大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥结构体系研究

为研究不同结构体系对大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥力学性能的影响,并寻求最优的结构体系,以崇凭铁路上金左江双线特大桥为背景,采用MIDAS Civil和ANSYS软件建立主桥有限元模型及车-轨-桥耦合动力学模型,对半飘浮体系、刚构体系、塔梁固结体系和塔梁固结-刚构组合(高墩塔墩梁固结、矮墩纵向设置双排活动支座)体系方案进行比选,分析典型工况下主桥的静、动力特性。结果表明:在列车活载和温度作用下,采用塔梁固结-刚构组合体系的桥梁受力性能良好,采用较小的梁高即可满足桥梁结构的刚度要求;CRH2列车编组通过时不同结构体系的桥梁结构和列车编组的动力响应值均满足要求,考虑温度变形影响时不同结构体系对列车运行的安全性和舒适性的影响较小。基于力学性能计算结果,上金左江双线特大桥主桥最终采用塔梁固结-刚构组合体系。

基于响应面法和ARO算法的桥梁有限元模型修正

针对桥梁结构模型修正过程中计算量大、全局寻优难等问题,提出一种基于响应面法和人工兔优化算法(artificial rabbits optimization, ARO)的桥梁有限元模型修正方法。该方法通过F检验法明确对结构响应影响显著的参数并建立响应面模型作为桥梁有限元模型的代理模型进行迭代计算,然后通过静动力联合修正法基于特征响应的响应面模型计算值和试验值构建目标函数,并通过人工兔优化算法对目标函数进行迭代计算进而获得精确的有限元模型参数。采用该方法对变截面连续刚构黄河特大桥有限元模型进行修正,结果显示:基于显著性分析结果建立的桥梁响应面模型相关系数大于0.98,且平均绝对误差低于0.05;模型修正后主梁关键截面竖向位移最大相对误差由32.97%降至5.72%,平均相对误差由20.67%降至3.61%,桥梁前3阶竖向自振频率平均相对误差仅为0.18%。可见,采用所提方法修正的模型能用于评价桥梁结构实际受力性能。

钢桁梁悬索桥加劲梁节段安装连接方式研究

针对大跨度钢桁梁悬索桥施工过程中主梁的两种连接方式:逐段铰接法和刚铰结合法,以湖北省某长江公路大桥为例,采用桥梁设计与施工控制分析系统BDCMS建立平面全桥计算模型,对钢桁梁悬索桥主梁施工的两种连接方式进行模拟分析,综合比较施工过程中的加劲梁弦杆内力和加劲梁线形,得出项目采用刚铰结合法的施工方法较为合理的结论,并通过模拟计算对刚铰结合法的临时铰开口宽度进行研究,得到合理的铰固转换时机。

多点激励下大跨度连续刚架拱组合桥的空间地震响应分析

新光大桥位于广州新光快速路主干线,是世界上第一座三跨连续钢桁拱与钢筋混凝土V型刚构结合的钢-混凝土组合体系桥梁,主桥跨度为177 m+428 m+177 m,在目前同类型桥梁中,主桥长度位居世界第一.该桥结构新颖、造型独特.本文以广州新光大桥为例,详细分析了大跨度连续刚架-拱组合结构桥梁在纵桥向和横桥向地震一致激励和多点激励作用下的地震响应.研究表明多点激励对主拱肋上、下弦杆以及V型刚架斜腿地震内力响应均有较大影响,而对边拱肋轴力影响很小,并且纵桥向多点激励要比横桥向多点激励对结构的影响要明显.

独塔斜拉与连续刚构组合桥梁动力特性及参数影响分析

为分析国内首座独塔斜拉连续刚构组合结构体系铁路桥梁的动力特性,以Midas/Civil 2006为平台,介绍其空间有限元模型的建模策略;采用子空间迭代法对这种独特的组合体系进行动力特性分析,给出了前10阶频率和相应的振型;同时,分别计算了恒载集度和弹性模量2种主要结构参数变化对动力特性的影响,并对其规律作出了讨论分析。计算结果表明:斜拉刚构组合结构振动特性兼有斜拉桥和刚构桥的特点,受恒载集度和弹性模量等结构参数变化影响较大。

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。

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。

我国预应力混凝土公路桥的发展与现状

本文叙述我国预应力混凝土桥的发展历程和现在情况.近几年来,我国建造了多座预应力混凝土桥,结构型式有简支梁、T型刚构、连连梁、连续刚构、斜拉桥与组合式拱桥等.在每种桥型中,选择具有代表性的桥梁,对其结构特点,设计与施工新技术,加以分析讨论.使能互相交流知识,总结经验,以资提高技术水平,促进我国桥梁建设的新发展.

