公轨合建大跨长联桥梁减隔震设计关键技术研究

文中从公轨合建大跨长联桥梁结构特点出发,推荐采用具有双向隔震功能的位移型减隔震支座方案,尤以高承载力的双曲面摩擦摆减隔震支座最合适。通过对双曲面摩擦摆减隔震支座参数分析,提出采用上限和下限不同隔震状态确定控制区域范围进行减隔震设计。同时对于采用双曲面球型摩擦摆减隔震支座的公轨合建桥梁,需要考虑支座附加变形影响,开展车桥耦合振动分析,减隔震支座附加变形对车辆竖向加速度指标影响较大,应重点关注。

高地震区多跨长联桥梁抗震设计

为取得高地震区多跨长联桥梁的合理抗震设计方法及措施,通过郑西客运专线三跨渭河桥,详细阐述了多跨长联桥梁在不同地震条件下抗震设计,经对比分析,客运专线桥梁由于桥墩刚度较大,一般无需进行抗震延性分析,仅按反应谱法进行地震响应分析即可;并通过对桥梁连接构件-抗震榫从其受力机理、结构设计、构件计算等全面研究分析,认为抗震榫为同类桥梁提供了一种全新的抗震措施,同时为抗震榫的设计提供了一种行之有效的方法。

一联两端采用钢板拼接的拓宽长联桥梁结构验算方法

针对一联两端采用钢板拼接拓宽的长联桥梁,提出了全拼段翼缘板湿接缝、离散拼接段桥面铺装与拼接钢板以及新桥主梁的验算方法,并进行了三座长联桥的构件验算;进行了运营两年后的三座长联桥外观检测;采用有限元方法分析了一联两端采用钢板拼接的长联桥梁纵、横桥向变形随时间的变化规律。研究结果表明:一联两端采用钢板拼接的三座长联桥各构件验算结果均满足要求;外观检测结果表明一联两端采用钢板拼接是一种缩短长联桥梁拼接时间的有效方法;提出了三座长联桥梁合理的二次拼接时间。

采用部分拼接方法拓宽的长联桥梁设计与施工

以三座长联桥梁为背景,采用有限元方法分析了普通拼接方法拼宽的长联桥受力性能,结果表明采用普通拼接方法的三座长联新桥的静置时间均需三年以上。通过不拼接段长度确定、不拼接段构造设计和拼接后各构件承载力验算,介绍了采用"新、旧桥沿纵桥向部分拼接"拓宽的长联桥梁设计方法,结果表明采用部分拼接方法的情况下,根据各新桥实际静置时间,三座长联桥两端的不拼接段均为三跨;拼接后各构件受力均满足要求。介绍了采用部分拼接方法拓宽的三座长联桥梁施工,拼宽后三座长联桥在运营状况良好,部分拼接方法可在长联桥梁的拓宽拼接中推广。

拓宽长联桥梁部分拼接方法与拼接构造试验

为缩短拓宽长联桥梁的拼接时间,根据拓宽长联桥梁横桥向变形一联两端大、中间较小的受力特点,提出了"新、旧桥主梁沿纵桥向部分拼接"的方法;通过有限元方法分析了拼接时间与不拼接段长度对横桥向变形的影响;根据现有规范讨论了采用部分拼接法拓宽的长联桥梁的验算方法;进行了不拼接段钢板拼接构造足尺模型试验。研究结果表明:新、旧桥主梁由桥梁中跨向两边通过现浇湿接缝对称拼接、但在一联两端不拼接的部分拼接法可明显减小新、旧桥支座横桥向变形,从而缩短长联桥梁拼接时间;对于部分拼接法的不拼接段,其纵桥向长度确定原则为,考虑混凝土收缩徐变等长期荷载作用下,根据新桥建成后的静置时间,保证拼接10年后新、旧桥支座最大横桥向位移小于容许值;新、旧桥主梁除了应进行抗弯和抗剪承载力验算外还须进行抗扭承载力验算;当试验荷载加载至相当于2倍公路-Ⅰ级设计荷载过程中,拼接钢板与翼缘连接处以及桥面铺装均未出现开裂或压碎现象,桥面铺装与主梁翼缘的结合面未张开,表明不拼接段新、旧桥主梁翼缘间沿纵桥向等间距设置钢板连接构造进行拼接的方法可避免不拼接段桥面铺装出现裂缝,且保证新、旧桥主梁横桥向不发生碰梁。

