铁路高低塔混合梁斜拉桥约束体系设计

汉巴南铁路嘉陵江大桥主桥采用(45+55+58+335+58+49)m高低塔混合梁斜拉桥,以降低结构内力和位移响应、优化行车条件及轨道结构使用性能为目标,对大桥的约束体系进行设计。选取3种纵向约束、5种横向约束体系方案,建立有限元模型分析各方案静力及地震作用下的结构响应,得到纵向采用阻尼约束或支座位移约束的半飘浮体系时结构静力响应差异较小,采用阻尼约束时的地震响应较小,横向采用阻尼约束或挡块限位约束均能实现较好的耗能限位效果,采用阻尼约束时的减震效率不高。根据各方案地震响应结果,结合行车条件及轨道结构的性能需求,该桥纵向采用组合式约束体系,运营及设计地震作用下为带支座纵向位移约束的半飘浮体系,罕遇地震作用下为带纵向阻尼约束的半飘浮体系;横向采用固定支座+限位挡块的方案;根据约束方案确定了约束布置和相关技术参数,实现了铁路桥梁的性能目标。

燕矶长江大桥约束体系设计

燕矶长江大桥为主跨1860 m双层桥面钢桁梁悬索桥,主缆采用不同垂度四主缆布置,针对该桥结构特点,采用MIDAS Civil软件进行有限元静力计算,采用SAP2000软件进行有限元地震响应计算,对该桥纵、横、竖向约束体系进行设计。通过对比研究中央扣、纵向弹性约束、纵向限位挡块方案的可行性及减少伸缩装置规格的程度,确定采用纵向限位挡块进行纵向限位,伸缩装置规格可由D3000 mm减小为D2000 mm;采用电涡流-摩擦组合型纵向阻尼装置减小地震作用下梁端纵向位移,有效抑制梁端高频往复运动,改善支座和伸缩装置工作环境。横向约束采用球型钢支座限制加劲梁梁端横桥向摆动。通过分析梁端支座负反力消除措施适用性,竖向约束采用塔连杆方案,改变传统竖向约束方案的工作模式,更好适应反复的拉压力和纵向高频往复位移。

铁路大跨连续梁桥弹性约束体系力学性能研究

研究目的:在我国铁路中广泛应用的预应力混凝土连续梁,一般采用固定约束体系,即设置一个纵向固定支座,其余均为纵向活动支座。本文首次对铁路大跨连续梁桥纵向弹性约束体系进行研究,介绍弹性约束体系的基本原理和支座刚度计算方法,提出连续梁下部结构组合刚度的概念,对梁部温度变形零点、桥梁下部结构受力、桥梁抗震以及轨道受力等进行分析。研究结论:(1)连续梁纵向弹性约束体系为多主墩协同受力,通过选择合适的弹性支座刚度,连续梁温度变形零点可以较好地控制在中跨跨中附近,有效地减小梁部温度联长;(2)减小了连续梁固定约束制动墩水平力和轨道伸缩力,降低了轨道应力24%左右;(3)降低了下部结构水平纵向组合刚度,延长了桥梁结构自振周期,提升了结构抗震性能;(4)本文成果可以在铁路大跨度连续梁上推广应用。

湖北国际物流枢纽中心配套工程:不同垂度四主缆悬索桥约束体系研究

燕矶长江大桥作为湖北国际物流枢纽中心配套工程,首次采用了不同垂度四主缆悬索结构,为了确保该结构在特定的约束体系下具有最佳的受力状态,文章提出多种约束方式组合,通过有限元模型分析,揭示各种约束体系下结构的受力及变形特性。结果表明:不同垂度四主缆悬索桥约束体系对主缆和吊索的受力影响不大;不同垂度四主缆悬索桥约束体系对桥塔和主梁受力、结构纵向变位影响较大,因而在设计中应充分模拟支座非线性力学特性;纵向半漂浮约束方式对减少桥塔弯矩及结构偏位有较大影响;竖向塔连杆约束方式可以过塔连杆的转动在一定程度上满足加劲梁纵向位移要求,且对解决支座的耐久性与更换问题有现实意义;在不同垂度四主缆悬索桥设计中,如要避免采用较大的伸缩缝,建议结构设置纵向限位装置。

