连续刚构箱形-双薄壁组合式主墩及其刚度匹配设计方法

文章针对因受到建设条件制约而不得不采用主墩高度相差较大的连续刚构桥梁,应用箱形-双薄壁组合式桥墩作为主墩结构,提出了对应的主墩刚度匹配设计方法,并对刚度计算过程进行了推导,得到了组合式桥墩墩顶顺桥向抗推集成刚度的计算公式,用实桥计算示例对提出的主墩设计和传统设计的结果进行了对比。结果表明,文章提出的箱形-双薄壁组合式主墩刚度匹配设计方法能有效地避免主墩高度差引起的内力不均匀分配问题,从而改善高、低主墩连续刚构桥梁在温度、制动力等水平荷载下的力学表现,提高结构的抗震性能。

中低速磁浮圆曲线钢箱梁桥车致振动响应研究

随着圆曲线钢箱梁桥在城市交通中的应用愈发广泛,为探究其在中低速磁浮车辆运行作用下的振动响应特性,基于多体动力学和有限元方法建立车辆-轨道-钢箱梁刚柔耦合动力学模型,采用动态电磁阻尼力影响的二维磁轨关系,并考虑轨道关键部件的参振作用,分析圆曲线段钢箱梁的振动特性,探讨钢箱梁板厚、车辆速度及车体质量对钢箱梁振动响应的影响。结果表明:受曲率影响,钢箱梁在发生弯曲的同时亦会伴生扭转,产生弯扭耦合振动;钢箱梁的振动主要由10~20 Hz的钢箱梁整体弯曲振动、30~40 Hz的钢箱梁扭转振动以及50~70 Hz的轨道局部振动引起;计算得到的钢箱梁跨中横向及垂向最大挠度分别为1.26 mm、3.88 mm,均满足相关标准要求,钢箱梁具有足够的支撑刚度;各工况下的垂向加速度均未超过5.0 m/s^(2)的限值,且最高达到2.2 m/s^(2);在板厚10 mm以及超员载荷工况下,横向加速度大多超过1.4 m/s^(2)的限值,且最高达到4.0 m/s^(2);车辆速度的减小和车体质量的增加均会放大弯扭耦合作用影响,而板厚的增加则能够有效降低弯扭耦合作用影响,当板厚由10 mm增至40 mm时,一阶横弯及扭转频率对应振幅分别减小94.3%、98.7%。

两跨独柱墩曲线连续钢箱梁抗倾覆设计方法

独柱墩曲线连续钢箱梁是城市立交匝道桥常用的结构形式,但因其存在支座间距小、内外侧支座支反力差别大、边墩支反力小以及钢箱梁自重轻等诸多缺点,所以抗倾覆性能差便成为此类桥型普遍存在的问题。近年来发生的数十起该类型的桥梁倾覆事故,造成了严重的社会影响及经济损失。依据相关规范中关于桥梁上部结构抗倾覆计算方法,以实际工程为例,对两跨独柱墩曲线连续钢箱梁抗倾覆性能进行计算分析,得出采用双支座并且给主梁边墩位置处配重的方法,并从特征状态1及特征状态2两方面给出了提高该类型桥梁的横桥向抗倾覆性能的设计方法。

横州飞龙大桥主桥设计

横州飞龙大桥主桥为(100+2×185+100)m波形钢腹板连续刚构桥,主梁为单箱单室波形钢腹板组合箱梁,桥面宽13 m,中支点梁高10.9 m,跨中及边跨梁端梁高4 m。腹板采用1800型波形钢腹板,相比传统1600型腹板具有更高的整体屈曲应力;波形钢腹板防屈曲构造采用内衬混凝土和纵、横向加劲肋混合布置的方式,减少了内衬混凝土长度,减轻了结构自重;波形钢腹板与顶板采用长孔型开孔板连接件,与底板采用外包型连接,提高了结合部施工便捷性和耐久性。主梁采用波形钢腹板悬臂自承重施工工法,先边跨后中跨合龙,采用研发的钢架吊篮与智能吊机组合的挂篮形式,提高了施工效率。