长联无缝桥梁成套技术在广西那角中桥的应用

修建全无缝桥梁可以彻底解决桥梁伸缩装置问题。那角中桥是广西第一座应用长联无缝桥梁成套技术的半整体式全无缝桥梁。文章通过介绍那角中桥设计与运营情况,分析了长联无缝桥梁成套技术应用所带来的经济与社会效益,为该技术的推广应用提供依据。

长联全无缝桥梁技术在旧桥改造中应用探析

长联全无缝桥梁技术是近年来进行的一项科研项目,主要是解决桥梁伸缩缝令人厌烦的易损坏、跳车、维护更换困难等问题;该技术的重要特点是它不仅取消全桥的伸缩装置,而且在桥梁与接线路面之间也没有伸缩缝,真正实现了"零维护"的目标。本文结合现场施工实际操作,简要介绍全无缝桥梁技术在龙塘桥旧桥改造施工中的实施及工艺要点,项目技术实施成效。

高墩长联钢-混结合梁顶推施工期抖振响应及控制

依托山西临猗黄河大桥工程,针对高墩长联钢-混凝土组合结构桥梁钢箱梁顶推施工期最大悬臂状态风致抖振响应及其控制措施进行了研究。采用准定常理论考虑钢箱梁断面、钢导梁断面抖振力及气动自激力,通过谐波合成法实现桥位处紊流风场脉动风速时程模拟,对钢箱梁顶推最大悬臂状态风致抖振响应进行时域计算。结合桥梁结构实际特点与施工方法,提出采用下拉索抗风措施进行钢箱梁顶推最大悬臂状态风致抖振响应控制,并采用有限元分析方法对该施工期抗风措施的控制效果进行计算分析。结果表明:钢箱梁顶推最大悬臂状态钢导梁1阶竖弯自振频率为0.4507 Hz,钢导梁1阶侧弯自振频率为0.5344 Hz;当主梁高度处设计风速为39.4 m/s时,钢导梁悬臂端竖向位移响应瞬时极值为0.6314 m,钢导梁悬臂端侧向位移响应瞬时极值为0.1911 m;在钢导梁悬臂端附近设置临时下拉索抗风措施可有效提升桥梁结构竖向刚度和减小钢导梁悬臂端抖振位移响应,从而提升桥梁结构钢导梁最大悬臂状态竖向自振频率;随着下拉索刚度的增长,其抑振效率为非线性增长,当悬臂端竖向位移降比达到约60%后其控制效果趋缓。

基于水平抗推刚度的长联刚构桥合理桥墩形式研究

当连续刚构桥梁的联长不断增加时,上部结构整体的纵桥向水平力(汽车制动力、风荷载)和温度力(升温、降温、收缩)对桥墩产生的作用也会不断增大,且对不同位置的桥墩影响大小不同,从而引起一些位置的桥墩在整体结构中承担过大的内力分配。为改善长联刚构结构的内力分配不均问题和解决长联刚构桥梁中各桥墩的结构形式设置问题,采用了单肢墩和双肢墩的墩顶水平抗推刚度的计算理论、长联刚构结构体系的力学分析理论,得到了单肢墩和双肢墩的墩顶水平抗推刚度的相互比值关系和不同位置桥墩之间水平抗推刚度的相互比值关系,并以实际工程为实例,基于上述2个相互比值关系,推导出长联刚构桥梁不同位置桥墩的合理墩顶水平抗推刚度和设置形式的设计方法,为合理设计长联刚构桥的桥墩形式提供依据和参考。

