预应力混凝土矮塔斜拉桥0号块钢束布置方案研究

成达万高速铁路渠江特大桥主桥为(139+278+139) m预应力混凝土矮塔斜拉桥,0号块为墩塔梁固结,固结区域构造及预应力钢束布置均较为复杂。为了探究该墩塔梁固结区域的应力分布,验证该区域预应力钢束布置的合理性及合规性,基于静力等效原理,首先提取出全桥整体计算模型的单元内力,并采用有限元软件建立0号块局部计算模型;其次将全桥整体计算模型单元内力转换至整体坐标系下并施加于有限元模型;最后对0号块在主力及主力+附加力等多种工况进行精细化计算分析,并对有无塔柱范围内竖向预应力钢束两种钢束布置方案分别进行计算分析和对比。计算结果表明,塔柱范围内布置竖向预应力钢束后,塔柱根部主拉应力由2.41 MPa降低至0.76 MPa,塔柱的应力分布状态也得到了明显的改善,同时也验证0号块纵向及横向预应力钢束设置的合理性,为该桥0号块位置纵横向及竖向预应力钢束布置提供了理论依据。

悬臂浇筑连续梁墩旁临时固结计算分析研究

墩梁临时固结是保障连续梁悬臂浇筑施工安全的重要措施,结合实际工程中墩旁临时固结的设计,采用三种计算方法,分析计算结果的差异,提出悬臂浇筑连续梁墩旁临时固结的合理计算方法。结果表明:不考虑主墩作用的双链杆模型的计算结果与临时支墩实际受力状态差别较大;考虑主墩作用的三链杆模型虽然比双链杆模型接近实际受力状态,但忽略了零号梁段刚度的影响及节段施工过程中张拉预应力和主梁混凝土收缩徐变导致的主墩与临时支墩之间内力重分配的影响,其计算结果与临时支墩实际内力仍有30%左右的误差;而有限元正装模型能够准确地计算出临时支墩的受力状态。因此,采用有限元正装模型计算的结果进行临时支墩的设计可确保结构安全,降低工程造价。

大跨度矮塔斜拉桥关键节点受力性能的仿真分析

宁波中兴大桥跨越甬江,其主桥由于机场航空限高的要求,采用主跨为400 m的大跨度矮塔斜拉桥设计方案。主桥采用V形钢主塔,塔梁固结并通过大型球钢支座支承在主墩上。经分析,索塔锚固区与塔梁固结处是主桥设计的2个关键节点。节点构造设计复杂,需借助3D空间有限元方法对其受力性能进行仿真分析。利用ANSYS软件建立关键节点的3D有限元仿真模型,并与MIDAS整体模型结果进行比较,验证仿真模型的有效性。通过仿真模型,得到不利荷载工况下关键节点空间应力分布的计算结果,为关键节点构造设计提供可靠依据。

温度效应对矮塔斜拉桥墩梁支撑体系的影响

为探究单索面多跨矮塔斜拉桥在温度作用下的受力特性,以某矮塔斜拉桥工程为例,基于Midas/civil软件建立了全桥有限元模型,分析了不同墩梁支撑体系下的多跨矮塔斜拉桥体系温度效应.分别考虑中塔、次边塔及边塔均为墩梁全固结(体系1),边塔为墩梁铰接、中塔及次边塔为墩梁固结(体系2),中塔为墩梁固结、次边塔及边塔为墩梁铰接(体系3),次边塔为墩梁固结、中塔及边塔为墩梁铰接(体系4),边塔为墩梁固结、中塔及次边塔为墩梁铰接(体系5)等5种组合下的墩梁支撑体系方案,分析墩梁支撑体系在升温或降温20℃时,主梁与主塔的应力与位移变化规律.研究表明,体系温度效应对墩梁全固结支撑体系下的主梁与主塔的位移与应力产生显著影响.在体系1中,体系温差为20℃时,主梁与主塔的最大位移分别为66.6 mm与94.07 mm,主梁与主塔应力分别为5.95 MPa与5.96 MPa;体系温度效应对仅在中塔处进行墩梁固结而其余位置进行墩梁铰接的体系下主梁与主塔的位移产生显著影响,但对其应力影响则较小;在体系3中,体系温差为20℃时,主梁与主塔的最大位移分别为74.20 mm与70.67 mm,主梁与主塔应力分别为0.59 MPa与0.48 MPa;在相同体系温度下中塔、次边塔和边塔位置任意选择两个墩梁固结,其余位置为墩梁铰接时,中塔、次边塔以及边塔位置处主梁结构响应显示出较高的相似性,且体系温度效应对主梁结构位移和应力产生的影响程度介于体系4和体系5之间.研究成果可为多跨矮塔斜拉主梁的施工线形控制提供参考.

