厦门鳌冠特大桥上部结构设计及计算分析

厦门鳌冠特大桥采用双层桥面结构设计,上层车行桥采用双箱多室箱梁结构,下层慢行桥采用曲线钢箱梁悬吊结构。文中重点介绍桥梁总体设计及结构设计难点,并详细分析了结构纵梁计算及横梁计算。结果表明,减少吊杆间距、设置纵向及横向“V”形拉压杆可有效改善双层桥面结构的动力特性。在两个箱体之间增设跨间系梁,可显著提高双箱多室箱梁结构的横向抗弯及抗扭刚度;若考虑一定安全储备,双箱多室箱梁的纵向计算可采用双单梁模型计算法,但不适用传统横梁计算法。

桥面吊架在变截面钢箱梁桥梁施工中的应用

以秦安特大桥主桥钢箱梁工程为背景,分析桥面吊架设备在其中的应用要点,主要介绍了桥面吊架的选型、安装和吊装操作流程,并阐述吊架使用过程中的注意事项。经过对桥面吊架进行专项设计优化并精心组织施工,解决了钢箱梁桥梁跨铁路隧道地面无法使用大型起重设备吊装的问题。

延崇高速公路砖楼特大桥主桥上部结构设计与施工方案研究

以河北省首座上承式拱形变高钢桁组合连续梁的设计与施工方案为例,通过方案比选,确定适合砖楼特大桥主桥上部结构的施工方案,详细论证了专项施工方案的各个环节,有效保障了高墩桥梁施工的安全和项目的工期要求,可供类似跨越工程参考和借鉴。

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。

开口截面斜拉桥涡激共振风洞试验及减振措施研究

对某大跨开口截面斜拉桥进行节段模型风洞试验,测试了主梁成桥状态的气动性能.试验结果表明,该桥主梁在设计风速范围内出现了明显的竖弯以及扭转涡激共振现象.参数化的试验研究表明,该桥的涡激共振现象在相当广泛的阻尼比范围内均存在,即使将竖弯以及扭转阻尼比提高到1%以上仍然存在明显的涡激共振现象,且振动幅值仍超过规范允许值.为了抑制主梁的涡激共振,通过风洞试验设计了有效的气动措施减振方案.测试表明,所采用的减振措施能有效地消除该桥涡激共振的发生.

主梁断面形状对车-桥系统气动特性影响的风洞试验研究

确定车辆和桥梁各自的气动参数是车-桥耦合振动分析的基础。为研究主梁断面形状对车辆和桥梁气动特性的影响,利用自制的三分力分离装置-交叉滑槽系统,针对8种分离式双箱主梁断面进行多工况模型风洞试验。通过对不同模型及工况试验结果的对比,讨论不同主梁断面形状下车-桥系统的雷诺数效应,得出不同行车位置处车辆和桥梁各自气动参数随主梁宽高比的变化规律以及其阻力系数的取值方法,为后续抗风设计及风-车-桥耦合振动研究提供参考。

双幅桥面桥梁主梁断面的气动选型

与常见的单幅桥面桥梁相比,双幅桥面桥梁主梁断面的气动选型更为严格,必须同时保证上下游两主梁断面都具有良好的气动性能。以某在建的双幅桥面桥梁为背景,通过一系列节段模型风洞试验,从主梁断面基本形状和检修车轨道的位置及高度两个方面进行了主梁断面的气动方案比选,对双幅桥面桥梁主梁断面的气动选型进行了初步研究。

常泰长江大桥专用航道桥设计

常泰长江大桥天星洲和录安洲2座专用航道桥均为刚性梁钢桁拱桥,跨度布置均为(168+388+168)m。桥梁采用双层桥面,上层布置6车道高速公路,下层下游侧布置4车道普通公路、上游侧布置双线城际铁路。主梁采用2片主桁双层板桁组合结构,N形桁,焊接整体节点构造。由于恒载在横断面上分布不对称,为减少结构的非对称变形,主梁采用非对称截面。上、下层桥面均采用纵横梁体系的正交异性板整体钢桥面。主拱采用与主梁反向的N形桁,拱肋为抛物线形,跨中下弦矢高55 m、拱高11 m。拱肋下弦与主梁上弦间采用柔性平行钢丝吊索连接。主墩基础采用钻孔桩基础,墩身采用八边形实心墩结构。专用航道桥采用从边跨向中跨悬臂拼装、拱梁并进架设、跨中合龙的总体施工方案。

