六塔单索面矮塔斜拉桥拉索设计研究

六塔单索面矮塔斜拉桥是目前我国比较少见的斜拉桥。从斜拉索选型、斜拉索构造、斜拉索锚固和斜拉索减振等角度对六塔单索面矮塔斜拉桥的斜拉索进行了设计与研究。该桥采用抗拉强度标准值为1 860 MPa的钢绞线斜拉索,每根钢绞线的理论直径为15.2 mm。梁端斜拉索通过锚具锚固在预应力混凝土箱梁的隔板齿块上,而在塔端,采用索鞍分丝管形式将斜拉索锚固在桥塔锚固区。斜拉索在梁端采用粘性剪切型阻尼器进行减振,在塔端采用减振圈减振。为了提高斜拉索的使用寿命和耐久性,在钢绞线斜拉索外表面包裹环氧涂层、防腐油脂和高密度聚乙烯(HDPE)保护套。最后结合未知荷载系数法,对斜拉索索力进行了优化设计,优化后的部分索力虽略有增加,但主梁截面弯矩和应力更加趋于平稳,有利于结构受力。

罕遇地震下高速铁路大跨矮塔斜拉桥减隔震性能研究

为研究不同减隔震装置对高速铁路大跨矮塔斜拉桥的减隔震机理,以某(90+180+90)m矮塔斜拉桥为研究背景,基于非线性时程分析建立有限元模型,研究摩擦摆支座、黏滞阻尼器和减隔震组合装置的减震效果及桥梁的抗震性能。结果表明:罕遇地震作用下,全桥主塔处采用摩擦摆支座和黏滞阻尼器的组合装置可以有效解决抗震问题,优化后选取摩擦系数为0.06、曲率半径为2 m的摩擦摆支座和阻尼系数为12000 kN·(m·s^(-1))-α、阻尼指数α为0.8的黏滞阻尼器;相比于单独使用摩擦摆支座或黏滞阻尼器,减隔震组合装置可大幅度减小全桥各关键截面的内力、桥墩位移及梁端转角,显著提升桥梁的抗震性能,剪力和弯矩的减震率分别达70.85%和76.94%,桥墩墩顶位移减震率达76.08%;各关键截面安全系数均大于1,结构均处于弹性范围,满足桥梁抗震性能的要求。

大跨环形矮塔斜拉桥主塔力学性能分析

以大跨度环形矮塔斜拉桥的主塔为研究对象,借助大型有限元程序midas进行了静力及地震动时程分析,通过提取杆系模型中的最不利内力,对索塔锚固区及下塔柱钢混结合段空间应力进行分析。结果表明:1)钢塔在静力及地震工况下强度及稳定均满足要求;2)索塔锚固区及钢混结合段应力状态良好、构造细节处理较为合理。

钢拱塔斜拉桥的温度耦合效应和索力预测

钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应;然后以斜拉索为研究对象,通过该桥的有限元模型升降温模拟,分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响;最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入,索力为输出,利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射,实现数据压缩和特征提取,建立温度-索力预测模型,再对网络模型输入新的温度监测数据,以预测索力。研究结果表明:主梁和钢拱塔温度变化具有周期性,且滞后于环境温度;主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性,环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律;索力与环境温度呈线性负相关,且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应;长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好,建立的温度-索力关系模型准确度高,可用于该桥索力的实时预测。

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。

高速铁路多跨长联矮塔斜拉桥减隔震设计研究

多跨长联连续梁结构存在固定墩地震力大、延性部位震后不易恢复等问题,在高烈度震区抗震设计存在困难。为了解决高速铁路多跨长联矮塔斜拉桥的抗震设计问题,以某(65.65+8×110+65.65) m单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥为研究对象,采用非线性时程积分方法,对单固定墩、刚构连续梁和摩擦摆支座隔震3种不同的抗震体系方案进行分析比选。研究结果表明,采用摩擦摆支座隔震体系方案优势明显,在地震作用下,与单固墩体系相比,桥墩横桥向墩底弯矩普遍减小70%以上,固定墩纵桥向墩底弯矩减小约80%;进一步通过摩擦摆隔震支座参数分析,确定了合适的支座参数,获得较好的支座变形量、墩顶剪力,减隔震效果明显。因此,在桥墩剪跨比小、下部结构刚度大的情况下,设置摩擦摆隔震支座后,可显著减小地震时下部结构的地震响应,使各个桥墩受力均匀,同时通过合理的支座设计可满足大震位移需求,并具有足够的自复位能力。

