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。

Y形导流墩对侧向进水泵站进水前池流态影响

侧向进水泵站前池易形成回流或漩涡,造成进水流态分布不均等现象。由于Y形导流墩有较好的分流效果,为解决侧向进水泵站进水偏流、横向流速过大问题,对Y形导流墩位置和几何参数进行研究。基于正交试验法设计试验方案,构建5因素5水平的正交试验表,并对各方案进行数值模拟。以流速均匀度作为评价指标进行极差分析,结果表明Y形导流墩的位置设计对进水前池的影响大于几何参数的选定,并确定最优方案设计参数,使A-A断面轴向流速均匀度提升7.17%,横向流速加权平均角提升2%,进水前池流态改善明显。为使Y形导流墩更具有普适性,提出无量纲化参数,该参数可为此类型泵站工程Y形导流墩使用设计提供一定的参考。

与X型宽尾墩联合的台阶溢洪道消能特性研究

通过数值模拟对与X型宽尾墩联合的台阶溢洪道水流水力特性进行了研究,并结合不同工况下的水流流态、流速分布等水力要素,对溢洪道水流消能特性进行了探究。结果表明:单宽流量较小时,消能率与传统台阶溢洪道一致,可达60%至70%。当单宽流量较大时,挑射水流占下泄水流主体,消能效果不明显,台阶中心线末端消能率不足25%,可能对台阶面造成破坏,宽度范围约为宽尾墩出口宽度的2/3。

V型墩刚构桥自平衡组合支护体系设计与施工

宁波舟山港六横公路大桥梅山水道跨堤桥为(60+100+60)m V型墩刚构桥,主梁采用预应力混凝土箱梁,主墩为V型墩。针对该桥施工重难点,提出一种自平衡组合支护体系进行V型墩和0号块施工。该体系由临时支架系统和拉杆系统组成,临时支架系统包括V型墩外侧支架和0号块中部支架两部分,在墩身竖直方向设置3层拉杆,每层布置5根拉杆。有限元计算结果表明:V型墩和0号块施工时支护体系受力满足要求,待主梁合龙后方可拆除V型墩外侧支架和墩身拉杆,4号梁段预应力施工完后方可拆除0号块中部支架。承台施工完成后,安装V型墩外侧支架及拉杆系统,墩身采用滑槽一次浇筑成型,拉杆分3个阶段张拉;V型墩施工完后安装0号块中部支架,0号块混凝土采用汽车泵分2次浇筑完成,拉杆分4个阶段张拉;0号块施工完成后进行主梁挂篮悬浇施工,支护体系按计算确定的拆除时机拆除。主梁施工完成后,墩身线形良好,墩底内、外侧及0号块箱梁内、外均无裂缝产生。

V形墩连续刚构桥顶升不同步对主梁的影响分析

以V形墩连续刚构桥作为工程背景,分析V形墩连续刚构桥的受力特点并简要介绍了主跨桥梁概况。按规范要求对需顶升的V形墩连续刚构桥按规范进行现状评估,并作为顶升的前提条件。分析了本桥的顶升方案设计,根据顶升方案,分析V形墩连续刚构桥切割顶升过程中的体系转换,在切割完成后需对主桥顶升,考虑到顶升过程中千斤顶会存在不同步的影响,假定竖向位移偏差20 mm,对四个墩位可能出现的组合进行包络,考察主桥的受力。采用有限元分析软件建立全桥模型,并模拟顶升不同步工况。通过计算分析可知,位移差控制在20 mm以内时,不会对顶升过程中主桥结构的安全性造成显著影响,施工过程中应通过实时的监控测量尽可能地实现同步顶升。

