钢筋混凝土薄壁空心高墩塑性铰长度计算方法

针对我国现行抗震设计规范尚未明确给出钢筋混凝土(RC)薄壁空心高墩塑性铰长度计算方法的问题,首先收集整理了既有RC桥墩塑性铰长度计算方法以及试验数据,分析影响塑性铰计算长度的主要因素;同时对实际桥梁工程采用的RC薄壁空心墩构造参数进行统计归纳.在验证有限元建模方法准确性后,采用ABAQUS软件建立了高度为40~120 m的8种典型RC薄壁空心高墩的精细化有限元模型,并开展非线性推覆分析,得到不同高度桥墩的等效塑性铰长度.最后讨论不同塑性铰长度计算方法的适用性,发现Eurocode 8规范的计算公式精度最高,可用于计算RC薄壁空心高墩的塑性铰长度.

薄壁空心高墩翻爬结合模板施工技术研究

薄壁空心高墩是一种常用的桥梁建筑结构,其施工过程中存在着许多困难和挑战。提出了一种薄壁空心高墩翻爬结合模板施工技术,以实际工程项目为背景,利用已进场资源,对既有模板进行改制和创新,采用翻爬结合模板施工,解决了翻模工艺限制、施工效率低、安全风险高等问题。通过工程应用验证,该技术具有较高的施工效率,且施工安全风险较低,可为类似工程提供参考和指导。

高铁桥梁装配式双柱空心墩承插深度研究

高铁桥梁桥墩刚度大,结构及构造有别于公路及市政桥梁,大量既有公路、市政承插式桥墩的研究成果是否适用于承插式铁路墩,需进行深入系统的研究。建立现浇和承插式双柱原型空心墩的非线性有限元模型,并结合既有试验结果验证了建模方法的正确性。通过模拟桥墩在拟静力往复作用下的力学行为,得到双柱空心墩的力-位移曲线,对比承插式桥墩与现浇桥墩滞回性能的差异,结合应变渗透效应及纵筋发展长度确定了承插深度的合理取值范围,并提出最小承插深度计算公式。结果表明:承插式桥墩与现浇墩的承载力差别很小,墩高5 m和10 m时,相差最大为2.8%;承插式桥墩和现浇墩的刚度退化规律基本一致,刚度随着侧向位移的增加而降低,位移较小时刚度退化较快,位移较大时刚度退化减慢;纵筋在塑性铰区及承台顶以下应变渗透区内屈服,在此区域以下400 mm范围应变则迅速减小,应变渗透区段为承插式墩身易损部位;根据本文提出的最小承插深度计算公式得到的高铁空心墩的最小承插深度设计值为0.5D(D为墩柱外径)。为保证承插式桥墩的安全性,应采取合理构造措施确保桥墩应变渗透区段抗震性能,推荐高烈度区桥墩的承插深度大于0.5D。

贝雷梁式支架法在空心薄壁高墩大盖梁施工中的应用及其计算

支架法在空心薄壁高墩盖梁施工具有现场适用性比较强、节约施工材料、施工操作方便、施工效率高等优点,是公路项目薄壁空心高墩大盖梁施工的一种常用的方案。本项目结合现场实际情况,对薄壁空心高墩大盖梁采用贝雷梁支架法进行施工,对贝雷梁支架法在盖梁施工进行受力验算分析,通过实例说明贝雷梁支架法的优缺点和应用效果,可为相似的桥梁施工提供借鉴和参照。

薄壁空心高墩智能液压爬模系统设计与施工关键技术

以牛栏江特大桥1号主墩为工程背景,设计了内外模同步爬升的智能液压爬模系统,通过在上平台顶部增设4道支架横梁,横梁上设有滚吊装置,并通过拉杆系统与内模连接;在增高后爬模系统的顶层平台上安装内吊装置,实现了内外模的同步爬升,解决了本项目施工空间小、无法采用传统爬模方式施工的难题。通过有限元软件对新型爬模系统进行验算,结果表明,不同状态下爬模系统各杆件的强度及变形均满足设计规范要求。研究了模板安装、墩柱分节施工、系统爬升等施工关键技术,通过与2号主墩采用的无支架翻模施工进行对比,表明新型智能液压爬模系统经济效益显著。

清平4号大桥薄壁空心高墩爬模施工技术研究

丘北至砚山高速公路清平4号大桥的14个薄壁空心高墩的施工是项目关键。鉴于最高墩高达58m,施工条件复杂且场地有限,大型设备进场困难,本文提出采用爬模施工法进行薄壁空心高墩的施工。文章详细阐述了模板配置、爬架设计、组装方案以及特殊节段的施工方案,并介绍了塔吊选型与布置。此外,本项目还开发了一套先进的爬模控制、监测及预警系统,旨在提高施工精度、效率及安全性。通过本文的研究,为类似桥梁工程的高墩施工提供了有益的参考。

