不同桥墩布置形式下有轨电车小半径曲线桥地震响应研究

为适应现代交通的发展需要,有轨电车小半径曲线桥得到广泛应用。而由于曲线桥的几何非规则性,其地震响应相较其余桥型更为强烈和复杂,如何在设计时尽可能减小曲线桥震害值得深入研究。以某实际工程项目为背景,分别建立不同桥墩墩高布置形式的三维有限元模型,通过非线性动力时程分析,探究了等高型、渐变型、凹岛型以及凸岛型等布置形式下各个桥墩的内力响应与位移响应,并为曲线桥的抗震设计提出建议。通过对比与分析表明:有轨电车小半径曲线桥在抗震设计中应优选等高型布置形式,尽量避开渐变型,且在实际工程中需注意对固定墩采取必要的抗震构造措施。

基于墩柱增设的独柱墩曲线箱梁桥抗倾覆研究

近年来,独柱墩曲线箱梁桥整体侧翻倾覆事故时有发生,开展抗倾覆分析及加固对策的研究具有重要的工程价值。以某匝道桥为工程背景,考虑其抗倾覆稳定性,使用支座失效法并结合有限元分析软件Midas/Civil建立柔性梁格有限元模型,对独柱墩曲线箱梁桥加固前后的抗倾覆稳定性和动力特性进行了对比分析。研究结果表明:加固前该桥曲线箱梁的一阶振型为扭转振动,在4号墩处,易发生扭转,可能导致支座脱空,此时该桥抗倾覆稳定系数最小为1.97,不满足规范中抗倾覆稳定系数不小于2.50的要求。采用墩柱增设法对4号墩进行加固后,该桥曲线箱梁的一阶振型为纵向弯曲振动,抗倾覆稳定系数最小为4.31,抗倾覆能力得到显著提升。通过现场抗倾覆稳定性静载试验,对加固效果进行了实桥验证,效果较好。

弯曲桥梁抗倾覆性能分析与加固设计

抗倾覆性能是曲线桥梁的一项重要安全性指标。对于某高速公路工程平面弯曲梁桥,通过空间有限元建模分析,计算了弯曲混凝土连续箱梁的抗倾覆稳定系数与支座反力,并进行了抗倾覆加固设计。由分析验算结果可知,钢板混凝土盖梁加固措施受力简明、施工方便,宜用于快捷加固独柱墩弯曲桥梁以增强其抗倾覆性能。

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计为双主跨140 m独塔预应力混凝土曲线梁斜拉桥,4线铁路整幅布置,客运专线和客货共线分别采用无砟、有砟轨道。大桥采用塔墩梁固结体系;主梁采用单箱六室预应力混凝土曲线箱梁,梁高4 m,主跨全宽32.5 m,边跨主梁因不设斜拉索,梁宽缩减为28 m;桥塔采用双柱式钢筋混凝土结构,上、下塔柱间设置1道半圆拱形横梁,主梁通过横梁与桥塔固结,上塔柱设置横桥向预偏,以抵消索力引起的塔柱横桥向往主梁曲线内侧产生的位移;全桥共设32对斜拉索,按竖琴式双索面布置在主跨;斜拉索采用标准抗拉强度1770 MPa的锌铝合金镀层平行钢丝;基础采用钻孔灌注桩基础。桥塔采用爬模施工,主梁分区段采用牵索挂篮悬臂浇筑和支架现浇施工。该桥设计验算和成桥荷载试验结果均满足要求。

独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性分析与加固研究

针对独柱墩曲线梁桥在偏心荷载作用下易发生倾覆的问题,提出一种独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性分析方法。首先,对独柱墩梁桥倾覆理论展开分析,以某4×30 m混凝土连续梁桥为研究背景,利用Midas Civil有限元软件建立独柱墩曲线梁有限元分析模型。然后,分别对独柱墩连续梁桥的中墩支座偏心、中墩第三支座设置双支撑且外侧支座设置不同的偏心、第三中墩采用墩梁固结以及独柱墩均采用单柱双支撑4种情况下,独柱墩连续箱梁桥抗倾覆稳定性进行分析。最后,对实例进行桥梁加固研究,并对加固前后的抗倾覆稳定性进行验算。研究结果表明:当未设置偏心时,抗倾覆稳定性未能满足两个特征状态的要求;当偏心距增加至0.35 m时,两个特征状态均下降;中墩第三支座的外侧距离超过边墩支座时,桥梁的抗倾覆能力也在下降;第三中墩采用墩梁固结时,边墩支座内侧的受拉支座反力减小72%,可以提高桥梁的抗倾覆性能,但不满足规范要求;中墩采用单柱双支撑时,横向抗倾覆系数均大于2.5,桥梁满足规范的两个特征状态;同时对提出的两种加固方案进行验算,得出验算结果均满足规范要求。

