柔性墩梁固结桥墩的墩顶刚度及其应用研究

论文首次提出"墩顶刚度"概念,它是一个直观反映墩梁固结的柔性桥墩刚度与内力、位移关系的力学参数。将墩顶刚度应用于墩梁固结桥墩的受力分析和结构优化,是一种实用的科学研究方法。

制动力作用下铁路桥墩墩顶纵向水平刚度变化模型试验研究

研究目的:通过研究在制动力作用下墩顶刚度的提高程度,验证现行设计规范的合理性。研究结果:测试数据表明在制动力作用下墩身纵向刚度提高较小,提高幅度小于3%。对于常用墩台基础可不考虑制动力作用下墩顶刚度的提高影响,按现行铁路规范中的方法计算墩顶刚度能够满足当前工程需要。

城市轨道交通简支梁桥墩顶纵向刚度限值研究

为研究城市轨道交通简支梁桥墩顶纵向刚度限值,建立20孔跨度均为30 m简支梁桥无缝线路计算模型,以钢轨强度、梁轨(板)相对位移和钢轨断缝值为控制指标,分析了墩顶纵向刚度对桥上无缝线路受力特性的影响。研究表明:随着墩顶纵向刚度增大,钢轨伸缩附加力增大,钢轨制动附加力和梁轨(板)相对位移降低;对于简支梁桥,控制墩顶纵向刚度的决定性指标是梁轨(板)相对位移;考虑一定的安全余量,建议30 m简支梁桥墩顶纵向刚度限值为双线240 kN/cm。为降低工程造价,可基于梁轨相互作用原理确定桥墩纵向刚度限值。

城轨交通高架桥墩顶纵向刚度的设计探讨

对桥墩纵向刚度进行计算,分析影响桥梁下部结构刚度的主要因素,包括桩径、桩间距以及墩截面几何尺寸。探讨在相同刚度的条件下,如何合理选择墩柱刚度及基础刚度,以保证结构受力合理且经济性好。

单桩竖向刚度对墩顶水平线刚度的影响分析

文章从采用桩基础的桥墩墩顶水平线刚度计算中常出现的一个异常现象出发,通过数值计算对比分析,揭示了不合理的单桩竖向刚度取值是造成上述现象的原因。现行铁路桥梁基础设计规范所提出的单桩竖向刚度计算公式中,仅按柱桩或摩擦桩的分类,采用不同的桩侧摩阻力,沿桩长分布模式的做法显得过于粗略,不尽符合现有理论及试验成果,同时单桩竖向刚度也会随桩长增加而趋于收敛。提出在使用规范提供的单桩竖向刚度计算公式时,不应仅基于桩的类型来选择计算参数,建议统一采用基于弹性连续介质假定的桩顶位移计算成果,对规范公式中的参数作相应修正,并将有效受压长度控制在一定范围内。

高速铁路长联跨海引桥墩顶纵向刚度研究

墩顶纵向刚度是高速铁路桥上无缝线路设计的关键参数,也是影响跨海大桥经济性的重要因素。为研究长联跨海引桥墩顶纵向刚度合理取值,以某高速铁路长联跨海引桥为研究对象,基于梁轨相互作用理论,针对长联跨海引桥的特点,通过建立线-桥-墩一体化有限元模型进行计算研究,提出不同桥跨设计方案的墩顶纵向刚度建议值。主要研究结论如下:(1)作为长联跨海引桥无缝线路的重要参数,墩顶纵向刚度对无缝线路制动力、梁轨相对位移具有明显控制作用;(2)跨海引桥采用简支梁方案时,32,48,64 m混凝土简支梁的墩顶刚度应大于200 kN/cm,80 m混凝土简支梁、96 m及112 m钢桁简支梁的墩顶刚度宜大于400,500,600 kN/cm;(3)跨海引桥采用3×80 m连续梁方案时,对于单固定墩连续梁、刚构桥、连续刚构桥3种方案,墩顶刚度限值宜取2150,500 kN/cm和510 kN/cm(中间支座),240 kN/cm(梁端支座)。