雄商高铁黄河特大桥主桥桥型方案比选

雄商高铁黄河特大桥设计时速350 km,铺设无砟轨道。根据防洪及通航要求,该桥主桥中部跨度布置为(4×260+280)m,属于超长联大跨桥梁。结合桥址处建设条件、长联无砟轨道高速铁路桥梁建设及高速铁路行车要求,从桥型的边中跨比、梁高、结构体系、轨面平顺性能等方面,分别确定拱加劲连续钢桁梁桥、斜拉桥、部分斜拉桥、连续梁拱桥4种桥型的最佳方案,并对各桥型最佳方案进行技术经济综合比选。比选结果表明:斜拉桥方案在多跨情况下刚度小,采用多种工程措施提升刚度后造价最高;部分斜拉桥方案边塔尺寸较大,混凝土梁应力较高且工期较长,造价较低;连续梁拱桥方案采用钢-混混合梁减轻自重,合理跨度得到提升,造价高;拱加劲连续钢桁梁桥方案技术经济性好、受力性能较好、施工速度快,且与环境契合,因此最终采用该桥型方案。

雄商高铁黄河特大桥纵向抗震体系设计研究

雄商高铁(雄安—商丘)黄河桥采用主跨(60+80+4×260+280+80+60)m的钢桁梁柔性拱桥,承载双线高速铁路,全桥纵向采用减隔震支座+黏滞阻尼器的减隔震方案,并设置纵向防落梁装置。由于主桥长度达1600 m,且桥墩数量多,因此地震作用下的非一致激励效应和不同桥墩位置处减隔震支座的减震差异性不可忽视。本文以该大桥为背景研究非一致激励地震作用以及双曲面减隔震支座的平面摩擦效应对高速铁路长联桥梁结构地震响应的影响,并给出减隔震支座、黏滞阻尼器和纵向防落梁的一体化抗震体系设计方案。结果表明:与一致激励地震相比,考虑非一致激励作用时支座的地震变形显著增加,最大位置处增加了1倍左右,而桥墩内力响应有小幅度下降;当不考虑双曲面减隔震支座的平面摩擦效应时,桥墩内力响应增加明显,其中高墩的墩底弯矩增加了40%左右。对于长联大跨度桥梁,可参考如下抗震设计原则:减隔震支座的变形需求考虑1/2支座的正常使用变形和支座地震变形的叠加。

宝鸡市陈仓渭河大桥工程设计

宝鸡市陈仓渭河大桥工程道路总长1.9 km,由南向北与总计八条道路相交。交通方案总体设计时,分清主次,近远结合,避免了多路交叉带来的交通混乱问题。河道内主桥为7×60 m预应力混凝土变截面连续梁,通过景观设计,将具有“秦风古韵”特色的建筑设计引入现代桥梁中,古今结合,彰显了中国悠久文明历史。桥梁设计采用多种技术措施,解决了大跨径长联桥带来的施工和运营问题。通过合理结构设计,解决了国内实际工程中少见的桥梁跨中引出匝道岔口复杂问题,可供类似工程借鉴。

基于混合模型的刚构体系墩梁结合部复杂应力分析

整体长联刚构体系具有整体刚度好、行车舒适、后期养护少等诸多优点。墩梁结合部是该类桥梁的关键传力构造和复杂受力部位。文中以杭绍甬高速公路杭州至绍兴段7×30 m整体长联T梁高架桥为工程背景,通过梁元-实体元混合建模方法,研究墩顶结合部在不利工况组合下的应力分布规律。分析表明,梁元-实体元混合模型克服了“二次分析”模型中边界条件选取的难题,可以精确地用于墩梁结合部的复杂应力分析;通过梁元-实体元混合模型,可以很好地模拟桥梁纵向压应力由T梁截面向现浇段截面的传递和扩散规律;墩梁固结区域梁体上翼缘拉应力较大,后浇UHPC薄层是有效的抗裂增强措施;UHPC薄层与梁体结合面的最大剪应力为0.37 MPa,采用常规界面处理措施,界面抗剪强度即可满足设计要求。