复杂竖曲线宽幅组合梁桥大跨度顶推施工控制技术

广西柳州凤凰岭大桥为(96+124+3×130+90)m连续钢-混组合梁桥,主梁为等高双箱单室钢-混组合梁,由槽形钢箱梁和混凝土桥面板构成,梁宽46.6 m,该桥竖曲线由3段圆曲线和2段直线组成。钢梁采用连续步履式顶推、跨间不设临时墩的方案施工,最大顶推跨度达130 m。由于该桥竖曲线线形复杂、顶推悬臂长度较大、桥面板及体外预应力束施工工序繁杂,为确保施工中结构安全、成桥线形和内力满足设计要求,从线形控制、导梁过墩控制、桥面板安装控制等方面进行施工控制。钢梁顶推施工时,采用几何状态传递法对各梁段安装线形进行预测与控制,确保成桥线形满足设计要求;分析临时拉索张拉、环境温度改变与导梁前端位移响应关系,计算临时拉索张拉力,通过张拉临时拉索实现导梁顺利过墩;桥面板施工时,对皮尔格铺装法进行优化,改变桥面板安装顺序,确保了钢梁及桥面板应力满足要求,并缩短了工期。通过以上施工控制,该桥钢梁顺利顶推完成,全桥线形平顺,实测主梁线形满足设计要求,成桥状态良好。

大件车作用下独柱墩弯桥倾覆风险快速预测

为了实现大件运输车辆作用下独柱墩弯桥倾覆风险的快速预测,首先对基于刚体转动理论的简化计算方法进行改进,引入车辆转弯模型考虑车轮轨迹,实现车辆荷载的准确和快速加载,定义了稳定因子η并提出质心加载法用于确定倾覆轴线;结合变形体理论,提出采用端点偏移的方法对倾覆轴位置进行修正;采用阈值法快速评价桥梁的倾覆风险性,并通过建立ABAQUS实体模型分析了大量桥梁的倾覆过程,确定阈值[kc]的取值;在此基础上建立了独柱墩弯桥倾覆风险快速预测流程。研究结果表明:大件车以稳定状态通过弯桥时其质心轨迹为一圆弧;对倾覆轴线位置进行修正可以考虑主梁变形能力对稳定效应的削减,相比于原简化方法,由改进方法计算的抗倾覆稳定能力kc对桥梁的倾覆风险具有更强的表征能力;抗倾覆稳定能力阈值取值为1.10;基于MATLAB程序语言,编制了弯桥倾覆风险快速预测程序,通过批量输入大件车待通行线路上的独柱墩弯桥信息即可计算出各个桥梁的抗倾覆稳定能力kc,将kc与抗倾覆能力阈值进行比较从而预测出有倾覆风险的桥梁,实现大件车作用下独柱墩弯倾覆风险快速预测。

独柱墩曲线箱梁桥抗倾覆稳定性分析及计算方法研究

为探究独柱墩曲线箱梁桥抗倾覆稳定性,开展对其相关研究。通过选择建模方法、划分曲线箱梁网格,实现截面特性计算与稳定性分析。在此基础上,推导出稳定效应简化计算公式,对该公式适用性分析验证其应用可行性。再进一步推导,得出抗倾覆稳定性实用计算方法,并最终通过算例验证该计算方法的工程应用价值。

