干线公路平面交叉口合理间距研究

以分析干线公路平面交叉口之间区段的划分为切入点,用理论分析的方法来分析交叉口构造区、功能区和平稳运行区长度,最后提出了平面交叉口合理的最小间距指标。合理的路侧开口间距可以使交通流平稳到达,降低车辆之间的速度差(速度差是产生交通事故的重要因素之一),同时又能确保驾驶员有足够的时间准备进入该平交路口,合理布置公路平面交叉口,可以减少交叉口冲突点的数量。中国规范中按照公路的等级简单规定了平面交叉的最小间距,间距的取值只是考虑了道路等级、车道数量,但没有考虑交叉口的设计速度和交叉口几何特征的影响。该文通过对平面交叉进行功能分段,考虑几何要素等因素影响,分别计算各段长,最后得出合理的平面交叉口间距。

哑铃形钢管混凝土拱肋施工过程爆仓分析研究

建立了哑铃形钢管混凝土拱肋腹腔灌注混凝土施工的有限元实际模型,分析了注浆过程中拱肋各个特征断面腹板应力及变形的变化规律;还分析了采取加设拉杆措施时,腹腔的腹板与钢管交界点和腹板中点的应力及变形,以及拉杆本身的受力特性。研究结果表明,拱脚附近最容易发生"爆仓"事故。拉杆能够缓解腹腔钢板屈服,但随着压强增大,拉杆首先破坏,可以根据不同的受力情况设置不等距的拉杆,但拉杆不能设置过密,太密的拉杆设置反而会使拱肋其他断面较拱脚更为不利。研究结论对哑铃型钢管混凝土拱肋的设计和灌注施工具有一定的参考价值。

基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能,利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型,对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型,应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献,梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型;利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性,采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明:混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好,弹性阶段的T梁刚度折减不明显,非线性阶段刚度发生明显折减,跨中预应力钢筋应力增长幅度最大,因此,混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。

悬索桥主缆钢丝腐蚀及力学性质变化分析

主缆是悬索桥的主要承重构件,钢丝的腐蚀是影响主缆耐久性的主要因素。由于主缆内存在很多缝隙,使用过程中会在缝隙内聚积水分,从而导致钢丝腐蚀。主缆内各部分钢丝的腐蚀环境并不一样,造成腐蚀状况也不同。相关模拟试验结果表明,受腐蚀钢丝的实际抗拉强度并未降低,而钢丝的延伸率、扭转强度、疲劳强度大幅度下降。测试腐蚀钢丝吸收的氢元素含量,其浓度并未达到发生氢脆破坏的浓度,因此,腐蚀钢丝表面凹凸不平是钢丝延性降低的主要原因。

无粘结部分预应力混凝土叠合梁变形灰关联分析

针对目前无粘结部分预应力混凝土叠合梁试验数据少、较难应用传统统计方法进行分析的现状,将灰关联分析方法引入到无粘结部分预应力混凝土叠合梁变形和相关因素的相关性分析中,分析了各关联因素的相关性,得出各可能影响因素对无粘结部分预应力混凝土叠合梁变形影响程度的大小排序。结果表明,对无粘结部分预应力混凝土叠合梁变形影响最大的是预应力钢丝面积、有效预应力、预制梁混凝土立方体强度等级,其次是叠合层混凝土立方体强度等级,影响最小的因素是叠合特征参数。

曲线钢箱梁支座反力分析及处理措施探讨

小半径曲线连续钢箱梁桥在初始设计支承条件下,在最不利工况时,支反力出现较大负值。如果不采取措施,桥梁运营期支座可能会脱空,对桥梁及桥墩正常使用带来不利影响。根据曲线梁桥的特点,防止支座脱空一般采用设置拉压支座,或者梁端配重、支座横向调整等构造措施。文中结合设计实例,根据有限元计算,比较配重前后支座反力,结合钢箱梁自身特点,确定采用的最优构造措施,理论上解决支座脱空的问题。通过成桥静载试验证实采取的措施具有良好效果。

