大跨度连续梁-拱组合体系桥梁施工过程静力性能研究

为了研究大跨度连续梁-拱组合体系桥梁在施工过程中的静力性能,以邳州特大桥1m~168m系杆拱桥为背景,首先利用有限元方法对该连续梁-拱体系组合桥梁的施工过程进行模拟,并计算各主要施工阶段中拱肋、主梁等关键构件的应力分布情况,并对主要承重构件在不同施工阶段的受力性能进行研究,为同类型桥梁的安全施工及质量控制提供依据及参考。

大跨度铁路连续梁拱组合桥梁结构拱梁合理刚度比研究

大跨度连续梁拱组合桥梁具有良好的受力性能与经济效应,其中,拱梁刚度比是该类桥型的1个重要设计参数,而以往对拱梁刚度比的研究不够深入和全面。为了解拱梁刚度比对大跨度铁路连续梁拱组合桥梁的影响,以正在建设的福州乌龙江大桥为例,研究拱梁刚度比对桥梁的结构受力特性、梁拱荷载分担和工程量的影响。结果表明:拱梁刚度比对拱肋轴力及主梁、拱脚和拱顶处弯矩影响显著。当刚度比<1:73或>1:44时弯矩最大增长接近50%,拱梁刚度比的增加,更有利于发挥拱肋的性能;但在拱梁刚度比≥1:44时,拱肋刚度增加对整体受力性能提升有限,而当拱梁刚度比≤1:73时,主梁承受活载增长过快,增加了结构发生局部破坏或整体倒塌的风险。综合考虑,此类桥型拱梁刚度比合理取值范围应在1:44~1:73。工程中为了获得更好的经济效应,可适当减小主梁刚度或拱肋刚度。

梁拱组合体系桥梁刚度性能研究

为分析不同关键设计参数对梁拱组合体系桥梁刚度性能的影响,引入代表刚度的概念,根据定义得到理论计算公式;以江西于都胜利大桥为工程背景,计算组合体系结构刚度,分别考虑主梁刚度、主拱刚度、吊索直径等参数,基于单一参数变量法和总用钢量不变条件下建立多种不同设计参数模式下的有限元计算模型,对比分析计算结果得出:梁拱组合体系桥梁中,拱结构所占材料用量不大,但其对梁结构的刚度提升非常明显;吊索结构不直接提供代表刚度,但它用于梁拱2种结构间的受力分配,影响拱对梁的代表刚度提升效果;存在一个最佳拱梁刚度比,使得在总材料用量不变的条件下,组合后代表刚度最大;拱梁刚度比与主梁代表刚度的提升倍数存在对数函数关系。

横向骑跨既有地道曲线宽幅梁拱组合体系桥梁设计与分析

文章以广东省深圳市前海合作区临海桂湾河桥为背景,对异形梁拱组合体系桥梁的设计特点与施工方法进行介绍。桂湾河桥桥位处地形复杂,桩基布置需避开地下通道等构筑物,设计方案最终确定为86.84 m+124.65 m下承式梁拱组合体系桥,并采用骑跨式转换梁跨越地下通道,主梁、拱肋及转换梁构成整体,共同参与结构受力。桥梁平面位于曲线段;主梁采用封闭的正交异形钢箱梁,桥宽56.2 m~57.8 m,桥面宽度较大,按使用功能横向分为四幅桥设计,结构受力复杂;拱肋由大拱和小拱组成,拱肋之间无风撑连接;吊索采用高强钢丝高钒密封索,结构紧凑,性能稳定,在国内首次应用到大跨径桥梁中。采用有限元分析方法,验证了设计的合理性与施工方法的可行性,可为类似桥梁设计与施工提供借鉴。

