高铁大跨双肢墩连续刚构桥减震系梁地震易损性分析

为了解地震作用下减震系梁对高铁大跨双肢墩连续刚构桥的减震效果,以某主跨180 m的山区高铁双肢墩连续刚构桥为背景,分别建立采用钢筋混凝土(RC)系梁、2种新型减震系梁(可屈服钢系梁与斜交筒式黏弹性阻尼器系梁)方案的全桥有限元模型,对比分析不同系梁方案下的结构损伤、桥面平顺性指标等。结果表明:2种新型减震系梁均不会在地震作用下出现负刚度,新型减震系梁方案较RC系梁方案能有效降低系梁和主墩的结构损伤概率,主墩最大压应变降低83.3%;但减震系梁对震后桥面平顺性指标无明显改善,需采用更具针对性的技术措施。

基于整体节点理念的钢盖梁与混凝土墩柱连接结构优化设计

针对传统钢盖梁设置套筒外包混凝土墩柱方案墩梁连接位置刚度突变、应力集中及施工定位精度要求高的问题,基于梁柱整体节点理念,以门式框架墩为例,提出一种钢盖梁与钢套筒连接结构优化方案。该方案将连接位置处钢盖梁和钢套筒腹板设计为整体节点板,钢盖梁和钢套筒翼缘板加劲肋一一对应,并将现场接头设置在钢盖梁侧。以某公路工程匝道桥为背景,采用有限元软件分析其门式框架墩采用传统方案与优化方案的受力性能,并将优化方案应用于实桥。结果表明:该优化方案传力顺畅,结构应力集中程度较低,构造合理;该优化方案施工较为简单,容错性更好,具有良好的推广应用前景。

不中断交通下既有桥梁墩柱置换技术

广东中江高速公路扩建主线路基下穿四村立交C、E匝道桥,两匝道桥各有1个桥墩(C18号墩、E12号墩)位于下穿高速公路扩建的主线路基上,需对该2个桥墩进行置换,为下穿高速公路扩建主线路基提供建设空间。既有2个桥墩均为圆柱式双柱墩,且均为上部前、后两联连续箱梁的交接墩。考虑扩建路基空间需要及既有桥梁结构安全,在不中断交通的条件下,分别采用普通大跨径横梁和隐形横梁的门架墩置换原桥墩,并分析墩柱置换施工对匝道桥主梁受力的影响,结果表明墩柱置换后桥梁结构仍满足承载要求。置换施工时,先施工新建置换墩,待新建置换墩具备承载能力后,再切除既有桥墩,实现体系转换。为降低墩柱置换施工对桥梁运营的影响以及减少体系转换次数,C18号墩门架墩横梁包围既有桥墩立柱上部;E12号墩门架墩隐形横梁与上部主梁固结,并在伸缩缝两侧分别单独设置门架墩。

不同布置形式钢横梁门式墩对比研究

以一座新建铁路上跨既有铁路钢横梁门式墩为背景,建立有限元模型,从受力和经济方面对正交布置、斜交布置两种形式钢横梁门式墩进行分析。结果表明:采用斜交布置虽然能够减小钢横梁跨度,但是需要增加横梁宽度来满足相关规范的构造要求;斜交布置的钢横梁截面强度较大,安全储备高,但是纵向及横向刚度较低;斜交布置钢横梁框架墩的每延米费用高,正交布置的综合概算高。门式墩布置形式选型中应结合新建线路与既有线路的交角大小、场地情况等,选择合理的布置形式,在满足结构安全的前提下达到经济效益最大化。

铁路全钢结构框架墩设计与施工关键技术

针对传统钢横梁-混凝土立柱框架墩邻近营业线时,混凝土立柱施工周期长、钢横梁吊装难度大的问题,提出钢横梁-钢立柱全钢结构框架墩方案。以宣绩高铁跨越既有皖赣铁路工程为背景,对全钢结构框架墩进行设计及应用研究。全钢结构框架墩立柱与横梁均为钢结构,提升了结构整体性;采用轻量化设计降低吊装难度和工程投资;通过柱底混合连接构造连接框架墩钢立柱和混凝土基础,提高了安装精度和连接可靠性。对结构稳定、局部承压、疲劳强度、刚度变形等各项指标进行验算,结果表明均满足规范要求。全钢结构框架墩采用旁位拼装、整体吊装、柱底对位连接的施工方案,施工阶段采用吊装变形控制和对位引导等施工关键技术,有效提高了施工工效和安装精度。对比传统钢横梁混凝土立柱框架墩,全钢结构框架墩工程投资相当,但减小了对既有铁路运营的干扰,施工难度和施工风险均大幅降低。

分幅高墩连续刚构主墩结构行为研究

以一座主跨150 m分幅连续刚构为例,为抵抗高墩、大跨连续刚构桥突出的横桥向风荷载,在墩顶横桥向设置抗风横梁,将分幅刚构迎风面与背风面桥墩连接起来共同受力,改变了传统的仅由迎风面桥墩单独抵抗横向风的状态,结果表明墩底内力大大减小,同时墩身稳定性也得到一定提高。对于既定上部结构,通过改变墩身形式,探讨了其对上下部结构、施工工序、工程造价等影响,在单、双肢墩都适应的前提下,应结合受力、稳定、施工等因素综合考虑采用双肢薄壁墩或单肢薄壁墩。

