连续刚构桥双肢薄壁高墩施工阶段单墩稳定性影响因素分析

为解决大跨度连续刚构桥双肢薄壁高墩稳定性问题,以新站特大桥为工程背景,针对该桥最高双肢薄壁墩(墩高114 m),通过Midas/Civil软件建立空间有限元模型,进行了数值模拟稳定性分析;探讨了墩身混凝土强度,桥墩高度,墩身截面尺寸、截面空心率和系梁位置、数量等设计要素,对连续刚构桥的双肢薄壁墩单墩的线性稳定性影响。分析结果表明:在最高裸墩状态下,桥墩的稳定性主要由自重和施工荷载控制,顺桥向和横桥向的风荷载对高墩的稳定性影响很小;桥墩的高度、系梁设置的数量与位置对其稳定性具有显著的影响,而混凝土强度、墩身截面空心率、墩截面顺桥向宽度和横桥向宽度变化对其稳定性的影响相对较小。因此,在双肢薄壁高墩设计中应综合考虑这些影响因素,以确保墩体的稳定性。

双肢薄壁空心墩系梁施工支架方案的研究与应用

结合乌鲁木齐绕城高速(西线)工程PPP项目头屯河连接线特大桥主桥双肢薄壁空心墩系梁的特点,重点介绍了墩系梁支架的设计思路及施工工艺流程。该墩系梁支架方案由穿心棒法与满堂脚手架现浇支架法相结合,有效地解决了双肢薄壁空心墩系梁施工平台的搭设问题,既保证了施工安全,又节约了工程措施费,加快了工程进度,所取得的经验可为后续类似高墩系梁的施工借鉴。

桥梁高空双肢薄壁墩重难点施工技术应用研究

在诸多矩形高墩桥梁建设项目中都广泛运用了液压自爬模施工技术,形成了标准化作业,然而,在设计有横系梁的双肢墩施工中需要进行工序调整,其施工难度大、安全风险高,因此,高空横系梁施工环节成为桥梁下部结构施工的重难点。文章结合目前高空横系梁两种常规的施工技术进行对比分析,即高空横系梁和双肢墩节段同时浇筑及双肢墩墩身与横系梁异步施工技术,并以河南省某山区高速公路跨河大桥为依托,综合分析了高空双肢薄壁墩横系梁关键施工技术应用情况,以便对相关重要技术参数进行及时调整,对相关工艺进行优化和创新。

地震作用下双肢薄壁空心墩塑性铰区域形成规律及系梁的影响

为了探究双肢薄壁空心墩在地震作用下塑性铰的形成与分布规律,对某高速刚构桥梁的桥墩进行全尺寸建模,使用ABAQUS对其进行非线性时程分析。研究发现:无系梁模型有两处塑性铰,墩顶塑性铰最先形成,随着刚度退化墩底塑性铰才形成;单系梁模型有3处塑性铰,系梁处最先形成塑性铰,而后墩底与墩顶才形成,但墩顶塑性铰耗能贡献占比小;各塑性铰区域内,最早产生塑性变形与损伤的部分为墩身实心段与空心段交界处。

流田水大桥双肢薄壁扭转墩形式变更及优化

文章研究龙寻高速流田水大桥涉水区域桥梁下部结构形式变更,从施工条件、施工成本、结构受力、截面特性等方面,结合实际工程进度与环境条件,对双肢薄壁扭转墩和空心薄壁墩方案进行比选,最终采用空心薄壁墩方案作为优化设计变更方案。该方案能满足防洪评价,确保整体施工进度符合要求,降低施工难度及安全风险,具有节省投资的优势。

双肢薄壁墩连续刚构桥抗震性能分析

为探究连续刚构预应力混凝土梁桥的动力特性和抗震性能,文中以某大跨径连续刚构桥为背景,利用MidasCivil建立空间有限元模型,通过多重Ritz向量法计算桥梁的动力特性,在此基础上,进行E1、E2地震反应谱分析,得到桥在地震作用下的动力响应,并进一步研究了墩间联系梁的道数对双肢薄壁墩连续刚构桥的抗震性能的影响,得到这类桥墩形式的地震响应规律,为同类桥墩形式的抗震设计提供参考。

双肢薄壁墩连续刚构桥抗撞性能研究

连续刚构桥常位于航道之上,其双肢薄壁墩截面尺寸较小,抗船撞能力可能会有不足。文章以实际工程为背景,研究了双肢薄壁墩连续刚构桥抗撞性能。在计算分析通航船舶、撞击参数、结构撞后响应及抗撞性能后发现,连续刚构桥具有较好的抗撞效果,只需设置简单的防撞击设施,就能对船舶和桥墩起到良好的保护作用,同时从桥型、结构和配筋上深层次地分析了抗撞性能好的成因。研究成果可为同类桥梁抗撞方面提供借鉴。