连续梁-钢管拱组合桥快速施工关键技术

连续梁-钢管拱组合桥系将连续梁与钢管混凝土拱两种结构结合在一起,具有跨越能力强、整体刚度大、施工方便的优点,较好地解决了高速行车对桥梁的要求,其广泛应用于跨径为60~200 m间的铁路、公路桥梁中。但连续刚构钢管拱组合存在结构复杂、桥梁的结构形式转换频繁、采用的施工方法多、工艺复杂多变,且因工期紧、现场安全和协调难度突出等问题。针对大跨度连续梁-钢管拱组合桥结构复杂、体系转换多、施工难度大的特点,提出了大跨度连续梁大节段支架现浇结合挂篮悬臂施工技术并予以实施,同时研发出一种能有效调节混凝土连续梁悬臂施工过程中荷载平衡的装置及调节方法,其适用性及可操作性强,安全可靠性高。在所依托工程0号块施工过程中,项目部技术人员根据实际情况提出了采用隐性反拉预压技术替换传统的显性堆载技术,避免了堆载过程中的施工干扰,消除了显性堆载施工过程中的安全隐患,提高了工作效率。在钢管拱施工过程中设置了支墩,提出了钢管拱安装与铺架平行作业工法并予以实施,保障了工程全线的铺架工期。

高速铁路连续刚构-拱组合桥梁墩-梁-拱结合部受力行为分析

为分析高速铁路连续刚构-拱组合桥梁墩-梁-拱结合部位在施工与运营过程中的应力状态,采用建立施工全过程杆系有限元模型,计算施工及运营阶段内力与位移,同时考虑钢管与管内核心混凝土、管外拱脚混凝土接触面双重滑移效应,建立墩-梁-拱结合部位实体有限元模型并通过现场实测应力验证模型准确性的方法,探究结合部位的钢-混凝土界面滑移规律与空间应力分布状态。研究结果表明:拱肋钢管与拱脚混凝土、核心混凝土间最大相对位移值分别为1.1,1.2 mm,在设计时宜增加隔板或剪力钉以改善钢与混凝土协同受力;结合部位应力基本处于规范限值内,在过人洞处出现应力集中,倒角处最大拉应力达3.81 MPa,可设置必要的构造钢筋抑制斜向裂缝的发展;拱脚顶面混凝土出现应力集中,且远超规范限值,建议将拱脚混凝土替换为钢纤维混凝土。研究结果可为连续刚构-拱组合桥施工安全提供参考。

新月形拱-连续梁组合桥梁结构体系试验研究

新月形拱-连续梁组合体系桥梁结合了新型拱结构的造型与拱梁组合体系桥梁的优点,在漳州市九龙江大桥首次应用。采用全桥有机玻璃模型试验对新月拱-连续梁组合体系桥梁的结构体系进行研究,试验共分3个结构体系进行加载试验,分别为新月形拱-连续梁组合结构桥梁、去掉副吊杆和副拱的拱-连续梁组合结构桥梁、去掉新月拱及其吊杆的连续梁结构。通过在荷载作用下的结构反应,新月形拱-连续梁组合体系桥梁受力性能优于连续梁结构和普通的拱梁组合体系,该研究成果可促进新月形拱-连续梁组合结构桥梁体系的推广。

下承式连续梁-拱组合桥施工方案比选研究

余信贵大道月湖特大桥主桥为(30+185+30)m下承式连续梁-拱组合桥,根据连续梁-拱组合桥结构特点、桥位地形地貌、环境及交通条件,综合技术可行性、经济合理性、安全可控性3方面对缆索吊施工和顶推施工2种施工方案进行比选研究,研究结果表明:缆索吊和顶推施工方案在技术可行性上均可实现,但缆索吊施工方案临时锚固力大且临时系杆张力大和张拉空间有限,高空作业风险偏大,而顶推施工经济性较好、工期相对较短、风险性更低。综合考虑推荐在顶推施工的基础上进行施工方案深化及优化设计。

新月形拱-连续梁组合体系桥优化分析

为研究新月形拱-连续梁组合体系桥的受力特点和力学特性,以福建漳州九龙江大桥主桥为背景,采用空间有限元软件对影响新月形拱稳定性的控制因素以及新月形拱、主梁抗弯刚度变化对结构内力和位移的影响程度进行了参数分析。结果表明:副拱肋对新月形拱的稳定性起决定作用,主副拱肋夹角对新月形拱的稳定性影响可以忽略;恒载和活载分别作用下,新月形拱的主拱肋、副拱肋和主梁抗弯刚度对内力分配的影响规律是一致的,拱肋部分刚度越大,分配到的内力越大,主梁内力和变形减小的程度也越大。

