空间异形拱桥振动台试验设计

振动台试验是研究大型结构复杂动力特性和地震响应的有效手段,由于振动台尺寸和载重的限制,合理设计缩尺模型结构是振动台试验成功的关键。基于量纲相似法及弹性相似律,取1∶20的几何相似比,以某空间异形拱桥为原型,开展了其关键参数动力缩尺模型设计。首先,通过有限元数值分析,分析了动力作用下原桥模型与缩尺桥模型的动力特性、关键部位内力与位移等响应,以验证缩尺模型的合理性;并在选取合理地震动作用下,开展了结构时程响应分析。研究结果表明:缩尺模型桥与原型桥前10阶模态完全吻合且频率误差小于7%,关键截面内力、位移和加速度等响应误差未超过10%,缩尺模型桥可较好地反映原桥动力特性和响应特点。研究成果可为空间异形拱桥振动台抗震设计提供技术支撑并为同类桥梁振动台试验提供参考。

特大跨径拱桥异形钢箱拱肋畸变翘曲效应影响研究

针对特大跨径拱桥异形钢箱拱肋畸变翘曲研究成果较少的现状,且为更好地把握空间异形钢箱拱肋的结构受力特性,合理控制截面畸变翘曲效应的影响,以某特大跨径拱桥为例,采用3D Experience simulia软件建立钢箱拱肋有限元模型,对钢箱拱肋截面畸变翘曲效应的主要影响因素进行了系统分析。通过分析可知,横隔板的最优间距约为3.0 m、最优开孔率为65%~85%;设置壁板加劲肋对钢箱拱肋的畸变翘曲和局部屈曲约束作用均比较明显;在不影响钢箱拱肋内部检修空间的情况下,设置分仓板对改善截面畸变翘曲作用明显。相关结论为优化调整钢箱拱肋构造提供了一定依据。

网状系杆拱桥异形截面钢箱拱建造线形控制技术

以济南齐鲁黄河大桥为例,网状系杆拱不规则截面钢箱拱桥建造线形控制是一个较为复杂的过程,需从技术准备、拱节段加工、大节段试拼装、桥位安装等阶段重点控制,针对各个阶段主要控制点的研究,制定技术实施方案或作业指导书,严格控制各个工序技术项点或要求,通过项目实践,钢箱拱建造线形满足设计要求,线形顺滑,观感优良。

基于多尺度模型的空间Y型拱桥抗震性能分析

对建造在高烈度区大跨度桥梁,其抗震安全性分析是桥梁设计中重要环节,特别是对结构复杂的异形空间桥梁体系。杆系模型计算效率较高,但不能反映关键构件局部受力和变形;局部构件的边界条件确定困难,而且难以准确模拟荷载传递过程,不能满足实际工程需要,而多尺度模型为兼顾计算精度和效率提供了可能。本文基于多尺度模型和杆系模型的方法,对大跨度空间Y型拱桥的动力特性进行分析,验证了桥梁多尺度建模方法的精确性与可靠性;在此基础上,开展大跨度空间Y型拱桥结构地震反应分析,探讨了大跨度拱桥地震响应规律以及关键构件局部受力和变形特征,对其抗震性能进行合理评估。

极端温度下高速铁路钢管混凝土拱桥行车安全

研究目的:为研究温度荷载作用下桥梁结构产生的变形对桥上行车安全性的影响,以成贵高铁某钢管混凝土拱桥为研究对象,基于ANSYS建立大跨桥梁-轨道精细化有限元模型,分析不同温度荷载作用下结构变形规律。在此基础上,将桥梁-轨道结构有限元模型导入SIMPACK中进行联合仿真,构建列车-轨道-桥梁耦合振动分析模型,最后从列车运营安全性与舒适性方面讨论不同温度荷载作用和不同车速下列车动力响应指标的变化规律。研究结论:(1)桥梁上挠温致变形引起的轨道附加不平顺比下挠更不利;(2)组合温度作用下,行车安全性指标仅轮重减载率出现超限,建议将其作为高速铁路桥上行车安全的主要评价指标;(3)温度梯度是导致轮重减载率出现超限的重要原因,实际工程中分析温度作用对列车行车安全的影响时,应考虑温度梯度的作用;(4)垂向Sperling指标对温度作用十分敏感,为保障行车舒适性,列车在极端温度条件下行驶时应控制车速;(5)本研究成果可为钢管混凝土拱桥的行车安全性评价提供参考。

