高速铁路高低塔斜拉桥减隔震装置研究

通过分析各类减隔震装置对高速铁路高低塔混合梁斜拉桥的减隔震作用,从而选取合理减隔震装置。以阜淮(阜阳—淮北)新建高速铁路跨颍河主跨230 m的高低塔混合梁斜拉桥为研究对象,建立铅芯橡胶支座、摩擦摆式减隔震支座、黏滞阻尼器有限元模型,采用非线性时程分析法对塔底弯矩、梁端水平位移等目标函数进行地震响应分析。结果表明:采用铅芯橡胶支座,塔底弯矩降幅达到49.9%;采用摩擦摆减隔震支座,塔底弯矩降幅达到54.3%;采用黏滞阻尼器,塔底弯矩降幅达到62.0%。对于高速铁路高低塔混合梁斜拉桥而言,黏滞阻尼器减隔震装置更合理,并给出合适设计参数。

大跨度高低塔斜拉桥车-桥动力响应

针对大跨度高低塔斜拉桥刚度非对称将导致车-桥空间耦合振动过程更为复杂这一现象,以主跨480 m的高低塔钢箱叠合梁斜拉桥——重庆南纪门长江大桥为工程背景,基于车-桥动力相互作用理论,采用自编程建立车-桥耦合动力模型,分析不同行车模式(列车运行速度、编组数量、运行方向)和高低塔侧刚度差异对车-桥动力响应的影响。结果表明:随着列车运行速度的提高,车-桥系统振动增大;随着列车编组数量的增加,列车振动无明显变化,桥梁振动逐渐增大;桥梁主跨跨中竖向动位移对列车编组数量更敏感,跨中竖向加速度对列车运行速度更敏感;列车运行方向对列车振动影响较小,对桥梁振动则有较大影响;低塔侧主梁各位置处的振动较高塔侧更大。

温度对高低塔斜拉桥跨中竖向位移影响研究

为研究温度对高低塔斜拉桥跨中竖向位移的影响,文章以鄱阳湖大桥为工程背景,通过温度与跨中竖向位移监测数据的相关性分析建立有限元模型,对整体温差、索梁温差及拉索上下游温差下的跨中竖向位移变化进行研究。结果表明:空气温度与主梁跨中竖向位移之间的变化趋势呈负相关性;整体温差作用下,低塔侧边跨的主梁竖向变形大于主跨和有辅助墩的高塔侧边跨;索梁温差作用下,边跨的竖向位移较小,主跨跨中发生最大竖向位移,远大于整体温差作用下的变形;斜拉索上下游温差作用下,主要发生主跨跨中竖向位移,且与温差的变化呈现正相关性。在健康监测运营中,应重点注意斜拉索与主梁之间的温度变化。辅助墩可以降低温度对边跨竖向位移的影响。

高低塔斜拉桥在温度作用下的静力特性研究

为探讨温度对高低塔斜拉桥结构成桥使用舒适性及安全性的影响,以跨径为(157+280+93.5)m的清溪口渠江特大桥为工程背景,建立有限元分析模型,分别研究了体系温差、日照温差和索梁温差荷载作用对高低塔斜拉桥的主梁应力、主梁竖向位移及斜拉索索力的影响。研究表明:体系温差作用下,低塔侧边跨的主梁翼缘应力和斜拉索索力变化量较高塔侧大,主梁上翼缘的应力小于下翼缘;体系温差和日照温差作用下,高塔边跨的主梁变形较低塔侧大;日照温差作用下,日照升温和降温引起的主梁变形、应力分布及斜拉索索力变化规律相反,且日照升温引起的主梁挠度值、上下翼缘应力值、索力变化量是日照降温的2倍;索梁温差作用下,高塔侧边跨的斜拉索索力、主梁翼缘应力及竖向位移较低塔侧大。在实际工程设计中,应注意关键位置处主梁的应力储备和挠度控制,以及斜拉索的承载能力保有量。

高低塔斜拉桥施工阶段温度效应分析

为了解高低塔斜拉桥施工阶段温度作用对结构的影响,以清溪口渠江特大桥主桥为背景进行研究。采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析最大单悬臂施工阶段昼夜温差、主梁温度梯度、桥塔温度梯度、斜拉索与桥塔和主梁温差对斜拉索索力和主梁挠度的影响。结果表明:昼夜温差引起的主梁挠度和斜拉索索力变化很小;主梁温度梯度作用下,边跨主梁挠度和斜拉索索力变化较小,中跨主梁挠度在悬臂端处最大,合龙段附近斜拉索索力明显增大;桥塔温度梯度作用下,边跨主梁挠度较小,中跨主梁挠度较大,边跨支座附近斜拉索索力变化明显;斜拉索与桥塔、主梁温差作用下,中跨主梁高塔、低塔侧悬臂端最大挠度分别为137mm、78mm,桥塔附近斜拉索索力变化显著,最大变化值为设计索力的9.8%。