斜拉桥结构体系比选与优化设计

为了研究斜拉桥结构体系差异对斜拉桥整体的结构受力特性影响规律,以六安市齐望路大跨度斜拉桥为工程背景,分别建立塔梁固结斜拉桥体系、塔墩梁固结斜拉桥体系和半漂浮斜拉桥体系,利用有限元软件建立不同斜拉桥结构体系模型,分别针对静力荷载作用和地震荷载作用下主梁、主塔和桥墩的内力进行分析。结果表明,在静力工况下当斜拉桥采用塔梁固结体系时,其主梁和主塔弯矩值均小于其他两种结构体系,在标准组合作用下结构主梁最大弯矩值最大减小了39.50%,主塔最大弯矩减小了65.08%;但采用塔梁固结体系斜拉桥主梁刚度反而有所下降,其中在汽车荷载作用下中跨跨中最大下挠达到了88.4 mm;在地震工况下塔梁固结体系主梁和桥塔受力更加有利。

大跨长联V形墩连续刚构桥方案构思与总体设计

昌南大桥跨越赣江,主桥采用跨径组合(75+165+180+180+165+75)m的混合梁V形墩连续刚构桥,桥长840 m,双幅桥宽37.5 m。V形墩刚构桥因结构轻盈、外形美观、跨越能力较强、刚度较大、行车舒适、便于养护等特点,在城市景观桥梁建设中得以广泛应用,介绍国内主跨跨径及联长最大的混合梁V形墩刚构桥的构思、总体方案设计、桥梁结构设计和施工。

墩梁固结钢箱梁设计应用研究

高速公路选线与工程建设中不可避免地需要穿越已有道路或河流,钢箱梁以其跨越能力大、抗弯和抗扭强度大等优点被广泛运用在桥梁建设中,尤其是在曲线桥梁中。在钢箱梁的设计过程中,往往会将钢箱梁与桥墩进行固结,以提高桥梁的抗倾覆性。以实际工程为例,介绍了钢箱梁与其桥墩固结的几种常用形式,并对各种墩梁固结形式在设计和施工过程中需要注意的问题进行了分析。

基于墩梁临时固结应力差的铁路转体连续梁平衡控制

为了解决铁路转体连续梁无体外临时固结措施的施工安全及转体过程的稳定性控制问题,在充分进行检算的基础上,通过布设监测传感器,构建实时动态监测系统,根据墩梁临时固结应力数据变化调整不平衡荷载,并辅以悬臂根部应力状态监测。结果表明:通过控制箱梁悬臂根部的应力状态处在理论值附近,同时控制墩梁临时固结的应力差在1MPa以内,可保证悬臂灌注施工过程中的梁体平衡,也可以为后续转体前称重试验提供主动控制辅助,可为其他类似桥梁施工提供借鉴和参考。

银西铁路银川机场黄河桥主墩钢板围堰内力分析研究

文中采用MIDAS软件和理论计算相结合的方法,对银西铁路银川机场黄河桥主墩钢板围堰内力进行分析研究,考虑了两种工况(吸泥工况、抽水工况)下钢板桩受力情况,并对圈梁、内支撑以及封底混凝土内力进行了分析计算。计算结果表明:圈梁最大正应力为164.1 MPa、最大剪应力60.2 MPa、最大挠度12 mm;内支撑计算结果均小于170 MPa;封底混凝土所受最大拉应力为0.38 MPa;以上计算结果均满足设计要求。可为类似工程结构优化设计和施工控制提供依据和借鉴。

波形钢腹板多塔斜拉桥动力特性分析

为确定波形钢腹板多塔斜拉桥的自振特性,以南昌朝阳大桥[(79+5×150+79)m波形钢腹板6塔斜拉桥,结构体系为塔梁固结、梁墩分离]为背景,采用有限元法进行分析。分别采用ETABS和OpenSEES软件建立有限元模型,分析其动力特性,并通过ETABS建立4种不同纵向约束工况下的有限元模型,研究纵向刚度对整体结构动力特性的影响。结果表明:大跨度塔梁固结、梁墩分离体系多塔斜拉桥自振特性表现为主梁和桥塔的振型耦合;纵向约束对纵飘振型的出现有较大影响,对于主梁的竖向及桥塔的纵向振型影响较小。

多孔斜拉桥

叙述多孔斜拉桥区别于一般斜拉桥的特点以及限制塔顶水平变位和提高结构整体刚度的要求 ,介绍现有 9座大跨径多孔斜拉桥的情况及其采取的措施。

跨座式单轨刚构体系钢轨道梁的墩梁固结构造研究

墩梁固结构造是刚构体系钢轨道梁桥的关键部位。通过比较焊接连接、嵌套式连接、预应力锚栓连接三种墩梁固结构造方案,创新性地提出传力机理可靠、疲劳性能优越、可实施性好的预应力锚栓连接方案,并在此基础上进行锚固构造的锚固能力及预应力锚栓受力验算,以及锚固构造稳定性计算,锚固构造的应力计算,以此指导此类桥梁的设计工作。

