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%。

基于长期监测数据的混凝土箱梁温度梯度取值研究

为研究矮塔斜拉桥混凝土箱梁施工期的温度梯度取值,文中以广东东平水道矮塔斜拉桥为研究对象,详细分析了一年施工期内混凝土箱梁的实测温度结果,通过假设检验、参数估计、极值分析等统计学方法进行温度样本数据分析。结果表明,箱梁顶底板东西两侧的温差分布不同,特别是顶板的东西两侧温差累计概率分布差异较大;箱梁顶板最大正温差出现在西侧位置处,最大负温差出现在东侧,而底板最大负温差与最大正温差均出现在东侧;箱梁混凝土顶板的梯度升降标准值可偏于安全地,取22.5℃,梯度降温可以取9.0℃,底板的梯度升降标准值可偏于安全地,取5.5℃,梯度降温可以取4.0℃。

跨低水位水域钢箱组合梁桥顶推施工技术研究

为研究跨低水位水域钢箱组合梁桥顶推施工技术的适用性,以汕头市中山东路中砂特大桥为依托,对槽形钢主梁顶推施工方案进行优化设计,全面分析跨低水位水域顶推法施工工艺。采用Midas Civil对顶推施工全过程进行数值模拟,确定顶推施工最不利工况位置,对结构关键断面应力、变形等参数进行验算分析。研究结果表明,优化的顶推施工方案合理,顶推过程中钢箱组合梁各项指标满足规范要求,该方案在低水位水域项目中的成功应用为类似工程施工提供有益参考。

济阳黄河公铁两用特大桥桥位及桥式方案比选

济阳黄河公铁两用特大桥是济南至滨州铁路的关键控制性工程,结合沿线控制因素,对该段落内的3处桥位进行技术经济综合比选,与规划G308共通道跨越黄河的公铁合建桥位方案节省通道资源、与主河槽水流夹角小,行洪条件好,同时符合济阳站设站条件,最终确定为推荐桥位。在该桥位上,根据防洪、通航及构筑物等限制条件,确定了主河槽中采用(228+240+300) m不等跨布置孔跨方案。结合跨度、桥位处机场限高要求,提出了钢桁梁矮塔斜拉桥、上加劲连续钢桁梁及钢箱梁矮塔斜拉桥3种公铁两用特大桥主桥的桥式方案,孔跨布置均为(72+144+228+240+300+132+84) m。通过对结构受力、施工、接线条件及技术经济性等多个因素比选分析,发现3个桥式方案均能满足结构功能需求,但钢箱梁矮塔斜拉采用公铁同层,虽然降低了公路桥面高程,但公路接线条件差,上加劲连续钢桁梁刚度最大,但用钢量也大,经济性差,最终推荐采用公铁分层的钢桁梁矮塔斜拉桥方案。

漳州战备大桥设计——三跨连续预应力混凝土矮塔斜拉箱梁桥

漳州战备大桥为双塔单索面三跨连续矮塔斜拉预应力混凝土箱梁桥 ,主桥孔跨布置为 ( 80 .8+132 +80 .8)m ,采用塔梁固结 ,塔梁与墩分离 ,墩顶设支座的结构形式。主要介绍主梁、主塔及斜拉索等方面的设计。

大跨径钢结构箱梁桥铺管法热力融雪研究

本文在道路融雪除冰基础上,分析研究了融雪除冰技术的热融化法在钢箱梁桥上的应用。并根据现代钢箱梁桥及其铺装较薄的特点,对热力管道的铺设提出新的方法,改变传统道路融雪设计上埋管于道路和桥梁铺装层中的方式,换成钢箱顶板下部的铺设位置,并对两种铺设方式的温度场进行对比分析。基于低温钢材脆性理论和钢箱梁桥疲劳特性分析可知钢板处铺设方式保证了钢箱薄弱处冬季工作温度,防止该处发生脆性破坏,既保证了融雪除冰的要求,又保证了钢箱梁桥的安全工作状态。

跨座式单轨交通(100+160+100)m钢箱梁刚构矮塔斜拉桥设计研究

柳州单轨1号线三门江跨江桥主桥跨越柳江,综合线形、技术、经济等多方面因素,采用(100+160+100)m钢箱梁刚构矮塔斜拉桥方案。为降低结构整体高度,在钢箱梁上焊接钢轨道梁,形成组合受力结构。研究该桥的受力性能和抗震性能,对桥梁整体结构进行静力分析和抗震分析。计算结果表明:该桥强度、刚度及抗震性能均满足规范要求,具有良好的静力和动力特性;让轨道梁参与桥梁结构整体受力是可行的,可以优化桥梁整体高度。

