非对称刚构-连续组合体系梁桥受力特性研究

为给非对称刚构-连续组合体系梁桥的设计与应用提供理论基础,以渝湘复线高速长头河特大桥主桥为背景,引入非对称比例系数研究不对称程度对非对称刚构-连续组合梁桥力学特性的影响,提出采用在连续墩处设置组合阻尼支承体系改善该体系梁桥连续墩处主梁在横向风荷载作用下受力不利的问题。保持该桥主跨跨径180 m不变,调整刚构侧和连续侧单侧主梁长度在主跨范围内的占比,采用MIDAS Civil软件建立10个不同非对称比例系数的刚构-连续组合体系梁桥有限元模型,分析不同模型在恒载、汽车荷载、温度荷载、收缩徐变等作用下的主梁内力和支座反力,以及组合阻尼支座不同水平等效刚度对主梁受力的影响。结果表明:非对称刚构-连续组合体系梁桥不对称程度对结构内力影响最大的荷载为收缩徐变;非对称比例系数m>0.2时需适当加大连续墩处主梁梁高、延长小边跨长度以减小非对称性的不利影响,m最大限值建议采用0.3;在连续墩处设置组合阻尼支承体系,利用阻尼位移使主梁协调变形,能有效降低横向风荷载引起的主梁弯矩和应力幅。

铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段静力试验研究

为研究大跨度铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段的力学性能,以新建杭温铁路永嘉右行线跨甬台温特大桥主桥为背景,基于原桥节段有限元模型研究钢-混结合段的应力分布及传力特性,并基于缩尺模型试验对钢-混结合段承载能力、变形性能等进行分析。结果表明:刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段传力较为顺畅,钢-混结合段钢结构、混凝土结构纵向应力横向分布不均匀系数分别为0.72~1.42、0.63~1.31,钢-混结合段内纵向应力横向分布不均匀现象较过渡段更为显著;后承压板在传力过程中起着重要作用,结合段通过后承压板、剪力钉及PBL连接件分别可传递约56.4%、27.4%、16.2%的轴力,钢-混结合段中1.5 m钢格室段及2.5 m伸长段中钢结构分别将28.3%、15.3%的轴力传递给混凝土;结合段在1.8 P(P为设计荷载)作用下仍处于弹性工作状态,具有足够的承载能力,钢、混凝土强度安全系数分别不小于2.7、2.4;钢-混结合段挠度与三次多项式相符较好,变形较为平顺。

混合梁桥大节段中跨钢梁吊装与合龙技术--以龙翔大桥为例

龙翔大桥主桥是采用大节段钢梁作为跨中结合段的大跨径双主跨刚构连续梁组合体系。依托龙翔大桥主桥施工提出一种新型提升系统,实现了悬臂梁施工、钢混结合段吊装、大节段跨中钢梁吊装3个施工阶段的快速转换。采用有限元法分析提升系统在施工各阶段的强度、刚度及稳定性验算,并与大节段跨中钢梁吊装时的位移实测数据进行对比,验证了提升系统能满足施工效率、安全和质量的要求,为类似桥梁在施工和合龙过程中提供了参考经验。

高速铁路钢-混混合梁连续刚构桥一体化建造技术研究

本文以某高速铁路双主跨钢-混混合梁连续刚构桥施工为背景,经过深入分析研究,创新性地研发了大跨径T构大吨位悬臂浇筑+钢混结合段吊装及混凝土浇筑+整节段钢梁吊装一体化装备;研发了大型浮吊提升边跨整节段钢梁,结合一体化装备实现体系转换架梁关键技术;研发了双主跨钢-混混合梁部分配载分步合龙关键技术等一系列大跨双主跨钢-混混合梁建造新技术,提高了施工效率,确保了施工质量,创造了良好的经济及社会效益,为同类桥梁施工提供了有益借鉴。

(53+84+38+40+30)m预应力混凝土刚构-连续梁总体设计

受限于整体规划和线位走向,公路与铁路难免会交叉。尤其是同时与多个线路多角度交叉,在孔跨及结构选择的过程中,需要同时考虑方案可行性、施工便捷性及经济性等多种因素。文章依托于既有长虹东路改扩建工程,重点阐述了(53+84+38+40+30)m预应力混凝土刚构-连续梁方案的构思过程,介绍主桥结构设计内容,同时建立有限元模型,对结构进行计算分析。

多跨PC刚构-连续组合梁桥的合拢次序分析

基于有限元原理,以新疆伊犁特大桥为工程背景,计算分析了不同合拢次序对桥梁结构位移和应力的影响,探讨了该类型桥梁合拢次序的一般规律,提出了伊犁特大桥可行的合拢方案,为该桥合拢施工决策提供了理论依据,对同类型桥梁的分析、施工也有一定参考价值。