双肢薄壁高墩大跨度连续梁0号块支撑技术研究

本研究探究了利用型钢三角托架作为支撑系统,用于双肢薄壁高墩大跨度连续梁0号块模板支撑的方案。在此基础上,提出了设计方案的创新和优化,并对其进行了理论承载分析和实验验证。结果表明,该系统具有结构简单、安装方便、安全稳固等优点,可有效提高支撑系统的承载能力和稳定性。此外,还进行了预压试验的研究创新。该研究为0号块模板支撑系统的设计和施工、预压试验提供很好的借鉴作用。

带耗能系梁的摇摆自复位双肢薄壁高墩抗震性能研究

探索适用于山区连续刚构桥双肢薄壁高墩的摇摆自复位体系,设计和制作了混凝土双肢薄壁高墩(RCDTP)和带耗能系梁的摇摆自复位双肢薄壁高墩(RSDTP)构件.开展双肢薄壁墩的拟静力试验,研究破坏形态、滞回特性、骨架曲线、耗能能力、延性和残余位移等.与RCDTP墩进行比较,结果表明耗能系梁的设置和摇摆体系的设计能够显著提高墩柱抗震性能、减轻损伤程度.RSDTP墩极限承载力、延性系数、耗能能力分别提高了51.4%、12.31%、42%,RSDTP墩的残余位移降低了24%.预应力钢筋的设置为桥墩提供了自复位能力,有效地控制桥墩的震后残余位移,保障了双肢高墩的震后可恢复性.

横系梁对双肢薄壁高墩刚构桥稳定性的影响分析

研究目的:高墩桥梁稳定性一直是影响桥梁结构安全的关键因素,如何在保证桥梁外形美观、结构受力合理的情况下提高高墩桥梁的稳定性,是工程技术人员一直在探讨的问题。本文以京承三期清水河2#桥为工程背景,采用三维有限元分析软件SAP2000对双肢薄壁高墩刚构桥进行空间稳定性分析,并对比分析在有无横系梁的情况下最大悬臂施工阶段和成桥阶段桥梁的稳定性。研究结论:初步得出了墩间横系梁对双肢薄壁高墩桥梁稳定性的影响:墩间横系梁主要对顺桥向的桥梁稳定性贡献较大,对桥梁横向稳定性基本上没有影响;随着墩间横系梁数量的增加,对稳定性的贡献也趋于稳定。恰当地设置横系梁能有效地提高双肢薄壁高墩刚构桥梁的稳定性,但随着横系梁数量的增加稳定性提高并不明显。

大跨连续刚构桥双肢薄壁墩抗震性能研究

为获得双肢薄壁墩在地震作用下的破坏形态与力学性能,采用低周反复荷载试验探讨了不同轴压比、主筋率及体积配箍率对该类型桥墩抗震性能的影响,得到了各试验墩的破坏特性、滞回曲线、位移延性与耗能性能。试验结果表明:各试验墩的破坏形态基本相似,大体可分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、弯曲破坏阶段。试验墩在墩底及系梁处破坏严重,其中墩底与墩顶出现显著的弯曲破坏,系梁处出现“X形”裂缝。主筋率较高的双肢薄壁墩滞回曲线较为饱满,耗能性能良好,适当提高轴压比可显著提高该桥墩的延性性能。各试验墩的变形能力较好,位移延性在2.63~3.68,变化幅度较大,主筋率对延性影响显著。

双肢薄壁高墩施工过程稳定性分析的快速算法

根据能量原理,推导了双肢薄壁高墩在施工荷载作用下静力稳定系数的代数表达式。算例分析表明,运用本文推导的稳定系数表达式计算结果与ANSYS有限元计算结果非常相近。本文方法运用方便、准确性高,具有很高的现场应用价值。

双肢薄壁墩连续刚构桥平衡悬臂施工阶段的抖振时域分析

根据双肢薄壁墩悬臂结构的形式以及自然风场的相关特性,对其三维脉动风场进行简化,基于Shinozuka s谐波合成法,模拟主梁及墩的脉动风场。通过对准定常气动模型进行双变量泰勒展开,引入空间梁单元的位移插值函数导出自激力的单元气动刚度矩阵和气动阻尼矩阵,采用ANSYS中自定义单元Matrix27来模拟结构受到的自激气动力,静风力和抖振力可以直接在AN-SYS中以荷载的形式输入,提出了一套在ANSYS中实现双肢薄壁墩连续刚构桥平衡悬臂施工阶段的抖振时域分析方法。对算例的计算分析显示:该方法计算结果与频域法结果基本一致,表明该方法的正确性和实用性;双肢薄壁墩悬臂结构的动力影响很明显。

