闽南山区薄壁空心高墩滑模构造力学特性分析

针对薄壁空心高墩滑模施工安全问题,以莆炎高速公路下坂1号大桥工程为依托,研究了薄壁空心高墩滑模构造力学特性;建立了槽形拼合截面、加劲肋板临界应力、桁架弹塑性屈曲承载力与墩顶侧移的计算方法;运用有限元软件Midas-Civil,建立了滑模最不利荷载下的有限元模型;分析了主操作平台铺板、钢桁架、模板、提升架、辅助平台铺板、吊杆的内力与变形。结果表明:滑模系统各组成构件内力和变形值均在规定范围内;墩高较低时墩顶侧移主要受施工缺陷控制,相同墩高时施工缺陷越大墩顶侧移越大。依据该研究成果开展墩身线形监测,现场监测结果显示,高墩线形在规定范围内,验证了该方法的正确性与合理性。研究成果可供类似工程参考。

薄壁空心高墩翻模施工力学特性与施工技术

为解决复杂地形下薄壁空心高墩翻模施工技术难题,以莆炎高速公路奇韬溪大桥为研究对象,研究了翻模施工力学特性与施工技术。采用有限元软件Midas-Civil建立翻模三维仿真模型,对翻模系统主要构件应力及变形进行计算,并与现场监测值进行对比。结果表明:翻模系统各组成构件应力、变形模拟值均在规定范围内;背楞最大应力、最大变形均出现在角点处;横梁、面板的应力与混凝土浇筑高度有关,同一横梁最大应力出现在左侧;墩身各项线型数据均小于规定值,墩身线型控制良好。

薄壁空心高墩温度场与温度效应分析

针对公路规范未给出桥梁高墩温度模式问题,依据太阳辐射理论探讨高墩与外界环境热交换机理,考虑太阳辐射、辐射换热、对流换热确定结构热边界条件,以莆炎高速公路奇韬溪大桥项目为依托,采用ANSYS软件建立薄壁空心高墩三维仿真模型进行墩温度场与温度效应分析.结果表明:薄壁空心墩与箱梁温度场分布存在一定差异,不应直接套用公路桥涵通用设计规范中箱梁温度梯度模式.高墩温度场表现出随太阳东升西落的正弦曲线变化规律,高墩外表面场温度分布主要受日照控制.温度效应对高墩线形的影响不可忽略,墩顶支座对温差作用下墩顶位移约束效果显著,在支座约束下最大位移降低幅度达53%.

闽南山区薄壁空心高墩稳定性分析

为研究闽南山区薄壁空心高墩稳定性,以莆炎高速公路下坂1号大桥为依托,采用有限元分析软件Midas-Civil建立薄壁空心高墩三维仿真模型,考虑实际荷载工况,分析高墩第一类、第二类稳定安全系数,并探究混凝土强度、横隔板、墩高对高墩稳定性的影响。结果表明第一类稳定安全系数随阶数线性变化,第一类稳定安全系数25.27,大于规范要求的安全系数4;考虑非线性因素后,高墩的稳定安全系数出现了降低。横隔板数量、混凝土强度等级对高墩稳定性的增加幅度影响有限,不应通过增加横隔板数量与提高混凝土强度等级的方式提高高墩的稳定性;高墩前3阶稳定安全系数随墩高的增大而快速减小,墩高是对稳定性的影响程度相较于横隔板数量、混凝土强度等级更大。研究成果可供同类工程施工参考。