铁路大跨度中承式钢管混凝土拱桥抗震设计

研究目的:大跨度钢管混凝土拱桥具有良好的跨越能力,近年来在公路、铁路等交通领域得到了较好的发展和应用,但在8度及以上高烈度地震区尚未有成功建设的案例,其抗震性能及措施尚有待研究。本文以拉林铁路藏木雅鲁藏布江大桥(以下简称藏木大桥)为背景,制定合理的抗震设防标准及性能指标,根据大跨度桥梁抗震概念设计原则,确定抗震设计方案,建立数值模型,开展非线性时程分析,研究铁路大跨度中承式钢管混凝土拱桥抗震性能和合理减隔震措施。研究结论:(1)大跨度中承式钢管混凝土拱桥采用一联连续的窄幅主梁、减重、综合减隔震措施等减隔震方案,能有效降低结构地震内力,控制罕遇地震工况下位移;(2)研究成果表明大跨度中承式钢管混凝土拱桥当采用合理的结构和减隔震措施后具有较好的抗震性能,在8度高烈度地震区主体结构在罕遇地震作用下也能保持基本弹性,具有良好的技术、经济性能;(3)本研究成果可为高烈度地震区铁路大跨度钢管混凝凝土拱桥设计提供参考和借鉴。

大跨度中承式钢管混凝土拱桥荷载试验研究及其结构性能评价

大跨度中承式钢管混凝土拱桥具有轻质高强、跨越能力大、施工方便、造价低等优势,近年来作为拱式体系桥梁被广泛应用于公路和城市道路建设中,由于该类桥型的构造形式和受力特点较常规桥梁复杂,因此对其静力和动力特性进行了研究,采用Midas civil软件建立了桥梁有限元模型,结合静载试验和动载试验研究,并应用加载和工况优化原则,给出了大跨度中承式钢管混凝土拱桥的结构性能评价结果,为同类桥梁的结构性能研究提供了参考。

大跨度中承式钢管混凝土拱桥的动力特性分析

以某大跨度中承式钢管混凝土拱桥为例,采用有限元分析商业软件MIDAS建立了三维有限元模型对其桥跨结构的自振频率进行了计算和分析。得到了其前十阶自振模态,并计算分析了横撑布置形式和布置数量、拱肋截面尺寸对桥梁动力特性的影响,计算结果可为该桥的施工以及运营阶段的健康检测和维护提供参考。

国内最大跨度中承式钢管混凝土拱桥胜利合龙

9月28日，随着最后合龙段的准确对位，国内最大跨度中承式钢管混凝土拱桥--拉林铁路藏木特大桥胜利合龙。

大跨度钢管拱混凝土灌注控制措施

为了解决桥梁施工过程中,钢管混凝土拱桥的管内混凝土灌注控制对主拱肋的强度、受力性能及拱轴线形的影响,本文以乌江特大桥这一工程实例,结合实际桥梁大跨度、大高差的特点,提出了一种“三级泵送顶升”灌注控制施工工艺。通过具体案例分析得出,该施工方法可以有效地解决在施工过程中存在的堵管、爆管、混凝土供应不连续、泵压超标、浇筑中断等一系列问题的结论。

大跨度钢管混凝土劲性骨架拱圈外包混凝土浇筑过程力学行为研究

为研究单工作面浇筑对拱圈外包混凝土施工过程的影响,文章依托某在建大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥,利用有限元计算程序MIDAS Civil建立全桥分析模型,对拱圈外包混凝土分环分段浇筑过程中的外包混凝土应力、主弦管钢管应力及拱圈变形情况进行研究。结果表明:单工作面浇筑下拱圈外包混凝土应力总体为逐渐增大,局部位置有突变:由于拱架和外包混凝土的联合作用,以第一环外包混凝土合龙为分界点,弦管钢管未包的最大应力为先增大后减小;拱圈变形表现为“上下交替”出现“反拱”现象,但整体上随外包混凝土浇筑呈增大趋势。