高低塔斜拉桥辅助墩的优化分析

高低塔斜拉桥由于双塔不对称,设置辅助墩时需要综合考虑结构的受力状况.为研究辅助墩设置与大跨度高低塔斜拉桥受力之间的关系,以高低塔斜拉桥为研究对象建立有限元模型,分析辅助墩设置数量及位置对结构产生的影响,基于回归分析拟合单个辅助墩位置变化对结构响应影响的规律,进行单个辅助墩位置优化分析.研究结果表明,辅助墩的设置有利于改善高低塔斜拉桥的整体受力,可明显降低在移动荷载作用下高塔边跨主梁及高塔的弯矩和位移,但辅助墩的数量增加后,改善效果相比单个辅助墩大幅减弱,设置单个辅助墩是最佳选择.单个辅助墩位置的改变对高塔边跨主梁及高塔的弯矩和位移影响较为明显,且存在最佳位置,但当辅助墩位置位于一定范围内时,位置改变带来的结构综合响应变化并不明显,受限于外部条件时辅助墩位置亦可根据分析结果灵活选择.

铁路高低塔斜拉桥受力特性研究

以新建广州南沙港铁路西江特大桥的高低塔斜拉桥为工程背景,利用有限元模拟计算方法,开展高低塔斜拉桥受力特性及车桥动力响应研究。结果表明:桥塔及斜拉索刚度基本不会改变最大下挠点的位置;一侧桥塔刚度增加,最大下挠点将产生向另一侧桥塔移动的趋势;增加高塔刚度对减少结构下挠比增加低塔刚度更加明显;低塔侧斜拉索承担的活载比例较大,且其斜拉索活载索力及应力幅较大;该铁路高低塔斜拉桥受力合理可靠。

移动车辆荷载作用下高低塔斜拉桥动力响应时程分析

移动车辆荷载对于结构的动力时程响应分析越来越受到工程界的重视,文章依托某高低塔斜拉桥,运用Midas有限元分析软件对结构在不同车速情况下主跨跨中位置的动挠度、冲击系数及竖向加速度的动力时程响应进行了数值模拟计算分析。车辆以一定速度通过桥面时,斜拉桥主跨跨中位移响应随时间推移明显逐渐增大,当车辆行驶至桥跨跨中附近时的位移响应达到最大,车速为10~40km/h时会产生较明显的局部振荡,车辆完全通过全桥后,主跨跨中仍会持续5~10s的自由振荡。主跨跨中冲击系数随车速增加呈现波动上升趋势,斜拉桥主跨跨中的正最大加速度响应值随车速增加呈现类似正弦曲线特性的变化趋势。

大跨高低塔斜拉桥抗风性能试验研究

以顺德斜拉桥为工程背景,通过节段模型风洞试验研究桥梁的涡振、颤振性能,并分析桥梁的静风响应性,研究大跨高低塔斜拉桥抗风性能。研究发现:较小的风嘴有利于抑制和减小流线型箱梁的涡振振幅,且不影响颤振稳定性;大桥静风响应随风速变化具有显著的非线性特点,来流风攻角对静风响应影响较小。可为大跨高低塔斜拉桥抗风性能研究提供科学依据和参考。

高低塔斜拉桥抗震设计分析

高低塔斜拉桥由于结构不对称,使其受力特性也体现出不对称性,因此对此类桥梁的抗震分析显得尤为重要。文章以广西某特大桥为工程实例,建立空间有限元模型进行抗震分析,对设置阻尼器提高桥梁抗震性能提供了可靠的理论依据,并介绍了有限元分析的详细过程,可为今后同类桥梁的抗震设计提供参考。

高低塔斜拉桥合龙顶推控制分析

文章以重庆双碑嘉陵江大桥高低塔斜拉桥施工监控为背景,用桥梁博士有限元软件建立梁单元模型,针对该桥的跨中合龙顶推控制进行计算分析,并通过理论计算顶推力所产生的位移与合龙前试顶实际结果的对比,最终确定水平顶推力及相应的控制位移值,以确保施工安全及达到设计要求。

高低塔斜拉桥主塔承台优化及其结构计算分析

文章在对拟建南宁外环公路大冲邕江特大桥的自然条件、水文、地质、航道等因素进行分析研究的基础上,对原方案大桥主塔承台进行优化设计,并采用有限元软件建立全桥和局部有限元模型进行结构计算分析及验算,确定优化方案的合理性及可行性,为类似工程设计提供参考。

大跨度四线铁路高低塔混合梁斜拉桥桥塔设计

福厦高铁乌龙江特大桥孔跨布置为(72+109+432+56+56)m,是国内外首次设计的高速铁路大跨度四线铁路高低塔混合梁斜拉桥。为优化桥塔设计,通过对桥塔塔形、刚度、塔高匹配、索塔锚固体系等方面进行研究分析,提出合理的设计思路、方法,确定花瓶形塔形和合理的高低塔桥塔设计。受力分析表明,桥塔受力性能均满足规范要求。

高低塔斜拉桥横向地震响应研究

为探讨高低塔斜拉桥横向抗震性能,以一大跨度斜拉桥为研究对象,利用非线性动力时程分析方法,分析了三种横向约束体系下桥梁结构的地震响应,对挡块的接触刚度和初始间隙进行参数敏感性分析,最后,通过调整参数对挡块的选取进行了讨论。研究结果表明,设置横向挡块能限制主梁位移,也能使得结构地震受力有所改善,初始间隙和接触刚度对桥梁结构地震响应均有不同程度地影响,在各个桥墩处设置不同参数的挡块能使结构地震响应趋于合理。