刚构-连续组合梁桥主梁合龙关键技术

以郑少高速航海路连接线南水北调大桥辅线桥——大跨径预应力混凝土刚构-连续组合梁桥为实例,利用有限元软件Midas/Civil建立桥梁施工阶段的有限元计算模型,采用数值仿真技术探讨主梁合龙顺序、边跨现浇段满堂支架拆除时机和主梁中跨合龙段顶推力的优化调整等关键技术问题。研究结果表明:先合龙边跨主梁,然后拆除边跨现浇梁段满堂支架,最后合龙中跨主梁的桥梁合龙方案对桥梁线形和结构后期受力有利;在一定变化范围内,顶推力、温度变化均与顺桥向位移成线性关系,拟合计算结果可以得出顶推力与温度变化关系的计算公式,根据该公式可以对设计顶推力进行优化调整。论文所得结果指导了该刚构-连续组合梁桥的主梁合龙施工,并对类似桥梁主梁合龙施工具有借鉴意义。

合龙及体系转换顺序对多跨刚构-连续组合梁桥影响分析

以长株潭城际铁路湘江特大桥12跨刚构-连续组合梁桥为工程背景,建立有限元分析模型,对5种合龙方案和3种体系转换顺序进行数值模拟,计算该桥竖向位移和底板应力,探讨合龙次序和体系转换顺序对该类桥梁的受力和变形规律,得出宜采用方案1、2或者5的合龙顺序和方案3的体系转换顺序的结论,为同类桥梁设计和施工提供借鉴和参考。

山区铁路高墩大跨刚构-连续梁桥减震研究

山区高墩大跨刚构-连续梁桥结构比较特殊,其地震反应复杂,合理的减震设置对控制地震反应尤为重要。以一座(78+3×134+78)m刚构-连续梁桥为研究对象,运用非线性时程分析法进行计算。通过在活动墩和桥台分别设置减震装置,探讨减震效果,基于最佳的减震设置,进行考虑桥台损伤对结构减震的影响分析。结果表明:桥台处设置粘滞阻尼器既可保证活动墩内力不增加,亦可显著降低刚构墩的内力;无论是桥墩还是桥台,布置摩擦摆支座的减震效果不及布置粘滞阻尼器;桥台损伤对减震有一定的影响,双侧桥台损伤和近刚构墩桥台损伤对刚构墩减震效果影响显著,使得地震内力放大3倍左右,近活动墩侧桥台破坏则对其影响较小;在刚构-连续梁桥的桥台减震设计中应重视刚构侧桥台的设计,确保近刚构墩侧桥台的线刚度达到10~6kN/m,远离刚构墩侧桥台线刚度达到10~5kN/m,实现桥台减震设计的可靠性。

大跨度连续刚架-拱组合结构桥梁的纵向地震响应研究

以广州新光大桥为例,建立了空间杆系模型,利用动态时程分析方法,详细分析了大跨度连续刚架-拱组合结构桥梁在纵桥向地震一致激励和行波效应作用下的地震响应。研究表明除边墩外,行波效应对拱肋上、下弦杆以及V型刚架斜腿地震内力响应均有较大影响;随着剪切波速的增加主拱顶相对拱脚的最大纵向位移呈递减趋势,而边拱顶相对拱脚的最大纵向位移基本不受剪切波速的影响。

基于F-R-M法的刚构-连续梁桥施工期结构强度风险分析

为了解决刚构-连续梁桥施工过程中的风险问题,提出了一种神经网络与有限元结合的定量风险分析方法(F-R-M法)。以八盘峡黄河特大桥为工程背景建立有限元模型,运用参数敏感性分析确定出最不利施工阶段的结构强度主要风险随机变量,然后以蒙特卡洛原理为基础,通过径向基(RBF)神经网络计算结构失效概率,最后对桥梁施工风险进行定量分析。结果表明:该桥在最大悬臂状态下,结构应力仿真次数超过1000万次时,梁体在最大悬臂端应力失效概率仅约为1.17×10-5,失效概率极低。基于参数敏感性的F-R-M法可以快速、较高精度地对高速铁路刚构-连续梁桥施工期结构强度风险进行定量分析。

斜拉-连续刚构组合梁桥车-桥耦合动力响应分析

以某斜拉-连续刚构组合梁桥为例,通过建立列车与桥梁的车-桥耦合动力分析模型,并根据势能不变值原理及形成结构矩阵的"对号入座"法则,导出了车桥系统的空间振动矩阵方程。计算了国产CRH2型列车以不同速度通过该组合体系桥梁时的空间振动响应,基于列车走行性评价指标,检算该桥是否具有足够的横向、竖向刚度及良好的运营平稳性等动力特性,并对不同车速下桥梁响应的变化规律进行了研究,所得结果可为同类桥梁的相关评价分析提供参考。

