基于主线不停运的城轨支线独立运营改造方案

研究目的:针对大型铁路枢纽接入已运营轨道交通线路引起的既有线改造问题,为满足铁路枢纽与轨道交通连接线(支线)施工期间主线正常运营不受影响,对改造涉及的运营组织与接轨方案进行系统研究,并对土建、轨道、接触网、环网与动照、信号、综合监控与通信系统等的改造及影响进行深入研究,在统筹考虑实施难度、投资与工期的基础上,提出实施风险最小、技术最合理的改造方案。研究结论:(1)既有高架车站与区间改造影响范围较小且相对可控,可以实现主线正常运营情况下新建独立运营支线工程;(2)为最大程度保障主线运营不受影响,在现有技术水平条件下,应尽量避免在运营天窗期进行各类信号光电缆的割接;(3)支线独立运营方案,应尽量采取措施将新建支线与主线相连、轨道相通,以利于车辆检修与维保,并增加运营的灵活性;(4)桥梁浇筑与平移施工临近既有线,实施阶段应进一步完善工艺衔接与交叉施工统筹,增加既有线安全保障;(5)本研究结论可为类似工程提供参考。

先简支后桥面板连续体系桥面板抗裂性能研究

先简支后桥面板连续体系是一种新型钢混组合结构,在该体系的中支点处设置一定长度的钢梁-混凝土桥面板分离段,可以改善桥面板负弯矩区的受力状态。目前对于该体系桥面板负弯矩区这一薄弱环节的试验研究尚属空白。本研究首先根据实际一座先简支后桥面板连续的钢混组合梁桥,设计制作了两跨1/4比例的缩尺模型,并通过安装、拆除带套筒剪力钉对中支点处的分离段长度进行调节。然后通过在两跨桥面上模拟单轮重轴荷载进行逐点加载试验,研究了分离段长度对桥面板受力状态和抗裂性能的影响。最后对原桥的抗裂性能进行了分析。结果表明,中支点处设置分离段的先简支后桥面板连续体系可显著改善结构的抗裂性能。本研究有助于推广先简支后桥面板连续体系在钢混组合结构中的应用、推动桥梁结构预制装配技术的发展。

简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区设计及工程应用

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥为依托,提出了一种简支转连续结构负弯矩区构造设计方案。采用有限元分析和实桥试验相结合的方法,对简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区的受力性能进行分析,验证了该构造设计的可行性,最后就负弯矩区改善开裂的措施进行了探讨。研究结果表明,对于钢-混组合连续梁桥,简支转连续的施工方法与焊接连续施工方法相比,可减小墩顶负弯矩;承载能力极限状态时,负弯矩区混凝土最大裂缝宽度满足规范要求;桥面板钢筋直径以及混凝土自身力学特性是影响负弯矩区开裂的关键因素,适当加大桥面板钢筋直径、采用超高性能混凝土可以有效减小简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土的开裂;顶升支座法可以在一定程度上减小墩顶负弯矩,对控制开裂有利。

简支转连续钢-混组合梁负弯矩区连接构造受力性能试验研究

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥工程为依托,设计了两根负弯矩区具有混凝土横梁连续段的试验梁SCB-1和SCB-2,针对不同荷载作用下两根梁的受力性能进行室内试验研究,同时就试验过程中的构件扭转现象进行了有限元分析。结果表明:极限荷载下试验梁破坏模式为钢筋先屈服,负弯矩区横梁连接栓钉受力约为220MPa,满足使用要求,试验梁裂缝主要集中在横梁中线两侧1/5~1/3计算跨径范围内,是构件抗裂的关键区域;构件设计过程中应尽量避免偏载和不均匀支撑的共同作用;扭转现象使得构件整体受力性能降低约20%,实际工程中建议增加横向连接刚度。

先简支后结构连续桥梁施工技术及质量控制

在众多众多新型桥梁工艺技术中,先简支后结构连续桥梁施工技术因其成本低、周期短以及高质高效等特点,使其成为现阶段桥梁工程项目中,应用最为广泛的技术形式之一。因此,结合实际在建设项目对先简支后结构连续桥梁施工技术做出了说明,并进一步研究了先简支后结构连续桥梁施工技术及质量管控措施。

模糊综合评价法在高速公路简支连续梁评估中的应用研究

为评估连续梁的结构性能,提出了基于模糊综合评价法的评估方法,确定了连续梁结构性能的相关指标,得到连续梁结构性能的综合评价值。通过模糊综合评价法,得到简支连续梁的综合评估结果。最后,通过实例分析验证了该方法的可行性和有效性。研究结果表明:模糊综合评价法在高速公路简支连续梁评估中具有较好的应用效果,该方法能够充分考虑各指标间的关系,综合评估连续梁的结构性能,为工程决策提供科学依据。

先简支后连续结构体系临时支座的合理拆除顺序研究

临时支座的拆除是先简支后连续结构体系施工过程中的关键工序之一。以一原型桥引桥为工程背景,采用虚拟层合有限单元法(VLEM)分析临时支座各种可能拆除顺序下结构体系的应力及挠度变化,以结构体系的力学特性变化最小为目标,得出该类结构体系临时支座合理拆除顺序,具有一定的工程指导意义。