G3铜陵长江公铁大桥桥塔设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m斜拉-悬索协作体系桥。江北、江南侧桥塔塔高分别为228.5、222.5 m,结构尺寸大,受力复杂,考虑桥塔受力、施工便捷性及主缆与斜拉索面协调布置等,确定采用C60混凝土门形桥塔。桥塔由上、下塔柱和上、下横梁组成,塔柱和下横梁为单箱单室截面,上横梁为开口槽形截面,索塔锚固区采用钢锚梁+混凝土齿块组合的索塔锚固结构,桥塔顶部主索鞍局部承压区采用间接钢筋网片加强并预留索鞍预埋件的布置空间。设计过程采用BIM技术优化局部设计细节,钢锚梁及钢牛腿等钢结构和混凝土结构外表面均采用防腐涂装体系进行耐久性设计。采用MIDAS Civil软件对桥塔整体受力进行分析,并对槽形断面上横梁基于经典理论、规范验算、实体有限元模型论证其结构安全性;基于ANSYS板壳有限元模型,研究不同板厚下钢锚梁锚下加劲板剪应力集中系数,以指导钢锚梁加劲板设计。桥塔塔柱采用支架法和爬模法施工,上、下横梁均采用支架法与塔柱异步施工。

大跨径门架墩设计施工要点分析

当前,门架墩在桥梁工程中的应用越来越广。为提高门架墩设计和施工质量,延长门架墩的服役寿命,文章从盖梁、墩柱、桩基等方面分析了门架墩在设计和施工方面需要注意的问题和难点,并从运维角度分析了提高结构耐久性的方法。最后以一座桥梁为案例,介绍了门架墩在实际工程应用中需要考虑的设计因素和应对措施,并从计算角度验证了方案的可行性。研究可为门架墩的应用和推广提供参考。

复杂路况下的城市立交桥设计——以广州白云站综合交通枢纽工程广清节点为例

广州白云站综合交通枢纽工程广清节点主线以高架形式下穿广清高速,并设四条匝道连接广清高速,形成半互通立交。设计以广清高速高架桥标准30 m跨径为基本跨径,根据地下管线分布,利用门架墩、承台跨越及局部调跨等布墩措施,合理避让,逐桩确定溶洞预处理方案。采取预拱度设置与主梁高度调整的措施严控新旧桥变形差。针对低净空吊装限制影响,钢盖梁采用拖拉后焊接等方法,多重措施解决新旧桥拼宽问题。工程方案合理解决了城区管线复杂区域的旧桥改造难点,以期为同类工程提供参考。

横系梁对双肢薄壁高墩刚构桥稳定性的影响分析

研究目的:高墩桥梁稳定性一直是影响桥梁结构安全的关键因素,如何在保证桥梁外形美观、结构受力合理的情况下提高高墩桥梁的稳定性,是工程技术人员一直在探讨的问题。本文以京承三期清水河2#桥为工程背景,采用三维有限元分析软件SAP2000对双肢薄壁高墩刚构桥进行空间稳定性分析,并对比分析在有无横系梁的情况下最大悬臂施工阶段和成桥阶段桥梁的稳定性。研究结论:初步得出了墩间横系梁对双肢薄壁高墩桥梁稳定性的影响:墩间横系梁主要对顺桥向的桥梁稳定性贡献较大,对桥梁横向稳定性基本上没有影响;随着墩间横系梁数量的增加,对稳定性的贡献也趋于稳定。恰当地设置横系梁能有效地提高双肢薄壁高墩刚构桥梁的稳定性,但随着横系梁数量的增加稳定性提高并不明显。

双薄壁高墩系梁设置方式对连续刚构桥地震响应的研究

为研究横系梁的设置方式对双薄壁高墩连续刚构桥地震响应的影响,基于OpenSEES建立了全桥三维非线性纤维模型,采用时程分析法,对比研究了4种横系梁工况。结果表明:横系梁对桥梁动力特性影响很大,有无横系梁的桥梁第一阶周期相差1倍以上;横系梁越强,墩身剪力的增幅越大,高墩纵向曲率和弯矩在横系梁附近的突变越显著;横系梁较强时,墩身纵向位移分布接近线性,最大位移在墩顶,增大了桥台支座的变形需求。从兼顾桥梁地震内力和变形两个方面而言,横系梁的设置均不宜过强。