高速铁路连续梁-拱组合桥拱肋施工方案比选

针对高速铁路连续梁-拱组合桥拱肋施工,依托工程案例总结原位拼装法、节段提升法、顶推纵移法、竖向转体法4种不同的施工方案,对各施工方案的临时结构设计、工艺工法及工装设备进行详细描述,分析各施工方案的优缺点及不同条件下的适用范围,并对各施工方案应用时提出指导性意见及建议。比选分析表明:4种拱肋施工方案在不同的桥址现状、桥梁跨度、施工环境等条件下均表现出一定的适用性,随着桥梁跨度的不断增大及施工工装设备不断进步,拱肋施工技术也朝着整体架设方向发展,从而导致节段提升法、顶推纵移法及竖向转体法的技术优势更加显现,应用时需根据施工现状、技术条件等择优选择。

大跨度无砟轨道连续梁-拱组合桥的工后徐变作用效应

大跨度无砟轨道铁路桥梁存在明显的工后徐变作用效应,对桥上轨道的长期线形及平顺状态产生影响。以沪苏湖高速铁路(上海—苏州—湖州)青浦特大桥为工程背景,建立大跨度连续梁-拱组合桥-CRTS双块式无砟轨道体系精细化分析模型,计算分析工后徐变作用引起的桥上无砟轨道竖向变形变化规律,并给出初步估计大跨度连续梁-拱组合桥徐变作用效应的简化计算方法。结果表明:工后徐变发生3年时,大跨度连续梁-拱组合桥上无砟轨道竖向变形已经超过了无砟轨道工后徐变10年竖向变形的50%,且中跨比边跨发展速率更快。对大跨度连续梁-拱组合桥进行徐变效应的初步计算时,可以采用折减系数为0.5的简化方法对管内混凝土徐变系数进行修正。研究结果能为考虑工后徐变的桥梁设计、运维提供了一定的理论支持。

大跨度连续梁-拱组合结构钢管拱肋安装工艺研究

梁-拱结合结构钢管拱肋部位是大跨度连续梁拱组合桥设计的关键部位,其受力性能对全桥承载能力和跨越能力至关重要。文章结合具体工程实例,阐述了大跨度连续梁-拱组合结构拱肋分段布置方案,对支架抗倾覆稳定性进行了分析,并就大跨度连续梁-拱组合结构G2~G5节段拱肋安装施工技术要点展开了详细的研究,以提高钢管拱肋施工效率,确保桥梁工程整体施工质量,促进桥梁工程事业的长远发展。

大跨度刚梁柔拱组合体系桥梁设计关键问题研究

大跨度刚梁柔拱组合体系桥梁是一种具有较好经济效益和结构性能的新型桥梁结构形式。文章针对不同荷载情况和结构特点,提出了相应的设计方法,以保障桥梁结构的安全性和可靠性,并通过对湖北省某梁式桥进行深入研究,得到左第二跨主梁右端支座与左边跨主梁跨中之间的轴力差值最大,反应谱差值为4688.3 N,时程相差4930.4 N,验证了大跨度刚梁柔拱组合体系桥梁的设计方法和理论在实际工程应用中的可行性和优越性。文章研究成果可为大跨度刚梁柔拱组合体系桥梁的设计和应用提供有益参考。

基于静动力试验的铁路连续刚构-拱桥模型修正

为提升大跨度铁路连续刚构-拱桥有限元模型预测精度,同时针对传统有限元模型修正中只采用全局最优解而忽略可能更接近实际情况的局部最优解问题,提出一种基于距离机制的改进稳态遗传算法(DSSGA),利用实测静动力数据对其初始有限元模型进行模型修正。首先,介绍桥梁基本信息、初始有限元模型和静动力试验及其试验结果;其次,介绍DSSGA算法的理论以及其结合Kriging代理模型的基本修正流程,并通过测试函数验证DSS-GA算法的优化效果;最后,通过灵敏度分析选择待修正结构参数,利用拉丁超立方设计构建Kriging代理模型并检验其精度,利用静力位移、试验模态参数构造目标函数,对该桥进行模型修正。结果表明:与标准稳态遗传算法(SSGA)相比,DSSGA算法能够提供目标函数在搜索域的全局最优解和更多组局部最优解,有效避免SSGA算法角度机制所产生的解集不完整的局限性,且全局最优解的目标函数值更小,具有更高的搜索效率。经过模型修正,所有测点的位移相对误差控制在10%以内,频率相对误差控制在5%以内,修正后模型的预测精度大幅度提升。修正后的模型可作为该桥的基准有限元模型,用于后续桥梁健康监测与状态评估。

