钢筋混凝土薄壁空心高墩塑性铰长度计算方法

针对我国现行抗震设计规范尚未明确给出钢筋混凝土(RC)薄壁空心高墩塑性铰长度计算方法的问题,首先收集整理了既有RC桥墩塑性铰长度计算方法以及试验数据,分析影响塑性铰计算长度的主要因素;同时对实际桥梁工程采用的RC薄壁空心墩构造参数进行统计归纳.在验证有限元建模方法准确性后,采用ABAQUS软件建立了高度为40~120 m的8种典型RC薄壁空心高墩的精细化有限元模型,并开展非线性推覆分析,得到不同高度桥墩的等效塑性铰长度.最后讨论不同塑性铰长度计算方法的适用性,发现Eurocode 8规范的计算公式精度最高,可用于计算RC薄壁空心高墩的塑性铰长度.

变截面薄壁空心高墩混凝土施工技术应用

采用盘扣式脚手架作为施工平台,在脚手架上围绕墩身设置盘绕上升式人行通道;内部空心位置采用可收缩式施工平台,利用塔吊或汽车吊提升平台;对于墩柱四角弧形结构采用变截面转角定型模板施工。对于墩柱模板安装过程中难以固定、难以校模、混凝土成型差等问题,采用竖向支撑装置支撑墩柱模板,有效防止了混凝土仓位之间产生错台。

钢管混凝土箱形叠合超高墩设计与静力性能分析

为了解钢管混凝土箱形叠合超高墩的设计理念和结构静力性能,以金阳河特大桥为背景,分析该类桥墩各部分作用和受力特性,并开展静力性能研究。该类桥墩内部的钢管混凝土格构柱为主要受力结构,并作为外包钢筋混凝土施工的劲性骨架;各柱肢钢管外包薄层钢筋混凝土以提高桥墩承载力;连接各柱肢的钢筋混凝土腹板参与抗剪。采用MIDAS Civil软件分析对比钢管混凝土箱形叠合超高墩和钢筋混凝土薄壁空心超高墩的静力性能。结果表明:最大悬臂施工阶段和成桥阶段,钢管混凝土箱形叠合超高墩的一阶弹性稳定系数大于钢筋混凝土薄壁空心超高墩;从墩顶向墩底分段增大钢管管径和壁厚,可使钢管和外包混凝土应力沿墩高方向不变;外包混凝土应力远小于钢筋混凝土薄壁空心超高墩,可采用较薄的低强度混凝土。

百米箱形高墩柱模型试验与分析

南昆线清水河大桥主跨为７２ｍ＋１２８ｍ＋７２ｍＰＣ连续刚构桥，其４号墩高１００ｍ，是国内最高的铁路桥墩。为了检验设计，进行了１／１４缩尺的变截面箱形高墩柱的模型试验。试验结果表明，在使用荷载和最不利施工荷载下，控制截面混凝土和钢筋应力以及墩顶水平挠度的实测值与计算值符合良好。破坏试验说明，高墩柱具有足够的安全储备。

桥墩在自重及风荷载下稳定性的位移判断法浅析

探讨通过位移条件判断高墩的稳定性,以此丰富现有的判断条件。基于理论推导求得矩形截面(包括双薄壁)桥墩在风荷载及自重作用下的位移函数,发现双薄壁墩合理截面的内在关系,并通过有限元计算及与实际双薄壁墩截面的对比验证其正确性。通过理论推导提出了高墩稳定性的位移判断条件,此方法简单,方便,准确度较高。

基于传递矩阵法分析考虑自重的变截面高墩稳定性

文章基于传递矩阵法,通过将高墩分段,以等截面压杆稳定计算时的场矩阵为基础,分析了考虑自重的任意变截面高墩稳定性问题,并导出了其总体传递矩阵及临界荷载的特征方程.该方法充分利用了传递矩阵法适合电算的特点,简单快捷、易于实际应用.