独塔非对称自锚式悬索桥合理约束体系研究

自锚式悬索桥通过主缆与加劲梁锚固结合的方式,形成闭合传力路径。主缆的水平分力通过锚固区逐渐传递到主跨加劲梁,竖向分力则主要通过边跨自重平衡。在静力情况下,主梁为超静定体系;在动力情况下,通常为全飘浮或者半飘浮体系来达到减隔震目的。这样就会造成主梁约束转变的情况,这个问题在独塔非对称自锚式悬索桥中尤为凸显。以太原市通达街跨汾河的四跨独塔非对称自锚式悬索桥为背景工程,建立全桥有限元模型,分析了全桥在静力及动力情况下不同约束体系对全桥受力的影响,为今后同类型结构设计提供依据。

四塔大跨混凝土斜拉桥横向约束体系比选研究

依托广东省清花高速公路北江特大桥项目,针对斜拉桥的横向约束体系开展研究,采用Midas 2020有限元程序,建立了北江特大桥的动力计算模型。主塔、主梁、桥墩、承台和桩基采用梁单元模拟,其中主梁通过主从约束同斜拉索形成“鱼骨梁”模型;斜拉索采用空间桁架单元,过渡墩和塔梁连接处设置横向约束支座,考虑土-结构相互作用和相邻联的相互影响,采用“m”法模拟桩基土弹簧。采用非线性时程分析方法,选用E2地震作用下地震加速度时程波进行分析。通过比选横向弹塑性约束体系、横向抗风支座约束体系、横向阻尼约束体系三种约束形式下的塔底弯矩、塔梁相对位移,确定横桥向采用抗风支座约束体系较为适宜。

三塔四跨地锚式悬索桥纵向约束体系研究

为了得到三塔四跨地锚式悬索桥中最优的纵向连接方式,以某座三塔四跨悬索桥为工程背景,建立三维空间有限元模型,考虑各种不同荷载作用对结构响应的影响规律,探讨最优的纵向约束体系。研究结果表明:边塔内力和桩基础内力受地震作用控制,而中塔内力则受汽车荷载控制,伸缩缝变形主要受温度作用控制;在多种荷载作用下,刚性约束体系优于漂浮体系和阻尼约束体系,可以较好地改善各种荷载作用下的响应。通过对约束装置进行位置和参数优化,提出"中塔和桥台处设置纵向固定支座"的刚性优化约束方案。

大跨独塔斜拉桥纵向约束体系研究

为寻求一种最优纵向抗震体系,以一座位于高烈度区的205 m+205 m独塔斜拉桥为工程背景,建立动力模型进行时程分析,分别从黏滞阻尼器方案和弹性索方案两方面进行参数研究,比选2种方案并确定最优的纵向约束体系。结果表明,在总阻尼力和阻尼指数相同的前提下,当边墩与桥塔的阻尼器屈服力之比为1∶2时,下塔柱底的地震弯矩、塔顶位移与主梁位移均达到极小值;黏滞阻尼器在边墩和桥塔上的布置数量分别为4个、8个,当阻尼指数取0.3、阻尼系数为2000 kN时,地震内力与位移均可得到有效的平衡控制;当全桥2根弹性索刚度为4×104kN/m时,关键截面的弯矩和剪力均出现极小值,黏滞阻尼器方案较弹性索方案的地震内力降幅超过20%,地震位移大致减小50%。

塔梁约束体系对空间扭索面独塔斜拉桥桥梁抗震性能影响研究

为探究塔梁约束体系对空间扭索面独塔斜拉桥抗震性能的影响,获得合理的空间扭索面独塔斜拉桥塔梁约束体系,文章以一座空间扭索面独塔斜拉桥为工程背景,基于SAP2000建立了有限元分析模型,设置了5种不同的塔梁约束组合形式,通过分析顺桥向和横桥向的桥塔控制截面弯矩、梁端位移等响应指标,对比了不同塔梁约束体系下空间扭索面独塔斜拉桥的地震响应规律,得到了该桥合理的塔梁约束体系。研究结果表明:顺桥向地震作用下,塔梁固结约束刚度较大,地震响应最大,采用减隔震装置能有效降低桥塔地震响应;横桥向地震作用下,横向设置抗风支座增大桥塔地震响应,建议取消横向抗风支座,采用拉索减震支座。E1地震及风荷载作用下,拉索减震支座栓销可起到抗风支座作用,同时拉索减震支座可以有效限制墩梁间相对位移,避免塔梁发生碰撞,同时拉索减震支座具有较强的耗能能力,可有效降低地震作用下桥塔横向地震响应。综合考虑顺桥向与横桥向的分析结果,对于空间扭索面独塔斜拉桥的塔梁约束方案,建议取消横向抗风支座,采用拉索减震支座。

多塔斜拉桥纵向约束体系研究

为确定多塔斜拉桥纵向合理的抗震约束体系,以我国某六塔斜拉桥为研究对象,分析研究了塔梁纵向四种不同固结约束下的结构动力特性和线性地震反应.计算结果表明,对于多塔斜拉桥,仅从调整塔梁纵向固结约束位置的角度出发,部分塔梁固结体系不是理想的抗震体系;塔梁纵向全固结体系和全漂浮体系都有助于减小结构地震反应在各塔的分配差异,但将纵向全漂浮的多塔斜拉桥应用于软土地基时,需关注边塔的抗震设计和结构的纵向位移.

