深江铁路洪奇沥公铁大桥主桥设计关键技术

研究目的:洪奇沥公铁大桥是深江铁路的控制性工程,主桥采用主跨808 m公铁合建斜拉桥一跨跨越洪奇沥水道,上层布置8车道城市快速路,下层布置4线铁路。结合建设条件、结构特点及使用性能,对主桥结构体系、主梁横断面及结构形式、索-塔锚固结构、施工方法等关键技术展开研究,确定技术合理可行和经济节约的设计方案。研究结论:(1)首创了短边跨叠合板-桁组合梁斜拉桥结构体系,主桥长度减少20%,节省工程投资;(2)首次在4线铁路公铁合建斜拉桥上采用倒梯形双主桁截面,桥面布置紧凑、受力明确;(3)提出的边跨主梁采用矩形钢管混凝土叠合板-桁组合结构,集结构受力和锚固压重于一体,施工便捷;(4)发明了“自平衡交叉锚固+齿块锚固”的索-塔混合锚固方式,技术经济性高;(5)钢主梁创新采用“纵向大节段+横向分块”施工方法,解决了超宽超高超重整节段钢桁梁运输受既有桥净空限制的难题;(6)本研究成果可为公铁合建桁梁斜拉桥设计提供参考或借鉴。

非高斯风场下大跨柔性桥梁的抖振响应特性

为了准确评估非高斯风荷载下大跨柔性桥梁抖振响应特性,以沿海大跨度斜拉桥与悬索桥为例,基于频率-波数谱法分别生成了桥址区的高斯风场和非高斯风场,对比分析了高斯与非高斯风场下2种桥梁的抖振响应及统计特征,并探讨了2个重要参数(加劲梁的高度、地面粗糙度)对桥梁抖振响应的影响.结果表明:高斯风场下2座桥梁的所有位移响应接近于正态分布而非高斯风场下呈现非正态分布;非高斯风场下该斜拉桥主梁的侧向位移略大于高斯风场下;但高斯风场下该悬索桥主梁的扭转位移均方根(RMS)值明显高于非高斯风场下,高斯风作用下侧向位移略大于非高斯风作用下.此外,加劲梁离水面越低或地面粗糙度越大,斜拉桥跨中仅侧向位移RMS值略变大,但悬索桥跨中的扭转位移RMS值显著变大,竖向位移RMS值也略变大.

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥方案比选

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥为承载时速350 km高速铁路的大跨度公铁合建桥,主跨320 m,公铁混层对称布置,下层桥面中间布置双线无砟轨道高速铁路、两侧布置双向4车道城市主干路,上层桥面布置双向8车道城市快速路。结合桥址区建设条件,对跨径布置为(64+128+320+128+64)m箱桁组合梁斜拉桥和钢桁架拱桥2种桥型方案进行对比,结果表明箱桁组合梁斜拉桥受力明确,具有较好的施工稳定性和良好的经济性,为选定方案。针对扇形双索面密索体系、扇形双索面稀索体系和竖琴形双索面密索体系3种体系斜拉桥方案,从结构受力性能、施工难度、经济性、景观性等方面进行综合分析,最终选择受力合理、施工简便、经济性优、景观效果好的竖琴形双索面斜拉桥方案。桥塔采用花瓶形构造,主梁采用中间双桁、带挑臂的箱桁组合截面,结构受力合理,具有优良的整体性和结构刚度。

市域铁路节段预制拼装简支梁设计建造研究

对35m、40m和45m三种跨度的节段拼装简支梁方案进行设计比选,对比了高强钢束和普通钢束的设计结果。结果表明,在节段预制拼装梁中使用高强钢束可以产生良好的经济实用价值,具有减小梁部腹板厚度、降低混凝土用量、减少预制节段分段数量、方便施工的优点。同时,在掌握工程基本情况的基础上,从结构形式、结构计算、梁场预制、构件运输、现场架设等方面出发,分析了节段预制拼装简支梁的设计与建造要点。

广西龙门大桥猫道设计和施工探讨

广西龙门大桥主桥为跨径1098m单跨悬索桥,文章提出一种三跨连续式结构的猫道设计,并采用设计验算和风洞试验论证其可靠性。该设计先导索为2根,以拖船“水面过渡法”分别牵引过海;单幅利用三段单线往复式牵引系统独立架设猫道承重索、门架承重索、防护索、扶手索等结构;通过测量计算可及时对猫道线形进行调整,满足规范和设计要求以及作业舒适度需求。

UHPC-NC混合梁连续刚构桥合理桥跨布置研究

为了减轻自重提升跨越能力,文中提出将连续刚构桥主跨跨中普通混凝土(NC)替换成超高性能混凝土(UHPC),并开展其桥跨布置和经济性研究。结果表明,恒载作用在总内力中占很大比重,故将恒载作用下墩顶弯矩平衡、边跨支座受压、结合段弯矩小等指标作为评价标准;当边主跨比k_(1)介于0.55~0.70区间,墩顶弯矩基本平衡,边跨支座受压且数值较低;此时,UHPC段长度与主跨跨径比值k_(2)介于0.30~0.40区间,结合段弯矩接近0,墩顶和UHPC跨中弯矩较低;与原桥方案相比,混合梁连续刚构方案材料总费用降低11.4%。因此,k_(1)和k_(2)分别介于上述两区间时,混合梁连续刚构桥能够达到良好的受力状态且具有经济性优势。

