大跨度曲线UHPC连续刚构箱梁桥的设计研究与实践

以上海市松江区外下洋路油墩港桥为研究对象,研究基于UHPC的大跨度曲线连续刚构桥的总体设计和构造设计;结合体内及体外预应力布置方式,研究节段箱梁及下部桥墩的装配化施工方案。分别建立空间梁单元模型和整梁空间实体单元模型进行计算分析,并对计算结果进行对比分析。分析结果表明空间实体单元模型的应力分布与空间梁单元相比趋于均匀,采用空间梁单元模型的计算结果进行分析验证偏于安全,结构受力完全满足要求。该工程首次提出采用钢结构横隔板代替传统混凝土横隔板,钢结构横隔板构造简单,便于节段箱梁的预制施工。从空间实体单元模型计算结果来看,钢横隔板与UHPC横隔板的作用效果基本一致,满足结构整体受力性能的需求。

预应力混凝土连续刚构桥0号块空间分析

以水南特大桥主桥为研究对象,利用大型通用有限元程序MIDAS/Civil建立了该桥桥墩0号块的空间有限元计算模型,对0号块在施工阶段及成桥运营阶段两种工况下的应力进行了分析.计算结果表明,该桥桥墩0号块除在横隔板人孔部位略为薄弱外,其余部位均满足规范要求,计算结果已为该桥设计提供依据,对同类桥梁0号块设计也具有一定的参考价值.

大跨径连续刚构桥主跨底板合龙预应力束的空间效应研究

对大跨径连续刚构桥中跨底板混凝土在底板预应力筋作用下可能纵向开裂的现象进行了分析,阐述了产生这种现象的力学机理。根据一座跨径布置为140 m+268 m+140 m的单箱单室预应力连续刚构桥的结构与设计特点,对该桥在底板预应力作用下的空间效应不利影响进行了分析,提出了避免跨中箱梁底板纵向开裂、底板混凝土向下崩出和腹板竖向拉应力过大的建议,可为大跨度连续刚构桥的设计提供参考。

预应力连续刚构桥施工空间仿真分析

箱梁桥是一个空间的结构受力体系,因承受拉、压、弯、剪和扭等的复合作用,其结构变形和受力情况十分复杂,在大跨P.C.连续刚构桥中表现得尤为显著.通过对ANSYS程序进行二次开发,实现了重庆合川白果渡嘉陵江大桥主桥施工全过程的空间仿真分析,这对深入认识该类桥的实际受力情况意义重大.

轻轨车-轨道梁-刚构桥空间耦合振动分析及乘坐舒适性评价

提出一种跨座式轻轨车、轨道梁及刚构桥空间耦合振动时域分析方法。轨道梁及刚构桥采用常规有限单元模拟,跨座式轻轨车采用弹簧阻尼相连的多刚体模拟,可方便考虑走行轮、导向轮、稳定轮下轨道不平顺影响,每一积分步内对桥梁系统动力方程扩展,建立轻轨车-轨道梁-刚构桥时变系统空间振动方程,采用直接积分法同时求解三者空间动力响应,并编制相应计算分析程序。针对目前世界最大跨度轻轨专用刚构桥96m+160m+96m,探讨车速、单线行车、双线对开等不同工况对三者动力响应影响并对轻轨车进行乘坐舒适度评价。结果表明:在设计行车速度下,乘客可安全舒适通过该桥。该方法可运用于跨座式轻轨车与其它轨道梁或桥梁空间振动分析。

地基基础刚度变化对高层建筑的影响

以高层建筑巨型框架结构为例,将高层建筑巨型框架结构与其基础等效连续化为一个半无限大弹性地基上的加劲薄壁筒组合体,并以此三维模型,用半解析法分析计算了该结构地基基础刚度变化对其上部结构的影响.计算结果表明,地基基础刚度变化对高层建筑结构的顶端侧移、层间侧移、上部结构的翘曲位移、地基和基础结构底部应力的影响都是非常显著的.

高层空间半刚性连接钢框架分析的QR法

采用双向三次B样条基函数及正交多项式乘积的线性组合,构造了空间钢框架结构分析QR法的整体位移函数,借助于有限元法的离散网格、单元刚度方程,通过单元结点位移和QR法广义位移的变换,建立起QR法的计算格式.基于半刚性连接钢框架结构的基本假定,在单元的刚度矩阵和等效荷载向量中引入无量纲刚度因子,通过刚度因子的不同取值,不但可以分析空间刚接框架、简支框架,还可以分析任意的半刚性连接钢框架.程序计算的结果证明了该算法的正确性及精确性.

大跨连续刚构桥0号块空间应力分析

以某大跨连续刚构桥0号块为研究对象,采用ANSYS大型有限元程序建立0号块实体模型,选取施工阶段及运营阶段的最不利工况,分析0号块空间应力情况。计算分析表明:0号块总体应力水平较为合理,但局部区域存在应力集中,设计中宜进行局部优化。

刚性参考系与转盘几何

给出了刚性参考系及其空间几何的定义并推出了转盘观者的空间几何．讨论了刚性参考系与稳态参考系的联系与区别．

半刚性连接三维梁系钢结构弹性分析的普遍模型

本文基于基本假定 ,从空间梁单元的经典刚度方程出发 ,通过引入梁单元的虚拟连接刚度 ,经严格的数学推导 ,建立了端部具有任意连接刚度的空间梁单元半刚性连接刚度方程。从而进一步得到了半刚性连接空间梁系结构的统一模型 ,并通过对空间钢框架结构进行分析 ,证明了该模型的普遍性和有效性。