超高墩多塔混凝土斜拉桥纵向约束体系研究

为探讨不同纵向约束体系对超高墩多塔混凝土斜拉桥地震响应的影响,以墩高178m的赤石特大桥为研究对象,建立全桥有限元模型并进行非线性时程分析,研究了一致和非一致2种纵向约束方式下约束刚度对结构地震反应的影响,并综合对比了各类典型纵向约束体系下结构的抗震效果,最后根据分析结果确定该新桥型的合理纵向约束体系。研究结果表明:一致纵向约束方式下,约束刚度对结构变形的影响较内力更加突出,设计时应以控制结构变形为主,设置较刚性的纵向约束对改善结构抗震性能更加有利;非一致纵向约束方式下,边塔约束刚度对各塔地震反应的分布有重要影响,合理设置边塔纵向约束刚度对平衡结构的响应分布非常关键;对于超高墩多塔斜拉桥而言,采用全漂浮体系和弹性约束体系,抗震效果均不是十分理想,而采用固结体系和弹性-固结体系,可在不显著增大结构内力的同时大幅降低结构变形,是比较合理的纵向约束体系。

港珠澳大桥青州航道桥结构约束体系研究与设计

港珠澳大桥青州航道桥为(110+236+458+236+110)m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。针对该桥抗震设防水准高、外边跨未设斜拉索、边跨为钢主梁的建设条件及结构特点,确定了全桥静、动力性能最优目标。根据该目标,对桥梁纵向、横向约束体系进行理论计算及对比分析,最终确定该桥纵向采用阻尼约束体系,在桥塔、辅助墩、过渡墩与主梁之间均设置阻尼约束,在桥塔处设置静力额定刚性限位约束;横向在桥塔、过渡墩与主梁之间设置横向刚性约束,在辅助墩与主梁之间设置阻尼约束。约束体系的功能通过支座、阻尼、限位装置得以实现。在此基础上提出各向约束装置的功能和特殊要求,并确定了技术参数。

武汉青山长江公路大桥主桥结构横向约束体系设计

武汉青山长江公路大桥主桥为(100+102+148+938+148+102+100)m的大跨度宽幅式混合梁斜拉桥。该桥首次提出并采用在边墩与辅助墩墩顶处设置C型分离式弹塑性钢阻尼装置、在边墩与主梁横向中心线相交处设置横向剪力卡榫装置、在桥塔处横向设置碟形弹簧减振抗风支座的新型横向约束体系。对C型钢阻尼装置、剪力卡榫、碟形弹簧减振抗风支座进行了详细的参数设计,并采用ANSYS软件建立该桥有限元模型对新型横向约束体系的减振效果进行分析。结果表明:采用该新型横向约束体系可有效实现车辆作用限位、风和地震作用减振耗能的设计理念,改善了多荷载作用下结构的横向受力问题。

不同纵向约束体系多塔悬索桥行波效应研究

为了研究行波效应对不同纵向约束体系大跨多塔连跨悬索桥地震响应的影响,本文以泰州长江公路大桥为背景,设计并制作1/40缩尺比例模型,进行了全桥振动台模型试验。试验设计了3种纵向约束体系:无约束体系;弹性索体系和阻尼器体系,分别测试了行波效应下3种约束体系多塔悬索桥的地震响应。比较3条不同地震波下考虑行波效应的结构地震响应,发现chichi波考虑行波输入时会极大地增加结构的位移,泰州波输入增加程度次之,EI Centro波输入甚至会减小结构的位移。比较无约束、弹性索和阻尼器体系3种结构体系下行波效应对结构地震响应的影响,发现弹性索和阻尼器体系受行波效应影响的程度更大。试验结果表明,行波效应对结构响应的影响与结构自身特性以及地震波特性密切相关。数值结果与试验结果吻合较好,说明此数值模拟方法可用于大跨度桥梁行波效应分析。