铁路矮塔斜拉桥W形腹板箱梁力学性能分析

W形腹板箱梁具有典型桁式体系受力特征,更符合单索面斜拉桥的受力要求,目前已在公路桥中推广应用。为指导铁路桥相关设计,通过采用有限元软件建立计算模型,对某铁路矮塔斜拉桥W形腹板箱梁设计开展系统分析,研究不同设计参数对箱梁各板件内力的影响、荷载作用下箱梁截面横向受力性能、以及箱梁截面剪力滞效应。研究结果表明,同梁高、不同斜腹板倾角的铁路W形截面顶板、内腹板均受拉,底板与外腹板均受压;随着边斜腹板倾角减小和内腹板倾角增大,顶板、外腹板轴力变大,内腹板轴力减小,底板轴力则基本不变;根据计算分析得到不同位置处的W形截面在铁路荷载作用下,预应力筋合理的布置方式;剪力滞效应方面,荷载作用下,支点及拉索附近的剪力滞效应较为明显,剪力滞系数约为1.1。通过研究,对铁路荷载作用下该种新型截面形式有了系统全面的认识,合理选择截面参数的同时应考虑剪力滞效应以提高结构经济性。

基于综合优化法的矮塔斜拉桥成桥索力优化

为确定矮塔斜拉桥合理成桥索力,提出一种索力综合优化法。该方法以影响矩阵法为基础,采用数据标准化法将2种或以上不同类型的离散数据变为无量纲的统一化数据,以结构控制截面位移及弯矩综合最小为目标进行索力求解。以南京地铁宁句线矮塔斜拉桥为算例,采用最小弯曲能量法、刚性支承连续梁法和综合优化法对成桥状态的索力进行计算,将计算结果与原设计成桥索力进行对比。结果表明:对于矮塔斜拉桥,在恒载作用下,采用综合优化法计算得到的索力及主梁弯矩分布最为合理;在运营阶段,综合优化法计算得到的索力与原设计索力相比,主梁上、下缘最大压应力分别降低3.3%、3.8%,并且主梁应力分布更优。

矮塔斜拉桥施工关键技术与施工监控研究

矮塔斜拉桥是一种特殊类型的斜拉桥,其塔高度相对较低。矮塔斜拉桥采用较低的塔楼设计,以减少结构高度和施工难度,其施工过程相对于一般连续梁桥也更为复杂,需要进行合理的施工控制才能保证矮塔斜拉桥在复杂施工中的安全性、可靠性和经济性。以滁州大桥上部结构为背景,对桥梁施工中关键施工技术进行研究,确保其在桥梁上部结构和下部结构施工中的合理性。其次,对桥梁主梁及挂篮的位移和应力、拉索索力进行监控。研究结果表明:斜拉桥施工过程中,主梁挂篮位移和应力均满足设计和规范要求,拉索索力满足规范要求,实测索力值略小于理论值,全桥结构受力合理。

矮塔斜拉桥斜拉索设计参数优化分析

为分析矮塔斜拉桥的受力性能,以太原河汾大跨度矮塔斜拉桥为工程案例,针对斜拉索设计参数,选择斜拉索面积,斜拉索间距以及无索区长度作为分析参数,分别选取受力性能最差的斜拉索应力、主梁跨中挠度以及主梁截面最不利应力三个指标作为目标函数,定义结构综合目标函数W。根据正交试验方法的参数分析,确定了矮塔斜拉桥斜拉索最优参数组合,同时采用极差分析法对结构综合目标W进行分析,获得斜拉索设计参数对矮塔斜拉桥受力性能的敏感性及显著性。结果表明,矮塔斜拉桥斜拉索设计参数最优组合为:斜拉索面积为原设计的1.2倍、斜拉索间距4.0 m、无索区长度30 m,较原设计方案主梁应力减小了9.9%,主梁挠度减小了3.0%,斜拉索应力减小了7.4%;综合结构主要力学指标来看,参数敏感性程度由强到弱依次为斜拉索间距、斜拉索面积以及无索区长度。

简述跨航道矮塔斜拉桥超宽菱形挂篮悬浇施工技术

珠海某跨航道中央索面矮塔斜拉桥,主桥桥面宽38m(单箱三室斜腹板截面结构),此超宽桥面在国内尚属少见。本文结合该桥施工实例,介绍和总结了超宽菱形挂篮的结构特点及悬浇施工等关键技术,该菱形挂篮应用于矮塔斜拉桥超宽截面梁施工中取得的良好效果,可为今后类似工程的超宽截面梁悬浇施工提供参考。

基于Midas的矮塔斜拉桥主桥结构施工安全模拟研究

矮塔斜拉桥基于其结构性能的优势已经在我国逐渐发展成一种新型桥梁结构,预应力混凝土矮塔斜拉桥具有抗弯刚度大、稳定性好、整体受力情况好等优点。为了确保施工的安全性,需要采用有限元软件模拟施工阶段并进行分析。文章以引江济淮工程江淮沟通段文山路桥施工为背景,建立文山路桥主桥Midas有限元模型、主桥结构模型,进行了施工方案的模拟,分别对主桥结构的施工阶段、正常使用极限状态、桥塔及下部结构进行验算,验算结果均符合规范要求。

