高速铁路稀柱、半整体式高架站桥梁结构设计研究

伴随着高速铁路建设进入新时期,铁路高架站出现的频率急剧增加。当桥墩较高时,高架站桥下空间有较大的利用需求,由于受刚度控制,常规桥墩布置较为密集,容易形成“桥墩森林”现象,不利于空间利用,且美观性较差。为寻求适用于高墩高架站的合理结构体系,以合新铁路定远高架站为工程背景,在设计中研究了常用结构体系存在的问题,提出一种稀柱、半整体式高架站桥梁结构体系。该体系采用带悬臂的双斜柱预应力横梁门式墩,极大减少了桥墩数量和体积,并保持良好的力学性能。提出一种可释放水平力的固定支座,通过改变结构约束体系提高了结构整体刚度。与常用结构体系相比,可大幅提高桥下空间利用效率,减小结构尺寸,减少结构墩顶位移,具备良好的美观性、实用性及结构受力性能。为今后高速铁路及其他轨道桥梁高架站的桥梁结构设计提供了新思路。

城市快速路与轨道交通合建高架桥桥墩设计研究

为节省用地和减少工期,某机场快速路工程采用城轨共建的双层高架桥结构型式,下部结构采用Y形桥墩.城市快速路与轨道交通合建高架桥是一种节省空间、提高效率、美化环境的新型桥梁结构,但也面临着复杂的受力和抗震问题.为满足公路规范和铁路规范的要求,对下横梁及桥墩采用容许应力法和极限状态法双重控制设计.在抗震设计中,考虑轨道梁无缝线路长钢轨约束的影响以及加入基础和后继结构的影响,计算结果更准确合理.计算结果表明桥梁的静动力性能均能满足规范要求,为该类桥梁的设计施工提供依据.

中川机场T3航站楼连接线门架墩钢盖梁设计

文章以中川机场T3航站楼连接线高架桥门架墩钢盖梁为例,参考《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)进行研究,明确钢盖梁的结构设计思路,确定钢盖梁的腹板厚度及其加劲肋的合理设置形式,对主要受力部位支座位置、墩梁连接处进行构造设计,同时通过有限元模型进行整体、局部分析,对受控制截面的局部应力、稳定性进行验证。通过研究明确了门架墩钢盖梁的最不利设计控制因素,可供后续工程设计参考。

双支座花瓶墩高架桥抗倾覆性能研究

花瓶墩被广泛用于公路和市政工程高架桥设计中,为了研究双支座花瓶墩高架桥的抗倾覆性能,先探讨了不同汽车荷载的合理性,后确定加载方式,并根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)中抗倾覆的验算方法以及支座脱空后修正边界条件的计算状态,再采用Midas Civil有限元软件,对跨径为3×30 m不同宽度与支座间距的钢箱梁和钢箱叠合梁直线桥建立三维杆单元模型,并利用影响线进行汽车荷载加载,获得桥梁宽度与支座间距比值的倾覆临界值。结果表明:1)公路-Ⅰ级车道荷载用于抗倾覆验算的荷载偏小,宜采用3.1 m间距55 t的密排车队;2)在其他条件相同的情况下,满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)特征状态1和特征状态2的临界值不同;3)3×30 m跨径的桥梁,钢箱叠合梁桥梁宽度与支座间距比值倾覆临界值为3.37~3.51,钢箱梁桥梁宽度与支座间距比值倾覆临界值为2.36~2.39。

肯尼亚内罗毕快速路预制装配桥墩构造设计

肯尼亚内罗毕快速路项目是“一带一路”重要工程之一,是东非地区首次采用预制装配桥墩设计与施工的示范项目。结合项目的建设条件和特点,总结适用于当地城市高架桥预制装配桥墩的设计思路与要点,对构件连接方式进行研究和比选,同时对预制装配桥墩和传统现浇桥墩工程经济效益进行对比。对后续东非地区城市高架桥的建设具有参考意义。