桥面构造及铺装层对正交异性钢桥面板力学性能的影响

为研究桥面细部构造和桥面铺装对正交异性钢桥面板力学性能的影响,确定合理的构造,以梯形及矩形截面形状的纵向加劲肋与多种缺口形式的横隔板相组合形成正交异性钢桥面板结构体系,并铺设不同厚度、不同弹性模量的沥青混凝土铺装层,建立相应的有限元实体模型进行加载,分析纵向加劲肋截面形状、横隔板缺口形式及铺装层弹性模量和厚度对正交异性钢桥面板力学性能的影响规律。结果表明:加劲肋上口间距越小,改善桥面板受力性能越明显,其中加劲肋B(梯形加劲肋侧板与底板采用圆弧连接)受力性能较好,且用料少;缺口Ⅰ、缺口Ⅲ的应力集中情况好于缺口Ⅱ,因此应合理选用缺口Ⅰ和缺口Ⅲ,但缺口Ⅲ需要优化;顶板与纵向加劲肋连接处应力高,为力学性能敏感区域;铺装层弹性模量增加,钢桥面板最大主应力减小,铺装层厚度增加,钢桥面板和沥青表面最大主应力均减小,因此铺装层弹性模量与厚度要综合设计,以使钢桥面板受力性能最优。

正交异性夹层钢桥面板力学性能分析与截面优化

夹层板系统(Sandwich Plate System,SPS)是由上、下2层钢板和中间1层聚氨酯弹性体芯层形成的一种复合结构,可应用于正交异性钢桥面板以优化桥面结构力学性能。为探究正交异性夹层钢桥面板的力学性能特点,并提出夹层板构造的合理化建议,针对正交异性夹层钢桥面板开展了有限元模拟与参数化分析。结果表明:正交异性夹层钢桥面板在车轮荷载作用下的位移、应力等性能指标均优于传统正交异性钢桥面板;正交异性夹层钢桥面板的芯层厚度合理取值为40~80 mm;夹层板上层钢板厚度宜大于下层钢板,且下层钢板厚度不宜太薄;通过减少纵肋数量、增大纵肋间距可在不增大应力水平的条件下减少焊缝数量。SPS夹层钢桥面板具有良好的力学性能,可在实际工程中开展应用。

压型钢板组合楼板的施工工艺

结合具体工程实例,从铺设压型钢板和浇筑混凝土方面,介绍了闭口端面压型钢板的施工方法和施工要点,提出了施工中的注意事项,对同类型结构的施工有一定参考价格。

RC桥面板最优板厚设计研究

目前,我国绝大多数的RC和PC梁桥都采用装配式梁建造。若主梁间距布置与车道布置不合理,由于主梁间的湿接缝连结部位频繁承受车辆荷载作用,对桥面板局部连结构造的耐久性不利,导致桥面板长期处于不均衡受力状态。为使主梁翼缘结合处避开车轮的频繁作用线,对几种横断面布置方案进行对比,优选出相对合理的方案。利用曲线拟合的方法得到桥面板弯矩与主梁间距的关系及计算公式,得到在钢筋应力限制条件、抗弯承载力限制条件和裂缝限制条件下桥面板板厚的变化规律,分析在特定配筋下桥面板板厚与主梁间距的关系。计算分析表明：当使用阶段的钢筋应力约为140MPa时,桥面板板厚相对较小;主梁跨径对桥面板厚度的影响较小;主梁间距在1.6~4.5m时,桥面板厚度介于145~250mm。

空心板延伸桥面板桥温度胀缩变形研究

为准确计算空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形,以某空心板延伸桥面板桥为背景进行研究。监测该桥主梁截面温度场和梁端胀缩变形,与分别采用截面平均温度、桥面板温度、规范给出的有效温度标准值计算的梁端胀缩变形值进行对比。采用MIDAS-FEA建立空心板横截面有限元模型,研究结构参数对空心板截面平均温度的影响,并对比我国不同气候区的空心板截面平均温度极值与规范值的差异。结果表明:采用截面平均温度变化值计算空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形较为准确;历史极端高温阶段,随着主梁高度及桥面铺装厚度的增大,空心板截面平均温度最高值降低;采用规范给出的有效温度标准值,可能低估空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形。