站区曲线钢箱梁桥稳定性探讨

研究目的:站区内高架桥多受铁路、站台和景观等限制,在跨度和线形等方面不尽合理。在设计受限的情况下,站区桥梁常设计为失稳风险较高的单支点曲线箱梁的形式。本文以天津西高架桥为例,研究提高其稳定性的合理措施,以保证站区高架桥的安全性和景观性的协调。研究结论:通过有限元方法建立计算模型,并进行针对性分析。研究结果表明,空间模型可较真实地模拟曲线钢箱梁的受力特点,选择适宜的墩梁固结措施可有效降低曲线钢箱梁的倾覆风险,同时合理选择结构的支点偏心值亦可提高结构的稳定性与安全性。文中研究结果对类似工程有一定借鉴意义。

拆除墩梁临时固结的一种计算方法

针对连续梁桥悬臂施工的特点 ,给出了一种计算拆除墩梁临时固结时结构内力和变形的方法。

高速铁路大跨度空腹式连续刚构设计

银西高铁漠谷河2号特大桥桥高114 m,为适应桥高并结合地形起伏要求,主桥采用(120+210+120)m预应力混凝土空腹式连续刚构桥,主梁为拱形V撑与箱梁截面的新型组合结构形式,该结构为铁路预应力混凝土桥梁跨度之最。采用Midas软件对主桥进行结构计算,模拟悬臂浇筑法施工,辅助以临时扣锁和支架,使V撑上下弦可以同时施工。计算结果表明,该结构增加了结构的跨越能力,减少了跨中收缩徐变上拱值,在施工及运营阶段的刚度、强度均满足规范要求,具有良好的动力特性。该结构采用柱板式空心墩与主梁固结,线性优美,工程经济,结果可为铁路大跨高墩桥梁设计和施工提供参考。

港珠澳大桥九洲航道桥组合梁钢主梁制作关键技术

介绍了九洲航道桥钢主梁的结构形式和结构特点,分析了钢主梁大节段分幅匹配制作的重点及难点,针对钢主梁大节段底板单元整体组装焊接、锚箱单元安装、大节段预拼装等关键技术进行了分析研究,解决了钢主梁大节段分幅匹配制作精度控制、锚箱单元安装等难题,有效保证了钢主梁的制造质量。

某高墩大跨桥梁保障方案设计研究

介绍了铁路桥梁是战争中袭击的重要目标之一,研究既有桥梁的战备保障预案对战时抢修和平时抢险都有重要意义。某高墩大跨桥梁是一座连续梁桥,技术含量高,达到20世纪90年代国内铁路桥梁领先水平,研究该桥的保障方案,具有一定的典型性。针对该桥结构特点,假设了5种破坏情况,设计了多种保障预案,重点研究了该桥的正桥保障方案,并对迂回线保障方案、倒运方案进行介绍。

客运专线大跨度T构墩梁固结处优化措施研究

大跨度T构桥墩梁固结区域是设计的关键部位,需确定合理的墩梁固结构造措施,以保证此处结构受力的合理性。但墩梁固结处的局部应力状态及构造措施有待进一步深入研究。文章以长昆客运专线龙溪大桥70 m T构为依托,采用有限元程序对墩梁固结处进行了精细化模拟。在对局部应力分析结果的基础上,对墩梁固结的细节提出了墩梁固结下腋处设倒角、墩顶设帮宽和箱体内设倒角3处优化措施,并对优化前后的应力进行了对照分析。结构优化后,主拉、主压应力峰值消减效果较好,主拉应力最大可下降64.78%,主压应力可下降14.71%。经研究表明,墩梁固结处局部应力分析方法可行,措施优化有效,对类似工程有借鉴意义。

预应力混凝土刚构-连续梁组合体系桥梁合拢次序分析

以茨淮新河大桥为工程背景,论述了该类结构体系特点桥梁的合拢次序的一般规律,计算分析了三种不同合拢次序对主梁成桥线型、运营阶段应力分布及刚构主墩墩顶位移等的影响。按照既定合拢次序,可使主梁运营状态下受力更为均匀合理。对同类型桥型的计算分析、施工也有一定参考价值。

沈阳市北海街28中学人行天桥托梁换柱改造方案的确定

以沈阳市东一环高架桥建设经过的一个重要节点—一座已建成的人行天桥为工程背景,介绍了为配合高架桥建设移动其主桥桥墩,进行托梁换柱的合理改造方案的确定。