先简支后连续梁桥车辆冲击系数影响因素研究

针对先简支后连续梁桥的结构特点,采用板单元及实体单元模拟连续梁桥,使用9自由度的三维整车模型模拟汽车荷载,考虑桥面不平顺,建立了该类桥梁的车桥耦合振动响应分析模型。结合模态综合技术和Newmark-β数值积分方法进行迭代求解。以某座典型的4跨先简支后连续梁桥为算例,分析了该桥在单车荷载作用下,行车速度、路面等级、车辆自振频率及荷载横向作用位置对冲击系数的影响;并对先简支后连续梁桥和连续梁桥的冲击系数进行了对比分析。研究结果表明:车辆行驶速度与多种因素掺杂在一起共同影响冲击系数;路面不平顺对冲击系数影响显著;基频相同、不同桥型的梁桥冲击系数并不相同,简支转连续能有效减小桥梁的车辆冲击系数。

平曲线段大跨简支钢桁梁悬臂架设方法

针对平曲线段大跨简支钢桁梁桥,为简化施工工序,提高施工效率,以沪通长江大桥非通航孔桥112m简支钢桁梁(共26孔,其中21孔位于半径4 009.55m的平曲线上,相邻2孔桥梁中心线最大夹角1.6°)为例,提出一种平曲线段大跨简支钢桁梁悬臂架设方法。该方法根据平曲线半径、桥梁跨径等参数设计桥跨端部杆件长度和临时连接的转角;使用新型临时连接构造,将悬臂跨端部杆件与锚固跨端部杆件相连,悬臂拼装钢梁杆件;桥跨架设就位后,拆除临时连接构造。其中,新型临时连接构造由顶底板拼接板和腹板拼接板组成,顶底板拼接板是带有平面内折角的异形板件,腹板拼接板是带有平面外折角的弯折板。工程应用结果表明,这种悬臂架设方法架设精度高、简化了施工工序,避免了施工过程中的钢梁横向顶推就位施工,减少了墩顶临时施工设施及现场工作量。

关于高速铁路中小跨度桥梁设计活载模式的探讨

桥梁活载设计标准是桥梁设计的主要依据和控制因素。基于对目前世界各国高速铁路上运行的典型车辆和采用的活载标准的深入研究,针对我国高速铁路桥梁常见的结构形式,对常用中小跨度简支梁、连续梁在现行运营车辆荷载和多种标准设计活载下的结构响应进行了比较分析。分析结果表明,采用我国现有的活载设计标准指导设计,中小跨度桥梁结构偏于安全,但安全储备量过大,有必要进行适当优化。综合考虑安全性及经济性,建议采用0.6UIC活载作为高速铁路客运专线中小跨度桥梁设计活载,采用UIC活载作为高速铁路客货共线中小跨度桥梁的设计活载。

海文跨海大桥设计关键技术

海文跨海大桥是中国首座跨越地震活动断层的跨海桥梁,主桥为独塔半飘浮体系斜拉桥,跨径布置为(230+230)m,跨断裂带引桥为57~60 m不等跨径的简支钢箱梁。针对项目强震、强风、强腐蚀等复杂建设条件,该桥主梁采用自重轻、抗风性能优、疲劳耐久的STC轻型组合扁平钢箱梁结构;桥塔采用承台无系梁的横向“人”字形塔、环向预应力锚固系统;通过与沉井方案比选,提出桥塔基础采用超大直径4.3 m的钢管复合桩,以解决强震作用下基础的受力与微风化花岗岩地质施工的难题;采用提出的钢-STC钢箱梁简支桥面连续构造、三维可调节的钢垫石支撑技术方案,以解决跨断裂带钢箱梁日常行车舒适性与强震下桥梁易修复的难题。开展钢箱梁简支桥面连续构造理论及荷载足尺模型试验、1∶20主桥振动台模型试验、抗风模型风洞试验等相关研究,验证了结构的可靠性及适应性。

先简支后连续分体式箱梁桥简支转连续施工方案研究

以郑少高速公路甄坟沟大桥为工程背景,考虑分体式箱梁桥简支转连续施工过程的横向整体与纵向整体2类(8种)施工方案,利用有限元软件MIDAS/Civil建立全桥空间有限元计算模型,分别对2类(8种)施工方案的施工工序进行施工过程仿真分析。计算结果表明:从简支转连续施工过程中的主梁结构内力变化考虑,横向整体施工方案优于纵向整体施工方案,并且横向整体施工方案中先两端后中间的纵向连接工序(横C)为最优施工顺序。