独柱墩连续曲线箱梁桥抗倾覆性能评估与加固

为了提升独柱墩连续曲线箱梁桥的抗倾覆能力,确保重载车辆作用下桥梁结构安全,根据现行桥梁设计规范和行业管理部门的技术要求,分析重载车辆下独柱墩连续曲线箱梁桥倾覆破坏的机理,归纳该类桥梁抗倾覆性能评估的内容、要点和加固方法。结合工程实例中桥梁的空间布置和结构受力特点,提出为独柱墩增设盖梁和支承或将独柱墩改为多柱墩的加固方案,并采用梁单元建立了加固前后独柱墩连续曲线箱梁桥抗倾覆评估模型,对各加固方案下桥梁的抗倾覆性能进行了对比分析。结果表明:将独柱墩改为多柱墩的加固方案,能够更有效地提升桥梁的抗倾覆稳定性,加固后桥梁两侧偏载下的抗倾覆稳定系数为加固前的1.73与1.48倍。

三跨独柱连续曲线梁桥抗倾覆稳定性分析

为研究三跨独柱连续曲线梁桥的抗倾覆能力,基于结构倾覆的力学原理并根据桥梁倾覆轴选取原则,推导了微弯桥与弯桥的倾覆轴选取临界方程,比较了弯桥中两类倾覆轴下的抗倾覆稳定性,对三跨独柱连续曲线梁桥的抗倾覆稳定系数进行了验算,并与规范公式计算值进行对比。计算结果表明:在选取弯桥倾覆轴时,根据两中墩支座连线作为倾覆轴进行抗倾覆验算的结果更安全;三跨独柱连续曲线梁桥的抗倾覆稳定系数随曲率半径增大呈现先减小后增大的趋势;对于微弯桥,理论计算值比规范计算值更大;对于弯桥,两者基本一致。

锈蚀钢筋混凝土桥梁结构地震易损性分析

为了研究锈蚀钢筋混凝土桥梁结构的地震易损性问题,以一个简化的单墩体系为例,通过修正材料的单轴本构关系,建立了考虑钢筋锈蚀损伤的桥梁结构非线性分析模型.考虑地震动的不确定性,根据场地类型选取50条地震波,通过弹塑性动力时程分析获得结构的地震响应,针对不同的钢筋锈蚀率,建立地震需求参数与地震动参数之间的关系,分别定义墩柱的4个损伤指标,形成不同钢筋锈蚀率的桥梁结构易损性曲线.通过结果对比分析发现:钢筋混凝土桥梁结构的地震易损性随着钢筋锈蚀率的增大而增大;当钢筋锈蚀率在10%~15%时,钢筋混凝土桥梁结构的地震易损性基本不变.

大跨高墩小半径刚构-连续组合梁桥地震响应分析

为研究大跨高墩小半径刚构-连续组合曲线梁桥的地震响应,以某(40+6×80+40)m的刚构-连续组合梁铁路特大桥为背景进行分析。采用ANSYS建立全桥有限元模型,计算桥梁动力特性,并采用反应谱法和时程分析法对桥梁在地震作用下的内力和位移进行分析。分析结果表明:增大桥墩刚度、采用墩梁固结方式能够提高刚构-连续组合曲线梁桥的整体性,有利于桥梁的抗震;从地震响应(位移、弯矩)综合考虑,对该类桥梁最不利的地震波激励角度为0°、90°(分别对应顺桥向、横桥向),增大横向刚度可减小桥梁结构的横向位移,增大墩底截面面积可减小桥梁结构在水平地震作用下的地震响应;总体上来说,在横桥向地震波激励下该类桥梁横向位移和面外弯矩最大,在顺桥向地震波激励下该类桥梁纵向位移和面内弯矩最大。

曲线梁桥不同约束形式下的受力性能及其适用性分析

为确定混凝土曲线梁桥不同固定约束形式下的受力性能及与墩高相适应的合理的固定约束形式,以某混凝土曲线梁桥为例,采用有限元法分析墩梁现浇固结和盆式固定支座2种边界形式对不同墩高曲线梁桥受力性能的影响。计算结果表明:与盆式固定支座形式相比,墩梁现浇固结使主梁受扭更加合理,且能很好地控制主梁径向位移;为了使桥墩受力更加合理,对于墩高较高的曲线梁桥(该研究为墩高8m以上)固定边界宜采用墩梁现浇固结,对于墩高较矮的曲线梁桥固定边界宜采用固定支座;为优化主梁扭矩和减小桥墩负担,建议在使用固定支座时设置径向外侧的预偏心。

