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。

小曲线半径条件下铁路桥梁线-梁-墩受力规律

建立朔黄铁路恢河特大桥三维有限元模型,分析不同荷载作用下恢河特大桥线-梁-墩的受力规律,并对比二维与三维计算模型的差异。结果表明:挠曲、制动作用下横向墩顶作用力均小于纵向墩顶作用力,而伸缩作用下3#—24#桥墩的横向墩顶作用力大于纵向墩顶作用力。制动力从轨面传递至墩顶纵向、横向的占比为86%、3%,离心力从轨面传递至墩顶纵向、横向的占比分别为12%、86%。

基于拓扑优化和缩尺试验的小宽厚比独柱式桥墩帽梁力学性能研究

由于小宽厚比独柱墩帽梁属于典型的应力扰动区构件,内部受力较为复杂,普通独柱墩帽梁的设计方法可能对其不适用。对小宽厚比独柱墩帽梁模型进行拓扑优化,分析小宽厚比独柱墩帽梁的空间受力特征,根据拓扑优化结果建立小宽厚比独柱墩帽梁的空间拉压杆模型基本构形,并根据最小应变能准则提出了确定其最优构型的方法。针对目前对小宽厚比独柱墩帽梁试验研究较少的现状,进行缩尺模型试验,研究其竖向静载作用下的受力特性。结果表明:在横桥向,帽梁顶部在双支座荷载下具有最大拉应力;在顺桥向,帽梁中间位置拉应力最大,帽梁的顶部拉应力低于中部,帽梁底部则表现出受压的趋势。由于未考虑顺桥向的力流扩散,根据相关规范中拉压杆模型设计方法计算得到的内力值与试验结果相差较大,说明规范法不适用于小宽厚比独柱墩帽梁的设计。试验结果的应力分布情况与根据拓扑优化结果提出的空间拉压杆模型一致,并且采用空间拉压杆模型计算得到的拉杆应力值相比规范法更加合理,证明本研究所提的空间拉压杆模型基本构形以及确定最优构型方法的合理性。

南中高速桥梁与广东省标准通用图造价对比分析

南中高速位于广州市南沙区南部和中山市东北部,工程建设以桥梁为主,其中预制箱梁桥梁指标4460~7710元/m^(2),平均指标为6074元/m^(2),与常规经济指标3800~4500元/m^(2)比较,指标较高。文章通过与广东省高速公路设计通用图进行对比,分析30 m标准跨径预制箱梁结构经济指标差异,基础和下部结构影响最大,为穿过深厚淤泥层需设置长桩基及长钢护筒,为节约用地预留桥下可发展空间设置大挑臂功能墩;而上部布梁需要的影响也占一部分影响因素,例如非30m混凝土预制梁的影响、较窄匝道桥的影响、匝道桥现浇梁、匝道桥钢箱梁、海上桥梁的影响。

小间距双柱盖梁墩抗震性能研究

由于地形限制,双柱盖梁墩的间距受到严格的控制。通过SAP2000,对小间距双柱盖梁墩的建模进行空间有限元动力分析,可以得到其在地震荷载作用下的纵横向桥墩和桩基的地震响应。利用UCFyber软件,建立纤维单元模型,对桥墩和桩基截面进行抗弯能力分析(考虑轴力),从而检验小间距双柱盖梁墩在地震荷载作用下的桥墩和桩基的抗震力学性能,对今后相应结构的抗震性能分析具有一定的参考意义。

中小跨径Y型墩连续刚构桥配束设计研究

配束设计是中小跨径Y型墩连续刚构桥设计的关键工作。墩梁固结的桥墩参与分配主梁内力,配束设计时必须一同考虑主梁、桥墩及基础。采用桥梁博士和Midas Civil软件辅助配束设计,按估算钢束、布置钢束和验算钢束的步骤进行配束设计。研究表明,支架现浇施工的中小跨径Y型墩连续刚构桥可采用通长配束方案;结合钢束估算数量变化规律,依次配置支点梁端、过渡梁段、跨中截面的钢束,通过支点控制截面将合成各个梁段,能有效简化配束设计。

中等烈度区矮墩小箱梁桥的减震体系研究

中小跨度小箱梁桥普遍采用板式橡胶支座,即使在中等烈度区,当墩高较矮时,地震下主梁与支座间也容易发生滑移,落梁风险较大。以中等烈度区一座4×30m连续小箱梁桥为工程背景,建立常规板式橡胶支座支承体系的桥梁有限元模型,采用非线性动力时程分析方法,进行地震响应分析,提出了板式橡胶支座(允许滑移)+钢阻尼器的组合减震体系,并对其减震效果进行了分析。结果表明:板式橡胶支座+钢阻尼器的组合减震体系可以有效控制主梁纵横向位移,在一定程度上减小下部结构地震内力。

