The design philosophy and bridge＇s technical innovation of Hong Kong- Zhuhai-Macao Bridge

This article introduces the project overview, construction goal and design philosophy of Hong Kong- Zhuhai-Macao Bridge. Based on large scale, factory production, standardization and assemble line, the innova- tive concept is taken as the general principle for design with the emphasis on description of the new material, new technology, new construction method and new equipment used in the design. The application of innovative technology has provided a solid foundation and favorable guarantee for project quality and design service

既有铁路桥梁桩基检测与病害加固处治

某既有铁路桥梁因水害导致墩身位移,为快速无损进行桩基完整性检测,采用基于桩侧切割小平台作为激发点的瞬态激振的双速度法,共检测5根角桩,判定3根桩无缺陷反射,2根桩局部有缺陷异常反射。对其中2根无缺陷桩和1根有缺陷桩进行钻孔验证,3根桩芯样结果与检测结果一致。针对墩身位移病害,分两阶段进行加固处治,第一阶段主要采取山体侧清方卸载、设置环形截水沟、临空侧设置钢板桩及填土反压等应急抢险措施,阻止病害程度进一步加剧;第二阶段综合采取增设仰斜孔排水、锚杆框架梁、锚固桩、扩大承台及加桩等永久整治措施。经两阶段加固处治后线路恢复运营,桩身应变、墩身及轨道位移监测数据均正常。

承台型式对可液化场地桥梁桩-柱墩地震响应影响振动台试验

基于相同土层结构地基条件下,分别采用低承台群桩-独柱墩与高承台群桩-独柱墩结构,完成了两次可液化场地群桩-土-桥梁结构地震反应振动台试验,据此研究了承台型式对桥梁桩-柱墩地震反应的影响。研究表明,与高承台桩相比,可液化场地中低承台桩的抗震性能更优;地震中砂层尚未液化或液化不充分时,低承台更多表现出减弱桩尤其桩上段的加速度反应的作用,相反高承台更多起到放大桩的加速度作用,而高承台桩与低承台桩的峰值应变自下而上更多表现出逐渐增大趋势;即使砂层完全液化时,低承台桩的峰值应变自下而上仍以渐增为主;与低承台桩相比,高承台桩更有助于放大墩顶加速度、位移反应,对结构体系整体稳定性产生了不良影响;虽然低承台桩未出现严重破坏,但砂层中部桩的应变却很大,液化砂土-桩运动相互作用对桩的抗震性能影响不容忽视。

新型铁路桥墩的抗震性能研究

针对铁路桥梁摇摆隔震桥墩整体侧向刚度较低的问题,提出在桥墩与承台分离处设置无粘结预应力筋,形成新型桥墩。以某单线铁路桥为例,针对其18号墩提出新型桥墩设计方案,考虑预应力钢筋及其初始预加力损失,基于OpenSees平台建立有限元模型进行地震反应分析,研究其抗震性能。结果表明:罕遇地震作用下,墩顶水平位移、竖向提离位移、墩底弯矩、摇摆反应及预加力损失明显大于设计地震作用下的相应值,但墩底弯矩的增幅小于墩顶水平位移的增幅;输入地震动强度及频谱特性对墩顶位移与墩底提离位移的影响较大,对墩底弯矩的影响相对较小;新型桥墩容易实现罕遇地震作用下不坏的抗震设防要求,具有较好的抗震性能。

可液化场地桥梁群桩-独柱墩结构地震反应振动台试验研究

针对两种土层结构的可液化场地条件,采用2×2低承台群桩-独柱墩结构形式,完成了两个试验体的群桩-独柱墩结构地震反应振动台试验,很好地再现了自然地震触发场地液化及结构反应的各种宏观现象。结果表明,桩的最大加速度反应位置与地层结构关系密切且随场地液化发展而不断变化;低承台条件下,三层土场地较二层土场地对墩顶的加速度反应放大作用更显著;场地液化过程中,承台附近或液化与非液化土层分界处桩发生最大或较大动应变;低承台下,二层土场地中柱墩反应较小、桩反应较强,三层土场地中柱墩反应较强。