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。

刚构-连续组合梁桥监测监控技术研究

以新疆伊犁特大桥施工监测监控为工程背景,对预应力混凝土刚构连续组合梁桥的施工监测监控的方法、施工监测监控系统的建立以及施工监控的实施步骤进行了探讨。桥梁在结构设计时的参数选取、施工状况的确定和结构分析模型等诸多因素的影响,使得桥梁施工过程中结构的实际状态与设计状态难以吻合,通过监控实施及监测结果与理论计算值的对比分析,保证桥梁建成后的线形和安全。

不同设计参数下刚构-连续组合曲线梁桥地震响应敏感性分析

结合大跨、高墩、长联曲线铁路梁桥的工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS,采用反应谱的分析方法,给出了该桥在不同的曲线半径、桥墩墩高、墩梁约束方式下的自振频率和振型,分别按纵桥向和横桥向的激励方式,分析了中跨跨中位移,墩顶位移及墩底弯矩随设计参数变化的规律。结果表明:自振频率受桥墩墩高和墩梁连接方式的影响较大,受曲线半径的影响较小;曲线半径在一定范围内变化时,地震响应变化较小;在纵向反应谱的作用下,桥墩墩高的改变对地震响应的变化规律比较复杂,在横向反应谱的作用下,地震响应有一定的变化规律;墩梁约束方式为约束7的地震响应最小,但综合考虑温度、制动力学因素,应该是原设计约束5最优。

钢筋混凝土连续刚构-简支梁组合桥地震碰撞振动台阵试验

震害表明,邻梁之间发生碰撞是引发桥梁局部破坏甚至落梁的主要原因,研究桥梁地震碰撞机理对提高桥梁整体抗震性能具有重要意义。本文对一座1:10比例的、由三跨连续刚构桥与一跨简支梁桥组合的钢筋混凝土连续刚构—简支梁组合桥模型进行了多子台振动台阵试验,详细分析了该组合桥的地震碰撞响应,并进行了不同地震激励,不同减隔震方式的碰撞响应对比分析,从而为桥梁地震碰撞行为和减隔震装置的精细化模拟提供了试验依据。研究表明,行波效应以及邻梁之间刚度和质量的差异是地震时桥梁发生碰撞的主要诱因;隔震支座降低了桥梁地震碰撞的危害,但其隔震效果与地震动频谱特性密切相关;考虑行波效应,铅芯橡胶支座对桥梁碰撞相对位移和撞击力的抑制效果优于板式橡胶支座,但其对桥梁加速度响应的控制不一定优于板式橡胶支座;不同地震动减震效果存在差异,说明黏滞阻尼器的控制效果与地震动频率分布密切相关。

某刚构-连续组合箱梁桥非设计合龙温度下合龙技术

针对某桥特殊情况下中跨要求合龙时出现的较低气温情况,在理论分析基础上,提出了在当时气候日气温下的“高温锁定、低温浇筑”这一较为新颖的合龙方案,相关监测数据表明,该方案安全、可靠。

刚构-连续梁桥健康监测系统设计

为了解决刚构-连续梁桥结构健康监测系统的建设问题,以金水沟大桥为研究对象进行研究,针对刚构-连续梁桥的结构环境和受力特点,研究了刚构-连续梁桥健康监测系统的监测内容,系统组成、作用及原理,提出了建立健康监测系统项目的选择依据,并对金水沟大桥健康监测系统的构成、主要功能、监测仪器选择以及传感器布置等进行了分析,为金水沟大桥健康监测系统的建立提供科学依据,同时也为此类桥梁健康监测系统的建设提供参考。

铁路小半径曲线刚构-连续梁桥设计研究

为研究小半径曲线刚构-连续梁桥的受力特点,以某(36+60+36)m铁路刚构-连续梁桥为背景进行分析。采用BSAS、MIDAS、ANSYS建立有限元模型,针对该桥小半径、施工复杂等特点,从弯扭耦合效应、刚度、变形、稳定性等方面进行详细分析,结果表明:该桥具有足够的强度、刚度和稳定性。

长联多跨低墩刚构-连续梁组合梁桥合龙顺序研究

以晋蒙黄河大桥工程为背景,讨论了不同合龙顺序对长联大跨低墩刚构-连续梁组合梁桥的受力影响,并针对该类桥梁提出了科学合理的合龙顺序确定原则。按照该原则确定合龙顺序可使主梁在运营状态下受力更为均匀合理,对类似桥梁合龙顺序的确定具有一定的参考价值。