盾构隧道近接斜交侧穿桥梁桩基变形计算方法

以圆形截面桩为例,基于修正后的Loganathan公式,利用文克尔弹性地基梁模型、m法计算理论和荷载传递法,建立盾构隧道近接斜交侧穿既有桥梁桩基的变形计算方法.通过现场监测结果验证计算方法的工程适用性,并利用该方法分析侧穿桥梁桩基施工引起桩身水平挠曲变形的主要影响因素.结果表明:桩身水平位移和桩顶竖向位移的理论计算结果与监测结果之间的最大误差分别不超过14.6%和2.7%.与现有方法相比,所提方法的计算结果更接近实测值.入土段桩身水平挠曲程度与隧道轴心和桩基中心轴线之间的水平距离、隧道侧穿斜交角呈负相关;最大水平挠曲位移与隧道侧穿斜交角呈负相关.当水平侧穿距离为6.0 m时,最大水平挠曲变形为7.4 mm;当隧道盾构侧穿斜交角为70.0°时,入土段桩身最大水平挠曲位移为15.4 mm.

高铁钢箱梁跨中单临时支墩顶推施工关键技术

研究目的:顶推施工过程中,因新建线路小角度斜交既有线路,造成了跨越既有线路段临时支墩难以布置、主梁悬挑跨径大的问题,增加了施工难度,同时给施工的安全性提出了挑战。为解决该问题,本文依托于广汕高铁跨深汕西高速大桥的工程,通过Midas有限元模拟分析以及对实桥应力和位移的监测,研究了高铁钢箱梁跨中单临时支墩顶推施工关键技术。研究结论:(1)跨中无临时支墩顶推方案不满足施工要求;(2)跨中单临时支墩顶推方案顶推施工过程中主梁的应力、位移都处于安全状态,满足施工要求;(3)成桥后的线形、应力状态满足设计预期要求;(4)在路内不允许设置临时支墩的小角度斜交顶推施工中,跨中单临时支墩顶推方案可作为备选方案,本文涉及的施工及监测方法可为类似工程提供一定借鉴作用。

道路与桥梁工程交叉施工技术研究

随着城市化进程的加速,道路与桥梁作为城市交通的重要组成部分,其交叉施工技术的科学性和合理性直接关系到城市交通的顺畅与安全。在交叉施工过程中,需明确平面交叉的位置,确保交叉口的设计能满足交通流量需求、降低交通事故的风险。同时,应考虑道路桥梁的整体结构、周围环境、地形地貌等因素,选择最合适的交叉施工方案,关注道路桥梁管理模式,优化交通流组织,提高交通效率。

赣江新区兴业大道工程总体设计分析

文中通过对新区路网交通梳理分析,制定了科学合理的交通组织方案,确保道路满足C级服务水平。同时,结合周边地块规划情况,为沿线景观桥梁制定了合适的方案,并对道路绿化设计分组团和分层次打造设计了一条集生活与交通功能于一体的城市主干道。文中对新城区主轴线上主干道的总体设计进行了总结,以期为类似工程提供借鉴。

大跨度铁路斜拉桥索力快速识别方法研究

大跨度铁路桥梁天窗时间有限且上道条件苛刻,如何基于常规监测设备利用简易方式实现大跨度铁路斜拉桥索力高精度识别十分重要。研究提出一种考虑斜拉索抗弯刚度的索力快速识别方法,既可提高索力识别精度又可大量简化运营期索力识别步骤,且不受拉索边界条件和铁路桥梁实际运营状态的限制。研究表明,抗弯刚度是对索力识别精度影响较大的因素之一,通过考虑拉索实际抗弯刚度可以提高索力识别的准确性,基于拉索加速度振动实测数据在拉索简支梁模型基础上建立索频、索力以及抗弯刚度的函数关系,通过数值方法计算实测多阶模态下抗弯刚度—索力连续变化图,再通过多阶模态的交线则可进一步确定拉索的唯一抗弯刚度和索力值,并以某大跨度铁路斜拉桥为依托工程,对方法的有效性进行了验证。结果表明:(1)该方法识别的索力结果相对误差可降低5.22%,换算成绝对索力值可达254.45 kN;(2)在实际应用中识别结果易受到低阶频率干扰,宜采用拉索高阶频率进行识别,建议采用5阶及以上实测频率。

