槽形梁设计、研究与体会

结合上海市轨道交通6号线槽形梁施工图设计,着重介绍槽形梁设计、研究以及一些个人体会。

平潭海峡公铁两用大桥双层结合全焊钢桁梁设计

平潭海峡公铁两用大桥深水区非通航孔引桥采用跨度88m和80m的双层结合全焊钢桁梁。其中88m钢桁梁采用带副桁的华伦式桁架,桁高13.5m,桁宽14m,标准节间长10.8m。上层公路桥面宽35.5m,采用钢筋混凝土板与钢桁上层纵、横梁结合,标准桥面板厚0.25m;下层铁路桥面采用双幅预应力混凝土槽形梁,竖墙和底板厚0.36m,利用剪力钉与钢桁铁路横梁结合。该桥采用双层结合桥面避免桥面铺装难题,利用公路纵梁缩短弱化桥面系的共同作用,通过抬高桁架节点位置实现曲线超高,优化铁路槽形梁结合顺序充分发挥预应力,选用钢梁全焊整体架设技术降低海上施工风险,实现了跨海大桥建设的标准化、工厂化、预制化、大型化。

基于试验设计与代理模型的中央开槽箱梁气动外形优化方法

为克服大跨度桥梁主梁断面气动选型过程中几何参数多、潜在组合多、试验工作量大的难题,提出基于“均匀试验设计+Kriging代理模型”优化策略的桥梁断面气动外形优化方法。以某大跨桥梁中央开槽箱梁颤振性能优化为例,采用该方法进行气动外形优化。基于计算流体动力学(CFD)数值模拟,首先通过“均匀试验设计”合理选取CFD分析工况,再利用“Kriging代理模型”以尽可能少的工况建立主梁几何参数-颤振临界风速关系模型,基于该模型分析不同几何参数对桥梁颤振性能影响规律,获取最优主梁断面。结果表明:“均匀试验设计+Kriging代理模型”优化策略能够在保证模型精度的前提下显著减少计算工况,工作量仅为遍历性试验的0.68%;CFD数值模拟、试验设计与代理模型策略的结合可以快速评估不同几何参数对抗风性能的影响规律,在背景桥梁主梁高度和行车道宽度下,中央开槽箱梁的颤振最优参数为槽宽比D/B=0.12、风嘴角度α=44°、下斜腹板倾角β=11°。

(40+64+40) m预应力混凝土连续槽形梁设计

由于受附近车站和隧道的高程控制,铜九铁路在以小角度跨越318国道时,不得不采用建筑高度低的大跨结构桥梁,为了同时满足一跨跨越318国道和不抬升隧道、车站的高程的要求,采用了建筑高度低、刚度大的(40+64+40)m单线预应力混凝土连续槽形梁结构,介绍该结构的设计情况。

槽形梁-拱组合桥主要结构设计特点及静力分析

武汉市轨道交通一号线跨江汉货场主桥为连续槽形梁-拱组合桥,平面位于S形反向曲线上。由于梁体曲率的影响,梁体可能出现弯扭耦合作用,为探明该类桥梁的静力行为,分别采用空间杆系模型、实体-杆系混合模型及实体局部模型进行受力计算分析。结果表明:采用整体和局部相结合的分析方法来控制设计,具有较高的可靠性;平面杆系模型和空间杆系模型纵向应力基本吻合;由于设计活载较轻,且主梁刚度较大,梁体弯扭耦合效应不明显,且对拱肋横撑的内力影响也不大;拱-梁结合部存在一定的局部应力集中,在主梁圆弧顶部出现横向拉应力,但其分布范围较小,在此区域增强普通钢筋即可。

大跨度空腹式连续刚构桥设计理论与方法

为寻求常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的合理、经济桥型,在常规连续刚构桥的基础上结合拱桥的力学特点提出空腹式连续刚构桥型。该桥型在常规连续刚构桥的形式上加大箱梁根部高度,并对箱梁根部的腹板进行挖空,减轻自重,形成梁-拱组合力学效应,从而提高结构承载效率,增强桥梁跨越能力。空腹式连续刚构桥可布置为单主跨、多主跨以及单T的形式,也可与常规连续刚构组合,桥墩可采用双肢薄壁墩或箱形柱式墩。采用正交试验法对该桥型关键结构参数进行研究,并根据实际工程对总体结构参数取值提出建议。该桥型采用平衡悬臂方法施工,工程造价指标、运营维护技术要求及费用与常规连续刚构桥相当,适用跨径在200~400 m,可望填补常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的空白。

大跨连续槽形梁混合支架体系的设计与施工

青龙桥预应力钢筋混凝土薄壁连续槽形梁是目前国内首次使用于公路交通中的新型桥式,其主桥(26+40+26)m连续槽形梁梁体混凝土采用一次性整体现浇施工,现浇支架的可靠性是施工质量和施工安全的前提。介绍该桥(26+40+26)m连续槽形梁混合支架体系的设计和施工技术。

武汉轻轨跨京汉货场槽形连续梁钢管拱桥设计

由于受道路通行净空、轻轨净空以及线路平、纵断面线形控制,桥梁所能采用结构高度有限,武汉轻轨跨越京汉货场采用了(55+105+55)m槽形连续梁钢管拱桥。主要介绍了该桥的设计情况。