体外预应力加固曲线PC连续刚构桥受力性能分析

越来越多的桥梁随着使用年限的增长出现跨中下挠和裂缝等病害,其中,曲线PC连续刚构桥较为严重,需对其进行加固设计。为了准确反映病害桥梁的现状,本文提出基于Midas/Civil的4种损伤工况模型,根据挠度确定损伤工况并以此作为计算模型分析病害产生的原因。根据体外索下弯的次数提出3种加固方案并建立模型,依据加固思路对加固前后的抗弯承载力、截面上下缘应力以及挠度进行对比分析。结果表明:体外预应力张拉后,桥梁极限承载力、结构刚度以及压应力储备都得到提升,且抑制了主梁下挠,改善结构线形。

金阳河特大桥超高桥墩设计关键技术

金阳河特大桥主桥为(106+2×200+115+40)m连续刚构桥,位于高山峡谷地带,桥址处50年超越概率10%地震烈度7.7度,5~7号主墩分别高113、196、182 m。针对横桥向抗震响应突出且墩高差异大的特点,主墩采用钢管混凝土组合墩,对墩高较大的6号、7号主墩横桥向双侧放坡,各主墩顺桥向尺寸保持恒定以方便施工,梁端设置粘滞阻尼器以实现顺桥向耗能减震;各主墩刚度经匹配设计,控制截面的地震响应达到合理比例。主墩为外包混凝土的四肢钢管混凝土柱及柱间腹板形成的箱形构造,竖向每间隔12 m设置1道钢筋混凝土横隔板;墩梁固结采用钢管混凝土柱置于主梁0号块腹板外侧的连接构造,钢管混凝土柱与承台连接采用承压板+PBL剪力键的构造。大桥整体结构计算结果表明:持久状况和E2地震作用下,钢管混凝土组合墩满足承载能力极限状态要求,主墩墩顶水平位移小于规范规定的变形容许值。主墩施工先安装钢管骨架,再采用液压爬模工艺施工钢管外包层和柱间腹板,研发了多点同步重型提升系统代替大型塔吊,以降低高空作业安全风险,节省施工费用。

铁路曲线槽-箱混合连续梁的曲率效应

将槽形梁与箱形梁结合形成的槽-箱混合连续梁是一种适用于铁路小半径曲线区段的新型结构,但较大的曲率会引起显著的弯扭耦合作用,从而导致曲线梁体开裂或支座破坏。为研究曲线半径对铁路曲线槽-箱混合连续梁空间力学行为的影响,以在建揭阳—惠来单线铁路跨梅州—汕头高铁两等跨槽-箱混合连续梁为依托,建立空间梁单元有限元模型,分析该桥在悬臂转体施工和成桥运营阶段的位移、应力和自振特性,并计算曲线半径对转体施工和运营阶段的主梁变形、应力、自振特性等结构受力特性的影响。结果表明:在转体(悬臂)和运营(连续梁)阶段,梁体曲线内外竖向位移差主要是恒载产生的,其他荷载影响较小;对于两跨单线铁路槽-箱混合连续梁桥,在跨径较大且主梁宽度与曲线半径比值较小的情况下,曲线半径并非影响主梁顺桥向正应力和自振频率的敏感参数,但曲线半径对槽-箱混合连续梁桥曲线内外竖向位移差影响较大;最不利工况条件下,两等跨铁路曲线槽-箱混合连续梁桥在转体施工和运营阶段的变形、应力、自振特性等关键静动力性能指标均满足规范要求。该新型结构适用于曲线半径超过300 m、建筑高度受限的桥梁。

三向预应力箱梁连续刚构桥托架施工方法研究

通过分析0~#梁段托架施工及边跨直线段托架施工方法,对托架的安装拆除、预压方法进行了重点分析,同时,对托架设计荷载及组合进行了计算并详细阐述了预压的工序及测点布置。研究表明,托架预压可达到如下3个目的:(1)消除托架间的非弹性变形;(2)测量出托架的弹性变形值作为施工预留拱度的依据;(3)测出沉降,保证0~#梁段的线型及高程,为同类型的桥梁施工提供经验数据。