盾构近距离下穿铁路桥墩的加固措施研究

地铁盾构隧道下穿既有铁路桥梁桥墩施工不可避免地会对周边岩层产生一定的扰动,导致铁路线路的不平稳,进而危及行车安全。以济南地铁9号线工程下穿济莱正线及济南东站铁路枢纽为例,通过Abaqus软件建立数值模型,模拟在不加固、钢管桩加固、钻孔桩加固3种工况下,盾构隧道下穿高速铁路桥梁桥墩引起的变形情况。结果表明:①无加固措施情况下地铁右线盾构施工引起的济莱59#墩的水平位移3.6 mm不满足设计要求;②考虑隔离桩及加固措施后,墩顶变形进一步减小;③钻孔桩隔离与钢管桩隔离方案对墩顶的变形控制效果接近,根据工程经济性及现场地质条件,采用钢管柱加固措施较为合适。研究成果可为同类型工程施工设计提供参考。

分梁共墩式公轨合建双层高架桥的抗震分析

公轨合建双层高架可将城市高架和轨道交通线路组合起来,节省城市用地的同时便于疏散交通压力,在近年来的城市交通规划中得到重视和应用。但由于缺少专门的抗震设计规范,此类桥梁的抗震设防标准、性能目标和抗震设计方法亟需研究。该研究以一座实际桥梁为背景工程,提出合理的抗震设防标准和性能目标,研究轨道对结构动力特性和弹性地震响应的影响,并进一步采用非线性纤维模型研究桥墩纵筋配筋率、墩梁刚度比以及上、下墩高比对桥墩屈服顺序的影响。研究表明,轨道增大了结构纵向刚度和下桥墩与下盖梁的地震响应,分梁共墩式双层高架宜采用延性抗震设计,将盖梁设计为能力保护构件,并通过合理的墩梁截面刚度、墩高和配筋率设计满足两水准的性能目标,确保地震作用下结构产生预期的延性破坏模式。

高架桥装配式预制墩柱模板优化研究

装配式高架桥工程中生产预制构件的钢模板普遍用钢量较大,生产成本较高。依托312国道南京绕越高速公路至仙隐北路段改扩建工程项目SG5标段,以项目中典型的预制墩柱模板为对象,综合采用简化计算、有限元仿真模拟和现场测试的方法,对比分析模板的实际受力状况,以减少模板用钢量为主要目标进行构件尺寸优化,给出优化方案。模板各构件采用优化后建议尺寸,单根墩柱模板用钢量由16.60t减少到11.60t,减少幅度为30.1%。

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。

双柱花瓶墩预应力盖梁计算分析

为尽可能减少对桥梁下部道路通行的影响和满足城市景观的需求,双柱花瓶墩预应力盖梁常作为城市高架桥的优选方案。传统的杆系结构受力分析无法准确模拟墩顶处预应力盖梁的受力特征,以某城市高架桥项目为依托,采用通用有限元软件针对墩柱及盖梁进行实体单元建模,应力和抗裂性等指标的验算结果均验证了设计方案的合理可靠。

某航站楼高架桥桥墩病害加固施工质量控制

文中以某航站楼高架桥工程为例,分析该高架桥的桥墩病害情况及成因,采用大截面法为基础的加固方案,探究高架桥桥墩病害加固施工中基坑开挖、支撑安装、钻孔植筋、混凝土浇筑等环节的质量控制措施。结果表明,大截面加固法保证了该高架桥的质量,充分发挥了其经济效益和社会效益可,为类似桥梁加固项目提供相关参考。

合肥市北二环高架桥梁方案比选设计

以合肥市北二环高架桥梁为例,介绍了城市快速路中桥梁方案的比选设计。从高架桥结构体系、标准跨径、联长、主梁外形等方面,阐述了高架桥常规段上部结构的选择。对于保通要求高的跨交口桥梁方案,从受力性能、施工方案、工程造价等方面,对变高度混凝土连续梁、钢-混凝土组合梁、钢箱连续梁进行了方案比选。从用地、景观协调、施工难度等角度对花瓶形门式框架墩、双柱形门式框架墩、简洁柱式墩进行了比选。

不同墩柱形式的城市高架桥抗震性能研究

研究不同墩柱形式对城市高架桥抗震性能的影响,选择合适的城市高架桥墩柱形式,依托3跨连续城市高架桥,采用SAP2000建立有限元模型,通过非线性时程分析结果对4种墩柱形式下城市高架桥的抗震性能进行分析。研究结果表明:城市高架桥双柱式桥墩设置盖梁和系梁会增大桥墩的横向刚度,使结构横向振动周期变小;桥墩设置盖梁和系梁会增大纵向地震作用下桥墩的受力;桥墩设置盖梁和系梁可以改变横向地震作用下桥墩的受力分布,使墩身弯矩变小,但会使剪力增大;盖梁和系梁的设置对摩擦摆支座和墩梁相对位移影响较小。研究成果可为同类型桥梁抗震设计提供参考。