大跨长联V形墩连续刚构桥方案构思与总体设计

昌南大桥跨越赣江,主桥采用跨径组合(75+165+180+180+165+75)m的混合梁V形墩连续刚构桥,桥长840 m,双幅桥宽37.5 m。V形墩刚构桥因结构轻盈、外形美观、跨越能力较强、刚度较大、行车舒适、便于养护等特点,在城市景观桥梁建设中得以广泛应用,介绍国内主跨跨径及联长最大的混合梁V形墩刚构桥的构思、总体方案设计、桥梁结构设计和施工。

主动拉杆式V形墩及0#块支架结构设计及验算

预应力混凝土V形刚构桥具有线条和造型优美、能与环境融为一体的外观特点,能减少墩顶主梁的负弯矩,减少计算跨径。文章以梅山水道跨堤桥V形桥及0#块施工为背景,创新设计了主动拉杆式V形墩及0#块临时支架结构,该结构能自主平衡构件产生的水平分力,使支架架构更稳定,同时减少了工程量,提高了施工效率。在此基础上,文章提出了主动拉杆式V形墩及0#块临时支架结构验算方法及验算结果,进一步验证了结构设计的合理性。

异形桥墩的裂缝分析及加固方案研究

本文介绍了某跨湖预应力混凝土箱梁桥异形桥墩墩底月牙裂缝分布及调查外部影响因素,运用大型有限元软件Midas civil和FEA NX进行数值分析,分析墩底月牙应力情况,并在此基础上论述裂缝成因。针对墩底月牙裂缝引起的结构刚度弱化,影响结构安全问题,综合考虑加固效果、经济性、适用性和耐久性等因素,经过几个加固方案的比较,最终提出一种钢壳结合体外预应力的加固方法。从计算分析及施工要点等方面对该方法进行了详细论述,并成功将其运用于实际工程。通过加固后的实桥检测,验证了该加固方法的良好效果,可为同类结构形式桥梁的维修加固提供参考。

城市高架桥Y型墩柱高效施工技术研究

随着我国经济建设的持续发展,高架桥在交通系统中的地位愈加重要。为了提高城市高架桥Y型墩柱施工技术的安全性、精确性和经济社会效益,针对复杂市域环境下预制部件吊装精度难以把控、钢筋笼绑扎定位不准确、模板支撑困难,以及混凝土浇筑浆液渗漏等问题,提出了一种城市高架桥Y型墩柱高效施工技术,创新了钢筋笼预制吊装技术和Y型墩柱模板施工技术。同时,借助行业规范和ANSYS软件,进行了钢模板面板、竖楞、宽度方向柱箍、拉杆,以及整个钢模板支撑体系的安全性验算,计算结果均符合要求。经工程实践验证,该技术有效加快了施工进度、提高了工程质量,具有显著的经济效益和社会效益,为复杂市域环境下高架桥Y型墩柱施工提供了新的思路。

中小跨径Y型墩连续刚构桥配束设计研究

配束设计是中小跨径Y型墩连续刚构桥设计的关键工作。墩梁固结的桥墩参与分配主梁内力,配束设计时必须一同考虑主梁、桥墩及基础。采用桥梁博士和Midas Civil软件辅助配束设计,按估算钢束、布置钢束和验算钢束的步骤进行配束设计。研究表明,支架现浇施工的中小跨径Y型墩连续刚构桥可采用通长配束方案;结合钢束估算数量变化规律,依次配置支点梁端、过渡梁段、跨中截面的钢束,通过支点控制截面将合成各个梁段,能有效简化配束设计。

伏龙大桥工程路线与阻水率设计总结

伏龙大桥受地理位置限制,有许多控制设计的关键因素需从方案阶段就开始充分考虑。为使防洪评价报告能顺利通过相关审批,在桥梁路线优化设计时,就要充分考虑关键因素阻水率的影响,规划路线经过局部优化,以避免大斜交。从方案设计到施工图阶段,阻水率这一指标在路线优化和总体方案确定的过程中,起到了决定性作用。防洪评价过程中的阻水率对设计路线和方案近乎有“一票否决权”。故从方案阶段开始关注阻水率,避免了方案返工。优化阻水率可从跨径、桥墩尺寸、与水流夹角等方面进行。

