基于索力和振动特性监测的多跨空间异型刚梁柔拱组合桥梁安全韧性分析

对多跨空间异型刚梁柔拱组合体系无推力拱桥进行有限元建模分析,基于振动法对吊杆索力进行检测,通过理论索力与实测索力的对比,分析该类复杂结构桥梁索力的受力规律。同时,基于历年桥梁索力检测结果,研究索力随外部荷载改变时的变化特征,对桥梁索力在长期运营状态下的健康状态进行安全韧性分析。通过测试桥梁的自振特性,分析桥梁结构整体性能,为评价桥梁工作状况提供依据。

高烈度不对称深切峡谷区铁路桥梁桥式方案研究

某铁路桥梁位于近断层高烈度地震区、不对称深切峡谷,为确定该铁路桥梁桥式方案,综合考虑气候条件、地形地貌、地质条件等因素提出(95+160+95+59)m预应力混凝土连续刚构、(60+200+106+50)m部分斜拉桥和(253+145)m连续钢桁柔性拱3个桥式方案,并详细介绍了各方案桥梁结构尺寸和施工方案。采用BSAS和Midas Civil有限元软件建立桥梁结构分析模型,对主梁、桥塔、桥墩、桩基、动力特性等进行计算分析,并从结构刚度、施工难度、施工周期、抗震性能、维修养护、工程造价等方面对3个方案进行比较。结果表明:(1)静活载作用下,连续刚构竖向位移为38 mm,挠跨比为1/4210;部分斜拉桥竖向位移为135.4 mm,挠跨比为1/1477;连续钢桁柔性拱竖向位移为78 mm,挠跨比为1/3231。(2)连续刚构桥一阶周期2.02 s,部分斜拉桥一阶周期2.4 s,钢桁柔性拱一阶周期2.58 s。(3)3个桥式方案均能满足规范要求,方案均安全可行,但连续刚构桥造价远低于部分斜拉桥和连续钢桁柔性拱。(4)预应力混凝土连续刚构桥刚度大、施工技术成熟、抗震效果良好、工程造价低、后期维修养护工作量小,方案最优。

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥施工控制关键技术

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m刚性梁柔性拱桥,主梁为三主桁双层板桁组合结构,采用“先梁后拱,主梁双悬臂拼装,拱肋竖向转体”方案进行施工。为确保成桥线形和内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,进行施工全过程和成桥分析,基于无应力状态法开展施工控制。钢梁墩顶节间施工时,设置墩旁托架,利用浮吊拼装;对称悬拼期间,为保证纵向稳定性,采用水袋对边跨进行配重,利用扣塔分别张拉2对扣索以改善钢梁受力并调整钢梁线形;采用预降边支点、4号墩钢梁整体预偏,以及扣索索力调整等措施进行钢梁中跨合龙;拱肋竖转后,主要通过扣索完成拱肋合龙调位;拱肋合龙后,从中间向两边张拉吊杆。经实测,该桥钢梁合龙口相对高差在10 mm以内;拱肋合龙口轴向偏差最大2 mm,相对高差最大1 mm;吊杆索力与设计目标索力偏差均在5%内,满足施工控制要求。

大跨度刚梁柔拱组合体系桥梁设计关键问题研究

大跨度刚梁柔拱组合体系桥梁是一种具有较好经济效益和结构性能的新型桥梁结构形式。文章针对不同荷载情况和结构特点,提出了相应的设计方法,以保障桥梁结构的安全性和可靠性,并通过对湖北省某梁式桥进行深入研究,得到左第二跨主梁右端支座与左边跨主梁跨中之间的轴力差值最大,反应谱差值为4688.3 N,时程相差4930.4 N,验证了大跨度刚梁柔拱组合体系桥梁的设计方法和理论在实际工程应用中的可行性和优越性。文章研究成果可为大跨度刚梁柔拱组合体系桥梁的设计和应用提供有益参考。

单片钢管混凝土拱桥梁稳定性分析

单片钢管混凝土柔拱刚梁组合体系桥梁可以有效改善大跨度梁桥跨中下挠以及开裂问题,同时可以减小主梁结构的建筑高度,但柔性拱的稳定性问题较为突出。为解决该问题,依托城市桥梁恒太河特大桥,建立空间有限元计算模型,进行弹性及非线性稳定分析。通过各种措施,有效的提高了柔性拱的稳定性,研究结果表明:采用双吊杆体系,以及在上弦杆之间设置斜撑杆可以有效提高空间拱肋的横向稳定性;随着平联杆截面尺寸的增加,结构的横向稳定性有所提高,但效果不显著;随着矢高或跨中上弦杆顶撑距的增加,拱座对结构的横向约束效应逐渐降低,结构的横向稳定性逐渐下降,但影响较小;对于跨度较大的柔拱刚梁钢管混凝土拱桥,有必要考虑初始缺陷的影响,对结构进行非线性稳定分析。