双斜塔斜拉桥结构设计要点分析

曹妃甸2#桥采用"高低塔无背索斜拉桥"这一独特的结构型式,跨径组合为166 m+104 m。充分分析其结构行为特征对结构体系和主要受力构件进行详尽的设计处理,以实现结构受力与景观要求的有效统一,为今后同类桥梁的设计、施工提供了宝贵经验。

BP神经网络算法在斜拉桥施工控制上的应用研究

BP神经网络算法在斜拉桥施工控制上具有一系列应用优势。文章基于工程案例,梳理介绍BP神经网络基本原理、预测计算方法,并通过案例斜拉桥箱梁施工预测控制效果。案例预测显示,BP神经网络预测结果与实际测量值的最大误差仅为1.70cm,相对误差最大量仅为3.40%,验证其施工控制预测的技术适用性。

温度荷载对PC斜拉桥拉压支座影响风险识别与分析

以某高低塔PC斜拉桥为背景,针对其辅助墩上拉压力支座在运营阶段拉力螺杆失效的情况,结合该桥的实测温度数据与有限元模型计算结果分析了温度荷载对该拉压支座受力和纵向变形的影响,采用基于两阶段法的层次分析法确定了不同种类温度效应的影响权重。计算结果表明:体系最大升温温差、主梁正温度梯度、索梁负温差为影响该拉压支座的最不利温度荷载组合,在该组合下温度荷载对该拉压支座受力的影响超过10%,且引起的纵向变形占到该拉压支座纵向允许变形量的30%以上;主梁温度梯度对辅助墩拉压力支座的支反力影响最大,索梁温差其次;体系温差对于支座处主梁纵向位移影响最大;主梁温度梯度和体系温差两者占影响拉压力支座的温度荷载的80%左右;研究成果对于同类型桥梁拉压支座失效的分析研究具有一定的参考价值。

湖杭高铁富春江特大桥主桥主梁设计

湖杭高铁富春江特大桥主桥采用主跨300m高低塔混合梁斜拉桥。该桥中跨主梁采用钢-混结合梁,边跨部分区域主梁采用预应力混凝土箱梁。结合梁采用槽型钢梁与混凝土桥面板相结合的形式,槽型钢梁由双边箱+弧形底板+横隔板+外挂式风嘴构成。混凝土梁采用两侧双主梁+中间密横隔梁结构体系。钢-混过渡段采用梯形填充混凝土后承压板式构造。斜拉索在结合梁上采用钢锚箱式锚固结构,在混凝土梁上采用开槽式锚固结构。采用MIDAS Civil软件对该桥进行静动力分析,结果表明:该桥主梁结构满足高低塔斜拉桥受力特性;主梁底板采用弧形设计,纵、横刚度大,结构受力性能和经济性优良;主梁梁体的刚度较大,平顺度较好,能够满足铺设无砟轨道的要求。

深汕铁路特殊结构桥梁设计

深汕铁路建设标准高,地形、地质条件复杂,沿线分布较多道路、河流,桥梁建设条件复杂。文章以深圳水库特大桥高低塔部分斜拉桥和跨厦深铁路特大桥钢-混组合梁2座特殊结构桥梁为例,结合工点实际情况,介绍特殊结构桥梁桥式方案、结构设计、受力分析、指导性施工组织设计,可为复杂建设条件下高速铁路桥梁建设提供借鉴和参考。结论可知:(1)部分斜拉桥结构刚度大、动力特性优、跨越能力强,斜拉索加劲可有效控制混凝土结构的徐变变形,边跨受地形条件限制较小时,可因地制宜选用高低塔方案,高低塔部分斜拉桥可根据具体情况,选择塔-墩-梁固结,既可以增大结构刚度,也可以避免设置超大吨位支座;(2)跨越既有高速铁路,可考虑采用钢盖梁门式墩配合钢-混组合梁,钢盖梁吊装就位,组合梁拼装后横向顶推就位,有效减少对既有高速铁路的影响;(3)门式墩结构主梁采用钢-混组合梁代替预应力混凝土梁,可以显著减少梁部重量,改善门式墩受力,加大门式墩跨度。

福厦客运专线乌龙江特大桥主桥方案研究

福厦客运专线乌龙江特大桥跨越乌龙江,为新建福州至厦门客运专线铁路重点控制工程,主桥桥址建设条件复杂,孔跨布置边界条件较多。为选取合理的主桥桥式方案,遵循"安全、实用、经济、美观"的设计原则,对高低塔混合梁斜拉桥、钢桁梁悬索桥两种桥式方案进行对比分析,综合考虑施工难度、景观效果、工程造价等因素,选定(72+109+432+56+56)m高低塔混合梁斜拉桥为推荐方案。该桥建成后,将成为世界上首座大跨度四线铁路高低塔混合梁斜拉桥。