箱桁组合钢梁斜拉桥剪力滞效应分析

以某在建大跨度公铁两用斜拉桥为背景,建立了箱桁组合整体有限元模型。对整体钢箱桥面的剪力滞效应进行了分析,并研究横隔板间距、桥面板厚度和箱梁截面高度等参数对桥梁剪力滞效应的影响规律。结果表明:箱桁组合钢梁中整体钢箱桥面存在一定的剪力滞后现象,边跨由于应力水平较低和支座处受力复杂导致剪力滞后效应较明显,过渡墩支点处最大应力不均匀系数为9.27;中跨大部分节段剪力滞后效应较小,顶板应力不均匀系数在1.06左右,底板应力不均匀系数在1.09左右,顶板应力均匀程度高于底板;从中跨跨中向桥塔方向,应力不均匀系数逐渐减小;随着横隔板间距、桥面板厚度和截面高度的增大,顶、底板应力不均匀系数减小,其减小值在5%以内。

钢-混叠合窄梁驰振稳定性及抑振措施研究

为提高钢-混叠合窄梁的抗风性能,以山区大跨窄梁悬索桥——紫坪铺特大桥为背景,采用节段模型风洞试验对其加劲梁气动稳定性及其抑振措施进行研究。风洞试验观察到加劲梁原始断面在负攻角下会发生驰振发散,基于此,采用节段模型动力试验对比了调整检修道位置、调整防撞护栏透风率、设置下稳定板、设置水平导流板等气动措施的驰振抑振效果,并进一步通过节段模型静力试验进行检验。结果表明:检修道置于梁底的驰振抑振效果略好于置于桥面边缘;不同程度封闭防撞护栏或采用下稳定板反而会使结构的气动性能劣化;采用增设水平导流板及下移检修道的组合气动优化措施可大幅提高驰振临界风速,明显改善气动性能。

以横梁受力为主的大跨拱桥桥面系加固大纵梁截面形式研究

为充分发挥增设大纵梁对以横梁受力为主的大跨拱桥桥面系的加固效果,对加固大纵梁的适宜截面形式进行研究。以1座典型飞燕式钢管混凝土系杆拱桥为背景,对比分析采用3种常用截面(单工字形、双工字形、箱形)大纵梁加固后桥梁关键部位强度、模态、整体稳定性及抗震性能;基于耐震时程法(ETM),参考Park-Ang损伤模型,提出综合考虑抗震性能需求与结构稳定性的加固大纵梁截面形式确定方法。结果表明:以横梁受力为主的大跨拱桥增设大纵梁后,具有临时承担吊杆断裂后桥面恒、活载的能力;加固后关键结构恒载状态下的应力变化均小于5%,横向振动频率、整体稳定性和抗震性能均得到不同程度的改善;推荐加固大纵梁使用箱形截面,可兼顾改善桥梁静、动力性能,且用钢量最优。

钢管混凝土拱桥整体吊装施工监控分析

以上海市徐汇区老沪闵路钢管混凝土拱桥为例,从结构参数、施工过程、施工监控内容三方面,介绍了其工程概况,并从理论、实测结果两方面,对施工监控结果进行了分析,以供同类工程借鉴参考。

双层双向盾构法隧道横断面的创新设计

双层隧道是新型的道路隧道型式。近年来国内外不断涌现双层隧道工程,上海黄浦江流域也诞生了一批双层双向盾构法隧道。首先介绍了我国首条上海复兴东路隧道,首次引入小型车专用车道的设计理念;接着介绍了当时堪称世界最大直径的上中路隧道,突破了以往削足适履的设计经验;最后介绍了根据需求定位的外滩隧道,仅供小型车专用,分流敏感地区的交通。

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。

预应力复材模壳-混凝土组合桥面板性能研究

针对复材模壳-混凝土组合桥面板中复材利用率低和界面黏结性能不足等关键问题,提出了一种新型预应力复材模壳-混凝土组合桥面板结构。首先通过有限元分析得到复材模壳的优化截面形式。并通过预应力复材板条对模壳施加预应力,使其产生反拱,减小其在施工荷载下的挠度变形。最后通过模壳施工荷载模拟试验和组合桥面板静力性能试验,验证了这种新型组合桥面板良好的力学性能。