改建道路下穿既有高铁桥梁结构的变形影响研究

为了解决改建道路对既有运营铁路的安全评估问题,以上海市浦星公路(南行港路-人民塘路)改建工程下穿浦东铁路为研究对象,在分析现状道路与既有线铁路的交叉关系基础上,提出改扩建工程方案,并运用数值模拟方法,研究了改扩建道路在施工阶段和全断面运营阶段对既有铁路线结构变形的影响。研究结果表明,改扩建道路在施工阶段和全断面运营阶段对既有铁路线结构的变形影响均不超过2 mm,在规范的控制范围内。

菱形立交桥下十字平交口左转车辆行驶轨迹对桥梁跨径影响研究

近年来一级干线公路与地方道路菱形立交的情况越来越多,常规设计中往往对菱形立交桥下平交口行驶轨迹分析不到位,主线跨线桥布置多考虑被交路的建筑限界要求而忽略了转弯行驶的需要,导致设计缺陷。模拟对向左转弯车辆临界相切轨迹,得到中央分隔带宽度、两对向左转车道停止线之间的净距和转弯半径关系方程。计算分析表明:满足左转通行要求的轨迹曲线半径及跨线桥梁跨径由中分带宽度B、道路夹角α来确定。桥下十字型平面交叉口设计需先行计算对向左转弯车辆切点间最小净距L,据此合理确定上部桥梁跨径,如此才可保证桥下平交口的安全运行。

斜拉-悬索协作体系桥过渡区斜拉索和吊索布置形式研究

针对斜拉-悬索协作体系桥过渡区斜拉索和吊索共用梁上锚点的传统布置时易出现端吊索疲劳、边跨主梁恒活载弯矩大等问题,提出过渡区斜拉索和吊索纵向交错的新型布置形式。以某主跨1488 m的公铁两用斜拉-悬索协作体系桥为背景,分析过渡区斜拉索和吊索采用传统布置形式与新型布置形式时主梁竖向位移、斜拉索索力、吊索索力、刚度过渡匀顺性、主梁与桥塔活载弯矩等方面的差异。结果表明:新型布置形式对结构竖向刚度的影响较小,但显著改善了斜拉索和吊索的受力状态,提高了承载效率,且解决了端吊索的疲劳问题,改善了主梁的匀顺性,减小了主梁和桥塔的活载弯矩。

城市道路与高铁线路交叉工程设计方案研究

随着高铁建设的加速发展,位于城区段的高铁线路与城市道路的交叉关系问题日趋突出,在道路方案设计过程中需要处理好两者之间的交叉关系,以保障高铁运营及结构安全。以合肥市繁华大道与玉兰大道及合安高铁肥西联络线交叉工程为例,提出了两种节点分离式立交设计方案,从方案可行性分析着手,结合对铁路的影响、施工难度、景观效果及工程造价等方面进行综合比较,确定了最优方案。

下穿高速公路斜交地道桥顶进施工分析

为保证浅覆土、大交角地道桥在下穿高速公路施工中的安全,以湖南平益高速公路平江南互通NK1+100.2地道桥为工程背景,采用有限元分析方法,将既有高速公路沉降数值分析结果与监测结果进行对比,在此基础上,计算了地道桥在不同覆土厚度、不同顶进阶段结构受力和变形。研究结果表明,路面沉降数值模拟结果与路面沉降实际监测值基本吻合,从而验证了数值模拟的正确性。随着地道桥顶进长度的增加,地道桥的最大应力值随之增大。既有高速公路路面沉降位移受覆土厚度的影响较大,随覆土厚度的增加,路面沉降呈现增大趋势,隆起呈变小趋势。