三跨连续下承式梁-拱组合体系桥抗震性能及其参数影响规律研究

针对三跨连续下承式梁-拱组合体系桥的抗震性能及其结构参数影响规律问题,采用SAP2000建立了全桥三维有限元模型,基于能力/需求法评估了桥梁的抗震性能,识别了桥梁的抗震薄弱环节,在此基础上对桥梁抗震薄弱环节进行了IDA分析,进一步评估桥梁的抗震富余度,最后研究了关键结构设计参数对主拱圈地震响应的影响规律。研究表明:全桥的抗震薄弱环节为拱脚、1/4拱和1#单向活动墩、2~#固定墩;2~#固定墩在PGA分别为0.20 g和0.40 g时最早出现纵筋屈服和局部破坏机制,而拱脚在PGA为0.5 g时也会形成局部破坏机制;矢跨比对拱圈地震轴力的影响最大,而拱-梁刚度比对拱圈地震弯矩的影响最大,由于混凝土拱圈以受压为主,抗弯能力较低,因此拱-梁刚度比的影响更关键;减小拱-梁刚度比可大幅降低拱圈的地震内力,但也可能增大系梁的地震内力,在抗震设计中需要平衡。

T构-肋拱组合体系桥梁墩身刚度影响分析

本文以福建省宁德洪口水电站交通大桥为例,利用大型有限元程序建立T构-肋拱组合体系桥梁空间模型,对全桥使用阶段作了墩身刚度的影响分析,研究成果有助于了解此类桥梁结构的受力性能。

大跨连续-刚构组合体系桥梁长期下挠影响因素分析与防治措施

研究大跨径连续-刚构组合体系桥梁的长期下挠问题时,对跨中下挠的精确理论预测较为困难,一是因为影响因素众多,二是由于下挠是长期效应。文中以长沙湘府路湘江大桥为工程背景,采用有限元方法,对各影响因素进行分析计算,主要包括预应力损失、结构刚度的降低、徐变收缩、温度变化等,并根据理论计算结果提出相应的防治措施。

大跨度连续梁-提篮拱组合体系桥设计

介绍杭钢河大桥采用连续梁-提篮拱方案的技术构思,分析这种新颖桥梁结构的构造、力学、施工等特点。连续梁-提篮拱组合体系桥的应用丰富了梁拱组合桥的形式,为80～200m跨径桥梁方案设计提供了新的竞争桥型。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工关键技术分析

结合工程实例,阐述了装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工中需解决的主要问题,分析了该类桥梁结构设计方案和工作要点,探讨了施工关键技术,主要包括钢桁梁构造、钢桁梁节点构造、桥道板、剪力联结构造、墩梁联结构造、下部结构施工技术等内容。结论证实,通过优化施工方案设计,把握施工关键技术,有助于缩短工期,取得了一定的社会效益,同时还节约了施工成本,取得了一定的经济效益。

两种新月形拱-梁组合体系桥梁受力性能比较

某跨江桥梁初设方案选为新月拱-悬臂梁组合体系桥梁方案,由于建设条件的限制,在保证结构外形变化较小的情况下,改为新月拱-连续梁组合体系桥梁方案。该文对新月拱-悬臂梁组合体系桥梁方案和新月拱-连续梁组合体系桥梁方案的受力性能进行比较分析,研究结果表明:在恒载、活载和收缩徐变荷载工况作用下,两种结构体系新月拱结构的轴力相差较小,在拱脚外弯矩有较大的差别,其余部位的弯矩相差较小。