沪通长江大桥天生港专用航道桥设计

沪通长江大桥天生港专用航道桥为刚性梁柔性拱桥,跨径布置为(140+336+140)m。主梁采用三主桁双层板桁组合结构,主桁采用华伦式桁架,焊接整体节点,桁高16.0m。铁路及公路桥面均采用正交异性板整体钢桥面,上层为公路桥面,标准宽度为33.0m,设双向2%横坡;下层为铁路桥面。主拱采用抛物线形,拱肋采用钢箱截面,截面高1.8m、宽1.2m。拱肋与主桁的上弦杆采用柔性吊杆连接,吊杆采用平行钢丝成品索,全桥共57组。主墩基础采用钻孔桩基础,墩身采用墩顶设置墩帽的单箱三室空心墩结构。设计采用了先梁后拱的指导性施工方案。

大跨钢桁拱轨道横梁半刚性连接节点疲劳性能试验研究

主跨552m的重庆朝天门长江大桥轨道横梁采用新的半刚性结构与主桁连接。为评估半刚性连接结构在公路及轻轨荷载共同作用下的抗疲劳性能,对其进行全寿命期疲劳试验研究。通过空间有限元分析,选取受力最不利的主桁E18节点与轨道横梁的连接结构为研究对象。参考美国AASHTO及英国BS5400设计规范,基于M iner疲劳损伤累积原则,得到轨道横梁半刚性连接结构的疲劳内力幅。采用1∶4缩尺模型,完成半刚性连接结构设计寿命期及超长服役期的疲劳试验。设计寿命期疲劳试验结果表明,朝天门长江大桥轨道横梁与主桁E18节点的半刚性连接在其设计寿命期内不会发生疲劳开裂,疲劳性能满足设计要求。全寿命期疲劳试验结果表明,轨道横梁上翼缘的连接角钢是半刚性连接结构的易损部位。

南沙港铁路洪奇沥特大桥主桥设计

南沙港铁路洪奇沥特大桥位于近海强风区,通过方案比选最终选择跨径为(138+360+360+138)m钢桁梁柔性拱桥作为桥式方案。钢桁梁采用高16m的2片主桁,桁间距15m,节间长度为13.5m和14m;采用水平向熔断型支座、纵向粘滞阻尼器、横向E型钢阻尼器的组合抗震措施;设计选用柔性吊杆;采用板式轨枕纵横梁无道砟桥面系,与传统的正交异性板有砟桥面系相比,桥面恒载由145kN/m降至70kN/m,节省了费用。为减小施工风险,在主跨设置临时支墩,并借助临时支墩悬臂拼装钢桁梁;将拱肋分成2个半拱,在钢桁梁上弦搭设支架卧拼拱肋,并借助扣塔扣索竖转拱肋。有限元计算结果表明该桥设计方案结构力学性能满足规范要求,设计合理。

大跨钢桁拱轨道横梁半刚性连接的疲劳荷载

为评定公路与轻轨两用钢桁拱桥轨道横梁与主桁半刚性连接在车辆荷载作用下的疲劳损伤累积,对该构造细节在桥梁设计寿命期内车辆荷载产生的疲劳荷载谱的计算方法进行了研究.针对我国公路桥梁设计规范暂无疲劳荷载规定的情况,参照美国AASHTO规范,建立了反映桥梁设计寿命期内真实运营状况的疲劳荷载模型,并通过全桥三维有限元分析计算了该构造细节的荷载历程.根据疲劳损伤累积理论,确定了钢桁拱轨道横梁与主桁半刚性连接的疲劳试验荷载.

拱架式贴片机横梁刚柔耦合动态仿真优化设计

横梁的抗振性能是影响拱架式高速高精度贴片机贴装精度和效率的关键因素,并且对贴片机整机的稳定性也有重要影响。为提高抗振性能,以横梁为研究对象,提出结合刚体和柔性体多体动力学理论以及有限元的方法建立贴片机的刚柔耦合多体模型,对其进行多个贴装周期的仿真,分析基于各个不同截面结构的横梁条件下,安装在横梁上的贴装头的振动幅值变化和加速度变化,以评估横梁的抗振性能。分析结果表明,横梁的抗振性能对贴装头的稳定性有决定性的影响,改变横梁截面结构布局以及筋板厚度可对横梁的抗振性能进行优化,优化后,抗振性能显著提高。

钢桁梁柔性拱桥极限承载力分析

根据连续介质力学基本理论,针对大跨度钢桁梁柔性拱桥在变形、失稳破坏期间产生的材料和几何非线性特性,用通用软件ANSYS建立桥梁的空间模型。采用非线性有限元法,进行钢桁梁柔性拱桥在两种不同加载情况下的极限承载力分析。结果表明,桥梁局部变形失稳是影响整体极限承载力的重要因素。提出通过增大个别杆件的刚度来提高极限承载力的方法。

