Numerical Analysis of Interaction Between Pile-Supported Pier and Bank Slope

Two and three-dimensional finite element analysis programs for pile-soil interaction are compiled. Duncan-Chang's Model is used. The construction sequence of the pier is modeled. The pile-soil interface element is used. The influence of the combination type of piles on the deformation of bank slope and pile behaviour is analyzed. Different designs of a pile-supported pier are compared thoroughly. Calculation results show that the stresses and displacements of the pile are directly related to the distance from the bank slope and the direction of inclination. An inclined prop pile set in the rear platform would remarkably reduce the stresses of piles and the displacement of the pier.

无砟轨道对不同地形下简支梁桥地震反应的影响

研究目的:为研究CRTSⅡ型板式无砟轨道系统对多跨简支梁桥下部结构地震反应的影响,以32 m简支梁桥为研究对象,分别建立线桥一体化模型与单墩模型,采用反应谱法研究3种典型地形条件下轨道纵向约束效应对桥墩地震反应的影响规律。研究结论:(1)跨越平坦地形时,受轨道系统与端刺的影响,线桥一体化模型的墩底内力呈边界处小、中跨大的抛物线型分布,与单墩模型相比,中跨区域的桥墩处在地震反应放大区;(2)跨越V字形地形时,该区域各墩底内力呈现临界墩底内力显著增大、中跨高墩的墩底内力明显减小的U字形分布特征;(3)跨越Λ字形地形时,该区域各墩底内力呈现以中跨矮墩为中心、且其墩底内力显著增大、相邻墩底内力明显减小的Λ字形分布特征,中跨矮墩在抗震设计时应加以重视;(4)本研究成果可应用于类似典型地形条件下的高速铁路简支梁桥的抗震设计。

新型装配式铁路便梁钢支墩栓接钢节点力学性能分析

本文基于对传统混凝土结构铁路通用便梁临时支墩进行设计和优化,提出一种新型装配式栓接钢箱梁结构形式的铁路通用便梁支墩,该新型结构相较于传统的铁路便梁支墩而言,具有工厂加工简单、减少施工周期、可以重复利用、具有较高的经济效益等优点,可广泛应用于下穿铁路轨道顶推施工时便梁支墩的架设。新型铁路便梁支墩采用栓接装配式结构,栓接作为整体结构的关键受力节点,其安全性和可靠性至关重要。因此本文通过建立ABAQUS有限元模型,对其整体结构及其分节段处栓接节点进行非线性及失效模式分析。分析结果表明:新型装配式钢结构便梁支墩整体未出现失稳现象,结构整体性能完好。栓接节点的受力特性为底板螺栓孔在弹性节段时承受主要荷载,在底部螺栓孔达到塑性后侧板螺栓孔开始承受主要荷载,最终底板及侧板螺栓孔同时发生剪切破坏。设计时应考虑对底板和侧板的螺栓连接部位进行加强,适当提高其抵抗冲切破坏的能力。

极近距离煤层采空区下沿空留巷技术研究

为了解决极近距离煤层采空区下多次回采影响的沿空留巷围岩严重变形难题,以山东新查庄矿业有限责任公司(以下简称“新查庄煤矿”)91006综采工作面为工程背景,研究分析了采空区下沿空留巷覆岩顶板结构特征及运动规律,通过建立顶板位态力学结构模型,确定了采空区下沿空留巷巷旁支护阻力计算方法,计算出巷旁支护阻力为3432 kN,提出了“水力压裂超前断顶+巷旁钢管混凝土墩柱高强支护”为主体的巷旁复合支护体系。利用超前断顶卸压技术将巷旁顶板由传递岩梁结构向短悬臂梁结构转变,大大降低巷旁支护阻力,与钢管混凝土墩柱的高强巷旁支护相结合,特别适用于采空区下的沿空留巷工程。通过在新查庄煤矿91006综采工作面试验应用表明,留巷取得了较好的效果,巷道表面整体变形量较小,满足工作面回采期间的要求。