大跨度系杆拱桥拱梁墩交汇段模型试验研究

研究目的:宜宾金沙江公铁两用大桥是成贵线重要控制性工程之一,为公铁两用双层刚架系杆拱桥。本文的研究对象为该桥主拱、立柱、下横梁及桥墩的交汇区域,该交汇段具有受力荷载多、荷载大、受力方向各异等特点,且存在明显的应力集中区域。通过模型试验测试结果与有限元对比分析,对结构的安全性进行评估,并对设计建造提出合理化建议。研究结论:(1)对交汇段进行了细部有限元分析,并设计制作了1∶6的缩尺模型,测试模型在最不利荷载工况下的应力分布与结构变形等受力特性,以及在超载工况下的承载能力,结果表明结构设计合理,具备一定的安全储备;(2)建议在交汇段受拉区增设抗裂钢筋、加强钢混结合面下的混凝土振捣、严格控制钢拱肋与混凝土拱座间锚杆张拉力等措施来提高施工建造质量;(3)本研究结果可为同类型系杆拱桥的施工建造提供借鉴与参考。

钢管混凝土相贯焊接节点受力分析与疲劳寿命研究

为研究钢管混凝土相贯焊接节点在轴力和弯矩共同作用下,管内混凝土对节点疲劳寿命的贡献,制作钢管混凝土桁梁桥K型相贯焊接节点1∶2缩尺模型并建立实体有限元模型,开展空管、仅弦管灌注混凝土、弦管和腹管均灌注混凝土3类构件相贯焊接节点受力分析与疲劳试验验证。结果表明:弦管与腹管灌注混凝土可提高结构刚度和调整结构内力,中弦管到边弦管的传力路径由单一的斜腹管变为斜腹管与水平腹管共同传力,斜腹管内力由轴力变为轴力与弯矩的组合形式。疲劳试验测得的相贯焊接节点最大应力位置、大小及应力分布状态与有限元计算结果吻合。弦管与腹管灌注混凝土使相贯焊接节点整体应力及峰值应力均降低,改善了相贯焊接节点的应力分布状态,延缓了裂纹发展速度,延长了相贯焊接节点疲劳寿命。

跨河桥交叉口协调控制策略研究——以济南市为例

跨河桥交叉口在城市交通高峰期间由于其交叉口间距限制,经常发生排队溢出现象,引发交叉口死锁堵塞交通,因此跨河桥交叉口的协调控制显得尤其重要。选取济南市城区内部跨河桥交叉口作为研究对象,根据交叉口车流离散规律将其归为3类,对不同类型跨河桥交叉口的协调控制策略进行了详细阐述,包括交叉口信号配时和空间的优化设计,并给出相位差的计算模型。最后,以济南西工商河路和师范路跨河桥交叉口为例,利用VISSIM仿真软件对协调控制策略实施前后交通运行状况进行对比。结果表明协调控制策略可有效减少跨河桥交叉口间的排队长度,提高系统通行能力。

盾构隧道施工对临近交叉口桥梁的影响分析

交叉口桥桩与盾构隧道最小净距仅0.8 m,为分析隧道施工对桥梁的影响,首先对隧道施工过程进行模拟分析,然后根据模拟结果及控制值,对桥梁进行复核验算。验算结果表明:①桩基沉降、水平位移均在控制值范围,满足《公路桥涵基础与地基设计规范:JTG 3363—2019》[1]要求;②桩基沉降对梁体剪力、跨中弯矩影响较小,对端部负弯矩影响较大。其次沉降控制值10 mm工况下,梁体抗弯、抗剪承载力,裂缝宽度满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范:JTJ 023—85》[2]要求;③桩基按一侧土体挖空验算,其抗弯承载力、裂缝宽度满足文献[2]要求。

桥梁两端交叉口不同控制方式效果的比较

以福清市玉融大桥及两侧桥头交叉口为研究对象,以桥面进口道上的95%排队长度和平均区间速度为交通效益的目标评价指标,应用Synchro和Vissim仿真优化软件对无信号控制、单点优化信号控制和协调优化控制系统进行设计优化及评价.结果表明:采用协调优化控制系统和单点优化信号控制系统后,95%排队长度分别比无信号控制减少了52.00%和49.85%,平均区间速度分别提高了30.78%和7.5%.由此可知,信号协调优化控制系统是比较理想的控制方式.