大跨度钢桁梁柔性拱桥明桥面无缝线路计算分析

以某在建大跨度钢桁梁柔性拱桥为研究对象,运用梁轨相互作用原理,采用有限元方法建立桥上无缝线路计算模型,提出4种扣件铺设方案并分析其梁轨相互作用。结果表明:(1)对于明桥面无缝线路,桥梁温度跨度和扣件纵向阻力是影响无缝线路纵向力的决定性因素,大跨度钢桁梁柔性拱桥的纵梁体系对无缝线路纵向力的影响有限。(2)若不设置钢轨伸缩调节器,无缝线路钢轨强度检算不能满足规范要求。(3)应根据桥梁梁端最大伸缩位移,选择相应的梁端伸缩装置和钢轨伸缩调节器。

汉十高铁崔家营汉江大桥设计方案比选

我国高速铁路大跨度桥梁越来越多,研究并选择合理的桥式方案显得十分重要。以汉十高铁崔家营汉江大桥为工程实例,对桥位方案进行研究比选,根据孔跨布置提出连续刚构拱桥、刚构斜拉桥、钢桁柔性拱桥、钢混叠合梁斜拉桥4个方案,从技术、经济、工期、维修养护等方面进行详细的分析比较,选择连续刚构拱桥方案,该方案结构刚度大,工后徐变小,经济节省,造型美观。

常泰过江通道专用航道桥方案比选

以常泰过江通道专用航道桥为背景,对主跨300m级的中等跨度公铁两用桥梁桥型方案进行研究比选。选取变高钢桁梁桥、刚性梁柔性单拱桥、刚性梁柔性三拱桥、钢桁梁斜拉桥4种方案进行对比。由于钢桁梁斜拉桥方案需设置2个90m的边跨以满足结构刚度的要求,造价较高,因此不予考虑。建立另外3种桥型方案的空间有限元模型,对比各方案的静、动力性能,并考虑施工和运营维护难度、经济性等各因素进行综合分析。结果表明,刚性梁柔性三拱桥方案在结构刚度、结构受力、工程施工、经济性等方面具有良好的优势。该方案可作为主跨300m级中等跨度公铁两用桥梁优选的桥型方案。

重庆菜园坝长江大桥设计方案研究

菜园坝长江大桥主桥是大桥工程的重要结构组成部分 ,文章通过对大桥方案设计的影响因素分析 ,以全新的设计理念 ,提出一种创新的把场地条件、功能需求、材料特性、结构受力、景观需求自然融合的新桥型 。

刚梁柔拱组合体系桥荷载分担比研究

用结构力学的方法分析了三跨连续刚梁柔拱组合桥在均布荷载作用下的受力特性,并且通过应用一些假设,推导出拱肋荷载分担比的力学表达式,同时讨论了对拱肋荷载分担比的影响因素,结果在为同类桥型的初步设计提供了参考。

京沪高铁济南黄河大桥钢梁设计与施工

济南黄河特大桥是京沪高铁跨越黄河的重要通道,设计时速350km/h,其结构形式为5跨连续刚性梁柔性拱下承式钢桁梁桥,国内尚属首次采用。对桁架、节点、横断面及桥面系的设计进行详细介绍,通过对施工过程的调整和监控,确保施工的顺利实施。

柔性拱钢性梁桥设计

合肥铁路枢纽南环线跨合宁高速特大桥是一座铁路上跨高速公路的特大桥,该桥采用(114.75+229.5+114.75)m柔性拱刚性梁,主跨跨度在国内同类型桥梁中居于首位。介绍了该桥的总体设计、结构构造及总体施工方法。

刚性梁柔性拱桥反应谱敏感性分析

以某3跨180m+216m+180m刚性梁柔性拱桥为研究对象,采用CQC反应谱类型组合方式,具体分析刚性梁柔性拱体系在地震作用下结构敏感性。分析结果得出在不确定性因素周期变化率增加到22.83%时拱圈及上弦杆响应最大,结构加速度指标变化率分别为60.05%,74.67%,敏感性系数分别为2.63,3.27,不确定性因素变化率增加到22.83%时拱圈及上弦杆敏感性系数达到峰值,同时上弦杆敏感性系数变化斜率比拱圈更大,结构在横向不同反应谱震动周期作用下主桁比拱圈更敏感。

大跨度钢桁拱桥设计关键技术

柳州市白露大桥为主跨288 m的连续钢桁拱桥,采用两片主桁,主桁中心距为37 m。针对边跨桁梁桁高矮、横向宽度大的特点,将腹杆设计为变截面,通过减小其线刚度并增大截面面积的方法以消除横向框架效应产生的不利影响。平联采用较为简洁的菱形桁式,兼顾结构的受力合理性和美观性。桥面采用密横梁体系的正交异性整体桥面板,使桥面板参与主桁共同作用的同时避免了横梁面外弯曲。为改善结构气动性能,降低风致振动的影响,采用柔性吊杆。边跨平弦钢桁梁采用支架法半悬臂施工,中跨拱圈采用以临时墩辅助拱上吊机悬臂架设的施工方案,桥面系随主桁同步架设。