预应力混凝土连续梁拱组合桥0号块及拱座受力分析

采用大型有限元计算软件ANSYS对某预应力混凝土连续梁拱组合桥0号块及拱座建立空间有限元实体模型,计算了其在最不利工况下的应力分布。结果表明:各截面的尺寸拟定基本合理,未出现严重的应力集中现象;在拱座底部、中横梁与箱室纵桥向过渡段、加宽块过渡段及支座位置均存在较大应力,需采取一定措施减小应力集中现象。

预应力混凝土连续梁拱组合桥吊杆成桥索力计算及影响因素分析

根据预应力混凝土连续梁拱组合桥的结构特点,充分考虑主梁的承载能力,提出基于指定截面应力法的吊杆成桥索力分步算法。根据主梁截面的应力控制条件,以总的吊杆索力最小为目标函数,采用数学规划方法初定吊杆索力,然后采用最小二乘法进行吊杆索力调匀,从而得到较为合理的吊杆成桥索力。应用该方法对宿淮铁路京杭运河特大桥主桥(62+132+62)m连续梁拱组合结构进行吊杆成桥索力分析,研究主梁截面尺寸、施工方法等对吊杆成桥索力、主梁预应力布置的影响。结果表明:随着梁高的增大,主梁参与全桥受力的程度随之增大,吊杆索力减小,拱肋负担的荷载也减小;施工方法不同,吊杆成桥索力和主梁内的预应力布置也不同,当主梁由悬臂浇注法改为支架现浇法施工时,吊杆的成桥索力增大,主梁在中支点截面处需配置的预应力钢绞线数量减小,在中跨跨中截面处需配置的预应力钢绞线数量增大。

基于多软件对比—协同下的预应力混凝土连续梁拱组合桥分析研究

为了对比不同桥梁分析软件的计算差异,同时实现多软件协同下的桥梁结构有限元仿真,采用桥梁博士V4.0、Midas Civil和ABAQUS等3种软件对某预应力混凝土连续梁拱组合桥进行受力分析。重点对比分析了成桥状态下桥梁博士V4.0和Midas Civil的计算结果,对比分析结果表明,对于主梁验算,两款软件在安全储备、结果输出方式等方面各有优劣;对于拱肋验算,Midas Civil的安全储备偏小,更偏于保守。同时,在整体计算分析的基础上采用实体有限元软件ABAQUS对拱脚部位进行了局部应力补充分析,补充计算结果表明,拱脚局部模型的最大主拉应力(0.64 MPa)和最大主压应力(-14.19 MPa)分别出现在拱脚顶部与拱脚底部。根据研究结果,建议在相似桥梁的主梁设计中采用前两款软件进行协同计算,在拱肋设计中根据桥梁的重要性系数从这两者中进行选择。对于复杂结构还应对相应部位辅助以实体单元分析。

支点位移法在钢-混凝土连续组合梁桥施加预应力中的应用研究

钢-混凝土连续组合梁桥的中间支点附近为负弯矩区,会导致桥面混凝土开裂,缩短使用寿命。支点位移法可以对混凝土桥面施加一定的预应力,从而避免桥面混凝土因受拉而开裂。结合张家界至南充国家高速公路湖北省宣恩(李家河)至咸丰段小模枢纽互通主线钢-混凝土连续组合梁桥的设计施工,分析研究支点位移法。

钢-混凝土组合简支桥面连续结构横向应力分析

针对钢-混组合简支梁桥的桥面连续结构开裂等病害,围绕桥面连接板的横桥向应力问题,采用线弹性理论和板的偏微分方程进行分析,得出了桥面连接板挠度和应力的分布函数,建立非线性有限元模型,并进行实桥荷载试验.通过比较理论解、有限元解和实测试验结果,证实了理论解和有限元的有效性.根据得到的分布函数,发现横桥向和纵桥向上的最大拉应力出现在钢梁端部位置的连接板的上缘.此外,还分析了连接板区域尺寸变化对横桥向应力峰值的影响,包括纵梁端部距支座的长度、纵梁的间距以及连接板区域整体尺寸变化.结果表明:较小的纵梁间距和较长的纵梁端部与支撑之间的距离会导致连接板中的横向拉应力峰值增加,并提高横向拉应力在总应力中的占比,从而导致桥面连接板早于设计荷载开裂.因此对于纵梁间距较小、梁端长度较长的钢-混组合简支梁桥桥面连续结构,仅计算其纵桥向受力性能会导致计算结果偏危险,建议按照本文方法考虑横桥向应力对桥面连接板的影响.

