高烈度震区大跨径中承式钢箱系杆拱桥减隔震技术研究

为了研究高强度地震作用下大跨径中承式钢箱系杆拱桥地震响应及减隔震技术,以西双版纳黎明大桥为工程背景,选取类似场地的实际地震动记录作为输入地震波,采用非线性时程分析法,研究支座类型及参数变化对拱桥结构的减隔震效果。结果表明:相比于普通支座,减隔震支座能大幅降低结构内力,但纵向位移有所增加,且摩擦摆支座的减隔震效果要强于铅芯橡胶支座;摩擦摆支座+黏滞阻尼器联合抗震体系能够有效降低纵向和横向位移,进一步能提升桥梁的抗震性能;对联合抗震体系进行参数敏感性分析可知:最佳的参数范围是:摩擦因数为0.04,曲率半径在3 200~4 200 mm,阻尼系数为6 000,阻尼指数在0.2~0.4;在最优抗震体系下,结构位移和内力均显著降低,最大减震率分别达到了75.3%和82.3%,表明该体系大幅提高了拱桥抵抗地震的能力,为同类桥梁减隔震设计提供参考。

大跨度钢箱系杆拱桥减隔震措施对比研究

以某跨河大跨度钢箱系杆拱桥为研究对象,研究不同措施下桥梁的减隔震性能。通过“m”法,利用桥梁有限元软件Midas Civil进行动力分析;通过人工合成地震波,采用FDB模型、粘滞阻尼器MAXWELL模型进行模拟,对大跨度钢箱系杆拱桥进行非线性时程分析,对比分析摩擦摆支座、速度锁定器、拉索减震支座的减震效果。研究结果表明:三种减隔震措施下,墩柱所受的轴力差异较小,摩擦摆支座及拉索减震支座所受的剪力、弯矩差异较小,速度锁定器作用下,墩柱所受的剪力及弯矩差异较大。通过对比分析,选用摩擦摆支座能较好地满足工程需求,减震效果良好。

淄博孝妇河钢箱系杆拱桥总体设计

昆仑桥位于山东淄博市孝妇河,原桥由于年代较久且部分功能已无法满足现行标准,为融入当地文化,拟新建一座钢箱系杆拱桥,跨径布置为(7.125+33.75+7.125)m。新桥采用双向6车道布置,钢系杆外侧设置2~3 m变宽人行道。为适应桥面板双向受力且横向为主的受力特点,选用轻柔的密横梁正交异性钢桥面板体系。总体设计合理。主要阐述新昆仑桥的设计特点、构件连接、各关键工况钢构件验算与主要计算成果,并简要介绍施工要点。

基于三维激光扫描的钢箱系杆拱桥施工全息质量控制关键技术研究

在进行钢箱系杆拱桥施工的过程中,通过应用三维激光扫描技术不仅能够模拟钢箱系杆拱桥的施工过程,提前发现施工过程中存在的不稳定因素,还能够对钢箱系杆拱桥施工方案进行不断优化,提高其整体施工质量。总结分析钢箱系杆拱桥施工特点、三维激光扫描技术在钢箱系杆拱桥施工的应用作用、具体应用以及钢箱系杆拱桥施工全息质量控制关键技术等内容,为钢箱系杆拱桥施工质量控制提供参考。

三跨连续钢箱系杆拱桥的设计与施工

壁虎河大桥复建工程为扬州市重大民生工程。桥梁跨越省级流域性骨干河道壁虎河,该河为淮河入江水道,承担重要泄洪和排涝功能。主桥采用(41+150+41)m三跨连续钢箱系杆拱结构,桥梁采用少支架拼装施工,桥梁布跨和施工方案已充分考虑河道的排泄影响。通过主要介绍跨壁虎河三跨连续钢箱系杆拱桥的总体设计、结构设计、结构计算、施工方案等内容,为类似工程提供参考和借鉴。

斜靠式钢箱系杆拱桥成桥索力检测及稳定性分析

为研究斜靠式钢箱系杆拱桥(5片拱肋)的稳定性,依托引江济淮工程下承式斜靠拱桥——创新大道桥,对成桥后的斜靠拱桥进行吊杆索力检测;并建立考虑几何及材料非线性的斜靠式钢箱系杆拱桥有限元模型,借助索力检测数据分别与设计索力值和模拟值对比分析,前者评价桥梁吊杆整体张拉控制效果,后者验证斜靠拱桥模型的可靠性;进而对该斜靠式系杆拱桥的稳定性进行了研究。结果表明:实测值与设计值最大误差为3.91%,该斜靠式拱桥吊杆整体张拉控制效果较好;实测值与模拟值最大误差为0.63%,验证了模型的可靠性。其次,施工全过程拱桥结构的稳定系数满足工程要求;斜靠钢箱拱对下承式系杆拱桥稳定性提升程度为72%,斜靠式系杆拱桥的弹性稳定性能高低取决于拱肋面外失稳出现的难易程度,初始几何缺陷对斜靠式系杆拱桥的稳定承载力影响较大;斜靠拱和风撑两者协同工作能显著提高结构稳定承载力。最后给出该类系杆拱桥的设计建议,为同类工程施工和设计提供参考。