中低速磁浮简支箱梁车桥耦合动力响应

为探究较低车速情况下磁浮列车和简支梁桥的车桥耦合振动情况,以国内某中低速磁浮轨道交通试验线工程的20 m跨度简支箱梁为工程背景,采用动力仿真分析软件Midas和UM,建立考虑磁浮控制系统的磁浮列车-桥梁系统仿真分析模型,针对3节编组的磁浮列车以10~80 km/h速度通过简支箱梁的过程,开展磁浮列车与简支箱梁的耦合振动分析,对磁浮列车和桥梁的动力响应结果进行分析探讨。研究结果表明:随着车速提高,列车车体的最大位移和加速度响应值逐渐增大,但均在规范限值之内;悬浮架位移和加速度响应明显大于车体,空气弹簧系统有效衰减了悬浮架传递到车体的振动;梁体跨中挠度和加速度随着车速提高明显增大,均远小于规范限值。

低收缩混凝土拼接连续箱梁桥顶板受力研究

针对桥梁拓宽改造工程中,新旧桥梁混凝土收缩差产生的附加应力会对桥梁结构顶板产生不利影响的问题,以深圳观澜互通主线桥左幅桥为工程背景,利用MIDAS FEA软件建立主梁实体有限元模型,对比分析采用普通混凝土和低收缩混凝土连接新旧桥梁时箱梁顶板的应力状态,并研究新桥存梁时间对箱梁顶板收缩附加应力的影响。结果表明:采用普通混凝土连接新旧桥梁,收缩差导致的附加拉应力会对混凝土连接段抗裂产生不利影响,采用低收缩混凝土可显著改善连接段的应力状态,降低该区域的开裂风险;随着存梁时间的增加,新旧桥梁顶板顺桥向附加应力减小,当采用蒸汽养护与低收缩混凝土相结合时,顺桥向附加应力可不计;拼宽桥梁顶板的横桥向附加应力较小,不会对结构安全性能产生不利影响。

芜湖长江公铁大桥强箱弱桁组合结构钢主梁悬臂架设技术

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥为世界首座高低矮塔公铁两用斜拉桥。因跨度大、重载线路多、塔矮索平等因素,大桥采用了强箱弱桁组合结构钢主梁。根据主梁结构特点和安装难点,提出除主塔墩顶节段外,其余节段采用悬臂架设的总体安装方案。区别于同类常规的悬臂架设技术,芜湖长江公铁大桥钢主梁安装采用800 t变幅式架梁吊机站位于上层公路梁、先直接提升安装铁路梁后变幅安装公路梁的分层架设技术。该悬臂架设技术充分利用主梁的承载能力,最大程度减小吊机规模,提高架梁效率,缩短架梁时间,是适宜强箱弱桁组合结构钢主梁的悬臂架设技术。

S32高速公路上海段跨大蒸港矮塔斜拉桥设计

S32申嘉湖高速公路上海段跨越大蒸港处主桥为矮塔斜拉桥,主跨165 m。该桥设计为塔梁固结、墩梁分离的结构型式。斜拉索为单索面,主梁为预应力混凝土单箱五室,主塔为钢-混组合结构,桥梁全宽34 m。拉索为平行钢丝斜拉索、冷铸锚,主塔锚固区采用钢锚箱的锚固方式。主桥位于曲线半径R=3 000 m的平曲线范围内。

低纬度地区混凝土箱梁温度梯度研究

混凝土箱梁结构的温度梯度与自然环境条件密不可分,但我国公路桥梁设计规范尚未能详细考虑不同环境条件下的温度梯度。为此,对低纬度的广东地区某连续刚构箱梁截面布置温度测点并进行了长期的监测,提取混凝土箱梁沿竖向的每日最大温差数据,分析得到了沿截面高度变化的指数和折线函数相结合的正、负温差函数。依据极值理论得到50年重现期的温度梯度标准值,并与规范规定的温度梯度函数进行了对比研究。结果表明:实测竖向温度梯度可用折线和指数函数相结合的分段函数描述;气温骤降是引起箱梁负温度梯度的主要原因,实测温差数据推得的负温度梯度值大于规范规定的负温度梯度值。

混凝土矮箱梁桥疲劳性能监测与评估

采用动态称重(WIM)技术对陕西省省道S305线崾岘中桥进行交通荷载监测,分析得出了适合陕西省混凝土桥梁的标准疲劳车模型。采用动应变监测技术对混凝土矮箱梁关键部位进行长期动应变监测,获得了运营状态下混凝土矮箱梁的实测应力谱;运用Miner线性准则和应力幅-循环次数曲线对结构进行疲劳寿命评估;对超载情况下混凝土矮箱梁的疲劳寿命进行了分析。结果表明:在目前交通荷载作用下,混凝土矮箱梁的疲劳寿命为5 120年,考虑腐蚀疲劳的因素后疲劳寿命降至254年;当超载车辆比例低于1%时,超载对桥梁结构的疲劳寿命影响很小;当超载车辆比例达到10%时,结构的疲劳寿命随着超载率的提高而显著降低;该研究成果可为崾岘中桥未来维护管理提供技术支撑,同时为同类型其他桥梁的疲劳寿命评估提供参考。