溧阳景詹沙河大桥空间异形钢拱桥设计

溧阳景詹沙河大桥为(80+123+45)m的大跨径空间异形钢拱桥,采用空间异形钢拱与三跨曲线钢箱梁组合的结构,标准桥宽13.5 m。该桥拱肋以古琴造型为设计元素,拱肋内外边线采用幂次修正的对勾函数,截面为六边形,高62 m。全桥共设10根斜吊杆,上端采用耳板集中锚固于拱顶,下端采用锚箱与主梁连接,沿弧形道路中心线自然形成扇形索面。曲线主梁采用等高度单箱多室钢箱梁,梁高2.5 m,主墩,边墩处设置观景平台。主墩由钢拱脚和钢斜杆组成V构,可以有效减小主跨跨径、抵抗曲线钢箱梁外倾、部分平衡拱脚的水平力和弯矩。边墩采用V形立柱,桥头两侧为重力式桥台。经计算,拱脚节点、拱梁固结节点和拱顶吊杆锚固节点等关键节点构造的受力均符合要求。水中曲线钢箱梁采用带浮托顶推滑移的方法施工,主拱近似直线段采用在桥面上先纵向滑移再横向滑移最后竖向转体的方法施工。

月牙形多拱肋钢管混凝土桁架拱桥动力冲击系数研究

针对造型美观但结构形式特殊的月牙形多拱肋钢管混凝土桁架拱桥,应用考虑拉索侧向振动的车桥耦合振动分析方法,讨论了路面粗糙度、行车速度、结构阻尼取值对车辆轮压荷载、拱肋和主梁的挠度及拉索张力冲击系数的影响。结果表明:路面粗糙度对桥梁振动响应的影响显著,提高路面平整度可以降低桥梁冲击系数;行车对桥梁冲击系数的影响与结构振动卓越频率有关,提高车速并不意味振动冲击系数会增大;在相同的行车条件下,不同构件、不同截面的冲击系数有很大离散性,拱肋跨中截面的挠度冲击系数明显高于1/4跨中截面,主梁跨中截面的挠度冲击系数与1/4跨中截面的相差不大,端部的短吊杆张力冲击系数大于跨中的长吊杆;结构阻尼在经验范围内变动时,对冲击系数的影响不明显。

公路连拱桥在单车荷载下振动的理论和试验研究

建立了车辆与桥梁相互作用的单轴模型的运动方程,并应用时变力学系统的求解方法进行了数值模拟.采用基于功率谱密度函数生成随机路面不平整样本的方法,由随机相位角的谐波振动的线性叠加组成的模型模拟桥面不平整,然后研究了车辆行驶速度和桥面平整度对连拱拱桥冲击系数的影响,并讨论了拱上结构效应.有限元计算结果与实测结果比较吻合,试验与理论结果表明,就本文的车、桥条件而言,现行公路桥涵设计规范中关于冲击系数的规定是偏于不安全的.

长春伊通河大桥总体设计、试验及施工关键技术

长春伊通河大桥主桥为三跨飞燕式钢管混凝土异型拱桥。该桥拱肋由主拱肋、稳定拱肋及斜撑和横撑构成;V腿采用预应力混凝土单箱双室箱形结构;边跨加劲梁采用预应力混凝土梁,与V腿及主拱拱脚段固结,主跨加劲梁采用钢箱梁,简支在拱脚处牛腿上;主拱共设16对斜吊杆,全桥共设6根水平系杆。根据相似理论进行大尺寸钢管混凝土柱承载力试验、全桥缩尺模型静力试验及模拟地震振动台试验,并总结该桥施工过程中的关键技术和控制要素。试验结果表明该桥主拱肋强度安全系数较高,其整体静力性能和抗震性能均满足规范要求。

