风屏障透风率对强风作用下重载铁路刚构-连续梁车桥耦合振动响应的影响

为探究风屏障透风率对强风作用下重载铁路刚构-连续梁车桥耦合振动的影响,先通过节段模型风洞试验获取桥上设置0%,20%,40%,60%和无风屏障5种不同透风率风屏障时车桥系统的三分力系数,再根据弹性系统动力学总势能不变原理建立风-车-桥耦合振动仿真计算分析模型,对不同车速下重载货运列车通过设置不同透风率风屏障刚构-连续梁桥开展风-车-桥系统动力学仿真计算与分析研究。结果表明:在列车上桥初期,桥梁横向位移峰值随透风率的增大而明显减小,而当列车运行趋于满布桥梁时,桥梁的横向位移峰值随透风率的增大变化不明显;列车的动力响应峰值随风屏障透风率的增大而增大,相比于满载编组列车,空载和轻重混编编组列车的动力响应对风屏障透风率的变化更加敏感。综合桥梁动力响应和列车走行安全性评价指标(脱轨系数和轮重减载率),该桥梁应设置40%透风率的风屏障。

连续刚构系杆拱桥-无缝线路体系适应性研究

为确定连续刚构系杆拱桥上无缝线路铺设方案,基于梁轨相互作用原理,建立无缝线路-无砟轨道-连续刚构系杆拱桥空间耦合模型,针对温度、列车荷载作用下连续刚构系杆拱桥-无缝线路体系适应性开展研究,探明了连续刚构系杆拱桥上无缝线路纵向力分布规律,提出适宜不同区域的连续刚构系杆拱桥上无缝线路铺设方案。研究表明:相较于相同梁跨布置的连续梁桥,连续刚构系杆拱桥温度跨度明显减小,温度作用下钢轨纵向力关于跨中对称分布,峰值出现在主桥梁端;跨中系杆拱区域钢轨纵向力分布发生突变,主梁产生较大的压弯上拱变形;拱肋和吊杆温差对桥梁主跨上的无缝线路纵向力分布有明显影响,随着拱肋降温幅度的增大,主梁跨中钢轨压力增大;随着吊杆降温幅度的增大,主梁跨中钢轨压力线性减小;连续刚构系杆拱桥钢轨伸缩力明显大于钢轨挠曲力,故在无缝线路检算中,主力应采用基本温度力与伸缩力组合;连续刚构系杆拱桥结构铺设方案优先采用全桥铺设常阻力扣件方案,当该方案无法满足钢轨强度要求时,可以通过铺设小阻力扣件和设置钢轨伸缩调节器等措施解决钢轨纵向力过大的问题;当该刚构拱桥位于寒冷、温暖和炎热地区时,分别推荐采用梁端设置调节器方案、边跨铺设小阻力扣件方案和全桥铺设常阻力扣件方案。研究成果可为连续刚构系杆拱桥上无缝线路的设计、重点区域检测监测及养护维修提供借鉴。

大跨梁-拱组合刚构桥船撞力和抗撞性能研究

梁-拱组合刚构桥是一种新桥型,船撞研究较少。该文以礼嘉嘉陵江大桥为工程背景,研究大跨度上承式梁-拱组合刚构桥梁的船撞力标准值和抗撞性能。首先确立了代表船型和船撞计算工况,利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元瞬态动力软件模拟了单墩模型在各工况下船桥碰撞过程,并对比了船撞力有限元仿真结果与多种经验公式计算结果。最后利用全桥模型和验算截面的极限承载力反推得到桥墩的极限抗船撞力,对桥墩的抗撞性能进行了评估。结果表明:船撞力具有很强的非线性波动特征,船艏最大撞深发生时刻滞后于最大撞击力发生时刻,船桥碰撞过程中的系统能量主要是由船舶动能转化为船艏局部变形内能;不同的船撞力经验公式的计算结果相差较大,推荐采用动力仿真模拟值;极限抗船撞力验算结果表明礼嘉嘉陵江大桥主墩的抗撞性能满足要求。

