连续刚构箱形-双薄壁组合式主墩及其刚度匹配设计方法

文章针对因受到建设条件制约而不得不采用主墩高度相差较大的连续刚构桥梁,应用箱形-双薄壁组合式桥墩作为主墩结构,提出了对应的主墩刚度匹配设计方法,并对刚度计算过程进行了推导,得到了组合式桥墩墩顶顺桥向抗推集成刚度的计算公式,用实桥计算示例对提出的主墩设计和传统设计的结果进行了对比。结果表明,文章提出的箱形-双薄壁组合式主墩刚度匹配设计方法能有效地避免主墩高度差引起的内力不均匀分配问题,从而改善高、低主墩连续刚构桥梁在温度、制动力等水平荷载下的力学表现,提高结构的抗震性能。

T形刚构桥桥墩参数对车-桥动力响应影响研究

为研究T形刚构桥桥墩参数对车-桥动力响应的影响,以某高速铁路(77m+144m+77m)T形双薄壁连续刚构桥为研究对象,基于刚柔耦合理论,采用多体动力学和有限元联合仿真技术,建立考虑桩土效应的列车-桥梁动力相互作用模型,计算分析T形刚构桥墩宽度、厚度及混凝土强度等级变化对车-桥耦合系统的动力响应影响。结果表明:T形刚构桥墩宽度、厚度及混凝土强度等级的改变,对桥上车辆系统的安全性指标、舒适性指标影响较小;T形刚构桥墩参数改变,对桥梁系统横向位移、垂向加速度、横向加速度影响较小,而对垂向位移影响较大,但变化幅值均在高速铁路设计规范要求的范围内;在其他条件参数不变的情况下,可通过将桥墩宽度降低到设计宽度的75%—80%,或厚度降低到设计厚度的80%—85%,或桥墩混凝土强度等级降低为C35—C40对该高速铁路T形双薄壁连续刚构桥进行优化设计。

350km/h高速铁路钢-混混合连续刚构桥设计研究

对于跨度200m左右的高速铁路混凝土连续刚构桥梁,梁体残余徐变值较大,难以满足高速铁路的要求。为解决此问题,可采用钢-混混合连续刚构。本文以广湛铁路西江特大桥为例,针对350km/h高速铁路钢-混混合连续刚构桥梁开展设计研究。首先比选了钢-混混合连续刚构、矮塔斜拉桥及连续刚构拱桥等方案,考虑桥施工难度、施工工期、桥梁总造价等各方面因素,最终选取钢-混混合刚构桥作为推荐方案。其次,比选了双薄壁墩和矩形空心墩、钢-混接头位置、钢结构区段结构型式。由于矩形空心墩相比双薄壁墩受力更大,因此采用双薄壁墩;钢-混接头位置选取在弯矩零点;钢结构区段采用正交异性组合板,混凝土板全桥连续,通过剪力钉与钢箱梁连接。最后,介绍了结构设计及主要计算结果,结果表明各项指标均满足规范要求。

不等高双薄壁墩结构参数对连续刚构桥力学行为影响分析

对于因地形和地貌原因而使双薄壁墩连续刚构桥相邻桥墩高度相差较大的情况,设计常采用不等高双薄壁墩。相比常规双薄壁墩,不等高双薄壁墩结构设计及优化可供借鉴和参考的成果不多。以某不等高、不等厚双薄壁墩预应力混凝土连续刚构桥为工程依托,基于有限元数值分析方法,改变低墩壁厚和墩间距,针对结构恒载作用、最大悬臂状态稳定及结构自振,采用单因素分析方法研究薄壁墩结构参数对连续刚构桥结构力学行为影响。结果表明:恒载作用下,低墩壁厚对主梁根部弯矩影响很小,对跨中弯矩影响相对较大;增大双肢间距可明显降低主跨跨中、根部弯矩。低墩稳定安全系数对壁厚更敏感;墩参数变化不改变失稳模态。随着低墩壁厚和间距增加,结构自振频率增大,壁厚、双肢间距影响结构一阶振动模态,且壁厚对一阶自振影响最显著。分析结论可供不等高双薄壁墩连续刚构桥结构设计和优化参考。