中承式钢管混凝土拱桥拱肋关键参数影响分析

为寻求钢管混凝土拱桥拱肋关键参数的合理取值,分析拱肋关键参数对钢管混凝土拱桥结构力学行为、桥梁景观和工程造价等方面的影响。以净跨径360 m中承式钢管混凝土拱桥为背景,结合既有经验,以矢跨比系数(矢跨比倒数)、拱轴系数和主管管径为单因子变量建立17个主桥有限元模型,研究恒载作用下各关键参数对主拱内力、变形和稳定性等的影响规律。结果表明:随着矢跨比系数增大(矢跨比减小),拱肋的竖向刚度减小,弦管轴力和拱脚水平推力增大,关键截面偏心距标准差呈波浪形变化,主拱稳定系数先增大后减小;上弦管拱顶处轴力对矢跨比系数的敏感性高于拱脚处,下弦管相反。随着拱轴系数的增大,关键截面偏心距标准差先减小后增大,拱肋成拱后马鞍形效应越突出;拱脚截面、L/4(L为主拱跨径)截面和拱顶截面弦管轴力对拱轴系数敏感性较高,L/8截面和3 L/8截面的较低。管径为1~1.2 m时关键截面偏心距标准差基本相同,随着主管管径增大,主拱稳定系数增大。背景桥梁矢跨比、拱轴系数和主管管径分别取1/4.0、1.55、1.2 m时可兼顾景观、受力和经济性。

大跨度中承式钢管混凝土拱桥设计

以某中承式钢管混凝土拱桥为研究对象,该桥主跨190m,主拱圈由四肢钢管组成的等宽度等高度空间桁架结构,拱脚临时铰采用转轴铰,拱上立柱为钢管混凝土立柱,吊杆采用高强钢绞线,桥面系为钢纵梁、钢横梁和钢筋混凝土桥面板的组合结构。利用大型通用有限元程序MIDAS-Civil进行全桥结构施工、运营阶段静力分析,计算结果表明施工和运营阶段各杆件的应力和稳定性能满足规范要求。

大跨度钢管混凝土拱桥吊杆索力优化实用方法

为了简化大跨钢管混凝土拱桥的合理成桥索力调整方案,建立了一种新的吊杆索力优化调整方法。首先基于索力优化的影响矩阵原理,提出了合理成桥索力计算方法,然后结合钢管混凝土拱桥自身受力特性,针对工程中常用的影响矩阵法进行改进。结果表明:优化后的方法可使吊杆张拉简单快捷,利用改进后的影响矩阵法进行大跨钢管混凝土拱桥吊杆索力的调整,更符合吊杆调整的实际施工过程。

大跨度中承式钢管混凝土肋拱桥实桥试验研究

阐述中承式钢管混凝土肋拱桥的实桥试验研究方法 ,并对试验数据进行了详细的分析 ,评价了桥梁的实际结构行为 ,所得结论及建议对同类桥梁的设计、管养具有一定的参考价值。

大跨度钢管混凝土拱桥施工控制研究

分析施工控制在大跨度钢管混凝土拱桥施工中的应用,探讨钢管混凝土拱桥施工控制方案的合理性。本文从各个方面考虑,详细分析了钢管混凝土拱桥施工控制误差的原因,并针对这些原因给出了解决方案,为大跨度钢管混凝土拱桥施工控制误差控制提供了理论上和技术上的支持。

大跨度拱桥钢管混凝土灌注施工质量控制

钢管混凝土拱桥的混凝土灌注工艺影响着钢管混凝土的施工安全和质量。本文以主跨 128?m 的钢管混凝土拱桥——京广特大桥为背景,根据钢管混凝土灌注方法和混凝土浇筑控制措施,分析大跨度拱桥钢管混凝土浇筑时的质量控制方法。结果表明:若灌注混凝土时两侧速度不一致,就会导致一侧混凝土和砂浆流入另一侧拱管,影响混凝土质量;采用先下拱管、然后上拱管、最后浇筑腹板的混凝土施工方法,可以达到混凝土自密实的效果,极大地增大了混凝土的强度和密实度;控制表层混凝土内外温差在25℃以内可以抑制混凝土裂缝的出现。

中承式钢管混凝土拱桥静动力分析

武鸣河大桥为主跨140m的中承式钢管混凝土拱桥。基于Midas Civil建立全桥三维空间有限元模型,进行静动力特性分析。主要研究拱肋、桥面系在承载能力和正常使用极限状态下的受力和位移状况,分析了该桥的结构自振频率和振型特性。结果表明:承载能力极限状态主弦杆安全系数为1.58~4.28,主梁最大拉应力为242Mpa,最大压应力为169.95Mpa,腹板最大折算应力为246Mpa,均满足强度要求;正常使用极限状态主弦杆最大压应力为130.5Mpa,钢管内混凝土最大压应力14.78Mpa;主拱最大挠度118mm,桥面系最大挠度30.7mm,均满足规范要求;成桥状态稳定性安全系数为5.88﹥4.0,结构整体稳定性能较好;一阶振型为面内弯曲对称,面外横向刚度较好,表明主拱肋截面类型、横向支撑位置设计合理。