葛水河桥铁路连续槽形梁的总体设计

介绍了铁路连续槽形梁的总体设计与技术特色

梁拱组合体系拱桥梁部拼装支架设计与关键施工技术

阜阳市向阳路颍河大桥主桥为三跨下承式梁拱组合体系钢结构拱桥。施工方案为先搭设梁部拼装支架及门式起重机轨道支架,然后安装跨桥门式起重机逐节段拼装钢构件直至全桥合龙。梁部拼装支架为墩梁式结构,主要由立柱、横梁、分配梁、贝雷梁、垫梁、防护结构等组成。受河道繁忙通航及下游75 m处既有京九铁路颍河特大桥孔跨布置的限制,跨越颍河主河道的中跨梁部拼装支架需预留2孔净宽为32.3 m的通航孔确保施工期间河道正常通航。利用Midas/Civil对各种工况下的支架主要结构进行静力学分析,计算结果表明支架主要结构应力及变形均满足规范要求。由于通航孔跨度大、支架上部贝雷梁组及钢构件荷载大,施工采用DZJ200型振动锤进行钢管桩插打,确保其承载力满足设计要求;采用临时浮式支架对通航孔上部三组贝雷梁组进行分段安装,贝雷梁组合龙就位后撤离临时浮式支架。实践证明该关键施工技术是可行的,保证了整个拼装支架的顺利施工。

55.5m预应力混凝土双线简支槽形梁设计

新建青岛至连云港铁路工程采用1-55.5m简支槽形梁上跨规划的高速公路,该结构目前为国内最大跨度的双线铁路槽形梁,详细介绍了该结构的设计情况。

青岛客站地下候车室铁路桥设计

青岛客站地下候车室铁路桥由5座独立、平行的双线铁路桥组成,采用简支箱式槽形梁结构,每座桥均由梁长39.65 m的预应力钢筋混凝土梁和梁长13.00 m的普通钢筋混凝土梁各1孔组成。介绍全桥中具代表性的2号桥的上部结构和下部结构设计。

曲线连续梁支座“爬移”原因分析及设计体会

曲线连续梁桥是城市立交桥中广泛采用的一种结构形式,因其结构受力复杂,如果设计过程中受力分析和构造措施设置不当及施工控制不严,在桥梁运营过程中会出现支座限位板损坏、内侧支座脱空、支座"爬移",甚至于整体翻转等实际问题。通过实际工程事例,对箱梁进行受力分析,阐述了曲线梁桥支座"爬移"的原因,总结出设计体会,为相关设计人员提供参考。

单跨整体式桥台钢混组合梁桥设计研究

以福州某桥梁工程为例,介绍了桥梁在景观、快速建造等要求下,桥梁的总体几何布置、主梁与桥台的结构选型以及尺寸拟定,并应用有限元分析软件MIDAS CIVIL建立了空间梁格模型,分析了单跨整体式桥台钢混组合梁桥在施工阶段和使用阶段的受力情况,论证了单跨整体式桥台钢混组合梁桥设计的可行性和合理性。

镂空腹板铁路槽形梁设计研究

东胜—鄂尔多斯机场城际铁路乌兰木伦河特大桥跨阳光瀑布工程设计方案拟采用预应力混凝土连续梁结构,截面形式为槽形梁,腹板镂空处理,结构顶面设置横向连接。桥梁结构根据结构力学知识与当地民族特色进行概念设计,根据受力拟定截面及结构尺寸,基于ABAQUS建立精细化实体单元模型,分析结构整体受力情况,研究腹板镂空对结构受力影响,连接肋尺寸、支座中心距和施工顺序对顶板连接肋受力影响等。研究结果表明:纵向应力分布均匀连续、计算结果满足规范要求;顶板连接肋中支点处受力较大,主要由恒载产生,调整施工工序可降低其应力值;腹板镂空尺寸较大,应力集中明显,对截面整体纵向应力分布连续性影响较小。

拱梁组合式渡槽设计与施工

拱梁组合式渡槽是90年代发展起来的一种新型渡槽结构型式，它具有构件轻巧、受力状态良好、外型美观、便于施工、安全可靠、经济适用等特点，是一种较好的渡槽结构型式。目前已在国内一些地区开始推广使用。本文介绍了拱梁组合式渡槽的特点、适用围及若干设计与施工的要点。

张靖皋长江大桥抗风总体设计

张靖皋长江大桥南航道桥,综合考虑地形、地貌、水文、地质、通航、两岸城市规划、岸线利用和江中设施等因素,最终设计为主跨2 300 m的双跨吊悬索桥。基于风洞试验和数值计算,最终采用了增设多种气动稳定措施以及涡振制振措施的整体式钢箱梁加劲梁,使得桥梁的抗风设计满足要求。

一种新型SS级金属梁柱式桥梁护栏设计分析

针对桥梁路段坠落风险高与城市桥梁防护的美观要求,考虑现金属梁柱式护栏优缺点,基于规范中SS级护栏设计要求,提出了一种"类子弹型"横梁截面的新型梁柱式护栏设计方案,并通过碰撞仿真实验验证了横梁材料为Q450或Q345钢的护栏设计方案均满足安全要求,采用Q450钢横梁方案的梁柱式护栏可实现建设成本和护栏自重的降低,以桥梁每km为单位估算,该方案可节约钢材27.73t并降低59 991元建设成本。