支座摩阻力对高速铁路大跨度悬索桥梁轨相互作用的影响

运用ANSYS软件,建立某高速铁路大跨径悬索桥桥梁-轨道-塔墩空间有限元分析模型,采用组合弹簧模拟滑动支座,通过计入滑动支座摩阻力前后悬索桥桥梁-轨道系统的纵向附加力对比分析,研究支座摩阻力对梁轨相互作用的影响。结果表明:滑动支座摩阻力对大跨度悬索桥的制动附加力、偏载下的挠曲附加力和断轨附加力的影响比较显著,对伸缩附加力和对称加载下的挠曲附加力的影响较小;当摩阻系数分别为0.03,0.05和0.1时,偏载下钢轨最大挠曲附加应力分别是不计摩阻力时的58.65%,54.67%和53.39%,对称加载下钢轨最大制动附加应力分别是不计摩阻力时的72.85%,71.87%和71.01%,偏载下钢轨最大制动附加应力分别是不计摩阻力时的42.28%,39.80%和37.67%;随着摩阻系数的增大,钢轨的制动附加应力、偏载下的挠曲附加应力和断轨后钢轨断缝宽度均呈不断减小趋势,而主塔和活动墩的墩顶水平力则呈不断增大趋势。

考虑活动支座摩阻力的山区铁路连续梁桥墩纵向水平刚度限值研究

针对山区客货共线铁路连续梁桥墩工程造价高的问题,对山区客货共线铁路连续梁的桥墩纵向水平刚度合理取值进行研究.基于梁轨相互作用原理,建立考虑活动支座摩阻力的钢轨-桥梁-墩台一体化计算模型,研究活动支座摩阻力及桥墩纵向水平刚度对连续梁桥上无缝线路纵向力和变形的影响规律,提出考虑活动支座摩阻力的常用跨度连续梁桥墩纵向水平刚度限值.研究结果表明:活动支座摩阻力增强了连续梁与无缝线路的纵向约束,随着活动支座摩阻系数的增大,钢轨伸缩力、钢轨制动力、梁轨相对位移和钢轨断缝值均减小;随着桥墩纵向水平刚度增大,钢轨伸缩力增大,钢轨制动力、梁轨相对位移及钢轨断缝值降低;不考虑活动支座摩阻力时,(32+48+32)m、(40+64+40)m和(48+80+48)m连续梁的桥墩纵向水平刚度限值分别为620、1020和1440 kN/(cm·双线);活动支座摩阻力可降低桥墩纵向水平刚度限值,不考虑桥梁活动支座摩阻力的连续梁桥墩纵向水平刚度限值是考虑活动支座摩阻力的桥墩纵向水平刚度限值的1.1~1.7倍,建议客货共线铁路连续梁桥上无缝线路及桥墩设计中应考虑活动支座摩阻力的影响.

黄河大桥支座摩阻力对主梁的影响分析

桥梁上部结构在温度作用下会产生变形,支座摩阻力一定程度上限制主梁的自由伸缩,导致梁体内产生次内力。以内蒙古临河黄河公路特大桥为例,分析了支座摩阻力产生的二次内力对大桥上部结构的影响。研究表明:变截面连续梁尤其是大跨度长联桥梁设计中,必须考虑支座摩阻力对变截面连续梁上部结构的影响。

滑移支座摩阻效应对高速铁路大跨度桥梁梁轨相互作用的影响

为了研究支座摩阻力对大跨度桥梁-轨道系统相互作用的影响,以高速铁路线上某大跨度钢桁拱桥为研究对象,建立钢轨-桥梁-墩台-基础一体化有限元模型,采用非线性弹簧模拟滑移支座,对计入支座摩阻效应前后、不同类型扣件下桥梁-轨道系统的各种纵向附加力开展对比研究。研究结果表明:滑移支座摩阻力对大跨度桥梁-轨道系统的伸缩附加力和断轨附加力有较大影响。计入支座摩阻效应后,钢轨的各项附加应力有所减小,各墩台附加水平力显著增加。随着摩阻系数μ增大,墩台附加力呈不断增大趋势,而钢轨附加应力和钢轨断缝值则趋于减小。采用普通扣件下摩阻系数为0.03,0.05和0.10时,钢轨最大伸缩应力分别为不计摩阻力时的92.7%,87.3%和71.8%,而固定墩墩顶附加力分别增大至2.1倍、2.8倍和4.4倍。计入支座摩阻力后,在不同摩擦因数下,采用小阻力扣件的钢轨附加应力与墩台附加水平力较普通扣件工况下差别不大,但断缝值均增大约20%。

温度作用下钢桁拱桥活动支座工作性能评估方法研究

为准确判断钢桁拱桥活动支座服役期间的工作性能,对温度作用下活动支座工作性能评估方法进行研究。以某铁路钢桁拱桥为背景,分析梁体局部温度与支座纵向位移相关性的差异,推导钢桁梁支座纵向位移与温度梯度的关系式;分析支座摩阻力对支座纵向位移的影响,运用间隙迟滞非线性系统建立温致支座纵向位移滞回模型,进而提出用于评估活动支座工作性能的指标--间隙迟滞系统的参数C。采用现场监测数据对评估指标的可靠性进行验证。结果表明:评估指标(参数C)能够反映支座摩阻力的大小和支座纵向位移迟滞特性的强弱,C值增大,活动支座工作性能劣化,可以通过长期数据的积累实现活动支座性能劣化情况的识别。