跨座式单轨交通刚构体系钢轨道梁桥设计参数影响性分析

刚构体系钢轨道梁桥的主梁中支点应力和桥墩配筋率对结构受力及工程造价影响较大,为掌握设计参数对主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响程度,采用有限元软件建立3种典型桥梁(等截面3×25m连续、变截面单跨40m门架式及变截面x+80m+x连续刚构体系钢轨道梁桥桥型方案)计算模型,分别计算不同梁高、墩柱尺寸、平曲线半径等参数下主梁中支点应力和桥墩配筋率的变化规律。结果表明:针对主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响,等截面连续刚构体系钢轨道梁桥对主梁高度及平曲线半径较为敏感,变截面单跨门架式刚构体系钢轨道梁桥对桥墩尺寸及平曲线半径较为敏感,边跨跨度、中支点梁高、桥墩尺寸及平曲线半径对变截面连续刚构体系钢轨道梁桥的主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响较大。

福平铁路(110+198+110)m刚构设计研究

研究目的:闽江为内河Ⅱ级航道,通航孔为单孔双向通航,要求净空为170 m,净高为24 m。福平铁路闽江特大桥主桥采用(110+198+110)m连续刚构。由于本桥跨度大,为全线控制性工程,桥梁结构的设计必须进行多方位的比选。本文结合通航、地质等情况,从梁高、双薄壁墩墩柱间距、双薄壁墩壁厚、桩基布置、桥式结构等方面进行比选,从而得出适合本桥的桥式结构及轮廓尺寸。研究结论:通过对不同比选条件的计算分析可以得出:(1)主体结构的应力、位移等各项指标均满足规范要求,本桥设计的轮廓尺寸是合适的;(2)对于主跨200 m以内的有砟轨道连续刚构,主跨部分增加钢桁梁对结构的工后徐变变形影响不大,但造价增加较多,不宜采用;(3)该研究成果可为同类桥梁工程的设计提供参考或借鉴。

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。

门形刚架人行天桥的设计及优化

在人行天桥的设计中,采用门形刚架结构代替传统的简支钢箱梁,可以显著提高结构竖向振动基频,从而减小梁高,提升景观效果。该文以天津市南京路人行天桥改建工程为背景,论述了结构选型的过程。为了利用旧桥偏弱的桩基础和承台,设计中对多种优化思路进行了试算,最终确定为两铰门形刚架结构形式。墩梁固结处则采用柱穿梁的方法保证了主梁和墩柱的有效连接。

高墩大跨径连续刚构桥双肢墩系梁设置道数与地震响应关系分析

为了研究系梁设置道数对大跨双肢薄壁高墩连续刚构桥自振特性及地震响应的影响,文中以清水江大桥为背景,利用MIDAS/Civil程序,建立了空间有限元仿真分析模型,分析了系梁的道数对结构自振特性的影响,通过反应谱法讨论了在不同系梁道数下桥梁结构的地震响应规律。

基于横系梁数量变化的双柱式墩地震易损性分析

为了研究横系梁的设置数量对双柱墩的抗震性能的影响,运用基于传统可靠度的直接回归概率需求模型分析双柱式墩的地震易损性.结果表明:在横桥向地震动输入的激励和相同损伤状态下,易损性曲线会在地震动加速度峰值PGA的某一数值下发生交叉;当PGA小于交叉点加速度峰值时,双柱式墩所对应的超越概率随着墩柱间横系梁的设置数量的增加而减小;当PGA大于交叉点加速度峰值时,超越概率随着墩柱间横系梁的设置数量增加而增大.

海上双肢墩连续刚构桥抗震性能分析

双肢墩是连续刚构桥梁常见的一种桥墩形式。以某海上连续刚构桥工程实例,通过有限元建模计算,对比桥墩取不同尺寸、是否设置系梁等不同情况下的地震响应,对海上双肢墩连续刚构桥桥墩及高桩承台基础在罕遇地震作用下的抗震性能进行分析。结果表明,双肢墩设系梁可以减小桥墩塑性转角、墩梁相对位移,并且基础受力优于增加双肢墩壁厚的情况。

双排悬臂支护桩受力机理分析

以工程实践为基础,分析双排悬臂支护桩的受力机理,探讨双排支护桩的结构布局和内力分析,将支护结构考虑为门式刚架,在合理假设的基础上,进行桩顶弯矩、剪力计算,为前后排桩间距、嵌入深度等设计提供了理论依据.并以某支护工程为例,介绍了双排桩作为支护结构的设计与施工过程,在施工过程中,于桩顶梁上布置变形观测点,进行基坑侧壁的变形观测,作为检验和评价边壁最终稳定性的依据.实际检测证明,双排悬臂支护桩不仅施工简单便利,无须进行锚杆施工,而且具有位移小、弯矩小的优点.

钢横梁施工方案对钢-混组合门式墩受力性能的影响

以江苏南沿江城际铁路跨越宁杭(南京—杭州)高速铁路桥梁为研究对象,介绍了钢-混组合门式墩结构的特点,研究了钢横梁施工方案对门式墩整体受力性能的影响。结果表明:采用门式墩小角度跨越既有线路的方式可以减小既有线路上方施工作业时间、降低结构施工难度;钢横梁不同施工方案对门式墩整体受力性能有较大影响,墩梁先铰接后固结的施工方式有利于改善立柱受力性能,可增加横梁受力的合理性,减少对后期工序的影响。