连续梁-钢管混凝土梁拱组合桥施工控制研究

连续梁-钢管混凝土梁拱组合桥的施工内容包括梁体分段浇筑、梁体合龙、拱肋组装、管弦混凝土灌注、吊杆张拉、路面铺装等。为了提高工程质量,研究过程在连续梁的顶板和底板、拱肋的上下管弦分别布设测点,通过高精度全站仪测量标高数据,对其进行线形控制。同时设置埋入式应变传感器,获取连续梁和管弦的应力数据。结果显示,线形实测值与理论值的最大偏差仅为10mm,整体可控。应力分布及变化趋势符合理论预期,满足施工要求。

续论预应力混凝土系杆拱桥的设计与施工研究——连续梁拱组合桥梁

论述了以连续梁为基本体系的系杆拱桥设计与施工的相关经验,其内容主要对象是中承式及下承式系杆拱桥,论文中有关内容是实桥经验的总结,包括总体布置、拱梁尺寸,配索要求。施工方法是无支架施工工艺及转体施工工艺等;同时介绍了钢管拱肋灌注混凝土管内压力分布及利用连续千斤顶顶升或提升纵、横梁的新工艺。论文具有较强的实用性,可供读者参考。

单拱肋下承式连续梁拱组合桥梁拱协作机理

以单拱肋下承式连续梁拱组合桥西宁祥瑞街大桥为工程背景,基于吊杆力相等假定和膜张力假定,采用结构力学的方法,推导出梁拱组合体系在均布荷载作用下,拱肋分担荷载比、拱梁弯矩比、拱梁变形比表达式,以此揭示梁拱协作机理。采用四次抛物线对吊杆力进行拟合,通过对公式、有限元计算结果进行误差分析,得出吊杆力修正系数,以此减小吊杆力相等假定带来的误差。同理,采用余弦荷载对吊杆力进行拟合,通过对吊杆力公式、膜张力公式计算结果进行误差分析,得出膜张力修正系数,以此减小膜张力假定带来的误差。最终结合吊杆力修正系数和膜张力修正系数,计算出主梁跨中挠度、拱肋跨中挠度以及吊杆力分担外荷载比例的修正系数分别为1.1、1.2、0.9,以此减小公式误差。

续论预应力混凝土系杆拱桥的设计与施工研究(续)——连续梁拱组合桥梁

2系杆拱施工的发展 2.1钢管混凝土拱肋施工 2.1.1钢管拱肋的吊装 对于中承式拱桥或半中承式系杆拱桥,实践证明采用无支架施工既安全又经济。在施工步骤上,首先完成三角体或边跨施工,然后安装中跨桥面以上拱肋。对于通航河流,可以采用浮吊来安装;对于跨径特别大的,可以中间设临时墩,分段吊装在临时墩上、临时接头，但此时必须注意安装段间的变形协调，即安装构件的静力计算图向拱式计算图式的体系转换。一般可设临时铰，允许接头转动，落架后形成三铰拱，铰位置可不对称，完成体系转换后再使接头连续。

宽幅无风撑中承式连续梁拱组合桥总体设计

重点介绍嘉峪关市金港路上跨清嘉高速公路桥梁的总体设计和技术特色。该桥采用宽幅无风撑中承式连续梁拱组合桥结构体系,桥位处地震烈度高,为有效减小地震作用对桥梁结构的影响,在拱脚处设置摩擦摆减隔震支座,与传统中承式无铰拱桥有较大区别,为国内首座无风撑中承式连续梁拱组合桥。主桥跨径布置为(22+65+22)m,桥宽36m,主梁采用钢-混凝土组合梁,拱肋采用矩形薄壁钢箱,桥墩采用锥形实体墩,基础采用钻孔灌注桩基础。

连续梁拱组合桥施工技术

结合工程实例,介绍了连续梁拱组合桥的特点及施工要求,探讨了连续梁拱组合桥施工方案设计和施工技术措施,主要包括支架系统结构设计和支架搭设,拱肋组装、拼接以及安装施工,线形和施工应力监测等内容。结论证实,通过落实施工技术并加强施工监测,不仅破解了施工中遇到的难题,而且还实现了对施工各阶段内力和变形的控制,确保施工安全和工程质量。

钢管混凝土梁拱组合桥拱脚段钢管埋深研究

钢管混凝土梁拱组合桥拱脚段钢管主要有深埋式和浅埋式两种不同的形式,相对应的主梁梁端构造、钢筋及预应力布置也有所不同。实际工程中,这两种埋深形式使用均较为广泛,因此需要对拱脚段钢管埋深的影响进行研究,为实际工程提供参考。以某130 m跨径钢管混凝土梁拱组合桥为例,分析了拱脚段钢管埋深对施工难度及主梁预应力用量的影响。建立数值分析模型,验证了浅埋式钢管拱脚构造的安全性,并提出了浅埋式拱脚的钢管埋深、端承压板设置、剪力件布置等相关构造要求。

强梁弱拱公路连续梁拱组合桥设计研究

对一座采用“强梁弱拱”的公路连续梁拱组合桥开展研究,对该桥的拱、梁结构在施工过程中及通车运营后的受力、变形特点进行了分析,归纳总结拱、梁结构的构造尺寸、截面特性值的差异与其承担的荷载作用之间的关系,分析结果用来指导该桥的设计,从而达到结构安全、经济、可行的设计目标。