孟加拉38 m简支梁桥墩纵向水平刚度限值研究

研究目的:孟加拉帕德玛大桥铁路连接线为“一带一路”重点工程项目之一,在高架桥上铺设跨区间无砟轨道无缝线路,且高架桥主要采用38 m混凝土简支箱梁。为指导孟加拉38 m混凝土简支箱梁桥上无缝线路及桥墩设计,建立轨道-桥梁-墩台一体化仿真分析模型,研究桥墩纵向水平刚度对无缝线路力学性能的影响规律,基于钢轨强度、梁轨相对位移和钢轨断缝限值,提出满足38 m混凝土简支箱梁桥上无缝线路铺设的桥墩纵向水平刚度限值。研究结论:(1)钢轨伸缩力和挠曲力随桥墩纵向水平刚度的增大而增大,钢轨制动力、梁轨相对位移和钢轨断缝值均随桥墩纵向水平刚度的增大而减小;(2)采用UIC规范参数时,桥墩纵向水平刚度限值受梁轨相对位移控制;(3)采用中国规范参数时,桥墩纵向水平刚度限值受钢轨强度、梁轨相对位移、钢轨温度变化幅度和机车牵引类型共同控制;(4)采用UIC规范时的桥墩纵向水平刚度限值小于中国规范的规定值,综合考虑钢轨强度、梁轨相对位移、机车牵引类型的影响,钢轨温度变化幅度分别为50℃、40℃和30℃,采用UIC规范时,建议38 m混凝土简支箱梁的桥墩纵向水平刚度限值取200 kN/cm;采用中国规范时,建议38 m混凝土简支箱梁的桥墩纵向水平刚度限值取550、250和250 kN/cm;(5)本研究成果可为相关客货共线铁路混凝土简支箱梁桥上无缝线路及桥墩设计提供参考和借鉴。

旅客地道下穿陇海铁路钢便梁架空体系转换关键技术研究

随着部分站房和站场的规模或标准已不满足铁路高质量发展的需求,对其扩能改造势在必行。对于现有的线路架空技术,采用人工挖孔桩施工的方式架空线路,劳动强度大、施工速度慢,且安全性较差,尤其在特定地质条件下可能产生诸多问题。以开封站改造工程旅客地道下穿陇海铁路的情况为案例,应对工期紧、汛期高温、施工区域水位高、施工场地狭小、易坍塌等不利条件,通过采用钢便梁进行二次架空体系转换的关键施工技术,总结出小架空拉槽提供股道下方工作面,改造钻孔桩钻机代替人工挖孔桩,以及采用桩板墙结构确保大架空支撑体系稳定性的施工方案,在充分保障铁路运行安全的前提下,探索、解决黄泛区地质区段下穿铁路营业线的施工难点和控制要点,可为类似项目提供参考。

基于桥墩托换的受限空间立柱拆除施工技术研究

为确保盾构机刀盘及泥浆循环系统在整个穿越过程中运行正常,同时保留桥梁上部结构,保障穿越处高架桥面正常通行,需要在不破坏桥梁主体结构的前提下,对既有桥梁进行顶升托换。为了解决既有桥梁下部结构托换改造过程中,由于狭小空间、无法使用大型机械设备而导致老立柱拆除困难的问题,结合上海市域线机场联络线JCXSG-13标浦东机场南回转匝道桥墩托换项目,通过设置钢抱箍体系保留顶部柱头、采用定滑轮及钢丝绳水平拖拽首节切割段、利用折臂吊机逐节拎吊切割拆除,保证桥梁下部结构托换改造的顺利完成。该施工技术可为相似类型加固改造和超低净空条件工程提供借鉴。

隔震设计在高桩LNG码头中的应用

隔震设计近年发展较快,在房建、路桥领域已取得较多应用且效果较好,但隔震设计对于常规码头效果不明显。高桩LNG码头抗震设计要求高,尤其在强震地区,地震荷载通常起控制作用,因此较适宜采用隔震设计。参考其他行业的做法,推荐可用于高桩LNG码头的隔震设计方法,在结构设计上提出一种与装配式结构相结合的方案,具有可快速施工、可及时更换的优点,并给出高桩LNG码头隔震设计的算例。研究成果可为强震地区高桩LNG码头设计提供参考。