鲜花湖特大桥主桥设计研究

鲜花湖特大桥是G4222和县至襄阳高速公路舒城(千人桥)至金寨(皖豫界)段的主要控制性工程之一。主桥采用(118+220+118)m预应力混凝土部分斜拉桥,塔梁墩固结体系;上部结构采用单箱三室大悬臂斜腹板宽幅箱形主梁,人字形主塔,单索面扇形、横向双排布置斜拉索;下部结构结合现场环境,采用X形双肢薄壁墩、群桩基础。鲜花湖特大桥主桥构造新颖美观,融合了结构设计与景观需求。通过系统介绍该桥设计方案、结构和主要计算结果,以供同类项目参考。

双幅整体转体跨铁路刚构桥主墩设计方案比选

广西滨海公路长坜桥主桥为2×79 m连续刚构桥,桥宽39.4 m,主梁为双幅单箱三室箱梁,左、右幅箱梁共用一个箱式双肢薄壁墩,墩高5.22 m。该桥采用先平行铁路双幅整体支架现浇后转体跨越铁路的施工方法,转体重量3.6万吨,球铰直径6.0 m。根据桥墩较矮、桥宽较宽、转体T构悬臂较大、转体吨位大、上承台受力较大的构造和结构受力特点,提出双肢薄壁墩、墙式墩、箱形空心墩3种主墩方案,从构造、结构受力、抗推刚度等方面进行综合比选。结果表明:双肢薄壁墩抗弯刚度大,可提高大悬臂转体施工状态下的结构安全性,对梁体主墩处的负弯矩起削峰作用;其抗推刚度小,可降低墩梁刚度比,改善梁体和桥墩的受力,故选择双肢薄壁墩方案。为进一步减小上承台厚度,解决矮墩身、分幅梁体、中心转铰带来的墩身受力问题,在常规整体式双肢薄壁墩的墩顶设置预应力混凝土系梁,形成箱式双肢薄壁墩。经计算,相较于整体式双肢薄壁墩,箱式双肢薄壁墩能有效减小上承台厚度,且能极大地降低主墩和上承台的应力,使结构受力更优,因此该桥最终采用箱式双肢薄壁墩方案。

连续刚构桥双肢薄壁高墩施工阶段单墩稳定性影响因素分析

为解决大跨度连续刚构桥双肢薄壁高墩稳定性问题,以新站特大桥为工程背景,针对该桥最高双肢薄壁墩(墩高114 m),通过Midas/Civil软件建立空间有限元模型,进行了数值模拟稳定性分析;探讨了墩身混凝土强度,桥墩高度,墩身截面尺寸、截面空心率和系梁位置、数量等设计要素,对连续刚构桥的双肢薄壁墩单墩的线性稳定性影响。分析结果表明:在最高裸墩状态下,桥墩的稳定性主要由自重和施工荷载控制,顺桥向和横桥向的风荷载对高墩的稳定性影响很小;桥墩的高度、系梁设置的数量与位置对其稳定性具有显著的影响,而混凝土强度、墩身截面空心率、墩截面顺桥向宽度和横桥向宽度变化对其稳定性的影响相对较小。因此,在双肢薄壁高墩设计中应综合考虑这些影响因素,以确保墩体的稳定性。

某大跨径矮塔斜拉桥设计研究

以某高速公路为研究背景,基于工程特点和地质条件,依托规范,进行整体建模计算分析,设计了某大跨径矮塔斜拉桥。上部结构采用预应力混凝土部分斜拉桥,跨径布置为118 m+220 m+118 m,单箱双室大悬臂斜腹板展翅宽幅箱形主梁,人字形主塔,单索面扇形、横向双排布置斜拉索,塔梁墩固结体系;下部结构采用双肢薄壁墩、群桩基础。该设计结果可以满足桥梁结构稳定性保障、经济效益控制以及桥梁环保设计等方面的需求。

