2-100m铁路双线预应力混凝土T形刚构设计

太中银铁路为客货共线铁路,设计最高行车速度为200 km/h,前王家山2号大桥主桥采用了双线100 m+100 m预应力混凝土T形刚构,从孔跨布置、结构构造、钢束布置、设计指标、动力仿真分析等方面简要介绍主桥的设计情况和施工方案选择、收缩徐变控制等技术特点。

山区大跨T型刚构桥设计要点

以巫镇高速公路后溪河大跨T型刚构桥为研究对象,采用大型有限元程序Midas Civil建立主桥计算模型,对主桥承载力、受压区高度、主梁应力、主墩施工稳定、计算长度等方面进行分析探讨。结果表明:1)主梁结构尺寸及配束合理,承载力具有较高的冗余度;2)箱梁底板厚度可适当降低,无需强制满足x≤ξbh 0,进而达到减轻结构自重的目的;3)主墩刚度适宜,施工大悬臂阶段稳定性较好;4)主墩进行强度、裂缝验算时,计算长度宜通过有限元屈曲分析,由欧拉临界力反算。

小角度斜交上跨铁路异型T构桥受力分析研究

随着铁路大规模的建设,线路间的小角度斜交交叉穿越不可避免。当桥下净空受限时,常用的门式刚构方案存在不适用性。本文结合西十高铁西安东站动走线上跨西十正线工程,将门式墩与小T构梁结合,采用空间异型框架T构梁桥满足净空受限情况下的线路间小角度斜交跨越。建立了全桥三维整体模型、纵向计算模型、横梁局部模型等有限元模型,通过不同模型间的比较,分析了异型框架T构梁桥的纵、横向受力计算方法,对纵向模型、局部横梁模型的适用性进行了论证,并对常用的局部横梁模型进行刚度修正,提出了修正刚度后的局部横梁模型。修正后的横梁局部模型受力明确,计算结果与三维空间模型一致,可满足设计计算要求。

2×75转体桥上跨国铁铁路T构设计

转体T构桥施工简单、工艺成熟,跨越能力强,具有对既有线运营影响小的优点,在中等跨度跨线桥桥型方案中,具有明显的优势。本文以某上跨国铁铁路高速立交桥采用的(75+75)m预应力混凝土T型钢构为研究对象,结合平面整幅转体法施工,在满足既有铁路建筑限界的同时,有效地减小了线上施工对铁路既有设备及运营的影响。本文详细介绍了转体桥上、下部结构构成形式及尺寸参数,其中转体桥关键部位转体系统的设计,对未来类似跨径级别的上跨铁路转体桥设计工作提供了有价值的参考。

钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展

钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。在传统桥梁结构形式的基础上,发展多种新型组合结构桥梁形式,拓宽组合结构桥梁的应用领域。介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展,内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。通过对传统结构形式的改进和发展,可充分发挥组合结构桥梁的综合优势,研究结果表明,钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。

铁路大跨T形刚构桥车桥耦合振动与动力性能

为探究铁路大跨T形刚构桥车桥耦合振动特性与动力性能,以宜万铁路马水河大桥为工程背景,建立桥梁空间杆系有限元模型以及包含31个自由度的车辆模型,进行车桥耦合振动计算分析.通过动载试验测试桥梁的自振特性,并测试列车以不同速度通过桥跨和以一定速度在特定位置制动时桥跨结构的动应变、动位移以及加速度等动力响应.依据动载试验与车桥耦合振动计算综合分析马水河大桥的动力性能.研究结果表明:车桥耦合振动计算结果与实测结果吻合较好,桥梁结构动力响应满足规范限值,该桥具有良好的横向、竖向刚度与动力性能;实测桥跨结构及墩顶动力系数最大值为1.08,桥梁结构受行车及制动的动力作用不明显;列车的动力响应随车速的提高而增大,但均满足规范限值,具有良好的安全性与平稳性.

高墩大跨T构桥结构参数分析

基于铁摩辛柯能量法对高墩大跨T构桥进行静力分析,推导变截面高墩考虑稳定性要求时临界墩高和满足强度条件时最大墩高的计算公式,给出临界墩高和最大墩高与结构参数的关系曲线,研究内、外壁坡度变化对临界墩高和最大墩高的影响,并给出判别实际工程中的变截面压杆是大柔度压杆还是小柔度压杆的坡度界限值,以此为界判断是否需要对工程中的变截面承压杆件进行稳定校核。研究结果表明:本文方法简便、有效,对工程实际有一定的指导意义;该方法可推广至任意桥梁墩身自体施工阶段的设计,亦可用于连续刚构桥施工阶段的T构静定体系。