大跨度钢箱系杆拱桥主拱钢-混结合段受力分析

为明确大跨度钢箱系杆拱桥主拱钢-混结合段的力学性能,以西双版纳澜沧江黎明大桥为研究对象,利用有限元软件建立钢-混结合段局部精细化模型,分析钢-混结合段在不同荷载作用下构件整体及关键部位的变形与应力分布。结果表明:钢-混结合段应力传递平顺,在偏压工况作用下,结合段混凝土最大压应力为25.22 MPa,钢拱肋Von-Mises应力最大值为145.36 MPa,均小于材料容许值,满足结构设计要求;钢-混结合段内各部位变形过度均匀,混凝土拱肋最大变形为0.94 mm,钢拱肋最大变形为3.46 mm,钢-混结合段拱肋的结构刚度与变形均满足要求。在轴压工况作用下,其应力值较偏压工况模型小12.34%~16.10%,其位移值较偏压工况模型小14.29%~19.61%。通过典型工况模型计算结果,为同类型构件实体模型计算提供参考;同时,为解决钢-混结合段内关键截面存在的应力集中问题,本项目采用了锚杆交替锚固的形式,可为同类型结构的设计与施工提供参考。

大跨度钢箱系杆拱桥数值模拟研究

以某大跨度钢箱梁系杆拱桥工程为背景,利用MIDAS Civil软件对该桥的施工过程和运营阶段进行了模拟,并对施工过程和运营阶段钢纵梁、拱肋和吊杆的位移、内力和应力进行了研究和分析。结果表明:在各种荷载组合下,桥梁结构均满足设计和规范要求,空间应力状态合理,可为类似桥梁的设计提供参考。

下承式钢箱系杆拱桥BIM正向设计

以广州某下承式大内倾角钢箱系杆拱桥项目为例,研究了BIM正向设计与参数化建模在桥梁设计中的应用。研究结果表明,BIM技术可以提高施工图质量、设计效率、优化施工方案、规避潜在风险、节约成本并缩短工期。这为BIM在桥梁工程中的应用和发展提供了参考。

钢箱系杆拱桥吊杆张拉顺序对结构受力的影响

吊杆张拉是系杆拱桥施工中的重要环节,吊杆的张拉顺序不同会对结构内力分布及变形产生不同的影响。为了研究吊杆张拉顺序对钢箱系杆拱桥结构受力的影响,以新建湄池大桥主桥为工程背景,借助有限元软件midas Civil 2020建立桥梁三维仿真模型,对比分析了三种吊杆张拉顺序下的结构预拱度和内力变化规律。计算结果表明,从跨中对称向两端张拉是吊杆张拉施工的最优方案。

某钢箱系杆拱桥静载试验分析

通过利用MIDAS有限元分析软件对某125 m下承式钢箱系杆拱桥进行移动荷载计算分析及现场试验,对有限元软件分析中计算过程进行剖析,总结有限元软件中容易出现失误的步骤,简化有限元分析软件中加载车辆的计算过程,对控制内力及试验内力进行准确判定,判断依据规范应进行的横向车道折减及纵向折减,确定桥梁结构冲击系数应用范围,准确提取有限元软件计算结果数据并与现场实测数据进行对比,根据试验结果了解桥梁受力特征及响应情况,判断桥梁工作性能,对桥梁结构承载能力进行判定。研究结果可为后期同类型桥梁荷载试验提供参考依据。

大跨下承式钢箱系杆拱桥通行大件运输车辆能力研究

基于目前对大件运输车辆作用下大跨下承式钢箱系杆拱桥通行能力和结构安全评估尚缺少相关研究,本文以160t大件运输车辆通行一座主跨265m下承式钢箱系杆拱为例,通过有限元分析计算,对大件运输车辆作用下大跨下承式钢箱系杆拱桥进行通行能力研究和结构安全评估,并给出了通行结论与建议,以期为同类型工程项目提供参考与借鉴。

钢箱系杆拱桥施工临时支点局部受力分析与优化

为了研究钢结构桥梁在采用大节段吊装施工过程中,钢梁局部承受较大临时支撑反力情况下的局部受力性能,并依此形成合理的临时加劲构造,以芜宣高速改扩建清水河大桥为背景,通过空间有限元分析和理论优化设计相结合的方法,对大节段临时支撑局部位置的受力性能进行了分析,并根据不同支撑位置优化提出了一系列的加劲方案,满足了临时支点的局部受力要求,也可为其他类似工程提供参考与借鉴。

96m钢箱系杆拱桥动力响应及行车安全性分析

采用有限元方法建立轨道—桥梁三维空间模型,采用多刚体动力学方法建立31个自由度车辆模型,应用非线性赫兹接触模拟轮轨之间可分离的接触关系,根据轮轨间的位移协调条件建立车—线—桥耦合系统动力方程。采用显示积分与隐式积分相结合的数值积分方法分别求解车辆和桥梁的动力方程,然后进行耦合系统动力响应分析。运用该方法对京沪高速铁路某四线96m跨度钢箱系杆拱桥的动力响应及行车安全性能进行分析。结果表明:该大跨度钢箱系杆拱桥拥有足够的竖向和横向刚度,满足动力特性和列车走行性的各项指标要求;车体振动加速度、脱轨系数和横向轮轨力符合规范要求。针对我国现行规范规定的准静态轮重减载率在评判高速列车运行安全性时偏于保守的问题,建议综合考虑动态轮重减载率、轮重减载率超限持续时间以及轮重减载率超越概率等多项指标,对列车运行的安全性进行综合判断。

