力非线性分析的理论和方法，以京沪高速铁路南京大胜关长江大桥为背景，运用结构分析软件ANSYS实现了对大跨度高速铁路钢拱桥极限承载力的精细化分析，对比了线性方法、仅几何非线性方法、完全非线性三种方法的结果，文章也详细探讨了桥梁下部结构及基础刚度、车辆荷载分布形式、横风荷载对极限承载力得影响。

主跨468m铁路钢箱混合梁斜拉桥设计

宁波铁路枢纽北环线甬江特大桥采用半飘浮结构体系钢箱混合梁斜拉桥,孔跨为(53+50+50+66+468+66+50+50+53)m。钢-混分界点位于主梁中跨距桥塔24.5m处,除中跨419m采用钢箱梁外,其余均采用混凝土箱梁;桥塔采用钻石形混凝土结构,塔高177.91m,上塔柱设内置式钢锚箱;斜拉索采用7mm的镀锌平行钢丝拉索,空间双索面扇形布置;基础采用超长、大直径群桩基础。混凝土梁采用支架逐孔现浇施工,钢箱梁采用节段吊装。设计针对铁路活载大、刚度要求高的特点,确定了合理成桥状态,并进行结构静力分析、抗震及抗风研究、车-桥及风-车-桥耦合振动分析,验证了结构的安全性和舒适性。

铁路混合梁斜拉桥索梁钢锚箱受力分析与试验研究

宁波铁路枢纽北环线甬江特大桥为主跨468m的混合梁斜拉桥,基于双线铁路活载重、桥面窄、列车运营安全性和旅客乘坐舒适度要求高,研究采用了一种新型双挑式索梁钢锚箱,集结构功能与风嘴功能于一体,相比传统单挑式锚箱具有抗弯抗扭刚度大、疲劳性能优良的特点。为系统分析新锚箱结构受力特性,通过建立有限元模型,分析索梁钢锚箱的受力特点与传力特性,并制作1∶1足尺局部钢锚箱模型,进行200万次疲劳验证试验及100万次疲劳破坏试验。研究结果表明,双挑式索梁钢锚箱应力与荷载呈线性关系,试验模型未发现裂缝,验证了结构设计的合理性和安全性,是一种适用于双线铁路大跨度斜拉桥的合理索梁钢锚箱形式。

福州至厦门高速铁路桥梁总体设计

为推进海西经济圈的快速发展,新建福州至厦门铁路;设计速度350 km/h,无砟轨道;沿线地形、地质、水文、气象等自然环境复杂,跨越海湾河道、公路、铁路众多,特殊大跨度桥梁多,桥梁占线路长度65%;主要介绍福厦铁路的建设条件,桥梁设计原则,主要技术特点以及6座大跨度斜拉桥桥梁设计情况;遵循'安全、实用、经济、美观'的设计原则,创新和丰富了我国高速铁路桥梁结构技术,将为我国高速铁路建设积累工程实践经验。

福厦高铁安海湾特大桥无砟轨道钢-混结合梁斜拉桥设计研究

安海湾特大桥是新建铁路福州至厦门高速铁路控制性工程,跨越安海湾,主桥为(40+135+300+135+40)m斜拉桥,半漂浮体系,采用混凝土桥面板与槽形钢箱梁相结合的主梁结构;索塔采用H形混凝土桥塔;主桥铺设含橡胶弹性隔离缓冲垫层的双块式无砟轨道。桥址基岩为弱风化辉绿岩,基础均采用柱桩。安海湾特大桥受力合理,辅助墩区段混凝土桥面板出现的拉应力通过综合采用支座升降法、配置预应力索等综合性措施,经济且有效地避免了混凝土桥面板受拉,显著减小了钢梁底板压应力和钢板厚度。通过与已实施无砟轨道铺设的两座300 m级无砟轨道桥梁对比,可以看出,安海湾特大桥具有良好的铺设无砟轨道条件。安海湾特大桥主桥无砟轨道钢-混结合梁斜拉桥的成功实施,为无砟轨道在大跨度桥梁的铺设提供了又一成功的典范,有利于大跨度无砟轨道桥梁的进一步发展。

挪威哈当厄尔大桥的设计与施工

哈当厄尔大桥是跨越挪威西南部哈当厄尔峡湾的一座大跨悬索桥,全桥长1 380m,主跨1 310m,加劲梁宽仅17.7m,建成后将成为挪威第一大跨桥梁和世界上最大跨双车道窄幅桥面悬索桥。由于加劲梁高宽比大、横向刚度小、设计风速大,哈当厄尔大桥的抗风问题异常突出。主要介绍哈当厄尔大桥的结构设计、桥塔施工、主动拉索法调整线形以及结构抗风研究,并总结哈当厄尔大桥的工程设计特点。

