河道斜交桥梁壅水及流场特性分析

圆端桥墩是平原河道内一种常见的桥墩型式,为探究斜交圆端桥墩不同布置方式引起的壅水特性和水流流态变化,建立三维数值模型,采用SIMPLE算法耦合k-ε紊流模型求解N-S方程组,应用VOF法追踪自由液面,分析了单个桥墩壅水特性、绕流流场和升阻力系数随斜交角度变化的规律。研究结果表明:下游墩前壅水高度最大,壅水长度最长,上游墩前冲高值最大;水流绕流经过上游桥墩后偏向下游桥墩侧,桥墩垂直桥轴线布置方式绕流形成的壅水叠加效应更明显;斜交桥梁布置采取圆端桥墩时,桥墩顺水流布置,可有效减小阻水宽度与壅水高度,弱化流场结构变化。

强震下斜交桥地震反应与减隔震性能分析

针对斜交桥在破坏性地震中发生破坏和损伤的突出问题,采用铅芯橡胶支座(LRB)进行隔震和滞回耗能。基于OpenSees平台建立了不同斜度的传统非隔震和全桥采用LRB隔震的4跨斜交连续梁桥动力分析模型,沿2个水平方向输入远场地震动和具有向前方向性效应、滑冲效应以及无速度脉冲效应的近断层地震动,并进行非线性时程计算,研究桥墩和挡块的损伤状态、主梁旋转度、碰撞力与斜交桥斜度的关系以及LRB对斜交桥抗震性能的影响。结果表明:向前方向性效应和滑冲效应的脉冲型地震动作用下的斜交桥地震反应和损伤明显大于无速度脉冲近断层和远场地震动作用;采用LRB隔震后,明显降低了固定墩的地震损伤,桥墩位移减震率可达到50%以上;LRB隔震桥主梁与挡块的间隙宜结合桥梁的地震风险和设计位移进行确定。

荷载作用下斜交桥与直交桥位移应力和分析

本文主要分析了斜交桥与直交桥在受到汽车和温度荷载的作用下的性能差异。在道路跨越其它道路或者地形时必然会出现斜交的情况,然而由于斜交角度的存在会在受力、设计、施工等方面对斜交桥产生特有的影响。为探究这种影响本文通过Midas Civil建立斜交与正交两个模型,让两个模型除在斜交角度有差别外其余条件均保持一直,对比应力、应变、反力等方面与正交桥的差异,以此来进行分析比对。

斜交桥梁结构荷载模拟试验及静力特性研究

为研究斜交桥梁结构荷载及静力特性,以某三跨连续斜交T梁桥为例,建立有限元模型,分析不同荷载情形、不同斜交角度下的梁桥静力特性。研究结果表明:当斜交角度小于20°时,边跨与中跨的跨中正弯矩受角度的影响较小;当斜交角度超过20°时,需考虑斜交角的影响;在对称荷载和偏载作用下,随着角度增大,边跨与中跨的跨中挠度均较小,且变化规律基本相同,当斜交角度小于20°时,跨中挠度受角度变化的影响很小;当斜交角度超过20°时,跨中挠度随角度变化趋势增大;荷载作用处的主梁的跨中正弯矩及挠度大于远离荷载处的主梁,且变化幅度更显著,而远离荷载处的各梁表现出相反的静力特性规律。

斜度对斜交桥地震作用下的扭转效应影响

为满足交通工程中线路运行的需要,桥梁斜交有时不可避免.相对于正交桥而言,斜交桥在地震作用下有扭转破坏的趋势.斜度作为斜交桥的主要特征参量,其对斜交桥在地震作用下扭转效应的影响作用,目前研究还存在彼此不同的看法.为此,以一实际工程为原型,建立了不同斜度的桥梁分析模型,利用模态分析和非线性时程分析方法对不同斜度的斜交桥梁在地震作用下的扭转效应展开研究.通过研究发现:斜度增大,斜交桥的扭转周期与平动周期之比线性增加,结构的抗扭刚度减弱,同时桥墩在地震作用下的扭矩作用也将增大.对于上部结构平面内的扭转位移,若梁体端部与桥台之间的伸缩缝宽度足够大,梁体与桥台不发生接触碰撞,增大桥梁的斜度并不能引起上部结构的扭转位移;若梁体与桥台发生接触碰撞,斜度增大,上部结构的扭转位移增大.