截面形状对双肢薄壁墩温度场的影响分析

研究目的:置于自然环境下的高墩大跨混凝土结构,难免要受到日照温度荷载的作用,在这种荷载作用下,双肢薄壁墩会产生较大的温度应力与变形,严重的会引起墩身工程事故。本文以邢汾高速公路洺水大桥105.09 m高的双肢矩形薄壁空心墩为研究对象,利用ANSYS有限元软件的热分析及耦合分析功能,对不同截面形状的薄壁空心高墩在日照辐射作用下的温差效应进行仿真分析。研究结论:计算结果表明:(1)有限元软件ANSYS的热分析以及耦合分析功能可以很快速方便的计算双肢薄壁墩结构的温度场和温差效应;(2)温度应力随着截面边棱的增加而增加,而结构的变形却随着截面边棱的增加而减小;(3)温度应力的最大值一般在截面的角隅处出现;(4)在设计不同截面的双肢墩时,应综合考虑不同截面形状对温度应力以及变形的影响,选择合适的截面形状,使得高桥墩的温度裂缝控制在最小范围内;(5)该研究成果可以为薄壁高墩的设计和施工提供参考。

基于塑性铰模型的双肢薄壁墩抗震性能研究

为研究基于塑性铰模型的双肢薄壁墩的抗震性能,结合 4种塑性铰模型、基底纵筋滑移模型及双肢薄壁墩简化计算模型,计算其在低周反复荷载作用下的墩顶变形及抗推承载力。建立空间非线性模型,计算分析该桥墩在低周反复荷载作用下的力学性能及破坏形态。同时,制作双肢薄壁墩的缩尺模型,通过拟静力试验研究其破坏形态、滞回曲线及骨架曲线。结果表明:理论计算、数值模拟与试验结果吻合良好,理论计算模型能够对该试验墩在低周反复荷载作用下的抗推承载力进行较为准确的计算,而且有限元模型可对破坏形态进行仿真;试验墩主要呈现以弯曲破坏为主的“弯剪破坏模式”,滞回曲线“捏缩”效应明显;参数分析结果表明体积配筋率及混凝土强度对该桥墩抗震性能的影响较小,而纵筋率与轴压比对其力学性能的影响较大,其中轴压比取5%时试验墩延性最差,取 10%时的延性最好。

基于能量原理的双肢薄壁高墩稳定计算

基于能量原理,研究了双肢薄壁高墩在施工过程中的整体稳定问题。根据墩和连系梁之间的变形协调条件,导出了双肢薄壁高墩面内静力稳定系数的计算方法。算例分析表明,运用文中方法的计算结果与有限元计算结果吻合良好,但文中方法计算简便,因而更有实用价值。

系梁设置对双肢薄壁刚构桥地震响应影响分析

以一座典型双肢薄壁刚构桥为工程背景,采用增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)方法,考虑行波效应,分析了系梁道数、系梁刚度等参数对桥梁远场地震响应的影响。结果表明,与系梁位置和刚度相比,地震响应受系梁道数影响较大;设置1道系梁可以明显降低支座在地震中的响应;设置2道以上系梁时,墩内、外肢地震响应差别显著,不利于发挥双肢墩材料性能。设置较多的系梁或者系梁位置不合理,易导致桥墩局部振动。对于跨度较大的髙墩刚构桥,当因其它因素需要设置较多系梁时,建议对行波效应进行专门的抗震效应研究。

连续刚构桥双肢薄壁高墩风荷载研究

采用计算流体动力学(CFD)方法模拟了连续刚构桥双肢薄壁高墩在纵桥向和横桥向风作用下的风载特性。针对工程实际范围内的单肢截面宽厚比和双薄壁间净距比,分别研究了纵桥向风作用下这些参数变化对上下游薄壁阻力系数的影响,以及横桥向风作用下当这些参数变化时薄壁顺风向风力系数和横风向风力系数的变化。

变截面双肢薄壁高墩基础约束刚度动力识别方法

以汝郴高速公路山店江大桥1号高墩为工程背景,基于Rayleigh能量法和South-well频率合成法导出变截面双肢薄壁桥墩结构复合振动基频计算公式,将基频表示成各惯性元和变形元所组成子系统的频率合成。在此基础上建立结构基础约束刚度识别方法,利用结构固有基频和地基约束刚度的关系,采用脉动实验测得桥墩2个不同施工阶段的振动频率,估算出基础约束刚度,并与设计值进行比较,为桥梁桥基施工质量评估提供了科学依据。

双肢薄壁墩连续刚构桥平衡悬臂施工阶段的三维风效应研究

该文首先提出了双肢薄臂墩连续刚构桥在平衡悬臂施工阶段的结构模型。为了充分考虑作用在主梁和桥墩上的风荷载,提出了三维效应的风荷载模型,包括垂直于桥梁纵平面的平均风、自然脉动风和结构尾流漩涡脱落共同引起的风荷载。然后基于随机振动理论和频域分析方法,利用影响函数计算平均风荷载静风响应和脉动风荷载的背景响应。由结构的主要振型的振型系数,利用主要振型计算每阶振型的脉动风荷载的共振响应。该文给出了具体的计算公式。最后,计算了贵阳小关桥3号墩墩底的内力,计算结果显示,不同的荷载分量提供不同的作用,表明充分考虑风荷载的三维效应是非常有必要的。