福厦高铁泉州湾跨海大桥桥塔设计

新建福州至厦门高速铁路泉州湾跨海大桥处于宽阔海湾水域和海洋腐蚀环境,主桥为主跨400m双塔双索面斜拉桥,采用半飘浮体系,并行泉州湾公路大桥。结合并行公路桥的桥塔形式,通过多个塔型方案的设计和比选,确定桥塔采用贝壳造型的曲线H形塔,实现与并行公路桥的景观协调。桥塔采用圆弧曲线塔柱,横梁与塔柱全圆弧衔接;钢锚梁结构采用钢锚梁+钢牛腿的组合结构,钢牛腿壁板设计为变角度的等宽平行四边形以适用曲线塔柱特点,针对铁路斜拉桥受力特点,提出了桥塔钢锚梁结构的施工阶段体系转换方法和运营阶段传力设计模式。桥塔混凝土结构综合采用高性能混凝土、表面涂装、设置防裂钢筋网等耐久性措施,钢锚梁结构采用免涂装镍系耐海洋大气腐蚀钢。

大跨度高速铁路钢桁拱桥空间稳定性分析

基于大型有限元程序ANSYS运用线性稳定理论对一座大跨度高速铁路钢桁拱桥(京沪高速铁路南京大胜关长江大桥)进行了空间稳定性分析,并讨论了活载布置、下部结构及其刚度对结构稳定性的影响。

基于试验的徐变模型修正及桥梁线型分析方法

针对有限元软件中考虑徐变作用时直接选用规范值导致模拟结果精度不足的问题,提出先进行混凝土受压徐变试验,后将试验数据应用于有限元软件进行模拟分析的方法。基于鲍罗克斯和内维尔建立的徐变预测经验式,在短期试验数据的基础上进行修正,得到适用于笔者C55混凝土的长期徐变预测模型。研究结果表明:现有徐变预测模型与试验实测徐变发展规律之间存在一定的差异性,该差异会对桥梁线型模拟结果造成显著影响,且影响会随着时间增长而增大;建立长期徐变预测模型时,适当增加短期试验时间,可有效提高预测精度。

沪苏湖铁路虹七特大桥钢-混结合连续梁设计

沪苏湖铁路虹七特大桥为(42+60+45)m钢-混结合连续梁桥,主梁采用"槽型钢箱+混凝土桥面板"形式,利用了原设计方案主跨45m预应力混凝土连续梁的预留基础,节约了大额管线迁改费用。钢梁采用单箱单室槽型梁,横隔体系分为框架式、桁架式、实腹式3种,标准间距为4.0m。混凝土桥面板横桥向全宽预制,预留加长湿接缝剪力槽,满足了铁路桥梁布置大量剪力钉的需要。桥面板设计采用不允许裂缝产生的方法,主力工况下按全预应力构件设计,主力+附加力工况下按预应力混凝土A类构件设计。中支点负弯矩区抗裂措施主要采取调整桥面板安装顺序、支点顶升、设顶升预拱度、双重结合等措施。主梁刚度以及动力性能良好,有效保证了行车安全性、舒适性。

福厦高铁泉州湾跨海大桥主桥风-车-轨-桥耦合振动研究

为研究横风作用下泉州湾跨海大桥主桥的行车安全,基于风-车-轨-桥耦合振动分析方法,分析了横风作用下泉州湾跨海大桥主桥及桥上高速列车的动力响应,并根据既有规范评价标准,评价桥上列车的抗风安全性,提出了大风环境下桥上安全行车的风-车速阈值。结果表明:主梁跨中横、竖向动力响应随来流风速的增加而增大,尤其是主梁横向位移受来流风速的影响较为显著;列车动力响应随着车速的增加而增大,而高风速环境会放大车速对列车行车安全性的影响;与单线行车相比,双线列车作用主要影响桥梁的竖向位移,设计时速下约为单线作用的1.60~1.94倍,而车辆动力响应的变化较小;为保证桥上列车运行安全,当风速>20 m/s时,桥上行车需要限制速度,其中当风速<30 m/s时,建议关闭交通。

塔梁交汇区风场效应及对行车安全的影响

以泉州湾跨海大桥为工程背景,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值仿真方法研究在横风作用下CRH3列车通过塔梁交汇区时气动荷载的变化。基于风-车-线-桥耦合振动分析方法研究车辆的动力响应,对车辆行车安全性和乘坐舒适性作出评价。结果表明:考虑塔梁交汇区风场效应对车辆的影响后,车辆气动荷载发生突变,各项动力响应均有所增大,车体加速度变化较显著;当风速达到25 m/s时,横向加速度增大34%,竖向加速度增大41%,均超过了规范限值,桥上行车需要限制车速;在分析横风作用下高速列车的动力响应时,塔梁交汇区风场效应引起的列车气动荷载变化不容忽视。

世界最大跨度铁路混凝土斜拉桥——乐清港瓯江桥步入“施工快速道”

近日，由中铁建夫桥设计研究院设计的乐清湾港区铁路控制性工程——瓯江特大桥主桥已完成索塔17塔拄施工，全面进入上部结构施工关键时期。按计划，大桥于9月底开始主梁施工，于2018年7月实现合龙。

基于温控应力的桥梁承台大体积混凝土裂缝控制分析

随着桥梁建设的大型化和新型化,常遇到大体积混凝土承台施工,施工中需要解决的温控应力对桥墩承台的影响.控制不好浇筑过程的温度变化,极易产生各种裂缝,影响工程整体质量.承台是百年大计的基础,本文通过对混凝土承台浇筑中的热化过程和建模计算温度峰值的讨论,为大体积承台施工时防止产生裂缝提供了参考资料.