大跨度单线铁路连续梁拱组合桥施工仿真及稳定性分析

院连续梁拱组合桥具有钢管混凝土拱桥的跨度大和连续梁桥的整体刚度大、动力稳定性好双重优点,可降低建筑高度,提高通航净空要求,且桥墩和基础不承担水平推力。文章以某大跨度单线铁路连续梁拱桥为工程背景,对其进行施工仿真和稳定性分析,主要结论如下。拱肋架设与吊杆张拉对主梁内力和位移的影响较大,且该桥的横向刚度明显弱于竖向刚度,同时K型撑对提高拱肋横向刚度的贡献比一字撑明显,故增大拱肋的刚度可有效提高结构的稳定性;在考虑钢管混凝土拱桥的几何非线性或材料非线性时,初始缺陷对其稳定性的影响较小,相比之下考虑双重非线性时,影响更显著。另外,材料非线性对结构稳定性的影响大于几何非线性,且双重非线性在评估结构稳定性时不容忽视。

杭州湾跨海铁路大桥大跨长联预应力混凝土连续梁桥设计

通苏嘉甬铁路杭州湾跨海铁路大桥海中非通航区引桥采用(60+n×80+60)m的长联预应力混凝土等高连续梁桥,长联中间设置7个柱面摩擦摆支座,且中间3个摩擦摆支座设置剪力销,剪力销的水平极限承载力为2000 kN。主梁梁高5.4 m,桥面宽13.5 m,预应力钢束采用抗拉强度标准值为1960 MPa的预应力钢绞线,公称直径15.2 mm,墩顶湿接缝位置部分钢束交叉张拉。桥墩采用现浇等截面圆端形空心墩,承台为圆形截面,基础采用ϕ1.8~ϕ2.2 m的大直径钢管打入桩。采用非线性弹簧单元模拟支座滑移,分析了支座摩阻力对梁端位移和主梁附加轴力的影响,建议支座静摩擦系数取0.03,以减小主梁附加轴力及下部结构水平力;混凝土收缩徐变引起梁端位移占比较大,应严格控制预制梁存梁时间以减小梁端位移。该桥施工采用整孔预制架设、先简支后连续的方式。

预应力混凝土梁拱组合桥受力分析

以某跨径为８０．６ ｍ 的下承式预应力混凝土梁拱组合桥为例，分析矢跨比、混凝土收缩徐变对该种体系桥内力及配筋率对混凝土收缩徐变的影响。

钢管混凝土连续梁拱组合桥施工期拱脚应力监测与分析

以一座钢管混凝土连续梁拱组合单线铁路桥为工程背景,采用先整体后局部的两步分析法,首先利用Midas/Civil软件建立全桥有限元模型,计算拱肋安装及后续施工阶段结构的受力状态,得到局部模型的力边界条件;然后利用ANSYS软件建立拱脚结点局部有限元模型,分析施工期间拱脚结点的局部应力分布规律和应力集中程度;最后将拱脚结点应力计算值与实测值进行比较。结果表明,拱肋与梁体间传力顺畅,拱脚混凝土基本处于受压状态;拱脚内侧与箱梁顶板交界处应力集中现象较明显;拱脚上部拱肋周围、拱脚前脚趾处及两拱脚之间箱梁顶板的局部区域出现较大的拉应力,建议在同类桥梁的设计中加强这些部位的构造措施和配筋。拱脚结点应力计算值与实测值比较接近,说明用实体有限元模型计算的局部应力是可靠的,可用于设计验算。

主跨220m预应力混凝土刚构—连续组合梁桥设计研究

介绍了主跨220m预应力混凝土刚构—连续组合梁桥超长钻孔桩基础、双薄壁墩间距及壁厚、箱梁合龙顺序及主跨合龙前跨中预施水平顶力等设计研究结果,对在第四系海陆交互相沉积层地质条件下设计大跨径预应力混凝土连续结构梁桥具有参考价值。

基于预应力混凝土组合单元的PC连续箱梁桥混凝土徐变效应研究

为了分析混凝土徐变效应对其空间受力行为的影响,研究过程中首先结合预应力混凝土组合单元,推导了复杂应力状态下混凝土徐变等效节点荷载的递推计算公式,开发了徐变计算的有限元程序。以典型PC连续梁桥为例,进一步研究了混凝土徐变对结构影响规律,发现不同规范徐变计算模式的差别、主梁挠度变化特征和机理、运营期内顶、底板正应力和腹板主应力的重分布特点,并对预应力束合理布置提出了建议。

体外预应力对钢箱-混凝土组合连续梁桥受弯性能的影响分析

应用空间有限元方法,对3跨变截面预应力钢箱-混凝土组合连续梁桥进行了建造全过程分析。着重研究了施加体外预应力对钢箱-混凝土组合连续梁桥受弯性能的影响,采用单元生成技术实现钢箱-混凝土组合连续梁桥受力全过程模拟。分析结果表明,当钢箱-混凝土组合连续梁桥跨度较大,且截面尺寸受限时,采用常规的墩顶强迫位移、桥面板施加体内预应力等措施仍不能满足中支座负弯矩区域的承载力要求。对中支座负弯矩区域桥面板施加局部体外预应力,对于改善钢箱-混凝土组合连续梁桥的受弯性能有较大的作用,能提高钢箱-混凝土组合桥梁的承载力,进而提高了跨越能力,具有更好的综合经济效益。