高速铁路32m简支箱梁墩台横桥向沉降静力影响及损伤评级

针对高速铁路桥梁新旧线并行修建引起的横桥向墩台不均匀沉降的问题,利用ABAQUS有限元分析方法,选取高速铁路常用的32 m标准双线多跨简支梁桥,建立CRTSⅢ型单元板式无砟轨道-桥梁-墩台空间静力耦合模型;考虑不同沉降类型和沉降幅值,研究横桥向桥墩不均匀沉降对轨道结构层间受力及其轨面变形规律,在此基础上提出适用于该桥型的单、双墩横桥向不均匀沉降静态损伤分级及维修建议。结果表明:横桥向墩台不均匀沉降对轨面高低不平顺影响最大,其次为扭曲和水平不平顺,且沉降墩顶处易出现变形极值;横桥向墩台仅单侧沉降时,单墩沉降差10、15、20 mm,伤损等级依次为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级;需要关注桥墩横桥向双侧沉降情形,损伤比单侧沉降更严重;当沉降差达到20 mm时,自密实混凝土层横向拉应力超过C40混凝土抗拉强度限值,轨道结构存在开裂风险。建议日常保养时单、双墩横桥向不均匀沉降控制在10 mm及以下,应避免出现沉降15 mm及以上的不利情形。

上跨铁路站场预制顶推PC箱梁落梁施工技术

在顶推桥梁施工中,梁体顶推到位后,还有一个很关键的工序就是梁体就位,也称落梁施工,对于钢梁来说,由于其本身质量轻、受力均匀,内力变化相对简单,落梁施工也相对容易,而混凝土梁自重大,且都有预应力体系,所以在落梁施工过程中,梁体内力变化复杂,施工难度大,本文通过长沙市湘府路湘江大桥跨京广铁路联梁自重约4000吨的70m预制顶推箱梁落梁施工,详细介绍了大体积、大吨位混凝土箱梁落梁施工的工艺流程及注意事项。采用该工艺流程,保证了施工的安全性和质量,可为类似工程借鉴。

钢筋混凝土支墩整治低矮挡墙病害

以黎湛上行线K206+432~+700右侧浆砌片石挡墙为研究对象,分析低矮挡墙的病害特点以及周边环境变化,比选施工加固方案,提出选用改良的钢筋混凝土支墩,外加横、竖向锚杆的整治措施,经施工验证取得了较好的效果,可为整治此类低矮挡墙病害提供参考。

钢管贝雷梁组合支架在现浇梁施工中的应用

钢管贝雷梁组合支架是现浇梁施工中的常见结构,作为承载施工质量的重要结构,研究其力学性能对施工方案设计与实施具有重要意义。文章以磨盘沟1号大桥现浇梁施工为例,根据支撑结构的力学性能,运用受力值验算等数据分析方法,针对大高差、软基地质条件下的SPS钢管贝雷梁组合支架施工进行专项设计,支架主要受力构件的强度、刚度及变形均满足受力要求,整体支架结构安全,成功解决了现场施工难题。

一种特殊工况下的架桥方法应用

预制梁桥的主梁通常采用架桥机或吊车架设,当跨越河道桥梁上方受低空高压线限制时,上述架设方法均不适用。本文采用架桥机与地面运输系统相结合的方式,能有效解决条件受限状况下的架梁问题,可为同类工程提供参考。

花瓶墩墩帽计算分析方法

随着经济和社会的发展,城市桥梁建设对造型美观及节约用地的要求不断增高,高架桥双支座独柱花瓶墩应用也日益增多.由于以往设计的花瓶墩出现了一定的墩顶开裂情况,现结合成都地区某高架桥工程,利用实体有限元模型分析结果与常用的简单计算模型计算结果进行对比分析,检验各种常用简单计算模型的合理性,为以后类似桥墩的设计提供必要的经验借鉴.

利民煤矿Ⅰ030902工作面高水材料墩柱围岩控制技术研究

在工作面通过老空巷道时,工作面与老空巷道间煤柱逐渐变窄,导致空巷围岩严重变形,围岩失稳和支架压死等问题。通过理论计算、数值模拟和现场实验,确定了工作面超前支承应力范围和煤柱临界宽度以及超前加固时机。提出了高水材料墩柱支护技术对老空巷道进行围岩控制,通过建立数值模型进行模拟计算,反演高水材料墩柱支护效果,模拟得出2.5 m间距高水材料墩柱支护围岩控制效果最佳,并确定了最佳支护参数。现场监测结果显示,采用高水材料墩柱支护技术有效地控制了围岩变形,取得了良好的支护效果。