桥梁两端交叉口信号协调控制的优化设计

为提高桥梁两端交叉口的通行能力,减小桥面上车辆排队长度以及排队车辆的制动和启动对桥梁使用寿命的影响,以建瓯市水西大桥以及两侧的3个交叉口为研究对象,以排队长度、平均行程速度为目标评价指标,应用Synchro仿真软件对现有的信号协调控制方案进行分析与评价,并根据高峰时段的交通量和交通管理措施,采取"分时段、分方向"的信号协调控制优化策略,建立优化的信号协调控制系统。通过对比分析优化前后信号协调控制系统的交通效益指标,可知早高峰时段水西桥东西两端桥面上的排队长度分别缩短63.64%和52.94%,自东向西的平均行程速度提高20.48%,晚高峰时段桥面上的排队长度分别缩短56.52%和9.76%,自西向东的平均行程速度提高95.65%。

铁路钢桥交叉焊缝构造细节疲劳可靠度的研究

随着钢桥新型优势结构型式的发展，纵、横向焊缝交叉不可避免。本文依据孙口黄河大桥设计中所采用的交叉焊缝构造细节型式，模拟设计、制备了该细节的疲劳试件。对影响该细节疲劳的两个主要因素金相组织和残余应力进行了研究，通过室内模型疲劳试验确定了该细节的Ｓ—Ｎ曲线，并从疲劳试件断口分析中验证了该细节的疲劳薄弱环节。研究结果表明：尽管该细节的疲劳抗力受到金相组织和焊接残余应力的影响，但是其目标可靠度下的安全使用寿命仍大于设计基准期。该细节是一种比较安全可靠的结构形式，宜在钢桥设计中推广应用。

空间预应力钢束精细化有限元建模方法

为了建立同时包含平弯和竖弯的空间曲线预应力钢束连续平滑模型,在有限元分析中考虑空间预应力钢束的各项力学效应,提出了基于相贯线的空间预应力钢束精细化建模方法,确定了钢束、孔道与梁体三者之间的节点对应连接方式,并给出了相应的建模程序.首先采用辅助实体相贯的方法,建立了空间预应力钢束的连续平滑几何模型;然后沿该空间曲线建立孔道实体,并与混凝土主梁进行布尔运算,实现钢束、孔道与梁体三者之间的节点对应连接.以贵州红水河特大桥钢-混结合段的建模与分析为例,计算结果表明:与传统的约束方程法相比,采用本文方法计算得到的梁体最大局部压应力降低26.3%,应力集中现象明显改善;钢束有效应力分布平顺、无波动,更符合实际情况.

考虑排放的桥梁交叉口不同控制方式效果研究

以福清市玉融大桥及两侧桥头交叉口为研究对象,选取车辆在桥面上的排队长度和排放量为评价指标,分别构建单点优化信号控制和协调优化控制系统的多目标配时模型。运用改进的遗传算法设计模型的求解步骤,选用Vissim仿真软件对无信号控制、单点信号控制、信号协调控制等三种不同信号控制方式进行碳排放和排队长度效果研究分析。结果表明:与无信号控制相比,采用单点优化信号控制系统后,排放量减少了4.2%,排队长度降低16%;采用协调优化控制系统后,排放量减少了7.1%,排队长度降低了25%。

基于改进YOLOv3的桥梁底部裂缝目标检测方法

为实现桥梁裂缝的快速、准确定位,考虑光照变化、污渍阴影等干扰因素的影响,提出一种结合桥梁检测机和改进单阶段目标检测(you only look once version 3,YOLOv3)算法的桥梁裂缝检测方法。首先,在预处理阶段,采用改进自适应Mask匀光算法对数据集进行处理,矫正阴影和光照不均等问题,提高算法环境适应能力;其次,在目标检测阶段,针对桥梁裂缝的特点,对数据集使用k-means++算法聚类先验框以适应裂缝的不同尺寸,采用广义交并比对YOLOv3损失函数进行改进以提高定位精度;最后,采用迁移学习对YOLOv3进行训练。实验结果表明,在迭代140个epoch后,检测速度可达到31帧/s,平均精度(average precision,AP)达到94.88%,相比于采用原始数据集的原始YOLOv3网络AP值提高了13.16%,能够满足实时性和高精度的检测要求。