大跨长联V形墩连续刚构桥方案构思与总体设计

昌南大桥跨越赣江,主桥采用跨径组合(75+165+180+180+165+75)m的混合梁V形墩连续刚构桥,桥长840 m,双幅桥宽37.5 m。V形墩刚构桥因结构轻盈、外形美观、跨越能力较强、刚度较大、行车舒适、便于养护等特点,在城市景观桥梁建设中得以广泛应用,介绍国内主跨跨径及联长最大的混合梁V形墩刚构桥的构思、总体方案设计、桥梁结构设计和施工。

重载铁路单线32 m钢-混组合梁静动力性能研究

为促进“自重轻、施工快速便捷、经济性良好”的中小跨径钢-混组合梁在重载铁路领域的合理使用,针对单线32 m钢-混组合梁,采用通用有限元的方法开展静力性能研究,采用刚柔耦合的多体动力学方法进行车-轨-桥耦合动力性能研究。静动力性能分析显示,(1)单线重载铁路(30 t轴重)32 m钢-混组合梁可采用工字钢主梁高2.6 m、桥面板厚20 cm(横向支点40 cm)双工字钢组合截面型式;(2)双工字钢钢-混组合梁抗扭刚度较弱,在计算横向变形时应考虑截面畸变变形影响;(3)横隔梁布置间距宜根据施工阶段结构稳定性确定,不宜过小;(4)在列车速度<80 km/h、轴重<40 t时,车桥动力响应均在规范允许范围内。综合研究表明,在重载铁路领域使用中小跨径的钢-混组合梁具有可行性,研究结果可供类似工程参考。

钢混组合梁连续刚构桥施工控制影响因素研究

以浙江省宁波市舟山港跨海大桥北通航孔桥工程为项目背景,采用Midas civil软件建立桥梁有限元模型,选取结构几何形态参数、截面特征参数、时间特性参数、荷载参数和材料特性参数作为施工控制参数,并考虑桥梁施工工艺进行施工控制参数敏感性分析。分析结果表明,采用支座顶升施工工艺的钢混组合梁连续刚构桥,在成桥阶段结构线形和结构应力易受预应力钢束初始控制预应力和混凝土重度这两类施工控制影响因素的影响;在施工过程中采用支座顶升施工工艺调整桥梁结构线形,会导致初始控制预应力参数和年平均相对湿度参数敏感性分析结果在支座顶升位置处发生突变。研究结果可为钢混组合梁连续刚构桥的施工控制提供参考依据。

考虑碰撞效应的近断层区桥台-引桥-刚构连续梁桥结构体系减震措施研究

为了研究和探索合理的减震措施控制桥台-引桥-刚构连续梁桥结构体系的地震反应,以1座主跨径为120 m的刚构-连续组合梁桥为研究对象,采用CSIBridge建立考虑碰撞能量耗散、桩土相互作用、桥台与台后填土相互作用以及支座桥墩非线性行为的桥台-引桥-刚构连续梁桥结构体系弹塑性动力分析模型。在桥墩和桥台处共设置8种减震方案,分析普通地震波作用下不同方案的减震效果;然后,对比分析相同减震方案在近断层普通地震波和近断层长周期地震波作用下的地震反应。研究结果表明:各方案均能达到预期减震效果,其中采用双曲面球型减震支座(为单一减震装置)的方案减震效果最佳,而增加阻尼器的组合减震方案能进一步优化主桥墩受力。同时,只有在左右桥台处设置黏滞阻尼器的联合减震方案才能有效控制桥台处伸缩缝的碰撞效应。在近断层普通地震波作用下有效的减震方案在近断层脉冲型地震波作用下完全失效,但对减震装置进行参数优化后依然能达到预期减震效果。

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。

芜湖长江大桥设计与关键技术研究

芜湖长江大桥是国内首次采用板桁结构建造的一座公、铁两用桥梁。铁路桥全长为１０５２１ｍ，公路桥全长为５６８１ｍ。正桥主航道采用主跨３１２ｍ、低塔、斜拉索加劲的连续钢桁梁结构，主桁为Ｎ型桁架，公路路面采用预制混凝土桥面板。副航道为主跨１４４ｍ的连续钢桁梁，主桁为无竖杆三角形桁架。本桥设计中采用了一系列新材料、新结构和新工艺。针对本桥设计和荷载、刚度、焊接及板桁结构等关键技术问题的研究论证作了简要介绍。