高铁上跨既有铁路框架墩转体施工技术与应用

随着我国铁路路网密度的增加,新建线路上跨既有铁路难以避免,尤其在跨越既有高速铁路或繁忙干线时,对设计方案提出了更高的要求。目前,新建线路多采用大跨结构转体或框架墩钢横梁吊装上跨既有铁路,存在大跨度桥梁结构复杂、工程造价高、框架墩钢横梁吊装风险突出等问题。为此,以新建梅龙高铁九漳特大桥为工程依托,采用理论和数值分析方法研究了框架墩配重平衡转体施工技术和跨度适用范围,提出框架墩转体施工方案和合龙连接技术,并进行了工程应用。研究表明,框架墩转体总质量约1000 t,上跨既有铁路的安全性能高,工程造价低;跨度不大于30 m的框架墩在转体悬臂状态下的应力和变形量均较小,容易满足施工要求。研究结果表明,框架墩转体施工技术可为新建线路上跨既有铁路,尤其是以小角度上跨既有高铁和繁忙干线提供了一种安全、合理、经济的技术方案。

高烈度区中小跨径城市矮墩高架桥梁地震响应分析

“生命线工程”主要是指维持城市生存系统以及能够对国计民生造成影响的工程项目,主要包括排水、供水、电力、电话、无线电和电视等,同时还包括公路、铁路、航道等交通系统。其中最为关键的组成部分就是桥梁。它在应对洪水和地震等地质灾害,以及跨越复杂地形条件发挥着非常重要的作用。桥梁结构的安全与否关系着整个交通系统的运营是否畅通,对交通系统的抗灾害能力以及养护维修带来非常大的影响。文章主要论述在西南地区高地震烈度下,某些情况下当路线纵断面的设计受到影响,或者空间、地形有特殊要求时(如市区),采用矮墩大跨进行设计,此时桥墩、基础对地震的响应表现情况,以及对于减震、隔震措施进行探讨。

预制节段拼装UHPC门式墩设计及施工研究

铁路混凝土门式墩由于其盖梁自重较大且需要支架原位现浇等因素限制了其适用范围。文中提出将UHPC和节段拼装技术运用在空心箱形混凝土门式墩上,进一步减轻自重,采用工厂预制,现场节段拼装后整体吊装的方案实现混凝土盖梁门式墩可跨越既有线,计算分析验证该技术方案的可行性,提出配套施工工法,并与钢门式墩进行技术、经济指标对比分析。

高墩小半径曲线梁桥支点预偏心时力学性能分析

高墩小半径曲线梁桥是具有复杂力学性能的空间结构体系。为探寻高墩小半径曲线梁桥的合理支承形式,以此来保证高墩小半径曲线梁桥的安全,需要确保采用合理的支点预偏心。本文采用有限元方法分析了曲线梁桥主要力学性能随支点预偏心的变化规律,研究了曲率半径及墩高对曲线梁桥支点预偏心前后力学性能的影响,探讨了高墩和小半径皆为曲线梁桥受力不利因素的原因。研究了支点预偏心方法减小高墩小半径曲线梁桥主梁的扭矩、扭转变形、墩顶弯矩、水平位移以及两端双支座竖向反力差的性能。研究结果表明:合理的支点预偏心方法可以减小曲线梁桥结构的内力、变形以及支座反力。高墩和小半径皆为曲线梁桥的不利因素,对高墩小半径曲线梁桥设置支点预偏心至关重要。

罕遇地震下少筋混凝土桥墩最低配筋率研究

为了研究少筋混凝土桥墩在罕遇地震下的抗震性能,给少筋混凝土桥墩的配筋率设计提供理论依据,以高速铁路32m简支梁桥为研究对象,通过拟静力试验得到了少筋混凝土桥墩的抗震验算指标,基于有限延性抗震设计思想提出了相应的验算方法,并分析了3种场地条件、2种墩高下的桥墩抗震性能。结果表明:在场地较好的条件下,配筋率小于0.5%的中、低墩,在强震作用下可达到"大震不倒"的抗震性能要求;地震动峰值加速度为0.1g、0.21g、0.32g、0.38g、0.57g时,少筋混凝土中、低墩的最低配筋率分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%;场地条件对桥墩地震反应的影响显著,场地条件较差时,应提高桥墩的配筋率,并加强结构的抗震措施。