匝道固结体系曲线箱梁桥弯扭性能分析

针对高速公路及城市匝道中的混凝土曲线箱梁桥存在的支座脱空、箱梁横移与侧倾等一些问题,提出采用设缝墩与箱梁固结的新体系,该体系由于取消了墩上支座、梁墩固结,结构整体性好,可有效解决前述问题,且有利于结构抗震。通过有限元计算,对比分析了固结体系曲线梁桥和曲线连续梁桥的主梁弯、扭性能。结果表明固结体系曲线箱梁的最大弯矩和扭矩均小于连续曲线梁。

北京动车段走行线特殊结构桥梁设计

北京动车段跨越众多市政道路、高速公路、规划地铁、既有铁路等,特殊结构桥梁多,重点介绍动车段走行线桥梁桥跨布置、墩台选择、5线并行桥梁曲线布置、特殊结构桥梁的桥梁类型、五线大跨连续箱梁、预应力混凝土框架墩及多线电缆槽的设计。

国道110线乌海黄河大桥主桥设计

国道110线乌海黄河大桥主桥采用（120＋220＋120）m中央索面部分斜拉桥,结构体系为塔梁固结,塔梁与桥墩分离并设置双曲面球型减隔震支座。主梁采用变高度钢筋混凝土连续箱梁,梁高4.0~8.5m,桥面标准宽度33.5m,设1.5%双向横坡;桥塔采用钢筋混凝土实体哑铃形断面,桥面以上有效塔高40m;桥塔每侧设12对斜拉索,斜拉索采用环氧喷涂钢绞线;主墩墩身采用带挑臂板式桥墩,基础采用26根2.0m钻孔灌注摩擦桩;边墩整体造型与主墩基本一致,基础采用12根2.0m钻孔灌注摩擦桩。该桥以＂笔＂的形象为造型元素,独特优美,体现了乌海市＂书法之城＂的文化底蕴。

高墩大跨曲线刚构桥曲线箱梁剪力滞效应研究

以芦家沟大桥为工程背景,建立了实桥三维板壳有限元模型,对其进行了空间有限元分析,并用参数变换法对影响曲线箱梁剪力滞效应的主要因素进行了分析,总结出了连续曲线刚构桥曲线箱梁剪力滞效应随各种影响因素变化的规律,从而为此类桥梁的设计和建造提供借鉴与参考。

浅谈高墩曲线连续刚构桥设计

介绍了高墩曲线连续刚构桥的构造、计算、施工和控制等,分析了高墩曲线连续刚构桥的受力特点,并提出曲线连续刚构桥设计时应考虑和注意的一些实际问题,并提出了一些解决方法。

软土地基连续弯梁桥墩柱纠偏施工监控

软土地基环境下桥梁墩柱在不均匀受力下易发生侧位偏移,墩柱恢复过程受到土体状态等多种不确定性因素的影响,纠偏施工过程复杂,因此,施工中各项指标的监控尤为重要。以浙江某软土地基连续弯梁桥的墩柱纠偏施工过程为例,对整个过程中墩柱的顶底位移及垂直度等进行了施工监控。结果表明,双柱式桥墩墩柱顶底部共同顶推的纠偏效果相对明显,但需周密布置整个纠偏施工方案,并对整个纠偏过程进行安全性监控。

中墩固结曲线桥梁振动台试验研究

2008年的汶川M_(s)8.0级地震中有相当多的曲线桥梁发生破坏,比如百花大桥、回澜立交桥、小黄沟桥等等,为了研究曲线桥梁的震害破坏机理,本文以一中墩固定的两跨曲线桥梁为研究对象,对其进行缩尺的振动台试验研究。分别采用El Centro和Taft波对曲线桥梁进行三向地震动激励。通过试验研究发现,7度基本工况时,中墩墩柱两端出现水向裂缝,当7度罕遇时,中墩墩柱两端出现斜向裂缝,当8度罕遇工况时,混凝土出现压碎现象。从结构周期上看,模型的一阶频率逐渐下降,尤其前几个工况下降较快,说明模型刚度退化较快。1#墩和3#墩处支座残余滑动方向具有一定规律性,即绕着曲线中心,逆时针转动。