沪通长江大桥跨横港沙112m简支钢桁梁全悬臂架设安装技术

沪通长江大桥横港沙浅水区域桥梁上部结构为21孔112m简支三主桁钢桁梁,采用"首跨膺架法搭设、其余跨全悬臂拼装、先连续后简支"的安装方法。通过采取优化上墩方式、公路纵梁后安装、连续墩墩顶设置双排支撑等措施,减小了钢桁梁在大悬臂施工条件连续墩墩顶区域应力偏高问题,有效地降低了施工风险。通过采取在连续墩墩顶设置横向限位装置、在墩顶设置纵向限位装置等措施,确保钢梁大悬臂状态下遭遇突风或台风时的横向稳定性。

钢简支梁的新型桥面连续结构抗弯性能试验研究

简支梁桥桥面伸缩缝多,导致行车不舒适,因而多跨简支梁采取桥面连续的措施被广泛应用。海南铺前跨海大桥引桥跨越地震带,为提高行车舒适性,同时达到强震下保护钢梁梁体的目的,文章提出受力性能优良、易修复的钢-STC(super toughness concrete,简称STC)轻型组合简支变桥面连续结构。为探明该简支梁的新型桥面连续结构的抗弯性能,设计两种方案,并对两种方案分别开展负弯矩区足尺模型试验。结果表明,方案2的裂缝开展集中在螺栓连接带区域,而方案1螺栓带STC基本无裂缝发展。从破坏模式看,方案1为U肋受压屈服,螺栓未剪断;方案2为螺栓剪断,U肋未屈服,这意味着在强震下简支变桥面连续结构可保护钢箱梁主体结构。通过有限元软件对试验进行仿真模拟,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,对两种桥面连续结构方案进行实桥有限元计算,结果表明,两种方案均能满足正常使用极限状态的使用要求,但方案2中STC层的抗裂安全系数(21.4MPa/19.7MPa=1.09)高于方案1(22.4MPa/22.0MPa=1.02)。通过计算两个方案的设计弯矩,并与试验得到的极限抗弯承载力比较,方案1和方案2的承载力系数分别为1.1和1.8,方案2高于方案1。同时计算得到两个方案的转角刚度基本持平,均高于原简支梁设计方案。综合试验结果和计算结果,方案2优于方案1,目前该方案已应用于海南铺前跨海大桥的引桥工程中。

沪通长江大桥跨南岸大堤112m简支钢桁梁双悬臂架设技术

沪通长江大桥跨南岸大堤上部结构为3孔112m简支钢桁梁。针对3孔112m简支钢桁梁架设,经综合比选,采用"散拼架设,先连续后简支"施工方案。在33号墩两侧设墩旁托架,利用钢桁梁自身的刚度双悬臂对称架设,减小了钢桁梁的悬臂长度,能够有效控制大悬臂工况下钢桁梁的应力及变形,再通过临时连接悬臂施工最后一孔。钢桁梁散拼架设完成后起落千斤顶分段安装公路桥面板、铁路槽形梁,拆除跨间临时连接,由施工的连续梁状态变为成桥的简支梁结构。施工过程中,在墩顶或托架顶设抗风措施;为确保悬臂钢梁顺利上墩,墩顶布置千斤顶和抄垫钢垫块,待钢梁上墩后千斤顶起顶再安装支座;相邻跨间设临时连接形成连续结构,确保了悬拼期间钢桁梁的结构安全和稳定性。

城市轨道交通连续梁和简支梁的结构噪声特性比较

用模态叠加法计算列车经过时的桥梁动力响应,借助Sysnoise用边界元法求出桥梁结构的模态声传递向量(MATVs),进而由MATVs和桥梁的模态坐标响应计算桥梁的结构噪声。计算比较了三跨简支和连续槽型梁的结构噪声特性。计算表明:远场点噪声大小需要考虑邻跨的影响;与总长和跨径相同的简支梁相比,相同截面的连续梁结构噪声无明显改善;连续梁不能有效降噪的原因在于增加约束改变的是结构整体刚度而不是梁截面板的弯曲刚度。

节段预制拼装连续刚构桥合龙方案研究

为改善节段预制拼装连续刚构桥的成桥内力状态,以南京四桥南引桥某一联4×50m连续刚构(先简支后连续)为背景,采用有限元法分析4跨同步合龙法,逐跨推进合龙法,先两边、后中间合龙法,前后半联二次合龙法的成桥内力。分析结果表明:先两边、后中间合龙方案桥墩弯矩值更均匀,中跨、边跨最大弯矩的比值比较接近,梁体弯矩的均匀程度相当,临时支座反力效果较好,确定该桥采用先两边、后中间方案合龙。

先简支后连续结构体系后连续端部连接的新技术

文章介绍了美国先简支后连续结构体系后连续端部的两种连接工艺。

简支梁桥桥面连续构造的应用分析与探讨

通过工程实例分析,明确了简支梁桥桥面连续的含义以及简支梁桥、简支梁桥桥面连续结构构造特点,针对使用过程中"桥面连续"存在的问题,分析其原因,并提出了性能改善措施,为工程实践的应用提供有益的参考。

西安至南阳段增建二线的古庄河大桥初步设计

古庄河大桥采用简支梁+连续梁,主要论述了其设计原则、设计参数、结构构造、计算成果,以及主要的建筑材料和施工方法。