连续刚构桥组合式桥墩临界荷载分析

根据弹性稳定理论中的瑞利-里兹法,推导了连续刚构桥中由双薄壁墩与独墩组合而成的组合式桥墩在悬臂施工阶段面外失稳临界荷载计算公式。结合工程实例,探讨了双薄壁墩与独墩分界点位置对临界荷载和失稳模态的影响。给出了组合式桥墩计入其自重作用的弹性稳定系数计算公式以及双薄壁墩与独墩分界点位置的建议值。

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。

V形刚构拱组合桥的梁拱组合效应分析

研究目的:大跨度V形刚构拱组合桥利用V形连续刚构的主跨斜腿与钢管混凝土拱的拱座连接形成,具有拱和V形连续刚构共同受力的特点,其结构性能已不同于一般的梁拱组合体系桥。通过本研究,揭示V形刚构拱组合桥的梁拱组合效应。研究结论:由于拱肋对V形连续刚构桥的加劲作用,V形刚构拱组合桥中跨在活载作用下的最大弯矩和最大挠度均减小约50%;组合结构桥由于混凝土收缩徐变引起的中跨后期下挠仅为V形连续刚构桥跨中下挠量的12%;V形刚构拱组合桥的竖向刚度是V形连续刚构桥的2.56倍以上,V形刚构拱组合桥的梁拱组合效应非常明显。

大跨度连续刚构拱组合桥梁拱墩结合块模型试验研究

简单介绍了模型试验的相似和设计原则,对模型试验的加载工况、加载程序、测点布置等也进行了讨论。应用大型COSMOS/Works软件,结合已有的研究成果,在选定混凝土、钢筋和钢绞线单元的基础上,建立了边主墩和中主墩梁拱墩结合块三维有限元模型,得到数值分析结果,将数值计算结果与试验结果进行对比分析,得出了顶底板、腹板、拱脚和墩顶混凝土应力分布规律,深入研究了梁拱墩结合块的复杂受力行为。研究表明:顶底板混凝土正应力沿纵向均呈先减小再增大的趋势;腹板混凝土正应力沿竖向从上至下呈增大趋势,沿纵向正应力呈先减小、后增大和再减小的趋势;拱脚混凝土主压应力由后拱外侧往前拱内侧呈增大趋势;双薄壁墩和空心单柱墩墩顶混凝土各断面基本处于受压状态。梁拱墩结合块受力合理,大跨度连续刚构拱组合桥设计合理。

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。

结构参数对刚构——连续组合梁桥动力特性的影响分析

以龙华松花江特大桥的大跨度刚构—连续组合梁桥为研究对象,采用大型有限元分析程序ANSYS建立该桥的空间计算模型。利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的基频与振型,并与动载试验实测基频值进行比较,验证模型分析的正确性。在此基础上改变结构参数重新计算基频,并对结果进行线性回归分析,以此确定各结构参数对刚构—连续组合梁桥的动力特性的影响程度。

对《桥上无缝线路设计暂行规定》若干关键技术问题的探讨

对桥墩纵向线刚度限值的合理性、无缝线路纵向力的荷载组合等关键技术问题进行了深入的探讨,对桥上无缝线路的设计有一定的参考价值。

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。

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。

独塔斜拉连续刚构组合桥施工全过程仿真分析

广珠线西江特大桥是我国铁路上第一座独塔斜拉连续刚构组合桥梁.为研究其施工过程中的力学行为,采用空间有限元模型,根据实际施工过程,计算主桥各个施工阶段下的应力和变形,分析主桥关键部位在各种荷载作用下随施工阶段的应力变化路径.计算表明,斜拉连续刚构组合结构在施工过程中体现出组合桥体系的受力特性,是以连续刚构为主的结构受力体系;同时,斜拉桥的受力行为增大了主梁根部的正应力,斜拉索对结构起到了"刚度保持"的作用.

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。

长大公轨合建桥梁设计技术

介绍上海长江大桥桥式方案、分析公轨合建桥梁的特点及面对的主要问题,详细论述大跨度斜拉桥、不同跨度PC连续箱梁桥、高墩大跨组合箱梁桥的行车安全分析研究结果以及设计技术措施和解决关键问题的思路;分析论证箱梁悬臂板布置轻轨车辆的可行性与控制条件。指出荷载小且速度低的轻轨列车对桥梁的刚度要求可以有较大的放松、箱梁悬臂板上布置轻轨车辆完全可行。