桥梁高墩截面形式探讨及其稳定性计算

讨论了桥梁高桥墩的截面形式,对工程中常用阶梯形高墩,依据结构稳定理论推导了常用支承情况下阶梯变截面墩柱的稳定方程,介绍了方程求解方法及求解中应注意的问题,可供设计部门参考。

变截面空心薄壁高墩稳定临界力计算

利用能量原理的Ritz法,假定墩身截面惯性矩按线形变化,得到一端固结一端自由和一端固结一端铰接的变截面空心薄壁高墩稳定临界力的计算公式,通过与有限元计算结果对比,表明本文方法计算精度完全能满足设计需要。

变权组合预测模型在郑西高铁某路桥过渡段不均匀沉降监测中的应用

路桥过渡段不均匀沉降是造成高速铁路行车安全重要隐患之一.以郑州-西安高速铁路某路桥过渡段为例,在分析不均匀沉降机理基础上基于灰色GM(1,1)模型和二次曲线趋势外推法建立了变权组合预测模型,并利用针对该过渡段设计的监测方案所获取的沉降监测数据进行验证.结果表明:该模型在后5个监测期内,D_1、D_2监测点实测值和预测值最大差值是0.20 mm,预测误差平方最大值为0.048,满足预测精度要求.未来3年内监测点D_1、D_2累计沉降量分别为7.55 mm和15.31 mm,在无其他特殊因素作用下,该路桥过渡段的不均匀沉降将继续保持稳定状态,不会影响行车安全.

变截面高墩墩顶位移计算

由于山区的地形特点,新建高速公路存在大量高墩,墩顶位移作为设计的一项控制指标,必须进行精确验算。每个桥墩都建立模型来进行验算,计算工作量较大。通过对墩顶位移的推导提出位移计算公式,将大大的减少计算工作量,有利于提高设计效率。采用提出的计算公式与有限元模型计算结果较接近,精度较高。

多跨高墩变截面梁桥的动力学特性研究

研究多跨高墩变截面梁桥的自由振动特性。计算主梁截面等效面积和等效惯性矩,将桥墩简化成弹性支承,基于Euler-Bernoulli梁理论建立了一个带有多个弹性支承的多跨高墩桥梁分析模型。将弹性支承反力看作是梁上的未知外力,计算主梁固有频率及振型,计算结果与有限元结果具有很好的一致性。分析了主梁截面变化率与桥墩高度对主梁固有频率以及振型的影响,研究结果可为多跨高墩变截面梁桥的合理设计提供参考。

变截面高桥墩临界压力的计算

基于能量方法,利用势能驻值条件推导出了变截面高桥墩临界压力的计算公式,并比较了本文方法与ANSYS的计算结果.算例分析表明,该方法比ANSYS的计算过程更简便,而计算精度非常接近.

变截面空心薄壁高墩悬臂爬模施工技术

特大桥变截面高墩施工采用悬臂爬模施工技术,采用爬模施工技术,确保了高墩施工安全和施工质量,降低了施工成本,为今后采用桥梁高墩施工积累一些实践经验。

变截面薄壁空心高墩稳定性分析

用ANSYS对变截面空心薄壁高墩在考虑几何非线性及存在初始缺陷时进行稳定性分析,把线弹性和考虑几何非线性稳定性计算结果进行对比,发现涉及几何非线性时比在线弹性情况下对长细比大的墩稳定性影响较为明显,说明几何非线性影响不容忽视;若进一步考虑存在初始缺陷,则缺陷存在于墩中底部时对稳定性影响比在其偏上部大些。

温州洪溪特大桥总体设计

浙江温州洪溪特大桥为(150+265+150)m双塔双索面矮塔斜拉桥,左、右分幅设计。针对峡谷风环境复杂、基本风速高、主墩高的特点,采用塔墩梁固结体系,提高了桥梁整体刚度和抗风性能;主梁采用单箱双室斜腹板变截面预应力箱梁,顶宽15.25 m,跨中梁高4.5 m、根部梁高9.2 m;桥塔采用Y形塔,由上、中、下塔柱组成,塔柱采用钢筋混凝土结构,总高170.2~175.2 m,桥面以上高42.0 m;斜拉索采用标准抗拉强度1860 MPa的钢绞线成品索,扇形双索面布置,塔端采用分丝管索鞍锚固,梁端采用翼缘下齿块锚固;桥塔基础采用15根∅2.5 m端承桩、矩形承台,桥台采用重力式桥台、扩大基础。该桥桥塔采用爬模施工,主梁采用挂篮悬臂浇筑施工,合龙段采用吊架施工,合龙前在合龙口施加2000 kN顶推力。采用MIDAS Civil软件建立全桥空间有限元模型,对该桥静、动力性能进行分析,结果表明该桥静、动力性能均满足规范要求。