混凝土灌注顺序对大跨度钢管混凝土拱桥主拱圈施工稳定性的影响

本文基于混凝土灌注顺序与主拱圈施工稳定性关系,深入分析灌注顺序对主拱圈水平位移、竖向应力的影响机理。在此基础上,以某大跨度钢管混凝土拱桥为例,构建有限元模型并配置参数,模拟两种不同混凝土灌注模型下主拱圈应力及变形情况,以期为提高桥梁工程施工效率提供数据支持。

大跨度中承式钢管系杆混凝土拱桥设计和体会

介绍了一座较大跨度的中承式钢管系杆混凝土拱桥—朝阳东大桥的设计思路和工程主要技术特点,并就设计过程当中的一些体会,对钢管混凝土拱桥的应用提出了一些看法,可以给业内同行提供参考,对今后大跨拱桥设计提供借鉴。

中承式异形钢管混凝土拱桥动力特性分析

运用通用有限元软件ANSYS对某中承式异形钢管混凝土拱桥进行了动力特性的数值模拟分析,给出了自振频率和振型描述,并对自振特性的影响因素进行了研究。结果表明:主拱肋、竖吊杆、斜撑有助于增强拱桥的竖向刚度;副拱肋对拱桥面外振动影响较大,其外倾角影响结构整体刚度;横撑、斜撑的设置有助于提高拱肋的横向刚度,增强抗风的稳定性;二期恒载集度对竖弯振动影响较大;边界条件对拱桥的动力特性有显著影响。研究结果可以为同类桥粱的抗震设计提供参考。

大跨度钢管混凝土系杆拱桥施工方案研究

大跨度钢管混凝土系杆拱桥在施工过程中结构应力较高、稳定安全系数较小,选择合理的施工方案对于保证结构安全至关重要.通过对丹东月亮岛大桥分析,确定采用硫磺砂浆垫块临时固结承台与拱座、先同时泵送2根下弦管混凝土再泵送2根上弦管混凝土、横梁和桥面板混凝土分段施工等关键过程施工方案,保证了该桥施工过程中的结构稳定和受力安全.该施工方案可为类似桥梁设计与施工提供参考.

大跨钢管混凝土拱桥拱肋新型栓焊节点偏压力学性能研究

随着拱桥跨度和施工海拔高度增加,拱肋钢管节点焊缝连接施工难度加大,传统连接方式不能满足施工安全性及经济性要求。该文提出一种适用于大跨度钢管混凝土拱桥拱肋的新型栓焊节点连接形式,通过外法兰螺栓连接与钢管焊接并用,不仅能够充分保证节点连接安全性、大大缩短施工工期,同时由于使用该节点连接形式无需切除法兰盘,因此能够很好地避免传统连接工艺切割节点法兰盘引起拱肋应力重分布所带来的风险。为研究该节点力学性能,该文进行不同连接方式和偏心距下钢管混凝土柱节点偏心受压缩尺试验,考察钢管混凝土栓焊、焊接节点在偏心受压下的失效模式、荷载-位移曲线、截面应变分布、侧向挠度等力学性能指标。基于试验建立较准确的有限元模型,考察钢管强度、核心混凝土强度、含钢率及偏心率对钢管混凝土栓焊节点柱偏心受压力学性能的影响。结果表明:栓焊连接形式可显著提高节点刚度和稳定性,有效避免节点处产生鼓曲变形;小偏心下钢管混凝土栓焊节点较焊接节点承载力更优,符合拱桥拱肋小偏心受压设计理念。

高速铁路大跨度钢管混凝土拱桥车桥耦合振动仿真分析

以鸭池河桥为工程背景,建立车-桥系统耦合振动分析的数值仿真模型。利用大型通用有限元软件ANSYS建立桥梁的动力分析模型,并计算其空自振特性。通过多体动力学软件SIMPACK对于CRH3动车组模型进行高精度仿真,结合SIMPACK软件和ANSYS软件,建立车桥耦合振动仿真系统,输入轨道不平顺和轮轨关系进行车桥耦合振动计算。车桥耦合振动分析结果表明:桥梁具有足够的刚度,振动状态良好;车辆运行安全性可以得到保障,舒适性指标为"优良"。该桥的车桥耦合振动计算结果为今后类似桥梁设计提供了借鉴,同时也验证了联合仿真的可行性和便利性。

大跨度钢管混凝土拱桥的稳定承载力分析

以湖南南县茅草街特大桥为例 ,讨论大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段和运营阶段的弹性稳定和极限承载力。分析计算时 ,考虑了拱桥结构分阶段刚度变化、截面逐次形成以及构件的极限承载力等影响。