预应力混凝土矮塔斜拉桥0号块钢束布置方案研究

成达万高速铁路渠江特大桥主桥为(139+278+139) m预应力混凝土矮塔斜拉桥,0号块为墩塔梁固结,固结区域构造及预应力钢束布置均较为复杂。为了探究该墩塔梁固结区域的应力分布,验证该区域预应力钢束布置的合理性及合规性,基于静力等效原理,首先提取出全桥整体计算模型的单元内力,并采用有限元软件建立0号块局部计算模型;其次将全桥整体计算模型单元内力转换至整体坐标系下并施加于有限元模型;最后对0号块在主力及主力+附加力等多种工况进行精细化计算分析,并对有无塔柱范围内竖向预应力钢束两种钢束布置方案分别进行计算分析和对比。计算结果表明,塔柱范围内布置竖向预应力钢束后,塔柱根部主拉应力由2.41 MPa降低至0.76 MPa,塔柱的应力分布状态也得到了明显的改善,同时也验证0号块纵向及横向预应力钢束设置的合理性,为该桥0号块位置纵横向及竖向预应力钢束布置提供了理论依据。

矮塔斜拉桥施工过程自动化监测系统设计与应用

为了减小施工过程对矮塔斜拉桥成桥状态的影响,以沙颍河大桥为工程背景,设计了矮塔斜拉桥施工过程自动化监测系统。该系统由数据采集子系统、数据传输子系统和综合监测云平台三部分组成,可实现应力、索力、主梁扰度、桥塔偏位等多种关键参数的连续自动化监测,并提供了监测预警功能。在自动化监测系统基础上,采用自适应控制法对案例工程施工过程中各关键参数进行监测调整,结果表明:索塔偏位误差均控制在5 mm以内,斜拉索索力误差均控制在±5%以内,主梁变形和应力所有一定误差,但均在可控范围之内,表明设计的自动化监测系统对于矮塔斜拉桥施工起到了较好的辅助作用。

特大跨度矮塔斜拉桥连续梁施工工艺研究

本文主要介绍了在淮宿蚌城际铁路站前V标淮河特大桥跨(124+248+124)m矮塔斜拉桥悬臂现浇连续梁施工中,由于该连续梁上跨淮河河道且跨度较大,使得梁体施工难度及安全风险大大增加,同时该连续梁还需与桥梁塔身进行拉结,对梁体施工质量及线形也提出了严格要求。为确保该连续梁能够安全顺利的完成施工,同时成形后梁体质量及线形也能够满足要求,为此项目部对连续梁施工中的各项工序进行严格把控,对悬臂段挂篮受力状况进行认真分析计算,通过一系列举措,安全完成梁体施工工作,同时各项参数也满足相关规定。该特大跨度矮塔斜拉桥连续梁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。

在役矮塔斜拉桥主梁结构承载性能分析

矮塔斜拉桥具有纤细、优美的美学特征,同时可进行灵活的跨径布置,已成为中大跨径桥型的有力竞争者。对于在役矮塔斜拉桥,主梁承载特性是影响其结构安全的主要因素,开展桥梁主梁结构承载力研究对合理评价矮塔斜拉桥服役性能具有重要意义。为此,以某在役矮塔斜拉桥为例,基于桥梁检测结果,通过数值模拟方法建立了矮塔斜拉桥结构有限元模型,并从主梁抗弯、抗剪、抗裂角度研究了在役桥梁主梁结构的承载性能。期望研究成果能为类似桥梁的安全评价提供参考。

基于影响矩阵法的外倾式矮塔斜拉桥索力优化

以浮山县丞相河特大桥(87+160+87)m双塔外倾式双索面PC矮塔斜拉桥为工程背景,基于影响矩阵法理论,通过MidasCivil有限元软件建模计算,对施工阶段及成桥阶段外倾式矮塔斜拉桥索力计算优化,探究外倾式矮塔斜拉桥拉索索力应力幅,拉索索力优化结果满足设计及施工要求,可为同类型桥梁设计提供借鉴。

矮塔斜拉桥顶板纵向预应力不同张拉工序对预应力损失的影响分析

本文以江汉运河特大桥为背景,对其顶板纵向预应力筋在不同张拉工序下预应力损失和应力变化情况进行分析,采用有限元软件对不同张拉工序进行模拟,得到不同张拉工序下预应力损失和全桥应力的影响,最后总结其最佳张拉工序,为类似桥梁施工提供参考。

高速铁路H型双塔斜拉桥智能液压爬模施工技术

近年来,我国桥梁事业发展迅速,新建桥梁的跨径越来越大、结构越来越复杂,索塔高度越来越大,施工要求也越来越高。遂宁涪江特大桥是成达万高速铁路全线的控制性工程,为H型双塔双索面预应力混凝土斜拉桥,索塔高度为118m、122m,采用智能液压爬模施工。为了保证索塔的外观线形及内在、外在施工质量,通过对每节段爬模施工高度、模板工艺、安全防护等施工方法的改进,保证了施工安全及质量。

矮塔斜拉桥索力增量的精准测试方法

针对目前拉索索力测试存在的问题,以鹤大高速佳木斯松花江特大桥为工程背景,利用一种新型的拉索索力增量测量装置测试了矮塔斜拉桥施工过程中的拉索索力变化,并与数值仿真结果进行对比分析,验证了该方法测试拉索索力增量的适用性。