高铁大跨双肢墩连续刚构桥减震系梁地震易损性分析

为了解地震作用下减震系梁对高铁大跨双肢墩连续刚构桥的减震效果,以某主跨180 m的山区高铁双肢墩连续刚构桥为背景,分别建立采用钢筋混凝土(RC)系梁、2种新型减震系梁(可屈服钢系梁与斜交筒式黏弹性阻尼器系梁)方案的全桥有限元模型,对比分析不同系梁方案下的结构损伤、桥面平顺性指标等。结果表明:2种新型减震系梁均不会在地震作用下出现负刚度,新型减震系梁方案较RC系梁方案能有效降低系梁和主墩的结构损伤概率,主墩最大压应变降低83.3%;但减震系梁对震后桥面平顺性指标无明显改善,需采用更具针对性的技术措施。

基于索力和振动特性监测的多跨空间异型刚梁柔拱组合桥梁安全韧性分析

对多跨空间异型刚梁柔拱组合体系无推力拱桥进行有限元建模分析,基于振动法对吊杆索力进行检测,通过理论索力与实测索力的对比,分析该类复杂结构桥梁索力的受力规律。同时,基于历年桥梁索力检测结果,研究索力随外部荷载改变时的变化特征,对桥梁索力在长期运营状态下的健康状态进行安全韧性分析。通过测试桥梁的自振特性,分析桥梁结构整体性能,为评价桥梁工作状况提供依据。

超大跨度无砟轨道混凝土连续刚构铁路桥梁部施工及变形控制技术研究

结合106 m+198 m+106 m连续刚构桥,介绍了0#节段的主要施工流程和施工方法,以及悬臂挂篮施工技术,在施工中采取数字化的线性监控和严格的施工控制措施,保证连续梁施工尽量符合梁部高性能混凝土的徐变值,使后期梁部及混凝土变形尽量接近设计值。

Norea矮塔斜拉桥索力优化

为确定柬埔寨Norea三跨双塔单索面混凝土矮塔斜拉桥的最优成桥索力,基于有限元模型,分别采用刚性支撑连续梁法、最小弯曲能法、影响矩阵法对成桥索力进行了分析和优化。结果表明:三种优化方法中以影响矩阵法得到的索力值效果最好,将最终优化索力值与原设计值对比,分析了斜拉桥的内力、位移以及应力变化,在恒荷载或恒荷载+附加荷载组合作用下,优化后的索力分布更加均匀,结构整体的弯矩、位移以及应力均有所减小,矮塔斜拉桥整体受力和线形更加理想。

连续刚构拱桥梁拱墩结合部位传力机制研究

文章以西延高铁王家河特大桥为工程背景,建立梁拱墩结合处的局部实体模型,并分析该部位的空间应力状态,掌握应力集中区域和薄弱位置,探讨内力分配机制及传递规律,旨在为梁拱墩结合部位设计提供理论基础和数据支撑。研究表明,拱肋与拱脚结合部位拱肋长度1/3.2范围内为应力传递的特征长度,梁拱墩连接处主梁长度1/4.5范围内为应力传递的特征长度;梁拱结合部位中支点截面拱肋通过加劲缀板等将81.2%的内力扩散至拱脚混凝土。

基于模型修正理论的装配式T梁桥荷载横向分布系数计算

为了计算装配式T梁桥发生主梁损伤情况下的载荷横向分布系数,在刚性横梁法的基础上,选择主梁抗弯刚度损伤折减系数作为待修正参数,再以实测和理论挠度值构造目标函数,并基于L-M法与G-N法相结合法进行多目标优化,得到修正后的荷载横向分布系数。为了验证计算方法的准确性,以一座在役18年的装配式T梁桥为例,进行了荷载试验。结果表明:模型修正后的挠度计算值与实测值相比误差较小,模型修正后的主梁荷载横向分布系数与实测值较为吻合,最大误差仅为3.9%。

大跨径钢桁梁悬索桥加劲梁吊装施工节段连接方式研究

针对在大跨径钢桁梁悬索桥加劲梁施工过程中,加劲梁节段间的不同连接方式会直接影响施工过程中结构的内力、线形和成桥状态等问题。该文以某桥加劲梁施工为研究背景,建立全桥全过程有限元模型,对比分析逐段铰接法、分段刚接法的优缺点,提出采用两两分段刚接方案。在此基础上,根据加劲梁吊装过程中钢桁梁段线形和下弦杆开口量变化规律,提出“小段刚接+大段刚接”同步作业的构思,制定加劲梁节段间体系转换工序方案并实施。实桥测试结果验证了该文分析方法正确可行,在保证结构受力安全、成桥状态合理的前提下,可缩短施工工期、降低建设成本。