双幅整体转体跨铁路刚构桥主墩设计方案比选

广西滨海公路长坜桥主桥为2×79 m连续刚构桥,桥宽39.4 m,主梁为双幅单箱三室箱梁,左、右幅箱梁共用一个箱式双肢薄壁墩,墩高5.22 m。该桥采用先平行铁路双幅整体支架现浇后转体跨越铁路的施工方法,转体重量3.6万吨,球铰直径6.0 m。根据桥墩较矮、桥宽较宽、转体T构悬臂较大、转体吨位大、上承台受力较大的构造和结构受力特点,提出双肢薄壁墩、墙式墩、箱形空心墩3种主墩方案,从构造、结构受力、抗推刚度等方面进行综合比选。结果表明:双肢薄壁墩抗弯刚度大,可提高大悬臂转体施工状态下的结构安全性,对梁体主墩处的负弯矩起削峰作用;其抗推刚度小,可降低墩梁刚度比,改善梁体和桥墩的受力,故选择双肢薄壁墩方案。为进一步减小上承台厚度,解决矮墩身、分幅梁体、中心转铰带来的墩身受力问题,在常规整体式双肢薄壁墩的墩顶设置预应力混凝土系梁,形成箱式双肢薄壁墩。经计算,相较于整体式双肢薄壁墩,箱式双肢薄壁墩能有效减小上承台厚度,且能极大地降低主墩和上承台的应力,使结构受力更优,因此该桥最终采用箱式双肢薄壁墩方案。

半刚构-连续箱梁桥动静载试验研究

桥梁动静载试验是检测桥梁结构安全的重要方法,可准确评价桥梁结构的受力性能和实际工作状态。文中依据JTG/T J21-01—2015《公路桥梁荷载试验规程》,对陶赖昭特大桥主桥进行动静载试验,测试桥梁结构的挠度、应变及动力特性,并与理论值进行对比分析。结果表明,桥梁处于弹性受力状态,强度及刚度满足设计要求,动力响应及动力特性良好。

互通匝道小半径曲线连续钢箱梁上跨新建高速公路施工技术

钢箱梁具有结构轻、强度高、跨度大、成桥造型美观等优点。结合国道109新线高速工程灵山互通D匝道桥上跨张家庄2号大桥工程项目施工,围绕钢箱梁节段划分、机械选型、吊装要点、钢梁焊接等方面进行分析和研究,可为今后类似工程施工提供有益借鉴。

考虑各施工阶段受力影响的连续刚构桥梁地震损伤分析

为研究处于各施工阶段的连续刚构桥梁受力情况的不同在抗震易损性方面的影响,通过研究一座大跨高墩连续刚构桥进一步对该类桥的地震损伤性能进行分析。以Midas/Civil软件建立各施工阶段模型,提取施工阶段的受力情况,并将各阶段受力情况输入Abaqus软件建立的结构模型中,并以等效荷载法提出的适用于连续刚构桥在施工阶段下主梁和主墩的内力等效荷载计算公式验证内力的吻合情况。基于规范反应谱生成10组近断层脉冲型地震动记录,分别输入两组模型,以增量动力分析法对是否考虑施工阶段受力情况的两组模型进行时程分析。曲率延性系数为损伤指标划分损伤状态,基于理论易损性分析方法,加速度峰值作为地震动强度指标,取得主墩墩底、墩顶和墩梁固结处地震易损性曲线。研究结果显示:内力等效荷载计算公式模拟的等效内力与各施工阶段的内力吻合较准确;相同地震动强度不同施工阶段下,墩底、墩顶和墩梁固结处各损伤状态的损伤超越概率均随主梁悬臂长度的增加而增加;不考虑施工阶段桥梁的受力将会低估墩底、墩顶的损伤概率,同时高估墩梁固结处的损伤概率。损伤概率低估量在墩底沿纵桥向最大,且该低估量的大小也与主梁悬臂长度有直接关系,随悬臂长度的增加而增大。

曲线连续钢箱梁设计要点分析

由于钢箱梁具有结构高度低、跨越能力大、自重轻、抗弯和抗扭刚度大、强度高及施工速度快等优点,在大跨度曲线桥梁中应用越来越广泛。由于曲线桥梁受力状态非常复杂,处于一种弯、剪、扭的复杂受力状态,设计过程应进行详细计算。通过工程实例,从总体布置、构造、受力特点、建模与计算对曲线钢箱梁的设计和计算要点进行了详细研究,为同类型桥梁的设计提供参考和借鉴。

德清门户型人行景观桥梁设计

德清门户型人行景观桥梁为三跨等高变宽刚构钢箱梁桥,平面呈多段圆曲线布置,桥南侧设置一倾角为10°的钢管桁架拱门,拱门辅以吊索与梁体相接。介绍了该桥的设计要点,包括桥跨布置、结构形式、附属设施、景观设计、施工步骤示意及结构分析要点,可为类似景观桥梁的设计提供借鉴。