乐望红水河特大桥初步设计方案比选研究

文章以乐业至望谟高速公路控制性工程乐望红水河特大桥主桥为例,通过对该桥在初步设计阶段桥型方案进行比选,对剥蚀低山丘陵地貌下大跨径桥梁的桥型比选方法进行探讨,寻找适于此区域自然条件的特大型桥梁建设方案。通过对中承式钢管混凝土拱桥、双塔双索面组合梁斜拉桥、变截面预应力混合连续刚构桥的方案进行对比分析,经地形地质、结构安全性、施工难度、工程造价、施工工期、环境保护评价、防洪通航、运营养护等多方面因素比较,最终确定该桥型为主跨495m的中承式钢管混凝土拱桥。

泸定大渡河桥重力锚碇基础形式研究

第四纪冰期形成的冰碛土在中国西部广泛分布,其力学性质好,覆盖深厚。该文以泸定大渡河桥为依托,通过理论分析和数值模拟研究了将冰碛土作为重力锚基础的地基持力层时,不同基础形式对锚碇稳定性的影响,得出带齿坎的斜向扩大基础是一种既受力良好又经济的基础形式,可为西部建设类似工程提供借鉴。

汶川地震桥梁震害经验及抗震研究若干新进展

2008年5月12日我国四川省汶川县发生8.0级大地震,造成大量公路桥梁破坏,并为桥梁抗震研究留下了众多资料。总结了汶川地震桥梁震害经验,认为宜重视桥梁近断层地震动响应及防落梁措施、小半径曲线梁桥地震防倒塌设计、桥梁延性抗震设计及细部配筋和深水高桥墩地震损伤及控制等抗震问题。综述了课题组近些年对桥梁抗震研究的若干新进展,包括梁式桥防落梁抗震设计理念及方法、钢筋混凝土桥墩地震抗剪强度及变形能力研究、曲线梁桥地震破坏机理数值分析与小半径曲线梁桥地震防倒塌设计对策等。

跨江大桥结构设计要点及长效监测系统设计研究

文中依托某跨江大桥工程,基于其所处地理位置及周边情况,针对该工程在跨越铁路、河流、中心岛屿上下部结构、主跨防撞、耐久性等方面,分析其设计要点,根据工程地质情况及桥梁特性,提出该工程关键结构节点的监测指标,建立了桥梁工程的长效安全监测机制,经过现场实际应用,验证了该设计的经济性与安全性。

深圳轨道交通3号线跨龙岗河桥梁方案比选

分析周边环境、地面交通、防洪排涝、线路等建设条件,基于功能完善、景观优美、施工便利、造价经济的基本原则,针对深圳市轨道交通3号四期工程上跨龙岗河桥梁开展V型刚构桥、连续梁拱桥、双塔斜拉桥及独塔斜拉桥等多种方案进行比较。综合比选,推荐采用V型刚构桥方案。

道路高架化背景下城市立交改造方案设计——以海沧南大道立交改造项目为例

以厦门市海沧南大道上两座不同类型的立交桥改造方案为例,对交通道路高架化背景下的城市立交优化改造方案设计进行探讨。分析认为,城市立交改造设计时应充分考虑交通流量、交通流向、城市发展及周边地区的功能需求等控制因素,优先解决流量大、车速高的车流方向矛盾,在满足使用要求的情况下统筹考虑经济效益、造型外观等因素。通过对现有立交桥进行科学合理的改造,不仅可以提升其交通服务功能,还能优化城市交通结构,促进城市交通系统的升级。

无背索斜拉桥的概念、设计与施工

长沙市洪山大桥是一座无背索斜拉桥,该类型桥梁的受力特性与常规斜拉桥有较大的不同,造成其设计和施工的特殊性。归纳国内外已建和在建的无背索斜拉桥的一般情况,详细论述其塔梁平衡关系和索、塔倾角的取用准则,根据优化塔、索造价和降低塔重偏差对塔身受力的影响来可以得到塔的合理倾角。进一步介绍洪山大桥的主梁类型和截面型式、若干构造细节和施工过程,分析研究表明钢-混凝土组合脊骨梁更能够适应无背索斜拉桥的受力特点,并具有造价和技术优势;主跨两端特殊的构造设计可以保证塔梁结合部和主跨-辅助跨过渡段的传力平顺;施工中采用桥面预压工艺可以有效改善桥面板横桥向受力状态。