超大跨度斜拉桥的横向约束体系

为了确定超大跨度斜拉桥的合理横向抗震约束体系,以苏通长江公路大桥为研究对象,采用非线性时程分析方法,分析了3种边墩、梁横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系和减隔震体系(流体黏滞阻尼器连接体系)对超大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究了阻尼器的合理设置方式及阻尼器参数。结果表明:对于超大跨度斜拉桥,横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在边墩、梁之间设置横向流体黏滞阻尼器可以显著减小边墩的横向内力以及梁端的横向位移,流体黏滞阻尼器应分散设置在各边墩上。

山区非等高三塔斜拉桥纵向抗震约束体系研究

为确定山区非等高三塔斜拉桥合理的纵向抗震约束体系,以平塘特大桥为研究背景,采用非线性时程分析法进行研究。基于结构纵向地震反应,通过对比不同约束体系在地震作用下的响应,选取较为合理的纵向约束体系;通过在两边塔处设置液体黏滞阻尼器来减小结构的地震响应,并进行液体黏滞阻尼器参数敏感性分析,选取较为合理的阻尼器参数;在此基础上,通过对存在塔高差异的两边塔采用不同参数的液体黏滞阻尼器,进一步优化结构受力和位移。研究结果表明:在两边塔处设置液体黏滞阻尼器可以显著减小纵向地震作用下结构的内力和位移;通过两边塔采用不同参数的液体黏滞阻尼器,可以使三主塔所受内力均较小,且边塔可以更好地分担中塔受力。

斜拉桥过渡墩处合理横桥向约束体系研究

研究目的:横桥向地震作用下,斜拉桥的过渡墩是抗震设计的薄弱环节,有必要研究斜拉桥过渡墩处合理的横桥向约束体系。以厦漳跨海大桥南汊主桥为工程背景,从提高过渡墩横桥向抗震性能的角度出发,研究3种横桥向约束体系(墩梁主从、墩梁自由、墩顶设置限位挡块)对斜拉桥横桥向抗震性能的影响。研究结论:采用墩梁主从体系会放大过渡墩及其基础的地震响应;采用墩梁自由体系虽然可以减小过渡墩及其基础的地震响应,但会造成墩梁横桥向相对位移过大;采用限位挡块体系可以有效减小过渡墩的地震响应,合理的挡块初始间隙可以通过参数分析得到。

我国混合所有制企业资本运营的审计约束体系构建研究

基于有别于传统国有企业监管体系的混合所有制企业审计监督约束体系构建的视角,对我国混合所有制企业资本运营的审计目标界定、主体责权、客体范畴、功能结构、约束内容和评价系统等审计约束体系构建中的关键问题进行了深入分析,并提出了在审计约束体系中持续发挥各种审计主体的监察与制衡等功能应注意的问题,研究对我国混合所有制企业发展中高效率审计约束体系的尽快建立与完善有所裨益。

超大跨径斜拉桥纵向极限风荷载作用下约束体系研究

为研究超大跨径斜拉桥在纵向极限风荷载作用下的合理约束体系,以某主跨1176 m斜拉桥为背景,采用BNLAS非线性有限元软件建立该桥整体结构模型,分析半飘浮体系、单侧纵向约束体系、两侧纵向约束体系及弹性索体系在纵向极限风荷载作用下的纵向位移和内力效应。结果表明:主梁上没有纵向约束的半飘浮体系结构,作用于梁上的纵向极限风荷载通过斜拉索全部传递到桥塔上斜拉索锚固处;主梁上增加纵向约束后,作用于主梁上的纵向极限风荷载大部分通过纵向约束直接传递给桥塔,大大降低了纵向极限风荷载在桥塔上的作用高度,有效减小了结构纵向位移和塔底面内弯矩;在桥塔处设固定支座或弹性下拉索,将主梁与塔连接,主梁上的纵向极限风荷载直接传给桥塔或桥墩,是减小超大跨径斜拉桥纵向极限风荷载作用效应的有效途径。

论环境公共规制有效性约束体系的完善

外部性与公共产品是环境规制的理论基础,以此为基点各国实行了包括税收、补贴、市场交易、行政强制等在内的多种规制政策,各种政策具有不同的作用机制和政策效果,需据实选择。我国现行的环境公共规制体系存在一定的缺陷,主要表现在4个方面:公共规制手段过于单一,政策效果难以保证;环境保护收费制度不完善,政策效果受限;环境保护税制不健全,导向作用不突出;排污权交易制度尚处于试点阶段,作用空间太小。为了有效实现环境保护目标,需要进一步构建并不断加以完善多元化的环境公共规制体系,即:改革环境收费制度,加强资金管理;完善现行税制,发挥税收的环保导向与激励作用;综合利用财政激励机制,扶持环境保护产业的发展;建立排污权交易市场,全面推行排污交易制度。