桥墩壅水效应的影响因素与最优桥墩墩型研究

采用宽水槽物理模型试验方法,研究了水流流速、水深、桥墩轴线与水流夹角、墩型对桥墩壅水效应的影响,并从壅水效应最小的角度,确定了最优桥墩墩型。结果表明,水流流速越大、水深越浅,桥墩壅水效应越强,与水深变化的影响相比,桥墩壅水效应对流速变化的敏感程度更高。基于桥梁工程现状,相关规范要求,以及最新研究成果,选择方墩、流线墩、圆墩三种墩型作为试验墩型开展研究,结果表明,当桥墩轴线与水流夹角在15°以内时,方墩、流线墩、圆墩墩型造成的上游水位壅高值均相对较小,最优墩型为流线墩;桥墩轴线与水流夹角在23°~35°时,最优墩型为流线墩,桥墩轴线与水流夹角大于35°时,最优墩型为圆墩。

品字形桩林防护结构对泥石流冲击桥墩作用的影响

减缓和消除泥石流对桥墩的冲击作用对大桥安全至关重要。以品字形桩林作为防护结构,结合泥石流运动特征参数和桥墩宽度等因素,提出了一种桩林结构尺寸的设计原则。先通过模拟泥石流中大块石对不同型式桩林结构的冲击作用获得了桩林结构的最佳布置方式,然后采用SPH(光滑粒子流体动力学)-FEM(有限元)结合的方法分析了含大块石泥石流对设置品字形桩林结构情况下桥墩的冲击作用。结果表明:大块石与泥石流浆体共同撞击桥墩的冲击力为3843 kN,远大于无防护时纯泥石流浆体对桥墩冲击力1840 kN和有防护时的1452 kN;桩间距3.0 m、桩排距1.0 m是品字形桩林结构最为合理稳固的布置方式;设置防护结构时桥墩所受泥石流浆体的冲击力峰值、墩底应力峰值和数值模拟t=8.0 s时墩底位移峰值相比于无防护状态下分别减小了约21.1%、79.0%和29.4%。采用品字形桩林防护结构对于桥墩受泥石流冲击破坏有相当显著的防护作用。

佛山同济大桥主桥总体设计

佛山同济大桥主桥采用(200+68+46)m混合梁斜拉桥,塔梁墩固结体系。桥塔采用“佛手”形状的钻石形钢筋混凝土结构,塔高125 m,塔柱采用空心箱形断面,外侧四角倒椭圆弧,基础采用整体式承台+∅2.5 m钻孔灌注桩基础。主梁采用PK断面混合梁,全宽38.6 m(含风嘴),中心线处梁高3.5 m,中跨为正交异性板钢箱梁,钢箱梁顶板U肋采用双面焊工艺,边跨为混凝土箱梁。斜拉索采用标准抗拉强度1860 MPa的高强度低松弛环氧涂层预应力钢绞线。斜拉索塔端采用整体式钢锚梁和混凝土齿块锚固;钢箱梁端采用锚箱式锚固,混凝土箱梁端采用箱外混凝土凸块锚固于风嘴处。边跨混凝土箱梁采用支架现浇施工,主跨钢箱梁采用桥面吊机悬臂拼装。经验算,桥梁结构受力满足规范要求。

一种基于X型宽尾墩体型参数设计的方法

宽尾墩体型特征参数一般通过水工模型试验论证确定,但在模型试验开始前,为避免大量重复制作模型,浪费人力、物力和财力,可对宽尾墩体型进行初步设定,再通过模型试验进行适当调整,可大大缩短水工模型试验周期。本文通过查阅大量宽尾墩体型设计资料,并结合水工模型试验经验,介绍了一些基于X型宽尾墩体型设计经验参数的确定,为日后类似工程宽尾墩设计提供一定的参考。