杭州湾跨海铁路大桥大跨长联预应力混凝土连续梁桥设计

通苏嘉甬铁路杭州湾跨海铁路大桥海中非通航区引桥采用(60+n×80+60)m的长联预应力混凝土等高连续梁桥,长联中间设置7个柱面摩擦摆支座,且中间3个摩擦摆支座设置剪力销,剪力销的水平极限承载力为2000 kN。主梁梁高5.4 m,桥面宽13.5 m,预应力钢束采用抗拉强度标准值为1960 MPa的预应力钢绞线,公称直径15.2 mm,墩顶湿接缝位置部分钢束交叉张拉。桥墩采用现浇等截面圆端形空心墩,承台为圆形截面,基础采用ϕ1.8~ϕ2.2 m的大直径钢管打入桩。采用非线性弹簧单元模拟支座滑移,分析了支座摩阻力对梁端位移和主梁附加轴力的影响,建议支座静摩擦系数取0.03,以减小主梁附加轴力及下部结构水平力;混凝土收缩徐变引起梁端位移占比较大,应严格控制预制梁存梁时间以减小梁端位移。该桥施工采用整孔预制架设、先简支后连续的方式。

支座纵向摩阻力对济南黄河三桥受力性能的影响

为了探索支座纵向摩阻力对该桥受力性能的影响,对主梁的支座按照纵向约束刚度的不同设定了5种纵向约束工况来模拟支座的纵向摩阻力,分别分析各工况下恒载和活载在主梁控制断面和塔底产生的内力、塔顶产生的纵向位移、斜拉索索力等,总结出了不同纵向约束方式下桥梁受力性能的变化规律;然后根据该桥的荷载试验结果,确定了相对合理的纵向约束方式;最后提出利用该类型支座在以后此类桥梁的设计中需要注意的问题.该研究成果为使用此类型支座桥梁的计算分析提供了技术参考.

基于成桥荷载试验的武汉青山长江公路大桥主桥有限元模型修正

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938 m双塔双索面全飘浮体系斜拉桥。该桥成桥静载试验3个典型测试工况校验系数不在常值范围,动载自振特性试验未能测出主梁一阶计算纵向飘移频率。为反映大桥的实际受力状态,分析典型异常工况实测数据和计算值,确定支座摩阻力是影响试验结果的主要原因。成桥荷载试验前计算有限元模型是基于理想状态建立,未考虑支座摩阻力的影响,导致静载试验及自振特性试验测试结果异常。采用施加外荷载的方法模拟支座摩阻力,对初始有限元模型进行修正及试算。结果表明:修正后的有限元模型计算值与实测值吻合较好,校验系数满足规范要求,修正后的结果可更真实地反映结构的实际受力特性。

多跨长联预应力混凝土连续箱梁桥的次轴力分析

悬臂浇筑施工的多跨长联连续箱梁桥,张拉合龙束,合龙束预加力压缩梁体产生轴向变形,合龙口一侧支座摩阻力会约束梁体轴向变形,故产生预加力次轴力。次轴力和次弯矩一样,是预应力次内力的一项,且次轴力一般体现为拉力。无论从抗裂还是从抗弯的角度看,次轴力是一种不利的内力,在设计时对它的忽略,将会产生工程隐患。以一座14跨悬臂浇筑施工的多跨长联预应力混凝土连续梁桥为背景,计算出各跨合龙束引起的次轴力。然后对次轴力产生的原理和分布特点,以及减小次轴力的措施进行了讨论。最后在规范的基础上,增加预加力次轴力的考虑项,给出多跨连续梁桥正截面抗弯设计、抗裂验算的修正公式。

大跨度独塔混合梁斜拉桥主梁纵漂影响分析

对于大跨度半漂浮体系独塔混合梁斜拉桥,为了使主塔向边跨发生预偏以抵抗成桥后汽车荷载和其他可变作用带来的不利影响,在施工过程中边跨的索力一般会大于主跨的索力,在解除临时固结之后,该不平衡索力会使主梁发生纵漂现象。桥梁合龙后铺装桥面系和汽车荷载作用也会对主梁产生新的不平衡水平力,使主梁发生纵漂。为了研究独塔混合梁斜拉桥的纵漂对塔偏、标高、索力和应力的影响,该文采用有限元方法和BDCMS软件对广东省韶关市江湾大桥进行了计算分析。计算结果表明:对于半漂浮体系独塔混合梁斜拉桥,在体系转换、铺装桥面系及主跨布置汽车荷载工况下主梁均有一定程度的纵漂;纵漂对塔顶偏位影响较大,对主梁标高和斜拉索索力有一定影响,对主梁应力影响较小;在计算主梁纵漂时应考虑支座摩擦力,否则会引起计算结果失真或误差过大。

预应力混凝土连续梁弯桥侧向滑移病害研究

离心力是弯桥结构必须考虑的重要荷载之一。近年来随着重车越来越多,离心力的不利效应越来越成为桥梁病害事故的诱因。文章以S32西部沿海高速公路某匝道桥发生的支座滑移病害为例,建立有限元模型,分析结构病害发生的原因,并提出相应的加固方案意见。对今后该类型桥梁的设计及管理有一定的参考意义。

波纹钢腹板组合结构桥梁地震反应的参数影响分析

以一座单箱单室三跨波纹钢腹板组合结构桥梁为研究对象,利用有限元软件Midas Civil建立波纹钢腹板组合结构桥梁的动力分析模型,通过大量分析计算,分别详细讨论了滑动支座摩阻系数、墩高等参数对波纹钢腹板组合结构桥梁桥墩及主梁地震反应的影响程度及规律。为同类桥型的抗震设计提供参考。