某高墩大跨连续刚构桥主墩优化设计研究

选择合理的桥墩型式是降低高墩大跨连续刚构桥造价的有效措施.以瓦厂特大桥的设计为背景,将原设计主墩采用的组合墩墩型,优化成单肢空心薄壁墩,通过建立各墩型的空间有限元模型,进行对比分析.结果表明:两种主墩墩型的梁部应力水平相当;单肢空心墩稳定性优于组合墩;在最大双悬臂施工状态下,采用单肢空心薄壁墩强度安全系数较组合墩小,但成桥后安全系数相当;采用单肢空心薄壁墩经济性优于组合墩,能大幅节省造价,在施工质量与工期方面具有明显的优势.研究结果可为今后山区同类的桥梁提供一定的借鉴和参考意义.

薄壁超高空心墩V形段液压爬模施工技术

以贵州桐新高速公路芭蕉湾特大桥为工程背景,详细介绍了液压爬模体系的组成及工作原理,并分析了具体的施工流程,包括墩身分叉V形段钢筋模板、箱墩变双肢墩爬模施工等方面的操作要点。此外,针对施工技术和质量控制方面拟订了专项施工方案,有效提高施工效率,降低安全风险,并保证工程质量。

桥梁高空双肢薄壁墩重难点施工技术应用研究

在诸多矩形高墩桥梁建设项目中都广泛运用了液压自爬模施工技术,形成了标准化作业,然而,在设计有横系梁的双肢墩施工中需要进行工序调整,其施工难度大、安全风险高,因此,高空横系梁施工环节成为桥梁下部结构施工的重难点。文章结合目前高空横系梁两种常规的施工技术进行对比分析,即高空横系梁和双肢墩节段同时浇筑及双肢墩墩身与横系梁异步施工技术,并以河南省某山区高速公路跨河大桥为依托,综合分析了高空双肢薄壁墩横系梁关键施工技术应用情况,以便对相关重要技术参数进行及时调整,对相关工艺进行优化和创新。

薄壁墩连续梁桥静力学特性及静力稳定性分析

文章以广东省深—汕西高速公路某双肢薄壁墩连续梁桥为例,通过Midas数值模型分析不同墩壁厚度对桥梁上部结构、墩身静力学特性及整体稳定性的影响,得出如下结论:墩身厚度对桥梁上部结构弯矩的影响顺序为边跨、主跨、左肢支点、右肢支点;墩身厚度显著影响墩顶和墩底弯矩,均随壁厚增加而增大,最大变化量出现在左肢墩底,为23.14%;墩壁厚度对整体稳定性影响不大,各工况下稳定安全系数均高于设计规范值。研究结果可为桥梁工程设计提供参考。

双肢薄壁空心墩系梁施工支架方案的研究与应用

结合乌鲁木齐绕城高速(西线)工程PPP项目头屯河连接线特大桥主桥双肢薄壁空心墩系梁的特点,重点介绍了墩系梁支架的设计思路及施工工艺流程。该墩系梁支架方案由穿心棒法与满堂脚手架现浇支架法相结合,有效地解决了双肢薄壁空心墩系梁施工平台的搭设问题,既保证了施工安全,又节约了工程措施费,加快了工程进度,所取得的经验可为后续类似高墩系梁的施工借鉴。

大跨径预应力混凝土连续刚构桥的现状和发展趋势

阐述了连续刚构桥是大跨径梁桥发展的必然趋势 ,以及要解决的防止过大温度应力及防止船撞的措施 ;收集和分析了国内外大跨径连续刚构桥的数据和资料 。

双薄壁墩连续刚构桥地震反应影响参数分析

为探讨双薄壁墩几何参数对矮墩连续刚构桥地震反应的影响,以某(60+100+60)m连续刚构桥(墩高15m)为依托,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,采用反应谱法及非线性时程反应法,分析双薄壁墩壁厚和双肢中心距对该桥动力特性和地震反应的影响规律。结果表明:双薄壁墩的壁厚和双肢中心距对连续刚构桥的各阶振型基本没有影响;桥梁1~5阶自振频率随壁厚的增加逐渐增大,2~5阶自振频率随双肢中心距的增加逐渐增大;随着壁厚增大,桥墩控制截面内力显著增大,双肢中心距对桥墩内力影响较小;墩顶、墩底截面的塑性转角和墩顶纵向位移随壁厚的增加明显减小,双肢中心距对截面塑性转角和墩顶纵向位移的影响很小。