重庆南纪门长江大桥主桥总体设计

重庆南纪门长江大桥为轨道专用桥,该桥主桥采用(34.5+180.5+480+215.5+94.5)m的高低塔双索面斜拉桥,半飘浮体系。主梁采用PK断面钢箱叠合梁,箱梁总宽23.6m,梁高3.3m。桥塔采用门形混凝土结构,北塔总高158m、南塔总高227m,基础为哑铃形承台接群桩基础。斜拉索采用1 860MPa高强平行钢丝,索塔锚固采用环向预应力,索梁锚固采用锚拉板。辅助墩及交接墩均采用板式桥墩。主梁采用悬拼施工,跨越南滨路及南滨国际段主梁化整为零分块拼装。为使桥位周边综合噪声满足环评标准,采取轨道设置钢弹簧浮置板减振道床+噪音敏感段设置全封闭声屏障+进出站车速控制在50km/h以内的减振降噪组合措施。

双层交通矮塔斜拉桥箱内车辆碰撞力比较研究

采用LS-DYNA程序研究双层交通预应力斜拉桥箱内车辆碰撞力,提出有限元计算碰撞力的修正方法,对比已有研究,验证计算结果的正确性。得出碰撞力和速度、质量以及角度关系,使用matlab程序拟合出碰撞力计算公式,为该新型结构防撞设计提供参考。

大跨度连续刚构桥低温合龙技术

冬季桥梁施工过程中,现场的合龙温度与设计合龙温度差别较大,须根据现场低温情况对合龙方案进行调整。以一座大跨度预应力混凝土连续刚构箱梁桥为工程背景,采用MIDAS软件建立桥梁三维有限元模型,计算分析低温状态合龙后的连续刚构桥运营阶段在整体温度变化下的受力特性,提出了连续刚构桥低温合龙技术措施,即将临时锁定与浇筑合龙口混凝土工序分离,在当日气温较高的时段进行临时锁定、气温较低且相对稳定的时段进行混凝土浇筑,使成桥后结构内力达到设计状态。

地面隔声墙高度对轨道交通高架结构噪声影响研究

以轨道交通32 m双线混凝土简支箱梁为研究对象,采用现场实测及有限元、声学边界元联合仿真的方法,分析列车运行条件下桥梁低频结构辐射噪声的声场分布,在此基础上,考虑在桥梁附近设立不同高度的地面隔声墙,分析隔声墙高度对桥梁结构噪声的影响。研究结果表明:桥梁振动辐射的噪声主要集中在底板附近,以小于250 Hz的低频噪声为主,全局峰值出现在50～63 Hz频率段;在一些较为复杂的现场工况,例如居民楼距高架桥的距离较近,在居民楼和桥梁之间设立的隔声墙,可以在一定程度上降低桥梁结构噪声对居民生活的影响;位于桥梁附近的隔声墙对于墙后的场点有一定的降噪效果,降噪效果与隔声墙高度呈非线性关系,在考虑经济效益和美观的情况下,可以设立2.3 m左右的隔声墙。

中朝鸭绿江界河公路大桥耐久性技术研究

中朝鸭绿江界河公路大桥为主跨636 m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,桥址处气候严寒,气象条件复杂。为解决桥梁耐久性问题,通过理论与试验相结合的方法,进行高流态耐海水侵蚀的抗冻性高性能混凝土配合比设计、-10^-5℃低温焊接技术可行性、斜拉索外置式阻尼减振技术等研究。结果表明:优选确定的混凝土的抗压强度、收缩特性、抗渗特性和抗冻融特性均最优,满足设计要求;按实桥焊接工艺成型试板,实测试板接头的抗拉强度,焊缝金属的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率均满足要求,验证了在-10^-5℃低温焊接的可行性,并根据试验结果制定钢箱梁保温、预热及其它低温焊接质量控制措施;开发的综合电涡流阻尼及摩擦阻尼的斜拉索摆式杠杆质量减振器具有良好的减振效果和温度稳定性。该桥采用上述技术可确保其具有良好的耐久性。

某矮塔斜拉桥主梁施工期开裂原因及影响参数分析

某主跨88 m矮塔斜拉桥,在施工过程中出现了较为典型的主梁边室U形裂缝和顶板底面45°斜裂缝。为研究主梁施工期开裂原因和主要影响参数,采用空间分析方法对其进行了空间有限元施工仿真分析。研究结果表明:梁段结合面施工质量低劣、承载能力不足是造成梁体U形开裂的直接原因,局部应力水平较高是造成结合面处开裂的潜在原因;Z向应力过大是翼缘板底缘开裂的主要原因,翼缘处截面削弱是次要原因;顶板横向预应力过大、是造成顶板底面45°斜裂缝的主要原因;横向预应力对底板Z向正应力和顶板底缘主拉应力影响较大。

矮塔斜拉桥混凝土箱梁施工阶段风荷载影响分析

南澳大桥主桥的混凝土箱梁施工中,当地风环境条件极其恶劣,在成桥最大悬臂状态时,对风荷载作用下的结构动力特性进行计算分析。在无类似相关经验和参数选取的条件下,通过施工前期观测统计,合理选取风荷载参数,采取安全可靠的方案措施,科学合理控制施工最大允许风速,有效避免了竖向涡激共振对浇筑混凝土质量的影响。