公路桥装配式桥墩承插式连接的桩基承台研究

针对公路桥装配式桥墩采用的承插式连接,为降低承台底板厚度,减少承台混凝土用量,以湖北省监利至江陵高速公路东延段项目的装配式桥墩试验段(承台总厚1.5 m,预制管墩承插深度为1.0 m,承台底板厚度仅0.5 m)为背景进行研究。首先根据规范计算承台底板的最小厚度,采用MIDAS FEA软件建立桥墩-承台-桩基础有限元模型,分析承台的应力和破坏点;然后基于分析进行承台配筋设计;最后通过混凝土裂缝模型对配筋设计进行校核,并通过缩尺模型试验验证配筋设计的可靠性。结果表明:承插式连接桩基承台设置U形抗冲切钢筋后,承台底板未发生局部的冲切破坏;U形抗冲切钢筋可以有效地改善承台受力,可使承台底板厚度从规范计算需要的最小厚度0.963 m降至0.5 m,承台底板厚度降幅达48%,承台混凝土总用量降低约25%。

港珠澳大桥设计理念及桥梁创新技术

介绍了港珠澳大桥的工程概况、建设目标和总体设计方案,重点阐述了以"大型化、工厂化、标准化、装配化"的设计理念和总体原则指导下,设计采用的新材料、新技术、新工艺、新设备。创新技术的应用,为提高工程品质、确保设计使用寿命提供了坚实基础和有利保障。

长大桥梁墩台工厂化预制方案研究

某跨海大桥建设秉承"大型化、工厂化、标准化、装配化"的设计理念,其非通航孔的承台、墩身均采用在预制工厂集中预制的方案进行施工。通过研究提出了非通航孔桥承台、墩身可行的预制方案,并对各种预制方案存在的关键技术问题进行分析,在此基础上,从预制匹配精度控制、工厂化预制实施、混凝土浇筑、预制场内运输、出运方式以及对后续施工的影响等方面综合对比分析各种方案的优缺点,提出最优的墩台工厂化预制方案。

双排钢板桩围堰结构深水桥墩施工及数值模拟分析

以贵广铁路思贤窖特大桥主桥墩深水围堰施工为例,详细介绍双排钢板桩围堰的结构设计、数值模拟分析思路,并将数值模拟分析结果与现场监控数据相对比,提出了双排钢板桩围堰的设计与施工监控要点。实践证明,采用所述技术取得了良好效果。

上海长江大桥下部结构设计

上海长江大桥包括主、辅通航孔桥和非通航孔桥3大部分,介绍各部分桥梁下部结构设计,对下部结构设计关键性技术进行阐述。

分离式承台摇摆抗震及其有限元模拟

为了提供一种桥梁抗震的可选方案,根据摇摆抗震的基本思想,阐述了自复位分离式承台的构想,将传统桥梁桩基础的承台一分为二,使承台上部能够在地震作用下摇摆,从而在基础部位隔断地震传播途径,达到减隔震的目的。分析了该抗震方法的抗震原理,阐释了该抗震方法可能采用的各种构造工艺与施工方式。传统的摇摆抗震数值模拟技术将摇摆接触面区域视为刚体,不考虑接触面的弹性变形,与实际情况不符,故采用了将摇摆区域(文中为承台)采用三维实体有限元模拟的精细化建模方法,并与传统的建模方法进行对比。分析表明:在现有的桥梁抗震设计技术与施工技术支持下,分离式承台具有工程应用的可能性,在有限元模拟中,将摇摆区域视为刚体的做法会放大结构的位移响应,是一种偏保守的做法。

预应力节段拼装式铁路桥墩抗震性能研究

为了解高地震烈度区预应力节段拼装式铁路桥墩的抗震性能,依托和若铁路桥梁工程,采用Abaqus软件建立3个不同墩高(8,12,15 m)典型节段拼装式桥墩的数值模型,分析在静力推覆荷载和循环往复荷载下的力学性能,提出在不同地震作用下界面性能的设防目标,采用动力时程分析验证在地震作用下的安全性和可恢复性,建立桥墩的简化计算模型对界面开裂临界状态的计算公式进行了推导。结果表明:桥墩-承台界面为整个结构的最薄弱界面,界面分离荷载远高于正常使用荷载,在正常使用状态下界面不会出现开裂;双柱墩具有框架效应,桥墩的横桥向抗力远高于顺桥向抗力,顺桥向性能是该桥墩抗震设计的控制因素;在E1地震作用下,桥墩-承台界面不会分离,在E2地震作用下,桥墩-承台界面会轻微分离,但钢绞线仍然保持弹性,震后桥墩-承台界面可以闭合,桥墩可恢复正常使用功能;推导公式计算的桥墩界面开裂荷载与有限元模型值吻合良好,可推广至其它结构形式的预制装配式桥墩。