横向地震作用下异型钢管混凝土拱桥地震易损性分析

为了研究异型钢管混凝土(CFST)拱桥在地震作用下的易损性,以一座城市异型钢管混凝土拱桥为研究对象,通过MIDAS/Civil软件建立全桥非线性有限元模型并进行增量动力分析(IDA).分别以桥墩和拱肋曲率延性比、支座位移延性比为损伤指标,建立了主要构件地震易损性曲线.并基于一阶、二阶界限估计法得到了全桥系统的地震易损性曲线.结果表明:在横向地震作用下,该异型钢管混凝土拱桥整体抗震性能较好,支座和桥墩较拱肋在地震作用下更易出现损伤,为该桥的易损构件;该桥拱肋在地震作用下表现出良好的强健性,最易损伤区域位于坦拱拱脚,应加强其构造处理.

三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥地震反应及控制

利用ANSYS有限元软件,计算并分析了某三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥的动力特性和一致激励与行波激励下的动力响应,并对拟安装在桥上Lock-up装置的减震效果进行了评价。研究表明,纵向和竖向联合输入下结构的动力反应明显高于纵向和竖向单独输入工况;横向地震激励时,拱肋出平面位移及内力均很大,但可以不考虑行波效应的影响;纵向和竖向地震激励下,行波输入时主拱肋面内动力响应急剧增大;Lock-up装置使得结构在纵向地震激励下由半漂浮体系转化为刚接体系,一致输入下结构内力响应减震率较低,而行波输入减震率则相对较高,其中,主拱肋轴力减震率达15%,弯矩减震率最大达35%。

V墩异型钢混梁拱组合桥运营阶段力学性能分析

为了确定V墩异型钢混梁拱组合桥在运营荷载作用下变形及受力的特点,以郑东新区前程路大桥为背景,采用组合有限元建立大桥精细有限元模型,考虑运营阶段的汽车活载、人群荷载、温度荷载(整体升降温、日照正负温差),分析荷载单独作用于异型拱桥主要构件的力学性能。结果表明:由于预应力混凝土V墩与边跨预应力混凝土主梁形成刚度较大的刚架,活载对该V墩刚构组合拱桥力学性能影响很小,但温度荷载对桥梁结构的影响较大,整体升、降温作用对预应力混凝土结构受力及变形的作用十分显著,整体升、降温作用对钢结构的受力影响不大,但变形影响显著,梯度升、降温作用对桥梁结构受力及变形的影响介于活载作用和整体升、降温作用之间。

32m高速铁路简支梁桥铺轨后残余徐变上拱限值研究

运用Midas软件分别建立简支梁桥-CRTSⅡ型板式无砟轨道空间耦合静力学模型和车-线-桥耦合动力学模型,进行32m高速铁路简支梁桥铺轨后残余徐变上拱限值研究。结果表明:桥梁残余徐变变形是影响32m波长周期性高低不平顺的主要因素;随着桥梁残余徐变幅值增加,长钢轨的附加不平顺呈线性增大,桥梁残余变形幅值为10mm时,钢轨的上拱变形量可达9.8mm;行车速度为380km·h^-1、桥梁残余徐变上拱幅值由3mm增加至10mm时,车体的垂向加速度峰值由0.275m·s^-2增加至1.159m·s^-2,旅客乘坐舒适度指标由1.549逐渐增加至3.105;当桥梁残余徐变幅值为8.0mm,在280~380km·h-1车速范围内,旅客乘坐舒适度指标达到3.108,桥梁梁端振动加速度达到5.217m·s^-2,已超出规范限值,因此建议高速铁路32m简支梁桥铺轨后其残余徐变上拱限值按7.0mm控制,为避免残余徐变限值的改变对桥梁设计方案产生显著影响,可通过适当延后铺轨时间保证桥梁残余徐变变形满足限值要求。

MEAW技术在成人正畸后期中线改正中的应用

目的：总结多曲方丝弓（MEAW）技术在成人错糌畸形矫治后期进行中线改正的应用效果。方法：临床矫治12例，年龄18～26岁，平均21．4岁。经直丝弓技术非拔牙矫治后遗留的轻度上下前牙中线不齐、单侧咬合关系欠佳等缺陷，采用MEAW技术并配合不同方式的牵引。结果：经过MEAW技术3～6个月的精细调整，全部病例均达到预期矫治效果，改正了轻度上下前牙中线不齐，建立了良好的咬合关系，达到了稳定的矫治效果。结论：对成人非拔牙矫治后期出现的轻度上下前牙中线不齐及单侧咬合关系欠佳，可以通过MEAW技术配合不同方向和力值的颌间弹力牵引，达到理想矫治效果。