先简支后连续变截面预制小箱梁设计

为满足双曲拱桥拓宽改造的美观和施工工期等方面的要求,设计了跨径布置为(44.055+7×44.41+44.055) m的先简支后连续变截面预制小箱梁。通过优化变截面预制小箱梁的构造和预应力布置,解决了变截面预制小箱梁由于跨中梁高较低,跨中承载能力薄弱的问题。受力分析结果表明:变截面预制小箱梁施工阶段验算、承载能力验算、截面压应力验算、截面抗裂验算和刚度验算均满足规范要求。

高桩承台群桩基础水平位移计算与分析

水平位移是基础设计的一项重要参数。采用数值分析方法对高桩承台群桩基础进行简化和理论推导,提出了符合实际且简单的理论计算公式,作为高桩承台群桩基础初步设计方案拟定阶段依据。采用有限元分析方法对龙山大桥主墩高桩承台进行模拟计算。结果表明:桩基自由长度和桩径对于高桩承台桩顶水平位移影响非常明显,根据双排桩推导的理论公式对于多排桩基同样适用。

无应力长度参数正装迭代法工程应用

以滨海大道南台头闸桥为工程背景,利用有限元分析软件Midas模拟斜拉桥正装施工过程。通过建立每根拉索与成桥状态参数(索力、位移、内力)之间的影响矩阵,分析施工过程中索力优化问题,采用无应力长度参数正装迭代法,利用最小二乘法修正各斜拉索的无应力长度,结合迭代分析,解决结构不闭合问题,直到满足工程要求,达到合理的成桥状态。实例证明:基于无应力长度正装迭代法可以方便地解决斜拉桥施工正装分析的不闭合问题。

基础沉降差对连续梁桥拼宽的影响及控制

桥梁拼宽的需要越来越多,为探明基础沉降对连续梁拼宽桥的影响规律,以一座3×30 m跨径的连续小箱梁为案例,分别研究了拼宽侧桥梁发生不同形式、不同量级的沉降对原桥及拼宽桥的影响。研究结果表明,当拼宽侧桥梁发生整体沉降时,对原桥的位移影响范围约为原桥宽度的25%,也即位移影响不会越过第一根主梁。最大应力出现在原桥的内边板底板处,但拼宽桥的底板与横隔梁处均出现较大应力。相比拼宽侧桥梁整体发生沉降和中跨发生沉降,当桥头发生沉降时,影响范围和影响幅值均较小,最大应力仅为整体沉降时的5%。力的传递途径表明拼宽桥和原桥的横隔板承受较大应力,但拼宽处顶板应力较小,为拼宽材料的选择提供了依据。增加结构横向联系可以明显减小结构响应,提高结构承载能力。

中系梁对双柱式桥墩受力性能影响研究

双柱式桥墩结构广泛应用于中国高速公路桥梁设计中,中系梁设置位置及设置数目对结构的受力特点都会产生较为明显的影响。该文采用有限元软件Midas/Civil建立中系梁参数变化模型,对其进行相应的动力特性分析、地震响应分析及屈服分析。分析结果表明:中系梁设置能够明显改善结构的动力性能,并随着中系梁设置数目的增加,改善效果越好,但提高幅度随设置数目增加而减缓。设置单根中系梁于墩柱中心位置时,结构最为合理。

某山区高墩连续刚构桥结构设计与分析

鸡公岭大桥是一座典型的山区高墩大跨连续刚构桥梁。拟定了上下部结构构造和尺寸,并采用常用的有限元程序进行了主桥静力计算和高墩稳定性分析,分析结果表明,结构的承载力、抗裂验算及稳定性验算等均满足相关技术规范要求。

偏压隧道施工围岩变形监控量测与分析

偏压隧道在施工过程中的变形往往比一般隧道更为复杂,更容易出现围岩失稳等安全问题。结合某隧道开挖施工过程,通过对隧道拱顶下沉、水平收敛、地表沉降等指标实施监控量测,并对量测数据进行分析后可以看出,三者随量测时间的增长都表现出"先快速增大而后逐渐趋于稳定"的特征,并且拱顶下沉量比地表沉降量大;同时,左洞的拱顶累积下沉量、累积收敛量和累积地表沉降量均大于右洞。该结果反映了隧道在开挖过程中围岩变形发展的变化规律,并证明了地层偏压对隧道围岩稳定性具有一定的影响。所得结论能为类似工程的设计、施工提供一定的借鉴和指导。