大纵坡柔性高墩墩柱偏位原因分析及处治方案

主要对大纵坡柔性高墩出现偏位病害原因进行分析,将偏位墩柱纠偏至最佳状态,更换支座后使支座恢复至理想工作状态,以消除病害危险因素;纠偏前需先将原有支座拆除,更换为临时滑动支座后实施纠偏;主要采用PLC多点同步控制液压系统对多台千斤顶进行油压控制进而对反力架实施顶推,反力架受力后通过精轧螺纹钢拉动反力底座,反力底座受拉力作用于盖梁侧壁,形成一个循环受力系统,最终将发生偏位的墩柱拉至最终复位状态(经计算及现场监测情况确定);纠偏完成后,针对纠偏最终状态制订墩柱加固方案,墩柱加固采用墩柱底部增大混凝土截面法。纠偏加固完成后,经长期观测,桥梁支座已恢复正常工作状态。

考虑支座弹性支承的变截面高墩稳定计算

变截面高墩墩顶由于受到支座的弹性固结作用,其稳定性介于底端固支顶端自由与底端固支顶端水平链杆支承两种状态之间,规范给出的计算方法已经无法适用,变截面的影响使稳定分析更加复杂。本文基于最小势能原理推导了考虑支座弹性支承刚度和变截面影响的高墩稳定变分式,采用瑞利-里兹法求解出变分式的近似解,得到高墩挠度曲线方程,进一步可以推导出高墩临界压力以及计算长度系数,并与有限元计算结果对比。该推导概念清晰,结果准确可靠,可以为工程设计提供参考。

纵桥向变刚度支座布置的V形河谷高低墩梁桥受力性能分析

为合理分配位于V形河谷中高低墩梁桥各桥墩之间的受力,提出了一种纵桥向变刚度支座布置方案和计算方法,然后依托实际工程进行纵桥向变刚度支座方案的设计,比较了采用等刚度支座和变刚度支座方案时桥梁结构的静力性能和抗震性能。结果表明与等刚度支座方案相比,采用变刚度支座方案可调整整体升降温和混凝土收缩作用下主梁变形零点位置,各桥墩的墩底剪力和面内弯矩均有不同程度的减小,且离变形零点越远、减小幅度越大。E1多遇地震作用下,采用变刚度支座方案时高墩的墩顶纵桥向位移响应增加约12%~26%,墩底的最大面内弯矩略有增大,但增加幅度不超过5%,高墩的柔性变形能力得以充分发挥;两侧低墩的墩顶位移响应平均减小约40%、墩底最大剪力和最大面内弯矩平均减小约43%和40%;桥梁整体刚度有所提高,各桥墩的受力更加均衡,表现出优良的抗震性能。

大跨径连续梁0号块托架结构设计及预压施工

郑万高铁汉江特大桥主桥为(109+220+109)m连续刚构-拱结构,主桥0号块为单箱双室结构,长度达22m,高达12m,混凝土方量约2209m3,重约5743.4t。0号块采用托架法施工,托架结构由][10楔形底模桁架、2HN45分配梁、主承重桁架、横向联结系、预埋件等组成。主承重桁架通过对拉杆和销轴固定在墩身上。托架所承受0号块施工荷载较大,为确保托架的施工安全,采用多点千斤顶反压法进行预压施工。托架预压分60%、80%、100%、110%四级进行,加载总重量为0号块悬臂段施工荷载的1.1倍。在预压加载过程中对托架沉降以及焊缝进行观测,结果表明托架的强度和刚度能够满足施工要求。

变截面圆端空心桥墩抗震性能目标及性能水准量化

基于结构性能的抗震设计理论已经被多个国家接受并列入规范中,这些规范对结构的抗震性能目标做出了定义及要求,但对其性能水准的量化尚处于研究阶段。多数研究针对实心墩或等截面桥墩,根据不同延性类别(位移延性、位移角延性及曲率延性等)提出不同的性能水准量化指标,但考虑因素较为单一(性能指标的表达式无法兼顾多种构件设计参数),对变截面圆端空心墩的适用性还有待验证。鉴于变截面圆端空心墩特殊的力学性能(由于墩底存在实心与空心过渡倒角段,导致其墩身曲率分布情况与常见规则桥墩不同,塑性铰的位置和长度可能发生变化,且结构偏柔,一阶振型质量参数系数较低等),基于OpenSees有限元软件,结合材料本构关系及构件承载力-位移曲线,针对该种结构提出了明确的性能水准的定义,并以自定义漂移率(可兼顾构件的位移、曲率、高度、剪跨比)作为性能指标。考虑多种常见桥墩设计参数及其变化范围,通过大量数值模拟结果的回归统计分析,给出该种桥墩在不同设计参数下不同性能水准的相关量化值,并以圆端空心墩拟静力试验结果进行对比分析验证。结果表明,提出的漂移率作为性能指标及其量化值具有一定的可靠性,可作为类似结构研究与计算的参考。