站区曲线钢箱梁桥稳定性探讨

研究目的:站区内高架桥多受铁路、站台和景观等限制,在跨度和线形等方面不尽合理。在设计受限的情况下,站区桥梁常设计为失稳风险较高的单支点曲线箱梁的形式。本文以天津西高架桥为例,研究提高其稳定性的合理措施,以保证站区高架桥的安全性和景观性的协调。研究结论:通过有限元方法建立计算模型,并进行针对性分析。研究结果表明,空间模型可较真实地模拟曲线钢箱梁的受力特点,选择适宜的墩梁固结措施可有效降低曲线钢箱梁的倾覆风险,同时合理选择结构的支点偏心值亦可提高结构的稳定性与安全性。文中研究结果对类似工程有一定借鉴意义。

浅议门式墩的发展与应用

简要介绍了门式墩在铁路、公路上的应用,并介绍了门式墩的结构形式、施工方法及其优点和缺点,有关经验可供相关专业人员参考。

高墩小半径曲线梁桥抗震分析的若干问题探讨

以实际工程为背景,针对高墩小半径曲线梁桥高墩和大曲率的特殊性,建立空间有限元模型进行模态分析、反应谱分析及两种地震波作用下的弹性时程分析,确定曲率半径和墩高对结构动力特性、反应谱分析振型数选取、结构地震响应及最不利输入方向的影响,为抗震设计提供参考。

高墩大跨小半径曲线连续刚构桥施工阶段结构分析

结合工程实例广西崇左至靖西高速公路古龙山大桥,采用空间有限元软件MIDAS/CIVIL,对高墩大跨小半径曲线连续刚构桥结构悬臂施工阶段和成桥阶段箱梁的空间位移与应力进行计算分析,为箱梁悬臂施工时的线形、应力控制提供理论依据。

采用小阻力扣件的单线连续梁桥墩纵向刚度限值研究

基于梁轨相互作用原理,建立桥上无缝线路线桥墩一体化模型,研究主桥铺设小阻力扣件下单线连续梁桥墩纵向水平刚度的限值。研究结果表明:在主桥铺设小阻力扣件下,钢轨伸缩附加应力最大值与连续梁温度跨度及桥墩刚度近似呈线性关系;轨道结构稳定性和钢轨断缝对桥墩刚度限值均不起控制作用,桥墩刚度限值仅由钢轨强度控制;连续梁温度跨度较大时,桥墩刚度限值与温度跨度近似呈线性关系,对于温度跨度为240 m的连续梁,轨温变化幅度为50℃、40℃和30℃时,连续梁固定支座处桥墩刚度限值分别为1 282、522、226 k N/(cm·线)。

汶川地震中小半径曲线连续梁桥震害机理分析

汶川地震中,小半径曲线连续梁桥遭受了不同程度的震害。本文针对其中震害严重的小黄沟中桥,进行了地震反应分析,讨论了其震害机理,研究了不同的下部结构形式以及固定墩上下部结构不同的连接方式对该类桥梁抗震性能的影响,提出了提高小半径曲线连续梁桥抗震能力的对策建议。

小桩距组合墩基础的探讨

小桩距组合墩以其复合实体的工作性质与大直径人工挖孔桩相比 ,具有节约工程造价和可采用机械化施工以提高施工速度等优点 ,在一定条件下具有良好的应用价值。本文对小桩距组合墩结构的适用条件和布桩原则、群桩的极限承载力计算及沉降计算等设计问题进行了探讨。

基坑开挖对既有小直径桥墩的影响分析及加固设计

温州市某主干道采用U型槽下穿高速公路桥梁。U型槽基坑开挖改变了既有小直径桥墩的受力状态,并对桥梁结构安全造成影响。针对该情况,采用有限元数值分析,并结合实验室土工试验,对U型槽基坑开挖各个工况下小直径桥墩位移和内力进行力学分析。分析结果表明:基坑开挖导致桩基附加弯矩增大,桥墩发生较大横向位移,裂缝宽度达0.18 mm。根据受力分析结果,对既有小直径桥墩进行加固设计。桥墩加固后进行基坑开挖,减小了桥墩横向位移,附加弯矩降低,裂缝减少至0.07 mm,桥墩稳定性安全系数得到提高。通过施工监测数据和数值计算结果的对比,计算分析值与实测值基本吻合。本文工作可作为同类型小直径桥墩全周围基坑开挖结构分析与加固设计的借鉴。