T形刚构桥承台大体积混凝土温度应力分析及试验研究

介绍了大体积混凝土温度场的计算方法和有限元模拟原理,根据实际情况确定了求解的边界条件。对某桥承台大体积混凝土施工过程的温度场进行了模拟分析,同时对温度进行了监测。根据模拟分析结果和监测数据,分析了承台大体积混凝土温度及温度应力的变化特点,结合分析结果和现场情况提出合理的降温措施有效地减小承台混凝土的温差,防止了温度裂缝的出现,确保承台的施工质量。

高速铁路斜拉桥与T型刚构协作体系车桥耦合振动分析

建立了列车、斜拉桥与T型刚构协作体系空间振动的有限单元分析模型,按照轮轨密贴接触假定建立了车-桥系统耦合运动方程组,以德国低干扰谱生成轨道不平顺样本作为激励源,对一座(100+2×210+100)m的斜拉桥与T型刚构协作体系的自振特性以及4种列车车型分别以不同车速通过该桥梁的空间振动响应进行了计算分析,结果表明:在计算桥梁的自振频率时,第一、第二自振频率均为主梁横向弯曲;斜拉桥与T型刚构协作体系可以提高全桥的竖向刚度;德国ICE3车型通过桥梁时,车桥系统振动响应最大,竖向挠跨比约为1/5 440,桥上车辆的各项指标均在我国规范规定的允许值以内;车辆乘客乘坐横、竖向平稳性指标均达到"良好"标准以上,表明该斜拉桥与T型刚构协作体系能较好地满足高速行车要求.

高墩大跨T构桥临界墩高结构参数影响分析

根据铁摩辛柯能量法,推导高墩大跨T构桥变截面高墩在墩身自体施工阶段和最大悬臂施工阶段临界墩高的计算公式,并通过编程计算T构桥墩身内外壁坡度变化对桥梁临界墩高的影响。研究结果表明:横桥向墩身外壁坡度的增加对横桥向失稳模态下的临界墩高影响大,顺桥向墩身外壁坡度的增加对顺桥向失稳模态下的临界墩高影响大,而顺桥向外壁坡度的增加对横桥向失稳模态下的临界墩高影响较小,横桥向外壁坡度的增加对顺桥向失稳模态下的临界墩高影响较小;外壁坡度较小时,作用在主梁上的外荷载对临界墩高影响较大,外壁坡度较大时,墩身自重对稳定的影响占主导地位;内壁坡度对临界墩高的影响与外壁坡度相关性较大,需要优化选取。

转体施工的公路T型刚构桥梁转动结构设计

研究目的:对张石高速公路T型刚构转动结构设计的关键技术进行研究,解决水平转体球铰转盘的设计、球铰的加工及施工工艺等问题。研究方法:结合材料力学、弹性力学的计算理论,初步计算结构在静止状态下接触面上的受力情况;然后采用大型通用空间有限元程序ANSYS进行动力状态下仿真分析计算。研究结果:通过对公路T型刚构转动结构应力、应变、稳定等的研究,总结出一套完整的转动结构设计需检算的主要内容、步骤及计算方法。研究结论:在转动结构设计过程中,要根据转体结构自身特点,选择转盘形式及转盘的尺寸;用结构分析程序进行计算分析,解决转动结构转盘接触面上的应力、应变问题,据此确定经济合理的转动结构。

灰色系统理论在大跨度T型刚构桥施工中的应用研究

为了保证大跨度T型刚构桥在施工过程中的位移及应力满足要求,本文采用MIDAS/CIVIL有限元软件进行建模分析,并基于灰色系统理论建立了施工监控系统,将大跨度T型刚构桥的非稳定随机过程设定为灰色过程,采用灰色理论建立多个GM(1,1)预测模型,对桥梁施工过程中的主要变形进行了预测。为了对灰色系统预计进行评估,分别与有限元计算的理论值和现场实测值进行对比,结果表明:灰色系统理论GM(1,1)模型可以对大跨度T型刚构桥的张拉预应力及浇筑混凝土等关键施工工序引起的变形及应力等随机变量进行准确、可靠的预测,证明了灰色系统理论在大跨度T型刚构桥施工中的适用性和可行性。

高速铁路无独立合龙段的T构桥主梁施工技术

新建福厦铁路泉州湾跨海大桥为时速达350 km的高速铁路桥,其海上浅滩区部分引桥为15联(50+50)m T形刚构桥。主梁为单箱单室预应力混凝土箱梁,采用挂篮对称双悬臂浇筑施工,T构未设置独立合龙段,而是采用浇筑最后一节边跨直线现浇段的方式直接实现T构梁段合龙。主梁施工过程中,墩顶0号块(A0节段)采用三角托架法现浇施工,三角托架安装后进行预压,然后采用一次浇筑成型工艺浇筑节段混凝土;A1~A12悬臂节段采用全封闭式挂篮悬臂施工;在A13边跨直线现浇段施工时,对落地钢管支架法、边墩三角托架法、墩顶吊架法、挂篮悬臂浇筑法进行综合比选,最终选择挂篮悬臂浇筑法施工。A13边跨直线现浇段施工时,利用挂篮底平台作为其底模系统、挂篮外侧模板作为其外侧模板,采用3拼I14型钢对挂篮底纵梁进行支撑,在墩帽处垫石两侧用?20 mm精轧螺纹钢对挂篮进行对拉,增强了模板稳定性;通过平衡配重的设置及支座约束解除时机的控制,保证了A13节段施工质量。结构受力及线形均满足设计要求。