福厦铁路钢箱系杆拱桥设计构思与研究

采用有限元方法,对钢系杆拱各种矢跨比、拱梁刚度比、拱肋平面倾角、吊杆及其他主要杆件截面形式、主桁中心距、横向连接、桥面形式等进行计算,得出不同结构参数下的钢系杆拱的优缺点,提出了适合于福厦铁路实际情况的合理结构形式和设计参数。

温度变形对大跨度钢箱系杆拱桥车桥动力响应的影响

为分析温度变形对大跨度钢箱系杆拱桥列车走形性的影响,以某跨度为96 m的四线下承式钢箱系杆拱桥为例,首先建立该桥的动力分析模型并对其进行自振特性分析,然后,根据弹性系统动力学势能不变值原理与形成矩阵的"对号入座"法则,分别考虑桥梁在3种温度体系(未考虑温度、升温、降温)下产生的变形影响,将其以组合曲线的形式叠加到轨道不平顺中进行列车走行性分析,建立车桥系统的空间振动方程,并对3种工况下的车桥耦合动力响应进行计算分析。研究结果表明:温度变形对桥梁动力响应的影响不大,对列车响应中脱轨系数、横向力、车体横向加速度及横向sperling指标有显著的影响,但在各温度变形工况下列车走行性仍满足限值要求。

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥主桥钢箱系杆拱桥设计

成贵铁路宜宾金沙江公铁两用桥为山区公铁合建桥梁,主桥为(116+120+336+120+116)m双层桥面拱桥。336 m主拱采用拱墩固结、拱梁分离的钢箱系杆拱,拱轴线为抛物线,矢跨比为1/3.36,拱肋采用钢箱结构,2片拱肋中心间距28.5 m。上层铁路桥面采用箱形边主梁、纵横梁体系的正交异性整体钢桥面板,主梁边箱内高3.0 m,内宽1.4 m;下层公路桥面采用工字形边主梁形式的正交异性板钢桥面;铁路桥面、公路桥面分别采用刚性吊杆和柔性吊索与拱肋连接,柔性吊索内穿铁路刚性吊杆。主桥基础采用3.4 m钻孔灌注桩,桥墩分为立柱与墩身两部分,上层立柱支承铁路主梁,采用预应力横梁相接,下层墩身支承公路主梁及主拱,采用钢筋混凝土横梁相接。采用空间有限元软件对该桥进行结构静力、稳定性分析,结果均满足设计要求。

下承式钢箱系杆拱桥在多车荷载作用下的动力响应分析

目的研究钢箱系杆拱桥车桥耦合振动响应并分析多车荷载对该类型桥梁车桥耦合振动的影响。方法以舍里甲大桥为工程背景,基于ANSYS软件建立该桥的有限元模型,并将3轴汽车简化为三维9自由度车辆模型;结合模态综合法,采用Newmark-β数值方法计算得到桥梁的位移及其动力放大系数。结果车辆偏载对主梁竖向挠度冲击系数的影响较小;多车荷载对桥梁动力响应具有较大影响,主梁竖向挠度冲击系数随横向加载车辆数量的增加而减小,横向双车、横向三车对比横向单车冲击系数分别减小33.98%和43.32%;随纵向加载车辆数量的增多出现较大波动,纵向多车工况下冲击系数小于单车工况,纵向双车、纵向三车的冲击系数分别比纵向单车减小26.39%和18.06%;两车开对比两车同向行驶的主梁挠度冲击系数减小了51.40%;桥梁部分构件的局部动力冲击系数大于桥梁整体动力冲击系数,其中短吊杆的动力冲击系数相比于长吊杆增大72.5%。结论多车荷载作用下的主梁竖向挠度冲击系数均小于单车荷载作用,按单车荷载作用下冲击系数计算汽车荷载效应是较为安全的。

下承式钢箱系杆拱桥局部结构有限元分析

吊杆与钢箱拱肋锚固连接处是下承式钢箱系杆拱桥受力的关键部位。针对正在设计中的重庆市江津区滨州路工程的下承式钢箱系杆拱桥,采用大型通用有限元软件ANSYS,对其吊杆锚固结构进行局部受力分析,并对分析结果进行了对比和综合评价,结合分析提出了一些观点。

140m下承式钢箱系杆拱桥拱脚局部模型试验研究

以某客运专线140m钢箱系杆拱桥为背景,制作了一个拱脚的1:4缩尺模型,并进行了有限元分析和加载试验。将试验结果和有限元分析进行对比,考察了拱脚的最不利应力分布情况和最不利应力值。试验表明:拱脚受力安全,设计合理。