斜交桥壅水试验研究与理论探讨

通过水工模型试验,对于采用圆形桥墩、河槽没有路堤压缩的情况进行了模拟,分析了斜交桥的最大壅水值随斜交角度、跨度、墩径、宽深比的变化趋势,揭示了斜交桥壅水值变化的内在规律,通过回归分析给出了斜交桥壅水高度修正系数的计算公式。基于斜交桥的水流特点及尾流扩散理论,考虑上游桥墩尾流对下游水流的干扰,下游桥墩的壅水对上游水流的影响,给出桥前壅水的计算公式。

斜交桥下水流流向偏转角度的理论分析

我国现有铁路桥渡水文设计规范有关斜交桥的水力计算没有考虑桥下流向偏转的影响,从而影响计算精度。将流体力学中圆柱绕流经典理论的成果推广应用于双圆柱桥墩的情况,假设单桥墩的绕流流场可以按照一定的规律叠加,推导出圆柱形墩斜交桥梁桥下水流流向偏转角度的计算公式。分析表明,斜交桥下的水流流向偏转角度随斜交角度的增大先增大后减小,其极大值随压缩比的减小而增大。公式经与前人的试验资料验证,一定范围内吻合良好,并依据公式更正了此前流向偏转角度随斜交角度的增大而增大的错误认识。

公路斜交桥壅水特性

应用合共公路桥的概化模型试验研究了斜交桥的阻水特性、壅水高度.通过对桥位附近的实测水位与水流三维流速分布及紊动特性的比较分析,改进了计算斜交桥壅水的方法,并给出阻水宽度折算系数.经验证,斜交桥修正计算流速和壅水值与概化模型试验的实测值较为吻合.

半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震性能分析

为了掌握半整体无缝斜交桥的动力特性和地震响应特点,采用MIDAS/Civil建立了湖州贯边桥的有限元模型,进行了动力特性分析,并运用反应谱法和地震时程法对无缝化斜交桥进行了地震响应分析。结果表明:梁端台后土对桥梁的约束作用随斜交角的增大而逐渐减弱;主梁梁端台后土的作用对桥梁结构是有利的,可以有效约束桥梁纵飘;在进行地震安全性分析时,用反应谱法所得的墩底内力和墩顶位移均大于时程分析法;在进行半整体无缝斜交桥的工程设计时,应以垂直于盖梁方向输入地震动计算固定支座所产生的墩顶位移来控制桥梁的抗震安全性;所得研究成果为半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震设计和研究提供了可参考资料,对该桥型的实际工程应用和发展起到了推动作用。

整体式斜交桥抗震性能分析

相比正交桥,斜交桥在地震作用下其上部结构更易发生平面内大位移甚至落梁,而将主梁与桥台浇筑形成一个整体,成为整体式斜交桥有望有效减轻斜交桥震害,但在桥梁抗震分析与设计时需考虑桥台-土及桥台桩-土的动力相互作用。为深入掌握整体式斜交桥的动力特性及地震响应特点,以美国东蒙彼利埃桥为原型,采用SAP2000分析软件建立了不同斜交角度及台后土密实度的全桥三维有限元模型,利用模态分析及非线性时程分析对整体式斜交桥展开研究。结果表明:整体式斜交桥在地震作用下纵横向耦连明显,且存在明显的扭转效应。随着斜交角度的增加,台后土对于桥梁的纵桥向位移抑制作用逐渐减小,纵桥向抗侧刚度降低,桥梁纵横向耦连程度加强;随着斜交角度的增加,桥台钝角与锐角处最大土压力的比值增大,当斜交角为45°时可达2倍左右;随着台后土密实度的增加,桥台-桩节点处的桩顶弯矩降低,但随着斜交角度的增加,台后土密实度的影响趋于不明显。

多线大角度斜交桥渡模型试验研究与工程实践

针对多线斜交桥渡在斜交角度较大的情况下,目前尚缺少理论及经验计算方法的特点,对某多线大角度斜交桥渡进行了水工模型试验.通过模型试验表明:在相同孔跨条件下,壅水值随斜交角的变化比较平缓,设计方案是可行的.实践证明顺水流方向布置桥墩是解决多线斜交桥墩台阻水问题的有效途径之一.