赣州章江大桥V构施工技术

赣州章江大桥V构设计新颖、结构复杂,施工控制难度大。介绍V构支架的设计与施工、V构施工及监控技术。

某异型钢管混凝土拱桥地震反应分析

本文以某异型钢管混凝土拱桥为研究对象,通过ANSYS建立了结构的空间有限元模型,计算和分析了该桥的动力特性。同时,通过MATLAB程序生成拟合规范反应谱的人工地震波,并运用时程分析法计算了该桥在一维和多维输入下的地震反应,分析了该桥的地震反应规律,为钢管混凝土拱桥的抗震性能分析提供了一定的依据。

温度变形对大跨度钢箱系杆拱桥车桥动力响应的影响

为分析温度变形对大跨度钢箱系杆拱桥列车走形性的影响,以某跨度为96 m的四线下承式钢箱系杆拱桥为例,首先建立该桥的动力分析模型并对其进行自振特性分析,然后,根据弹性系统动力学势能不变值原理与形成矩阵的"对号入座"法则,分别考虑桥梁在3种温度体系(未考虑温度、升温、降温)下产生的变形影响,将其以组合曲线的形式叠加到轨道不平顺中进行列车走行性分析,建立车桥系统的空间振动方程,并对3种工况下的车桥耦合动力响应进行计算分析。研究结果表明:温度变形对桥梁动力响应的影响不大,对列车响应中脱轨系数、横向力、车体横向加速度及横向sperling指标有显著的影响,但在各温度变形工况下列车走行性仍满足限值要求。

喷筑隐式异型中墙复合式连拱隧道的设计分析

为解决连拱隧道防排水效果差、结构耐久性差和施工效率低的问题,文章分析了连拱隧道设计和施工现状,总结了现行结构型式存在的问题,提出了一种新型连拱隧道结构型式。该结构采用一次喷筑钢纤维混凝土的异型隐式中墙,可保证较高的施工效率;中墙在底部采用扩大基础,并在施工时预留岩柱对中墙进行保护,具有较高的施工安全性;采用独立防排水体系和等厚二次衬砌结构,具有较好的防排水效果和耐久性。通过有限元软件三维分析,结果表明:在多种施工步序情况下,该结构型式均能保持施工安全,且实现连拱隧道的快捷施工。

综放条件下垮落直接顶“两带”分布高度研究

通过相似模拟实验和理论分析,对直接顶不规则垮落和规则垮落两带分布形成的原因及其分布高度进行了深入的分析研究。研究认为,在综放条件下,散体状态的直接顶在渐进流动过程中的某一时刻形成的"散体拱"结构构成了不规则垮落带和规则垮落带的分界线,是垮落直接顶呈"两带"分布的原因。不规则垮落带分布的研究是"两带"分布研究的关键,其分布的高度取决于拱的高度和煤层厚度,其中拱的高度又是重要影响因素。文章对垮落直接顶"两带"分布高度的研究,对于深化综放采场煤岩流动规律的研究具有重要意义。

某异型系杆拱桥吊杆张拉控制分析

刚性拱柔性系杆组成的系杆拱桥可通过张拉吊杆调整主梁成桥线形,本文以某异型拱桥主梁在恒载作用下的竖向位移为零为控制目标,利用影响矩阵法计算各吊杆同时张拉时的张拉力,计算结果符合该异型系杆拱桥的结构体系规律。考虑到实际施工中各吊杆必须分批次张拉,先期和后期张拉的吊杆会相互影响,导致不同张拉顺序各吊杆的张拉力也不同,本文利用倒装法按照四种不同的张拉方案计算各吊杆实际施工过程中需要的张拉力,以使吊杆全部张拉完成后满足设计成桥状态。最后,通过比较分析得出该异型系杆拱桥最为合理的张拉方案。