沪昆高铁北盘江特大桥主拱结构形式及参数比选

沪昆高铁北盘江特大桥位于我国云贵高原艰险山区,主桥采用445m的上承式混凝土拱桥跨越V形峡谷,最高设计行车速度350km/h。依据该桥的艰险山区建桥条件和高速铁路使用功能要求,对其主拱的结构形式及主要结构参数进行研究。在选定劲性骨架施工方法的基础上,对比分析箱形板拱和箱形肋拱2种拱圈结构形式,从主拱施工的便利性和灵活性等考虑,优选了箱形板拱结构。对比三次样条曲线、高次抛物线和悬链线3种拱轴线形,最终选择了使全拱的应力更均匀的悬链线,拱轴系数取1.6。拱圈构造采用施工便利、整体性更好的等高、拱脚附近局部变宽的单箱三室截面,拱圈高度选用9.0m,拱圈宽度根据车-桥耦合仿真分析结果优选了18～28m方案。主拱圈顶板、底板厚度,根据其应力累加的过程和受力要求进行分段设置,可充分利用材料强度。

山区大跨度桥梁结构选型

为了使山区大跨度桥梁设计做到结构选型合理及方案可行,在综合考虑桥址处客观条件、结构体系的受力特性和桥梁美学及景观基础上,从山区桥梁选型与造型、桥位选择方面进行分析,并对山区桥梁常用结构形式的使用条件及合理跨径进行探讨。得出以下结论:山区桥梁选型原则为大桥凭规模,中桥可造型,小桥在细节;桥位选择原则为中、小桥梁严格服从线路布设,大桥、特大桥应多方案比选,并将其作为控制点,总体上达到与线路走向一致;山区公路、铁路大跨度桥梁首选是连续梁(刚构),对于较窄的V形沟谷优先考虑拱桥,在特殊地形条件下可选择斜拉桥和悬索桥。

科二街景观桥梁方案设计研究

随着桥梁建设的快速发展,人们对于桥梁景观的要求越来越高.科二街景观桥梁作为榆中生态创新城的重要组成部分,上跨夹沟河水系,是一座城市景观桥梁.充分考虑大桥的定位、功能、环境、文化和结构等诸多要素,经过多种桥型的比选,最终选取与当地景区风格相协调的多跨连拱桥.为以后景观桥梁设计提供良好的借鉴.

装配式小箱梁桥中荷载横向分布系数计算方法的对比分析

决定装配式小箱梁桥安全性和可靠性的关键之一为荷载横向分布系数的准确计算。因此,荷载横向分布系数计算方法的选取对于桥梁设计具有重要意义。以潮州市某装配式箱梁桥为例,采用有限元软件对其建立空间梁格模型,并与杠杆法、刚性(修正刚性)横梁法、铰(刚)接梁法等不同计算方法得到的荷载横向分布系数结果进行对比。结果表明,在上述理论计算方法中刚接梁法、铰接梁法与有限元空间梁格法结果走势较为一致,其中刚接梁法误差在3%以内,更为准确。此外,为进一步验证刚接梁法对装配式小箱梁模型简化计算的准确性,通过采用刚接梁法建立单梁模型对实际工程进行简化计算,并与梁格法模型的内力计算结果进行对比。结果显示采用刚接梁法的计算结果偏于保守,具有较多安全富余度,且计算偏差能满足一般桥梁工程的要求,为类似桥梁结构的简化设计提供了参考。

复杂影响因素下互通立交方案比选

互通式立体交叉是高等级公路中的重要节点,对于发挥高等级公路路网功能、服务沿线居民、提高区域经济发展具有重要作用。以甘肃省东南部定西市某条高速公路四族互通立交为例,综合考虑互通立交交通量、沿线地形地质条件、立交的可实施性、工程规模、工程造价等方面影响因素,对该互通立交采用A型单喇叭立交、B型单喇叭立交、变异A型单喇叭立交、T型立交、变异T型立交等多方案进行比选研究。通过定性比选、同深度比选,拟定变异T型立交为最终设计方案,该方案立交位置避开了不稳定坡面及不良地质,工程运营期安全性提升的同时建安费最低。

珠机城际铁路公铁同层合建桥方案比选

珠机城际铁路金海特大桥跨磨刀门水道主通航孔跨径为3×340 m,采用公铁同层布置,结合桥址区建设条件,对桥型方案进行研究比选。从桥式上对比多塔斜拉桥方案与钢桁拱桥方案,由于设计基准风速大、台风频发、多主跨等因素,考虑经济性、施工难度及施工过程抗风稳定性,最终确定采用(58.5+116+3×340+116+58.5)m多塔斜拉桥方案。在此基础上,针对多塔斜拉桥,对桥塔中置和桥塔外包方案,从结构受力、施工、经济性、景观性等进行综合比选,最终推荐采用温度效应小及抗震性能好、施工工期短、经济性相当、景观效果好的桥塔中置方案。

桥墩紊流宽度的试验研究

通过概化水槽试验,采用M icroADV流速仪测量瞬时流速,得到桥墩周围纵向、横向和垂向时均流速和紊流强度的横向分布.比较了有、无桥墩的时均流速和紊流强度横向分布变化,得出桥墩对时均流速和紊流强度的影响幅度和范围,据此确定桥墩侧边缘的紊流宽度,并给出了桥墩最大紊流宽度随断面平均流速变化的关系.