斜交桥渡的壅水及设计计算

基于斜交桥渡的水流特点及尾流扩散理论，推导了桥前计算塑水的迭代公式以及相应孔径设计的表达关系，经计算，壅水的计算值与某山区斜交桥渡的试验资料吻合很好。

多线大角度斜交桥渡模型试验研究与工程实践

该文针对多线斜交桥渡在斜交角度较大的情况下,目前尚缺少理论及经验计算方法的特点,对某多线大角度斜交桥渡进行了水工模型试验。通过模型试验表明:在相同孔跨条件下,雍水值随斜交角的变化比较平缓,设计方案是可行的。实践证明顺水流方向布置桥墩是解决多线斜交桥墩台阻水问题的有效途径之一。

斜交桥震害特点与抗震设计初探

基于对"5·12"汶川地震及国外地震中部分斜交桥的震害调查,对斜交桥的震害特点、发生机理及影响因素进行分析和总结,并简要介绍国内外规范中关于斜交桥抗震设计的规定,提出斜交桥抗震设计的注意事项和需要进一步深入研究的问题。

竖向地震动对设有FPS支座斜交桥的影响

以一座设有FPS支座的斜交桥为原型,基于SAP2000建立了动力分析模型,研究了当地震波三维输入时,不同竖向地震动对FPS支座及下部结构地震响应的影响,又考虑边界碰撞因素,研究碰撞对结构响应的影响。结果表明:竖向地震动对FPS支座水平剪力与位移有一定影响,对下部结构的轴力和扭矩的影响很大;在SAP2000中采用Plastic(Wen)单元能很好地估计FPS支座位移值,但低估了FPS支座剪力值;当考虑碰撞效应时,支座地震响应将急剧增大;碰撞是导致上部结构旋转的首要原因。

拼装式架桥机架设斜交桥梁施工技术

以清临渠大桥为工程背景,利用六四军用梁,研制了一种可以架设大角度斜交桥的拼装式架桥机,阐述了整体设计构思和原则,介绍架桥机的基本结构和作业流程。

南水北调工程某高墩公路斜交桥抗震分析

基于MIDAS/Civil有限元软件,以南水北调工程某高墩公路斜交桥梁为实例,采用空间梁格法建立有限元计算模型,在E2地震作用下,分别采用反应谱法和动力时程法进行抗震计算,对比分析计算结果可得,2种方法计算得到的内力和位移响应规律基本一致,响应最值有所不同,总体而言,反应谱法计算所得结果偏安全。

山区斜交桥渡水流特性的分析

用理论与试验相结合的方法，对斜交桥渡的壅水、冲高与流量分配进行了系统的试验和研究，提出了与投影法不同的壅水计算公式。

斜交桥静载试验研究

采用板壳单元对一座45°斜交箱梁桥进行计算分析,研究了斜交桥与正桥静载试验的不同特点,提出了斜交桥静载试验合理加载车辆布置方法,结合当前斜交桥设计中常用的简化算法,工程检测人员可以较为方便地处理斜交桥的静载试验计算分析问题。

斜交桥的冲刷计算探讨

斜交桥的桥墩附近流态和冲刷情况极为复杂,很难准确确定桥墩附近的冲刷深度。通过对南盘江大桥桥墩附近的冲刷计算分析,从而探讨斜交桥冲刷计算的方法。计算结果表明:桥轴线与水流的斜交角度和桥墩阻水面积对冲刷影响明显,按斜交面积计算的冲刷深度比较合理,按投影面积计算的结果偏大。