连续刚构桥双薄壁墩参数设计方法研究

根据主梁与桥墩共同变形协调条件 ,建立了墩顶荷载与双薄壁桥墩单墩内力之间的关系 ;应用非线性规划理论 ,考虑强度和稳定约束 ,建立了双薄壁墩的主要设计参数的罚函数 ,给出了连续刚构桥双薄壁墩参数设计方法 ,编制了设计计算程序 ,并进行了实例分析。

横系梁对双肢薄壁高墩刚构桥稳定性的影响分析

研究目的:高墩桥梁稳定性一直是影响桥梁结构安全的关键因素,如何在保证桥梁外形美观、结构受力合理的情况下提高高墩桥梁的稳定性,是工程技术人员一直在探讨的问题。本文以京承三期清水河2#桥为工程背景,采用三维有限元分析软件SAP2000对双肢薄壁高墩刚构桥进行空间稳定性分析,并对比分析在有无横系梁的情况下最大悬臂施工阶段和成桥阶段桥梁的稳定性。研究结论:初步得出了墩间横系梁对双肢薄壁高墩桥梁稳定性的影响:墩间横系梁主要对顺桥向的桥梁稳定性贡献较大,对桥梁横向稳定性基本上没有影响;随着墩间横系梁数量的增加,对稳定性的贡献也趋于稳定。恰当地设置横系梁能有效地提高双肢薄壁高墩刚构桥梁的稳定性,但随着横系梁数量的增加稳定性提高并不明显。

双肢薄壁高墩施工过程稳定性分析的快速算法

根据能量原理,推导了双肢薄壁高墩在施工荷载作用下静力稳定系数的代数表达式。算例分析表明,运用本文推导的稳定系数表达式计算结果与ANSYS有限元计算结果非常相近。本文方法运用方便、准确性高,具有很高的现场应用价值。

在ANSYS中实现双肢薄壁桥墩参数优化设计的方法

在双薄壁墩连续刚构桥设计中,选择合理优化的双薄壁墩的墩距和壁厚等参数是至关重要的。根据主梁与桥墩共同变形协调条件,考虑单墩强度和稳定约束,应用ANSYS通用程序提供的参数优化设计方法进行优化设计,通过实例计算并与传统统计拟合方法进行比较,结果基本一致,验证了此方法的可行性。

双薄壁高墩曲线连续刚构桥地震响应分析

为确定双薄壁高墩曲线连续刚构桥的自振特性和最不利地震激励方向,以某大跨径双薄壁高墩曲线连续刚构桥为实例,对其进行了自振特性和地震响应分析。应用MIDAS/Civil有限元软件建立了该桥空间有限元计算模型,采用数值仿真方法研究了墩底边界约束、曲率半径对该高墩曲线连续刚构桥结构自振特性的影响,探讨双薄壁高墩曲线连续刚构桥动力特性,并按照最不利地震激励方向分析双薄壁高墩曲线连续刚构桥的地震响应。计算结果表明:对于高等级公路中的曲线半径较大的双薄壁高墩曲线连续刚构桥,曲率对桥梁的自振特性影响很小;曲线连续刚构桥第1阶振动模态一般为纵飘,考虑桩土结效应后其基本周期增大;以曲线桥割线方向和垂直割线方向作为双薄壁高墩曲线连续刚构桥的纵向、横向地震动的主要激励方向,其它地震动输入方向可作为曲线连续刚构桥地震响应分析的补充。