波形钢腹板组合刚构桥墩-梁结合部受力性能试验研究

由波形钢腹板组合梁和钢筋混凝土桥墩所构成的组合刚构桥,可以综合组合结构与刚构桥的优势,具有跨越能力强、长期性能好和施工方便等优势,是适用于高烈度地震区大跨桥梁的一种新型结构形式。本文对波形钢腹板组合梁刚构桥墩梁结合部以及墩顶位置组合梁负弯矩区的受力性能进行了试验研究。试验表明,此类墩-梁固结节点具有良好的承载力、刚度、耗能能力、延性以及变形恢复能力,抗震性能良好;波形钢腹板组合梁负弯矩区开裂荷载较高,裂缝分布较均匀,抗剪连接件性能可靠,正应力横向分布均匀。同时,还分析了腹板内衬混凝土对截面正应变分布的影响以及波形钢腹板在不同荷载水平下对组合梁抗剪强度的贡献,并建议了波形钢腹板在节点区混凝土内的锚固深度。

跨座式单轨交通桥梁结构体系研究

为合理选择跨座式单轨交通桥梁结构体系,以适应城市复杂的建设条件及跨越需求,对PC轨道梁、双层复合结构、钢轨道梁3种类型轨道梁的适用性进行分析,并从设计、施工和成本等方面对铰支体系和刚构体系2种结构体系进行比选。结果显示,跨座式单轨交通桥梁轨道梁施工应采用工厂预制、现场拼装的施工工艺;对非小曲线的小跨径标准梁桥应根据工期需要选择铰支体系或刚构体系混凝土轨道梁;对于小曲线段及中、大跨径节点桥宜采用刚构体系钢轨道梁桥,当大跨径桥梁附加应力过大、结构受力不合理时,宜采用铰支体系钢轨道梁桥。

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。

大悬臂预应力组合桥面板实用计算方法

为了解决不同位置荷载作用下组合桥面板的荷载横向分布计算问题,根据脊骨梁中波形钢腹板挑梁并排支撑的预应力大悬臂组合桥面板的受力特点及抗弯和抗扭刚度沿挑梁纵向的变化规律,采用基于换算截面法的修正刚接梁法,假设受载挑梁的荷载横向分布系数随荷载作用位置变化沿挑梁纵向按三次曲线分布。然后,根据"波形钢腹板不抵抗弯矩"的结论和拟平截面假定,推导出波形钢腹板组合挑梁的开裂弯矩和弹性极限弯矩计算公式。最后,通过试验和有限元分析来验证该公式的正确性。结果表明:该计算公式能够满足工程设计的精度要求。

集簇式刚性连接组合梁桥的力学性能分析

为了研究任意荷载作用下集簇式刚性连接工字钢-混组合简支梁桥的应力和位移分布,首先将组合梁桥的三维结构简化为层合的二维弹性力学平面应力问题,分别求得各层简支梁的弹性力学解,然后用集中力替代集簇式刚性连接件对结构的作用力,根据梁桥表面的受力条件以及界面处位移和应力的衔接条件,确定待定未知量,从而得到组合梁桥的应力和位移分布函数.与有限元结果比较显示了该数值解具有很高的精度,参数化分析揭示了集簇式刚性连接组合梁桥的力学特点并且提出了簇钉间距的合理范围,研究结果为新型组合梁桥的工程设计提供了科学的理论依据.

基于损伤塑性本构模型的上承式梁拱组合刚构梁拱交汇节点极限承载力研究

针对大跨径上承式梁拱组合刚构梁拱交汇节点受力复杂的问题,笔者利用基于Abaqus损伤塑性本构模型展开预应力钢筋混凝土材料非线性分析的方法,对上承式梁拱组合刚构进行了梁拱交汇节点极限承载能力的研究。研究结果表明:18个不利荷载工况中梁拱交汇节点处,上弦梁最大正弯矩组合是最不利且起控制作用的荷载工况,最不利荷载工况下梁拱组合节点极限承载因子为2.012,极限承载因子大于1.4,并有一定的安全储备;梁拱交汇节点的破坏路径为:从上弦梁底板混凝土受拉破坏开始,随着荷载的增大破坏面逐渐扩展至上弦腹板,最终上弦梁结构被拉溃;提出一种基于Von-Mises应力相似追踪的方法,可以有效的模拟实体单元力学边界条件;给出了判断节点内力平衡的计算公式,提出内力平衡影响因子η,并通过数据对比给出了影响因子相应的阈值范围,定量的解释了局部杆系模型与整体模型的内力状态无法相同的原因。