刚性承台群桩沉降简化计算方法

基于考虑桩土滑移和桩顶整体刚度动态调整的群桩计算方法,分析平均端阻比与荷载水平、桩土刚度比、桩长、桩径、桩距、桩数以及桩侧、桩端荷载传递函数等因素影响规律,用统计方法拟合端阻比与上述参数的近似表达式。参考等代实体基础计算模式,提出考虑了桩身压缩量和桩端刺入变形的群桩沉降简化计算模式,该方法考虑了沉降与荷载非线性关系。最后,通过离心模型试验验证实用简化计算方法的准确性。研究结果表明:采用简化计算方法所得结果与精确计算方法所得结果以及试验结果均吻合;桩身压缩量和桩端刺入变形不能忽略。

港珠澳大桥承台墩身工厂化预制施工技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用浅埋式预制墩台结构，墩高19．143～42．974m，承台尺寸为15．6m×11．4m×4．5m；预制承台及其底节墩身最高18．5m，最重2370t；墩身采用矩形空心墩结构；承台及墩身分别采用C45、C50混凝土。该桥承台、墩身采用整体预制施工，在自动化钢筋加工车间利用数控钢筋弯曲机加工钢筋，经验收合格后运输至场内指定位置进行钢筋绑扎、安装，承台钢筋绑扎后整体横移至预制台座上，墩身钢筋通过龙门吊机整体吊装插入承台钢筋，安装模板，进行承台、墩身的一次性整体浇筑，待混凝土达到设计强度后拆除模板，将承台、墩身横移至存放台座完成预制。目前，已完成32个桥墩的承台、墩身的工厂化预制施工，施工质量良好。

高承台桥墩在列车荷载下的振动试验及有限元分析

本文分析了列车荷载作用下的高承台桥墩试验数据 ,并利用试验所得的资料确定桥墩有限元中的关键参数 ,在通过计算得到桥墩在动载作用下响应的基础上 ,从理论上分析了原因 ,对桥墩设计有指导性意义。

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥组合梁下部结构设计

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用85 m连续组合梁桥形式,非通航孔85 m跨下部结构是控制工期的关键工程。文章结合港珠澳大桥工程实践,详细阐述了85m连续组合梁下部结构设计特点,对预制墩身、钢管复合桩基础、埋置式承台新技术等方面进行探讨,承台和墩身均采用预制施工法,具有施工速度快、质量有保证、结构耐久性好等优点。港珠澳大桥采用的全世界首例预制承台墩身整体设计、吊装施工方法,埋置式承台、钢管复合桩的设计理念为今后的跨海大桥建设提供可靠的技术支持,具有重要的工程实践意义。

某高速公路大桥墩身桩基承台拆除方案

随着经济的高速发展各地交通建设也蓬勃发展,然而有些高速旧桥由于运行过程及其年久失修原因,旧桥主墩基础发生过沉降,使旧桥成为危桥,现因高速公路扩建及航道等级提高,需要对旧桥进行拆除重建。本文主要结合工程实践,对高速公路大桥墩身桩基承台拆除方案进行探讨及其研究,以便以后具有借鉴之意义。

嘉绍大桥主墩承台大体积混凝土裂缝控制

嘉绍大桥主墩承台结构尺寸大,混凝土内部散热较慢,易导致内表温差较大,同时受封底混凝土及桩基强约束,施工过程中处理不当极易出现裂缝,且承台全部没于水下,混凝土一旦开裂难以修补。针对上述特点,在混凝土温度场及温度应力场仿真计算的基础上,制定了严格的温控标准,通过采取混凝土浇筑温度控制,内部埋设冷却水管并通水冷却、有效保温保湿养护、加强混凝土质量控制等措施,使各承台未出现有害裂缝,达到了预期的控制效果。

三维群桩-承台-墩的自振特性分析

提出了三维群桩－承台－墩的一种自振特性分析方法，其计算模型不但将群桩－承台－墩作为三维的整体结构来分析，而且考虑了桩－土的相互作用，同时简化了动力分析中承台的刚性模型。

孟加拉国帕克西桥承台、墩身施工

帕克西桥承台竖向镫筋多达2116根,墩身采用57mm主筋,其配筋之多在国内桥梁罕见。介绍帕克西桥承台、墩身的施工情况。