深圳轨道交通3号线跨龙岗河桥梁方案比选

分析周边环境、地面交通、防洪排涝、线路等建设条件,基于功能完善、景观优美、施工便利、造价经济的基本原则,针对深圳市轨道交通3号四期工程上跨龙岗河桥梁开展V型刚构桥、连续梁拱桥、双塔斜拉桥及独塔斜拉桥等多种方案进行比较。综合比选,推荐采用V型刚构桥方案。

刚构拱桥动力特性敏感性分析

刚构拱桥由于拱肋和拱肋上的吊杆以及上下平联横撑的存在,使得其受力性能与动力特性异于连续梁桥,因此针对刚构拱桥结构本身参数进行敏感性动力特性分析,建立三维空间有限元模型,采用多重利兹向量分析法,研究拱肋之间横撑型式、桥墩高度以及支座的连接单元特性对桥梁的动力特性的影响。结果表明,随着刚构拱桥拱肋横撑型式的改变,桥梁自振周期基本一致,说明拱肋横撑型式对刚构拱桥动力特性基本没有影响;随着墩高不断增加,桥梁的自振周期也不断延长。结构的刚度随墩高的增加而减小,桥梁的纵向移动和竖向弯曲效应随墩高越高越显著,且墩高对于高阶振型的影响效果较小;支座显著地延长了此桥的自振周期,但是随着阶数的增大,与原模型的周期越接近,说明了支座对于结构高阶振型的影响也较小。

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。

合龙温度对变截面连续刚构桥梁结构性能的影响分析

为研究不同合龙温度对桥梁结构的变形和受力影响,以芦沟河特大桥为工程背景,采用三维有限元分析软件建立桥梁的数值模型,结合施工阶段的影响,对桥梁合龙段施工时温度对结构性能的影响进行分析。结果表明:合龙温度对主梁的应力和位移变形影响较为显著。随着合龙温度从5℃提高至15℃时,温度对桥梁结构的位移变形影响也增大了2倍;合龙温度梯度变化5℃时,主梁截面下缘的应力变化幅度大于上缘的应力变化幅度,最大差值可达32.5%。

成达万高铁渠江特大桥主桥结构设计和关键技术研究

成达万高铁渠江特大桥主桥计算跨度为(139+278+139)m,采用墩-塔-梁固结体系,为目前在建时速350 km最大跨度无砟轨道混凝土主梁部分斜拉桥。为了研究主桥结构的动静力性能,采用有限元分析软件建立全桥整体计算模型,进行全桥静力计算和动力分析,计算得出合理的桥梁结构设计参数。结果表明,该桥在施工和运营阶段的强度、刚度和稳定性均满足规范要求;除E2地震作用下,桥塔横梁发生屈服外,其余部位均处于弹性工作状态。另外,采用理论和数值分析方法研究主梁悬浇节段长度、无砟轨道适用性、列车走行性等关键技术,该桥采用挂篮小节段悬浇施工满足工期要求,桥梁短波偏差和长波偏差满足规范要求,具备无砟轨道铺设条件,满足列车时速350 km的运行要求。同时与拱加劲刚构连续梁方案进行技术和经济比较,表明主跨280 m级时部分斜拉桥方案具有较好的经济性。

重载铁路单线32 m钢-混组合梁静动力性能研究

为促进“自重轻、施工快速便捷、经济性良好”的中小跨径钢-混组合梁在重载铁路领域的合理使用,针对单线32 m钢-混组合梁,采用通用有限元的方法开展静力性能研究,采用刚柔耦合的多体动力学方法进行车-轨-桥耦合动力性能研究。静动力性能分析显示,(1)单线重载铁路(30 t轴重)32 m钢-混组合梁可采用工字钢主梁高2.6 m、桥面板厚20 cm(横向支点40 cm)双工字钢组合截面型式;(2)双工字钢钢-混组合梁抗扭刚度较弱,在计算横向变形时应考虑截面畸变变形影响;(3)横隔梁布置间距宜根据施工阶段结构稳定性确定,不宜过小;(4)在列车速度<80 km/h、轴重<40 t时,车桥动力响应均在规范允许范围内。综合研究表明,在重载铁路领域使用中小跨径的钢-混组合梁具有可行性,研究结果可供类似工程参考。