T型墩消力池水力特性数值模拟及结构优化

泄水建筑物下游消力池内的水流常因泄流消能不足而引起流态紊乱、震荡,出现浪花溅出边墙等现象,进而影响下游建筑物的安全稳定,因此在消力池尺寸受限无法增加的情况下,工程上经常采用诸如T型墩等辅助消能工来改善消力池内的流态,增加消能效果。采用数值模拟和模型试验相结合的方法,研究了T型墩的布置方式及主要尺寸参数变化对消力池内水流流场的影响规律。结果表明,消力池消能率随T型墩支腿长度增大而增大,设置防冲板的T型墩可增加消力池内的水深,消能效果有所提升,但消能率随防冲板长度的增大而降低;布置双排T型墩后池内流态稳定,且随前后间距增大,消能率先增大后减小。根据模拟结果推荐了合理的方案并进行模型试验验证,结果显示推荐方案消能率达到76.06%,较原方案提升了12.51%,且池内流态稳定,满足工程需求。

尾墩体型优化对消减南水北调典型渡槽水位波动的效果研究

南水北调中线工程大流量输水期间,部分渡槽出现尾墩下游尾涡交替作用及槽身段水位大幅波动现象,严重影响工程的输水稳定及结构安全。针对提出的“渐收缩、加长尾墩”用以破除尾涡、消减水位波动的尾墩体型优化方案,采用RNG k-ε模型和VOF方法,研究不同尾墩型式及尾墩长度对消波控制的效果,并确定了适宜的工程措施。研究结果表明,在各类常见墩体型式中,椭圆形尾墩对消波控制效果最佳;当其墩体加长至8 m时,消波控制效果显著,可有效改善槽身水流流态和水力特性;尾墩长度超过一定范围后,对槽身段水位波动的消减效果提升较小,推荐墩体长度采取8 m左右,兼顾控制水位波动效果和工程投资最少要求。

内置T肋箱形钢桥墩的延性性能研究

为研究内置T肋箱形钢桥墩在承受恒定竖向荷载和水平往复荷载作用下的延性性能,首先通过与既有试验结果对比,验证所采用有限元分析方法的准确性;然后针对内置T肋箱形钢桥墩试件进行一系列参数化分析,研究翼缘正则化宽厚比、桥墩正则化长细比、加劲肋正则化长细比以及轴压比等参数对钢桥墩最大承载力和延性性能的影响规律;最后基于参数化分析结果,提出了预测该类钢桥墩最大承载力和延性性能的计算公式。研究结果表明,随着翼缘正则化宽厚比、桥墩正则化长细比、加劲肋正则化长细比与轴压比的减小,钢桥墩的延性性能得到显著提升。

大跨Y型墩连续刚构桥设计

安庆市勇进路大桥的主桥是采用跨径组合81 m+148 m+81 m=310 m的三跨变高度连续刚构桥,大桥整体线形呈平面“S弯”,达到“直曲有度,相得益彰”效果,主墩采用Y型墩造型,通过对大桥的总体设计、对主桥的主梁、主墩等结构设计与计算,可以达到在满足通航净空的前提下,有效减小主跨跨径、降低主墩处梁高、改善墩底截面受力,又能使整体造型典雅优美,使之能融入宽广湖面而具有自然意境,可为类似桥梁的设计提供相关经验和参考。

花瓶墩钢模板放样设计研究

花瓶墩外观造型新颖,经济性好,因而在桥梁建设中获得了广泛应用。传统的定型钢模板设计误差大所致的模板拼缝漏浆事故屡见不鲜,使得墩身混凝土表面出现蜂窝麻面的现象。以郑阜高铁沈界1号特大桥花瓶墩为工程背景,运用AutoCAD和Revit软件建立墩身的三维模型,采用投影法和钣金展开法解决了复杂空间曲面的放样难题。研究成果可为今后类似工程提供技术参考。