大跨度V形刚构拱组合桥的施工控制研究

探讨大跨度V形刚构拱组合桥的施工方案,在施工过程仿真计算中利用单元生死技术,编制APDL命令流程序,并考虑混凝土的徐变特性,建立施工全过程仿真计算模型,对先梁后拱分段施工全过程进行计算研究。在确定了施工控制方法后,通过对施工方案的评价分析,充分利用施工过程中采集的数据,与计算状态的数值进行比较分析,以客观预测出随后施工过程中的线形和位移,从而控制小榄水道特大桥达到理想的施工线形和位移。介绍各控制断面的选取及各断面的应力及位移测试原理,并对结果进行对比分析,保证施工过程按照设计要求顺利展开,从而确保施工过程的结构安全。

钢-混凝土组合悬臂梁施工稳定性分析

用ANSYS非线性有限元程序,结合重庆某正在施工的钢-混凝土组合连续刚构桥,对钢-混凝土组合悬臂结构在不同施工阶段,不同施工步骤的第1阶屈曲模态及特征值进行了数值模拟研究。结果表明:翼缘板对整个组合结构的稳定性作用不大,但提高了腹板的稳定性;加劲肋提高了钢-混凝土组合结构整体的稳定性,并且其作用不受跨径变化的影响。横隔板在跨径较小时,发挥的作用远超过加劲肋,随着跨径增大,其作用迅速降低;混凝土由于自重太大,对组合结构的稳定作用不大,若施加部分过长,对结构的稳定将起副作用。

关于铁路斜拉桥叠合梁竖向刚度的影响因素分析

以某座双塔双索面三跨预应力混凝土梁与钢桁叠合梁斜拉桥为例,对影响双线铁路主跨280m叠合梁斜拉桥竖向刚度的各项因素进行了分析比较。

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 。

晋蒙黄河大桥主桥合拢顺序方案研究

以晋蒙黄河大桥主桥152 m刚构-连续组合梁桥为背景,利用有限元分析软件Midas Civil对其进行仿真计算,分析了包括设计方案在内的4种不同合拢方案的合拢顺序及临时固结解除时间对整体结构位移、内力以及应力的影响情况,并针对该桥提出了相对合理的合拢顺序及临时固结解除时间,其方法和结论可为同类桥梁设计提供参考和借鉴。

钢-混组合连续梁-V腿连续刚构桥静载试验研究

钢-混组合连续梁-V腿连续刚构桥是由V形墩连续刚构桥和连续梁组合形成的新型桥梁结构,主梁结构采用钢-混组合梁。它既有组合连续梁的受力特征,又有V腿刚构桥的受力特征,这种新结构的研究相对较少。本文对某钢-混组合连续梁-V腿连续刚构桥,进行静载试验,研究受力特性。研究结果表明:该桥结构经历了0.86~0.95荷载效率的静力加载试验,试验过程中未发生异常现象;各试验荷载工况下的各控制截面的实测挠度均小于理论计算值,挠度校验系数介于0.75~0.95之间的合理范围;钢梁应力校验系数总体介于0.75~0.95之间,最大相对残余应变未超过15.0%,均满足规范要求。

钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥自振特性研究

针对世界上第一座钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥,研究其自振特性,并进行了实桥的自振特性测量。研究结果表明:前3阶自振均不是主梁在竖向的振动,说明该桥的竖向刚度强于横向刚度;1阶竖向振动出现在结构的第4阶自振,频率为3.391 Hz;结构的1阶扭转出现在第6阶自振,频率为4.449 Hz;V腿结构的纵向和横向截面刚度会对钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥整体的自振特性有明显影响。

长阳清江大桥主桥上部结构设计

长阳清江大桥主桥采用(60+200+60)m飞燕式钢桁架系杆拱,具有跨越能力大、桥面系结构高度低、自重轻、强度大、抗变形能力强、造型美观等特点。拱肋采用N形桁架布置,为保证系杆拱的空间稳定性,在拱肋上、下弦杆及边拱肋平面内设置了风撑。系梁采用刚性系梁,承担拱肋全部水平推力,简化了因设柔性系杆而需要的定位及锚固构造。桥面系采用简支桥面连续的钢-混凝土组合梁,通过支座搁置于横梁上,有效地减轻桥面系自重。吊杆采用钢绞线整束挤压吊杆,两端采用叉耳式构造,通过控制吊杆无应力下料长度来控制张拉力,既方便施工又有利于后期养护维修。全桥静力及稳定性分析表明,设计满足规范要求。