近距离开挖卸荷条件下运营地铁高架桥墩响应研究

上海地铁12号线龙漕路车站基坑下穿运营3号线高架,施工条件受限,需要对位于基坑中间的高架桥墩进行保护以确保3号线运营安全。依托该工程,采用精细化三维数值分析、室内试验和现场实测等方法,对近距离开挖卸荷引起的高架桥墩响应进行研究。监测结果表明:软土地层高架桥墩在近距离开挖卸荷影响下均产生上抬,与数值分析结果吻合;桥墩水平位移总体上朝向卸荷一侧,但发展过程中震荡明显且位移较大,位移终值基本符合数值分析的预估值;近距离卸荷导致桥墩基础桩极限承载力有轻微的损失,但基本不会威胁高架桥的安全;长期沉降表现为半周卸荷条件下上抬可略有恢复,全周卸荷下则不会恢复。

城市高架桥车-桥-墩系统竖向振动分析

假设城市高架桥为两端简支的欧拉-伯努利梁模型以及桥墩为底部固结的柱,考虑两自由度车辆移动系统与桥面结构表面接触处不平整产生的随机激励以,建立了多个移动车辆系统-桥-墩的耦合力学模型,并且给出了耦合振动方程详细的求解步骤。数值分析采用Wilson-θ法求解。通过仿真分析,讨论了在不同路面等级、不同车辆移动速度下桥梁跨中位移响应和桥墩轴力的变化规律。最后根据车-桥-墩耦合力学模型和车-桥耦合力学模型,比较了两种分析模型对桥墩底部轴力和桥梁跨中截面位移的影响。分析结果表明桥墩对桥梁跨中截面位移的影响可以忽略不计,但是对桥墩本身所受轴力的影响则非常显著。

城市轨道交通高架桥的选型

根据上海地铁二号线东西延伸段、莘闵轻轨交通线 ,西安地铁等工程 ,探讨了城市轨道交通高架桥在选型上应考虑的因素 ,并结合具体工程项目 。

遭遇横风时高墩高架上的地铁车辆运行安全性

首先,基于山区城市地铁线路条件,建立风区横风-车辆-高墩桥梁模型;然后,选取计算参数并确定评价指标,对风-车-桥系统的特性进行分析;最后,对车速及风速的影响规律和安全阈值进行研究.结果表明:风区条件和高墩条件不可忽视;横风引起车、梁及墩的剧烈振动,由于高墩稳定性较差,加剧车辆运行的不稳定性;车-桥系统响应随风速显著增加,且随车速出现波动;当标准高度风速达到21.4m·s^-1时,已无法保证车辆以最高时速运行.

双层高架桥拟静力试验研究

以洛塘河双层高架桥为工程背景,进行了两个不同墩柱配筋率的桥墩模型拟静力试验。重点研究了墩柱纵筋配筋率对双层高架桥桥墩抗震性能的影响。结果表明,合理的墩柱纵筋配筋率可以更好地保证塑性铰出现在墩柱上,有效减小梁端和梁柱节点核心区的破坏程度,进而提高横向地震作用中桥墩的延性。

模块化施工在北京高架地铁中的应用研究

结合北京燕房线04标地铁模块化施工,总结传统墩柱施工的不足之处,详细介绍墩柱钢筋模块化施工的优势及其关键技术环节:墩柱钢筋笼的模块化加工、运输、吊装加固、墩柱合模、混凝土养护。通过模块化施工,使单个墩柱钢筋笼在现场的施工工期缩短至3 d,综合费用节约16.7%,实现了经济、进度、社会效益的提高。工程实践表明,模块化施工能够有效缩短工期,降低工程成本,提高工程质量,是今后建筑施工工业化的发展方向之一。

城市轨道交通高架桥选型的探讨

上海地铁二号线东西延伸段、莘闵轻轨交通线 ,西安地铁等工程 ,系统探讨了城市轨道交通高架桥在选型上应考虑的方面和因素 ,并结合具体工程项目 ,对高架桥的梁部结构及墩柱的各种型式做了详细介绍 。