某T形刚构桥面病害分析及综合整治

某大桥是20世纪90年代初修建的一座带挂梁的T形刚构。在运营过程中,发现水泥混凝土桥面出现不少病害,如桥面开裂、露骨和桥面连续失效等。虽经多次维修,但始终没有解决桥面开裂问题。从病害原因分析出发,采取桥面局部设置FYT防水层、植筋、钢纤维混凝土和设置毛勒伸缩缝等综合整治措施,取得良好的效果。

独柱墩T形刚构桥地震反应分析

针对目前城市桥梁通常采用的独柱墩连续梁桥的受力和结构设计存在的问题和缺陷,提出了2跨T形刚构桥梁结构形式,并对2种桥梁结构形式在构造和抗震性能方面的特点进行了对比.在构造方面,与连续梁桥相比,独柱墩T形刚构桥通过墩梁固结节省了支座,简化了伸缩缝的构造,增加了桥梁的横向稳定性,减小了横梁的受力.利用反应谱方法,推导了墩底固结等截面情况下T形刚构和连续梁桥简化模型的地震力和桥墩弯矩的解析表达式,并给出了不同周期范围内的2种体系地震反应的比较结果.采用桥梁的整体有限元模型,考虑桩土相互作用,对实桥进行了地震反应分析.研究结果表明,T形刚构采用墩梁固结能够显著降低地震力作用下桥墩和桩基的弯矩,提高了桥梁的抗震能力,简化了抗震构造.

黄韩侯铁路2×64 m T形刚构桥设计

重点研究双薄壁桥墩T形刚构桥的设计要点。依托黄韩侯铁路2×64 m T形刚构桥,采用有限元分析方法,建立全桥模型进行计算,研究桥墩横撑内力特性,采用圆弧形预应力横撑能较好地解决双薄壁桥墩横撑配筋设计。

预应力混凝土T型刚构拼宽加固技术研究

为了解决预应力混凝土T型刚构桥因悬臂端挠度较大,影响行车的舒适性及安全性的问题,以青银高速某特大桥为例进行拼宽加固技术研究,将新旧主桥悬臂板拼接,腹板间锚固焊接钢隔板,并对拉螺纹钢筋,完成原纵向拼接缝的整体刚接。仿真计算分析及荷载试验结果表明,该桥实现了新旧桥梁结构协同受力,证明该方法可行。

呼准铁路黄河特大桥引桥T形刚构桥设计研究

依托呼准铁路大路黄河特大桥北引桥2×52 m预应力混凝土T形刚构桥设计为背景,结合桥址实际情况,利用有限元程序着重对关键技术:引桥桥跨方案研究、结构静力特性、结构自振特性及结构罕遇地震下弹塑性抗震性能进行分析。通过研究得到以下结论:北引桥孔跨设计方案采用3联2×52 m T形刚构桥方案经济合理;结构构造及钢束布置形式合理;为保证墩底塑性铰区域的可靠性,应重视墩底的抗剪强度验算和箍筋配置;该桥结构强度、刚度及抗震性能等指标均符合规范规定,满足铁路运行安全要求。

某T形刚构桥施工过程病害维修方案设计

某T形刚构桥在顶板预应力张拉过程中出现了箱内顶板混凝土崩裂病害,病害原因为混凝土强度不足和预应力定位偏差。针对该病害,提出顶板局部凿除方案(凿除崩裂区顶板,顺直管道后恢复)和顶板局部补强方案(新增横隔板),采用MIDAS建立该桥有限元模型,从施工难度和结构应力两方面进行比较分析,最后确定采用施工难度小、顶板压应力均匀且极值较小的局部补强方案作为推荐方案。采用减少预应力和增加铺装层厚度对推荐方案进行结构应力和主梁线形的优化,并对优化后维修方案进行施工阶段和成桥状态的结构验算。结果表明:结构各项验算指标均能满足规范要求,证明维修方案是合理的,通过维修可以保证桥梁的施工过程安全及使用要求。

T型刚构桥的病害分析与加固设计

针对T型刚构桥存在的悬臂端严重下挠、横隔板出现裂缝及桥面铺装破损严重等病害,在静载试验的基础上,分析病害的成因并提出体外预应力加固设计方案,以恢复桥梁线型,改善行车条件,提高结构的耐久性。理论分析表明,采用体外预应力技术对T型刚构桥进行加固后,桥梁在正常使用极限状态及承载能力极限状态的各项技术指标均满足规范要求,达到预期加固效果。