桥梁薄壁空心墩横隔板施工技术应用研究

横隔板的设置对于空心薄壁高墩墩身的稳定起着至关重要的作用,本研究通过对喀斯特地貌区域桐木河特大桥矩形薄壁空心墩横隔板的施工难点、施工工艺、方法等方面进行了分析研究,优化传统横隔板施工工艺,并对变截面薄壁空心墩高墩横隔板的施工方法、质量控制措施、安全保证措施进行了总结,为今后高墩横隔板施工技术提供借鉴。

道路桥梁工程高墩技术探讨

随着社会经济的不断发展和交通网络的不断完善,公路桥梁的建设已成为城市发展的重要标志之一。为保证道路桥梁工程整体稳定性,须确保工程高墩的施工质量,以实际工程为例,探讨道路桥梁工程高墩施工技术。结合工程实际情况,选择翻模施工技术进行高墩施工,并按照施工标准完成关键工序施工。采用全站仪对施工结果进行检验,测量墩身边线垂直度,高墩垂直度结果最大值为16.6 mm,满足施工标准。

钢筋混凝土圆形空心高墩地震易损性分析

研究目的:截面形式对桥墩的力学性能有很大影响,中空截面的混凝土铁路桥梁的高墩有明显的优越性,然而目前对圆形中空高墩的抗震性能研究有侍进一步深入。本文以圆形空心高墩控制截面的材料发生损伤时所对应的截面曲率为损伤指标,采用增量动力分析方法,研究了圆形空心高墩的抗震性能。研究结论:分析结果表明:(1)圆形空心高墩在地震作用下,墩底、墩身中部、墩顶都是容易发生损伤的部位,但墩底比墩身中部和墩顶发生损伤的概率更大;(2)圆形空心高墩各个截面发生完全损伤的概率较小,说明圆形空心高墩的抗震性能优异;(3)圆形空心高墩地震易损性分析可为实际工程中高墩铁路桥梁的抗震性能研究提供理论依据。

钢筋混凝土空心墩延性变形能力分析

基于纤维梁柱单元建立钢筋混凝土空心墩滞回分析模型,与试验结果对比验证模型准确性。在此基础上讨论纵筋配筋、壁厚、混凝土强度、剪跨比等因素对空心墩延性变形能力影响。研究表明:对剪跨比大于7.0的高墩,提高纵筋配筋率可有效增强其延性变形能力;而对于剪跨比小于5.0的中低墩,提高纵筋配筋率对其延性变形能力不利;在轴压比和纵筋配筋率一定情况下,空心墩壁厚对其延性变形能力影响不大,而保持轴力和纵筋配筋量不变时,增大壁厚可有效增加中低墩延性变形能力;且在固定轴力下,增大混凝土强度对提高中低墩延性变形能力效果显著。

考虑流固耦合作用的桥梁深水矩形空心高墩振动特性分析

以一典型深水矩形空心高墩为例,采用完全数值法,基于势流理论建立了桥墩-水流固耦合数值分析模型,分析了墩身仅外有水、仅内有水,以及内、外均有水等3种情况下桥墩振动特性的变化规律.结果表明,墩-水耦合作用使得桥墩各阶振型周期有所增大,且墩身内、外均有水时增幅最大;当水深小于墩高一半时,桥墩低阶振型周期变化很小,但高阶振型周期变化较大;上部结构质量虽然会减弱流固耦合作用对桥墩低阶振型的影响,但会增大对桥墩高阶振型的影响.由于高阶振型对高墩底部剪力响应贡献较大,因此,水深不大时应当重视桥墩高阶振型周期的变化.

混凝土空心高墩温度效应研究

以宜万铁路线上马水河桥为例,研究100 m以上混凝土空心高墩桥的温度场,采用全桥整体有限元分析和墩身局部子模型分析相结合的方法,以及日照、寒潮等多种温度工况下墩身中竖向应力、环向应力的分布情况。结果表明,梁体、墩身在日照温差或寒潮陡然降温的情况下,墩壁沿厚度方向竖向应力、环向应力及应力梯度都较大,最大压应力可达13 MPa左右,最大拉应力可达4 MPa左右,对混凝土空心高墩的温度效应应引起足够的重视。

高墩日照温差效应耦合场分析

采用三维瞬态热-结构耦合场方法分析了高墩的日照温差效应,引入地形系数概念,并结合规范方法采用等效温度边界条件,可较好地考虑高墩沿墩高方向的温度变化以及墩顶和墩底交界面上复杂的热传导。计算表明高墩中一般为竖向温度应力起控制作用,内壁拉应力可达到2 MPa左右。同时,日照温差还使得墩顶横向变位达到20 mm。高墩的日照温差效应在设计中必须给予充分的重视。所采用的方法和得出的规律均可为类似分析作参考。