基于修正刚接梁法的装配式T梁桥荷载横向分布计算方法研究

传统刚接梁法在装配式T梁桥荷载横向分布计算中忽略纵向弯矩等因素,导致计算结果与实际情况存在一定差异。为了准确计算装配式T梁桥荷载横向分布状况,文中在刚接梁法的基础上,结合三维有限元模型分析结果,提出考虑主梁刚度修正的荷载横向分布计算方法。针对纵向弯矩等因素对主梁的竖向刚度与扭转刚度的影响,引入计算长度系数作为待修正参数,以有限元计算的荷载横向分布构造目标函数,并通过内点法对目标函数进行优化,得到修正后的刚度参数,计算出装配式T梁桥荷载横向分布影响线。结果表明,对于常规跨径的装配式T梁桥,与主梁竖向刚度相关的计算长度系数为0.5~0.6,而与主梁扭转刚度相关的长度系数则为0.18~0.22。文中提出的修正刚接梁法计算结果与三维有限元结果吻合良好,能够较好地适用于装配式T梁桥荷载横向分布计算。

停工对转体T构悬臂梁线形的影响及调整措施研究

依托西北地区某在建转体施工连续刚构桥,利用有限元软件进行了悬浇施工过程的模拟,研究了停工期间主梁实测位移变形与理论值之间的差异,探讨了不同停工位置和停工时间对梁段线形的影响,并对停工期间影响梁段线形的原因进行了分析,提出了事前调整措施。研究结果表明,停工位置和停工时间的变化对T构悬臂梁截面挠度有显著影响;墩柱柔度、边中跨预应力锚固齿块不对称、挂篮质量不平衡以及墩台基础不均匀沉降均会影响T构悬臂梁的线形变化;配重和预应力全张拉是有效应对冬季停工的调整措施。在桥梁施工过程中,建议根据具体情况利用仿真模型预测停工期间梁段的线形变化,并提前做好调整措施,从而确保连续刚构桥的线形平顺。

考虑横隔板局部刚域的宽幅钢-混组合梁桥荷载试验研究

在主梁高度既定的情况下,长宽比大的桥梁横向抗弯刚度相对较大,桥面荷载横向分布对主梁应变及挠度在横桥向的响应程度影响较小;但对于长宽比小的宽幅桥梁,桥梁整体的横向抗弯刚度对应变及挠度的分布影响会急剧增大,对于分离式主梁桥梁,传统的梁格法荷载试验模型在模拟横向抗弯刚度时会产生误差,影响最终的检验结果评判精度。本文以宽幅钢-混组合梁桥荷载试验为例,采用梁格法模型计算了横隔板与主梁交接处局部刚域对理论应变和挠度横向分布的影响,结合板单元+实体单元模型和现场实测数据进行对比分析,研究结果可为宽幅分离式主梁桥梁的荷载试验及有限元模型修正提供参考。

钢混组合梁连续刚构桥施工控制影响因素研究

以浙江省宁波市舟山港跨海大桥北通航孔桥工程为项目背景,采用Midas civil软件建立桥梁有限元模型,选取结构几何形态参数、截面特征参数、时间特性参数、荷载参数和材料特性参数作为施工控制参数,并考虑桥梁施工工艺进行施工控制参数敏感性分析。分析结果表明,采用支座顶升施工工艺的钢混组合梁连续刚构桥,在成桥阶段结构线形和结构应力易受预应力钢束初始控制预应力和混凝土重度这两类施工控制影响因素的影响;在施工过程中采用支座顶升施工工艺调整桥梁结构线形,会导致初始控制预应力参数和年平均相对湿度参数敏感性分析结果在支座顶升位置处发生突变。研究结果可为钢混组合梁连续刚构桥的施工控制提供参考依据。