高烈度地震区高墩简支梁桥减隔震设计研究

为研究高烈度区高墩铁路简支梁桥在地震作用下的结构响应状况,选取某车站特大桥为研究背景,根据桥梁多遇、罕遇地震作用下的结构响应幅值,开展桥梁延性设计方案和减隔震方案两种情况下的内力和配筋对比。结果表明:高烈度地震区高墩桥梁,采用延性设计时,配筋率需求过高,设计难度大,且下部结构工程量增加较多,经济性较差。采用回型钢耗能双曲面减隔震支座进行减隔震设计时,桥墩与桩基内力较普通支座有显著的减小,墩梁相对位移随墩高的增加呈递增趋势,纵向最大位移0.293m,横向最大位移0.224m,未超过0.3m的设防目标。采用减隔震设计,可以有效降低结构地震响应,减小设计难度,提高结构安全性,提升经济性能。

独塔斜拉桥边跨压重施工方案优化研究

在独塔斜拉桥施工过程中,辅助墩出现负支反力会导致结构受力状态变化,使辅助墩支座受力不均或脱空,进而损害支座。文章以降低压重混凝土用量和避免辅助墩出现负支反力为优化目标,提出压重施加工序不变且支架分批拆除和压重分批施加且支架分批拆除两种施工改进方案。通过对比分析不同方案下的辅助墩支反力、施工过程中主梁应力、钢管支架立柱最大应力和成桥状态,确定合理的辅助墩施工方案。

预应力混凝土桥墩受力性能分析

为了提高城市桥梁设计水平,文章以浦东北路支河1桥为研究对象,计算了作用在桥梁结构的竖向荷载、汽车制动力、温度力等,对桥墩盖梁在正常使用极限状态、持久状况、短暂状况下的应力进行分析,同时,利用桥梁博士软件和Midas Civil软件建立计算模型,计算了桥墩墩身在E1地震作用下的剪力,研究成果可供类似预应力混凝土桥墩设计借鉴。

温度效应对矮塔斜拉桥墩梁支撑体系的影响

为探究单索面多跨矮塔斜拉桥在温度作用下的受力特性,以某矮塔斜拉桥工程为例,基于Midas/civil软件建立了全桥有限元模型,分析了不同墩梁支撑体系下的多跨矮塔斜拉桥体系温度效应.分别考虑中塔、次边塔及边塔均为墩梁全固结(体系1),边塔为墩梁铰接、中塔及次边塔为墩梁固结(体系2),中塔为墩梁固结、次边塔及边塔为墩梁铰接(体系3),次边塔为墩梁固结、中塔及边塔为墩梁铰接(体系4),边塔为墩梁固结、中塔及次边塔为墩梁铰接(体系5)等5种组合下的墩梁支撑体系方案,分析墩梁支撑体系在升温或降温20℃时,主梁与主塔的应力与位移变化规律.研究表明,体系温度效应对墩梁全固结支撑体系下的主梁与主塔的位移与应力产生显著影响.在体系1中,体系温差为20℃时,主梁与主塔的最大位移分别为66.6 mm与94.07 mm,主梁与主塔应力分别为5.95 MPa与5.96 MPa;体系温度效应对仅在中塔处进行墩梁固结而其余位置进行墩梁铰接的体系下主梁与主塔的位移产生显著影响,但对其应力影响则较小;在体系3中,体系温差为20℃时,主梁与主塔的最大位移分别为74.20 mm与70.67 mm,主梁与主塔应力分别为0.59 MPa与0.48 MPa;在相同体系温度下中塔、次边塔和边塔位置任意选择两个墩梁固结,其余位置为墩梁铰接时,中塔、次边塔以及边塔位置处主梁结构响应显示出较高的相似性,且体系温度效应对主梁结构位移和应力产生的影响程度介于体系4和体系5之间.研究成果可为多跨矮塔斜拉主梁的施工线形控制提供参考.

复杂地质条件下门式墩施工工艺研究

本文主要介绍了在柳梧铁路龙凤跨柳南高速特大桥门式墩施工中,由于该门式墩所处地质环境较差加之门墩盖梁较重,若采用满堂式支架施工支架沉降无法控制,从而影响施工质量及安全。为此项目部采用钢管型钢支架,将荷载尽量传递至已完成的基础上,从而最大程度地减少了支架沉降,使得施工安全性处于可靠范围内,同时也确保了盖梁的施工质量和线性满足要求。该门式墩盖梁在复杂地质条件下施工所涉及的相关技术也为后续类似施工提供了借鉴和参考。