弯曲桥梁抗倾覆性能分析与加固设计

抗倾覆性能是曲线桥梁的一项重要安全性指标。对于某高速公路工程平面弯曲梁桥,通过空间有限元建模分析,计算了弯曲混凝土连续箱梁的抗倾覆稳定系数与支座反力,并进行了抗倾覆加固设计。由分析验算结果可知,钢板混凝土盖梁加固措施受力简明、施工方便,宜用于快捷加固独柱墩弯曲桥梁以增强其抗倾覆性能。

大跨度曲线UHPC连续刚构箱梁桥的设计研究与实践

以上海市松江区外下洋路油墩港桥为研究对象,研究基于UHPC的大跨度曲线连续刚构桥的总体设计和构造设计;结合体内及体外预应力布置方式,研究节段箱梁及下部桥墩的装配化施工方案。分别建立空间梁单元模型和整梁空间实体单元模型进行计算分析,并对计算结果进行对比分析。分析结果表明空间实体单元模型的应力分布与空间梁单元相比趋于均匀,采用空间梁单元模型的计算结果进行分析验证偏于安全,结构受力完全满足要求。该工程首次提出采用钢结构横隔板代替传统混凝土横隔板,钢结构横隔板构造简单,便于节段箱梁的预制施工。从空间实体单元模型计算结果来看,钢横隔板与UHPC横隔板的作用效果基本一致,满足结构整体受力性能的需求。

中跨变截面连续刚构箱梁支架设计风险研究

随着社会经济的发展和科技的进步,桥梁建设在满足功能需求的同时,对美观、环保、经济等方面的要求也越来越高。中跨变截面连续刚构箱梁以其优良的性能和广泛的应用,逐渐成为了现代桥梁建设的重要选择。然而,这种结构在支架设计和施工过程中存在一定的风险,需要对结构稳定性风险进行深入的研究和评估。本文依托徐明高速项目,将针对中跨变截面连续刚构箱梁支架设计风险进行研究。为了降低变截面箱梁支架设计的风险,需要进行充分的风险评估和管理。这包括进行详细的地质勘察和基础设计,以确保支架的稳定性和承载能力;合理选择施工设备和材料,确保施工质量和安全性;采取恰当的安全措施,保障施工人员的生命安全;以及进行严格的施工监控和管理,确保施工进度和质量符合要求。

高速软基区小半径曲线箱梁施工技术

为防止桥梁建设过程中及服役期内因变形过大而发生安全事故,文中针对软基区小半径曲线连续梁施工技术开展研究。以阜溧高速大纵湖互通C匝道桥工程为背景,根据现场地质情况提出软基加固方案,建立曲线连续梁有限元模型,模拟计算自重、预应力作用下的桥梁变形情况。结果表明在桥梁施工前采用“开挖软土、换填砖渣、振动压实”方法对软基进行处理,确保现浇支架稳定。在自重作用下,软基处理后桥梁最大竖向位移仅为-10.5 mm,是软基处理前的0.51倍,最大竖向和径向位移分别出现在边跨跨中和梁体中部。为更好地控制桥梁施工质量,对桥梁变形进行监测,立模高程偏差值最大为6.5 mm,桥梁变形在控制范围内,模拟值和监测值较为接近,研究内容可为实际施工提供参考。

满堂支架现浇连续箱梁技术在高架桥工程中的应用

本文以某高速公路桥梁建设工程作为研究案例,对公路桥梁施工过程中的满堂支架现浇梁施工工艺展开研究,对桥梁工程现浇箱梁盘扣式满堂支架施工中的支架布置、支架搭设、支架预压及变形观测、支架预拱度设置等技术进行了分析和总结,旨在更好地确保该桥梁工程现浇箱梁盘扣式满堂支架的施工质量,为项目的顺利竣工提供保障。使用满堂支架现浇梁施工工艺可以取得理想的应用效果。

大跨度异形曲线连续刚构桥的设计研究

以贵州贵御温泉大桥为例,针对连续刚构桥异形曲线的特点,介绍(80+145+80)m大跨度异形曲线连续刚构桥的总体设计,提出通过调整腹板及底板厚度来控制平衡重的设计方法,进行合理的构造和配束设计。建立3D模型,进行静力、屈曲稳定及动力特性分析。研究表明,桥梁的弯扭耦合效应较小,变形和应力均处于合理范围;屈曲稳定性较好,变宽段的稳定性比等宽段稍差;动力特性以纵飘和横弯为主。桥梁设计合理,满足规范要求,可为同类桥梁设计提供参考。