京沪高速铁路(京徐段)跨线桥梁设计概述

京沪高速铁路(京徐段)多次跨越既有铁路,跨越既有线桥涵设计是京沪高速铁路桥梁设计的重要节点。通过对上跨大李联络线及预留复线、京山四线及西黄左线、两个津浦单线、津浦双线等四处跨线桥梁工点介绍,针对不同的既有线现状情况,总结出跨越既有线桥涵设计的常用结构形式为:空间刚架、悬浇连续梁、基础斜置简支梁及转体施工连续梁。

预应力混凝土曲线刚构桥的空间效应研究

为研究曲线刚构桥变形和受力状态以及空间效应的相关规律,对一座主跨145 m,曲率半径600 m的5跨连续预应力曲线刚构桥模拟整个施工过程,采用空间梁格法进行有限元分析。研究结果表明:墩身处于轴压和切向、法向双向弯曲联合作用状态,梁体处于竖弯、横弯和扭转联合作用状态。由此造成梁体竖向位移和应力横向分布的不均匀性,且还有法向位移。悬臂浇筑各阶段,法向位移指向曲率中心侧,梁体竖向位移内侧大、外侧小,最大悬臂状态下,内侧竖向位移比中心线处增大49%,外侧比中心线处减小36%。应力也有较大的差别。二恒、活载作用下的空间效应规律正好与一恒作用下相反。本文研究成果可为今后曲线桥的设计和计算提供理论依据。

宁安铁路小角度斜交桥异形刚架空间分析研究

南京至安庆铁路新建工程需跨越321省道,线路与既有道路夹角仅为16.45°。为解决结构高度受限、斜交角度过小的问题,通过多方案比选确定采用(39.6+18.7+41.3+18.7+39.6)m的异形刚架桥,着重介绍开天窗和侧窗异形刚架的布置和设计。基于空间分析和动力特性分析总结异形刚架的受力行为和特点,对比分析空间和平面两种计算方法的差异性。计算结果表明,该结构能够满足无砟轨道桥梁的各项强度及刚度要求。

大跨度连续刚架拱桥的地震响应研究(英文)

广州新光大桥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+428+177)m.以广州新光大桥为例,研究地震动空间变化对大跨度连续刚架-拱组合体系桥梁地震响应的影响.地震空间效应变化考虑了桥梁支点间横桥向和顺桥向多点激励和行波效应,研究结果表明:在不同的地震激励下桥梁的地震响应特征截然不同,地震动的空间变化对主拱肋、V型刚架的影响很大,而对边拱肋的影响相对较小;且随着剪切波速增加,主拱顶相对拱脚的纵桥向位移逐渐减小,而边拱拱顶的纵桥向位移基本不受剪切波速的影响.

预应力混凝土V型墩连续刚构箱梁桥的空间分析

对三跨预应力混凝土双箱双室变截面V型墩刚构桥进行了在恒载及预应力下的空间分析,结果表明:一些复杂的、较宽的三向预应力桥梁,应注意预应力空间效应及箱梁剪力滞、畸变等因素,可能使箱梁底板出现较大的横向拉应力,以免结构出现开裂。而增加箱梁的中横隔板可以显著增大这种结构的横向抗弯刚度,减少箱底板横向拉应力。

青龙山特大桥空间异形刚架桥设计及优化

空间刚架结构采用墩梁固结的构造,在竖向荷载作用下,能够利用固结端的负弯矩降低梁的跨中弯矩,从而达到减小梁高的目的。在桥下净空受限的情况下,根据刚架结构的力学特点,进行形状优化可极大地改善线路条件,更好适应地形。结合青龙山特大桥的设计,介绍了空间刚架结构的特点及不同桥式方案的选择。采用有限元方法对选取1号节段刚架进行验算,结果表明刚架各控制点参数均满足标准要求。空间异型刚架桥方案可为线路夹角小、净空受限的桥梁工程施工设计提供有益参考。

水平荷载作用下变刚度多层框架码头空间特性及分配系数

采用桩基剪力法、弹性支撑刚性梁法等多种方法对水平荷载作用下的变刚度多层框架码头的空间特性及排架分配系数进行计算与比较分析,结果表明:桩基剪力法能更好地反映出结构的空间特性;在排架刚度变化幅度不大的情况下,弹性支撑刚性梁法的计算结果与规范中的排架分配系数接近。在此基础上,通过改变大刚度排架的刚度值及位置,得出排架间刚度差异、大刚度排架位置与分配系数的相互关系;分析空间特性及面板刚度对水平分配系数的影响。

大跨连续刚构桥0号块受力分析

根据圣维南原理采用Midas FEA有限元分析软件对某主跨为140 m的大跨径连续刚构梁桥的0号块进行了空间应力分析,分析工况取施工最大悬臂阶段及成桥运营阶段受力最不利状态,计算结果表明该桥满足施工期间及运营期间规范允许值,计算结果为设计提供一定依据,对同类桥梁0号块设计具有一定参考价值。

桥梁结构计算机模拟试验研究

采用最小二乘法识别结构参数,获得与实际结构更加接近、更为真实参数,采用空间有限元分析软件,利用实际参数,计算桥梁在试验荷载作用下的内力、变形及应力分布的全貌,并将研究成果应用于清江水布垭大桥的试验,获得了较好效果。

空间刚架杆内力的微分关系

对空间刚架杆内力的微分关系进行了推导,给出了空间刚架杆内力间的微分关系式。为更好理解掌握空间刚架杆内力之间的关系提供了一定的理论依据。