大湾区城际铁路简支箱梁墩顶纵向刚度限值研究

为探究桥梁与轨道参数对无缝线路纵向受力变形的影响,确定大湾区城际铁路常用24 m和32 m简支箱梁墩顶纵向刚度限值,基于梁轨相互作用机理,建立钢轨-桥梁-墩台一体化有限元模型,开展墩顶纵向刚度对无缝线路伸缩力、制动力、梁轨快速相对位移的影响分析,并从无缝线路安全性出发,提出24 m和32 m简支箱梁墩顶纵向刚度限值。研究结果表明:钢轨及桥墩伸缩力均随墩顶纵向刚度的增加而增大,钢轨伸缩力变化幅度较缓,桥墩伸缩力变化幅度显著,两者增大趋势均随墩顶纵向刚度的增加而逐渐减缓;随着墩顶纵向刚度增加,钢轨制动力显著降低,墩台制动力显著增大,两者变化趋势均逐渐减缓;钢轨附加应力不控制墩顶纵向刚度取值;梁轨快速相对位移随墩顶纵向刚度增大而减小,以梁轨快速相对位移指标为控制条件,32 m单线简支箱梁墩顶纵向刚度限值建议取125 kN/cm, 24 m单线简支箱梁墩顶纵向刚度限值建议取90 kN/cm。

对桥梁墩顶抗推刚度的思考

首先分析了截面刚度与桥梁下部计算时需用到的墩台顶抗推刚度的区别,然后将墩台顶抗推刚度进行了简单推导,最后比较分析了单薄壁墩与双薄壁墩的抗推刚度,以期为类似桥梁设计提供指导。

对桥梁墩顶抗推刚度的思考

刚度是受外力作用的结构抵抗外力变形的能力．用使其产生单位变形所需的外力值来量度。结构的刚度除取决于结构所用材料的弹性模量外，还同其几何形状、边界条件等因素以外力的作用形式有关。在桥梁工程中，分析结构的刚度是桥梁设计中的一项重要工作，而墩台顶的抗推刚度是许多刚度中的一种。桥梁墩台顶抗推刚度即为墩台顶产生单位水平位移所需的力，墩台顶的纵向水平力是按墩台顶抗推刚度分配的。

墩梁刚度比对桥梁横向动力性能的影响研究

以 3种不同跨度的铁路标准预应力混凝土T梁和双柱式轻型墩为研究对象 ,分别建立 4种不同的计算模型 ,较为系统地分析墩梁刚度比对桥跨结构横向动力性能的影响规律 ,得出计算公式 ,用以对桥梁状态进行评估和故障诊断。

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。

铁路32 m简支梁桥墩顶断轨力取值研究

针对现有规范中断轨力取值偏于保守的现状,以铁路常用跨度32 m简支梁桥为研究对象,运用ANSYS有限元软件,建立梁-轨相互作用三维模型,进行墩顶断轨力合理取值研究。结果表明:当考虑墩顶纵向线刚度、参与受力的钢轨股数、轨温差和活动支座摩阻力等因素影响时,计算得到的墩顶断轨力均小于规范值,其中影响最大的是参与受力的钢轨股数,活动支座摩阻力影响最小,可将其作为安全储备;参与受力的钢轨股数越多,墩顶断轨力比规范值小得越多;在钢轨极限轨温差为60℃时,无砟轨道墩顶断轨力仅为规范值的85%;在考虑单线2股钢轨和双线4股钢轨参与受力、参考规范(32+32)m单双线梁墩顶纵向线刚度分别取165~1 500和265~3 000 kN·cm^(-1)时,有砟轨道和无砟轨道桥梁墩顶断轨力均随着墩顶纵向线刚度增加而增大,有砟轨道和无砟轨道(32+32)m单线梁墩顶断轨力宜分别取规范值的28%~70%和15%~49%,(32+32)m双线梁墩顶断轨力宜分别取规范值的19%~65%和8%~40%。

基于水平抗推刚度的长联刚构桥合理桥墩形式研究

当连续刚构桥梁的联长不断增加时,上部结构整体的纵桥向水平力(汽车制动力、风荷载)和温度力(升温、降温、收缩)对桥墩产生的作用也会不断增大,且对不同位置的桥墩影响大小不同,从而引起一些位置的桥墩在整体结构中承担过大的内力分配。为改善长联刚构结构的内力分配不均问题和解决长联刚构桥梁中各桥墩的结构形式设置问题,采用了单肢墩和双肢墩的墩顶水平抗推刚度的计算理论、长联刚构结构体系的力学分析理论,得到了单肢墩和双肢墩的墩顶水平抗推刚度的相互比值关系和不同位置桥墩之间水平抗推刚度的相互比值关系,并以实际工程为实例,基于上述2个相互比值关系,推导出长联刚构桥梁不同位置桥墩的合理墩顶水平抗推刚度和设置形式的设计方法,为合理设计长联刚构桥的桥墩形式提供依据和参考。