高速铁路空心高墩日照温度场研究

以高速铁路贵广线某特大桥桥墩为研究对象,通过现场实测桥墩日照温度场和沿墩高方向的日照温度场变化,结合大型通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,模拟计算桥墩温度场,并将计算结果与实测温度进行对比分析,证明有限元模型的准确性和ANSYS模拟计算温度场的实用性。最后采用最小二乘法拟合出混凝土空心高墩沿壁厚方向的温度梯度模式,为进一步计算和研究日照温度效应做好准备。

高墩三维日照温度场数值模拟及试验研究

研究目的:山区高速铁路圆端形空心高墩在日照作用下会存在温差,当截面温差及桥墩高度较大时,就会引起桥墩温度应力及墩顶位移,从而影响高速铁路运行的安全性及舒适性。为获取高墩三维日照温度场及温度变形规律,本文建立高墩三维温度场有限元模型,对高墩日照温度变化开展现场试验及模型验证,以68 m圆端形空心高墩为例,分析高墩径向、竖向温度场,以及高墩在日照作用下的变形和受力特征。研究结论:(1)高墩在日照作用下,径向温度沿壁厚方向变化符合负指数函数T_x=Ae^(-ax)+B变化规律,日照温度影响深度约为0.60 m;(2)桥墩表面竖向温度符合T_z=Ae^(-ax)+kz+B函数变化规律;(3)墩顶最大水平位移发生在18:00左右,因此可取18:00的温度场作为控制荷载,对桥墩结构的变形进行检算;(4)桥墩内、外壁均会受到拉应力的影响,在设计时应同时考虑内、外表面的配筋加强,以保证桥墩的抗裂和安全性;(5)该研究成果可为高速铁路圆端形空心高墩的设计和施工提供参考。

西部地区桥梁空心薄壁高墩混凝土开裂影响综述

分析西部地区环境特点和该环境条件对混凝土的影响,并综述了我国薄壁高墩混凝土结构的温度影响研究现状,通过分析西部地区温度作用对空心薄壁高墩混凝土结构的影响,认为系统地对西部地区空心薄壁高墩混凝土温度场和开裂机理进行研究具有重要意义。

高速铁路空心墩的温度应力研究

空心高墩由于内部通风不良等原因,当气温骤变时,桥墩表面温度迅速上升或降低,从而产生相当大的温差应力。结合高速铁路空心桥墩通用图的设计工作,以通用图中50m墩高的空心墩为例,采用有限元分析软件Mi-das FEA进行建模计算,分析了温度应力的分布规律,对桥墩配筋提出建议。

钢筋混凝土箱型高墩双向拟静力试验研究

随着高墩大跨桥梁的广泛应用,其抗震问题也越来越突出。本文主要考虑轴压比、长细比的影响,进行了6个钢筋混凝土薄壁箱型高墩缩尺模型的双向拟静力试验,以及反复荷载作用下的非线性分析。研究表明:①钢筋混凝土薄壁箱型高墩柱在多维荷载共同作用下,主要发生典型的弯曲破坏,但剪切作用也不容忽视;②墩柱的破坏受到不同方向耦合作用的显著影响,尤其是抗弯刚度小的一侧受到的影响更大,较早就出现开裂,提前进入塑性发展阶段;③非线性有限元计算的滞回曲线、骨架曲线等与试验结果基本吻合;④建立了考虑轴压比、长细比影响的钢筋混凝土薄壁箱型高墩的双向荷载—位移恢复力模型,该模型基本能够反映钢筋混凝土薄壁箱型高墩的抗震性能,可供钢筋混凝土箱型高墩柱及高墩桥梁结构的抗震设计和动力计算参考。

高铁圆端形空心高墩日照温度场数值分析

为获得山区高速铁路圆端形空心高墩任意高度处的三维日照温度场及温度变形规律,以合福高铁南平建溪特大桥的68m圆端形空心高墩为例,通过建立高墩截面的二维温度场有限元模型,并采用三维插值算法将其拓展至三维温度计算模型,计算分析了高墩径向、竖向温度场,以及高墩在日照作用下的变形特征。结果表明:高墩在日照作用下,径向温度沿壁厚方向变化符合负指函数变化规律,日照温度影响深度约为0.60m;桥墩表面竖向温度符合负指数加线性函数变化规律;在日照作用下,墩顶最大水平位移和墩顶转角均发生在18:00左右,最大位移为12.9mm,最大转角为0.261‰rad,可取18:00左右的温度场作为控制荷载,对桥墩结构的变形进行检算。

山区空心薄壁高墩日照温度效应

通过现场桥墩实测温度变化的数据,分析了桥墩在日照温差作用下的温度分布,并用MATLAB拟合出混凝土空心薄壁高墩沿壁板厚度方向的温度梯度模式。结合桥址地理数据和气象条件,采用有限元仿真软件Midas FEA建立模型,模拟分析桥墩温度场,对比计算结果与实测数据,证明有限元求解的可靠性和Midas FEA模拟温度场的实用性。最后根据拟合的温度梯度计算日照温度效应,结果显示,空心薄壁高墩日照引起的温度效应不可忽视。