梁式桥桥墩计算长度系数研究

桥墩计算长度系数是影响桥墩设计的一个重要参数,值的取值过小会造成结构设计不安全,取值过大会造成设计不经济。本文考虑相邻桥墩抗推刚度与支座水平刚度对墩顶弹性约束的影响,从理论分析角度提出了桥墩计算长度系数的求解方法,并结合有限元模型,利用欧拉公式中的临界荷载与桥墩计算长度系数的关系,对比分析理论解与有限元模型计算的差异。此外本文还探讨了墩高、墩径及桥跨布置形式对梁式桥桥墩计算长度系数的影响和变化规律,为相似桥墩计算长度系数的取值及桥墩设计提供了依据。

基于考虑无缝线路轨道力的铁路桥梁下部结构刚度控制研究

铁路桥梁设计过程中,尤其是高墩铁路桥梁结构,为了满足规范规定的墩顶刚度标准,下部结构往往体量大,经济指标不合理,且有些非标准大跨度桥梁结构墩顶刚度取值并没有标准可以执行。桥上无缝线路轨道力与铁路桥梁下部结构刚度有着密切联系,互相影响。文章以梁轨相互作用原理为依据,通过建立常用跨度简支梁及其桥上无缝线路共同作用的有限元模型,探究轨道力与墩顶刚度的关系,分析墩顶刚度合理取值的判别标准。结论表明:在保证无缝线路轨道结构和桥梁结构受力安全的前提下,墩顶刚度取值可以适当减小,并给出了非标准跨度简支梁墩顶刚度取值的计算方法和控制标准。

客货共线铁路40 m跨度混凝土简支箱梁桥墩设计

在墩顶纵向水平线刚度限值分别取550,1200 kN/cm条件下,对客货共线40 m跨度混凝土简支箱梁桥墩进行设计及检算,从而明确桥墩构造尺寸和配筋的控制条件。结果表明:按墩顶纵向水平线刚度限值取550 kN/cm初步设计得到的桥墩构造尺寸满足桥墩在主力、主力+附加力、主力+断轨力工况作用下的墩身受力检算要求,满足墩顶位移容许值要求;桥墩墩身构造尺寸由墩顶纵向水平线刚度限值控制,配筋由地震力控制;按墩顶纵向水平线刚度限值取1200 kN/cm设计时,在各工况作用下截面合力偏心距、混凝土压应力、墩顶位移均有所减小,但桥墩构造尺寸增大,混凝土、钢筋用量增加。仅通过增加墩身尺寸来满足更大的墩顶纵向水平线刚度限值要求的方案经济性较差。

多跨简支梁桥上无砟轨道无缝线路受力研究

为研究多跨简支梁桥上不同无砟轨道对应无缝线路的受力特点,基于梁轨相互作用原理推导了可以考虑非线性阻力的多跨简支梁梁轨相互作用公式,并与有限元法进行了对比.分别建立了32m标准跨度简支梁桥上不同无砟轨道模型,分析对比了实测温度荷载与制挠力耦合作用下各无砟轨道对应的无缝线路受力规律,同时探讨了简支梁跨数墩顶刚度以及扣件阻力等结构参数的影响.结果表明:对于32m标准跨度简支梁,随着简支梁跨数的增加,钢轨附加应力最大值趋于稳定,且稳定时的最大值均小于规范限值,对于铺设无砟轨道的简支梁桥,其跨数不受钢轨附加应力限制;对于单元板式及双块式无砟轨道,当墩顶纵向刚度大于2000kN/cm时,墩顶刚度的变化对其钢轨附加应力的影响很小;多跨简支梁桥上无砟轨道不建议采用小阻力扣件.

40 t轴重列车作用下铁路简支梁桥的梁轨纵向相互作用

结合几内亚Simandou重载铁路项目,建立有砟轨道单线简支梁线桥模型,分析40 t轴重列车作用下线路纵向位移阻力曲线变化对重载铁路无缝线路纵向力的影响。研究结果表明:当墩顶线刚度较小时,钢轨制动附加应力随纵向阻力的增大而增大,随屈服位移的增大而减小;梁轨快速位移差随纵向阻力的增大而减小,随屈服位移的增大而增大;纵向阻力变化对桥上无缝线路纵向力的影响大于屈服位移变化对纵向力的影响。

沈阳过境高速公路陵园街互通立交A匝道桥设计要点分析

在保证高速公路正常运营的条件下,提出合理的施工方案,通过对陵园街A匝道桥桥型的选取、结构的计算分析,总结了多联连续梁的设计和施工要点。

关于箱形截面连续梁及连续刚构设计的两点刍议

对箱形截面连续梁及连续刚构设计提出两点刍议。