桥型布置对独柱墩曲线梁桥抗倾覆性能的影响

以三跨连续独柱墩曲线梁桥作为基本结构,针对不同桥型布置形式建立有限元模型,利用非线性分析与接触理论考察倾覆过程中结构位移、转角及支座反力的时程变化规律。进而计算抗倾覆稳定安全系数,分析不同桥型布置下的独柱墩梁桥抗倾覆能力及倾覆力学特征,改变桥型布置以对独柱墩倾覆力学行为进行参数分析,并将规范法计算结果与有限元法计算结果进行对比。数值仿真表明:随偏载不断增大,边墩内侧支座反力首先减小直至脱空;反力重新分配后,边墩外侧支座反力增速减缓,中墩单支座反力持续增大,最终达到极限状态。通过参数分析可进一步看出:不同桥型布置形式对这一倾覆过程影响明显,边中跨比越小的独柱墩梁桥,其抗倾覆安全性能越低;如果同时曲线半径较大,则采用规范方法验算时会大大高估其抗倾覆能力,从而降低结构设计的安全性。     

独柱墩曲线梁桥倾覆轴线研究

为指导独柱墩曲线梁桥抗倾覆能力设计,基于有限元理论和分析方法,利用MIDAS软件建立独柱墩曲线梁桥模型,计算不同车道荷载作用下各支座的反力,得出支座的脱空顺序,确定倾覆轴线。结果表明:当1排车辆从桥的一侧开始向上行驶,最先出现支座脱空的为进入曲线桥的桥台内侧支座,另一侧桥台内侧支座的反力也迅速减小并随后脱空;倾覆轴线为桥台外侧支座与曲线桥其它支座的连线。为了防止独柱墩桥梁在活载作用下发生倾覆,提出了一些如设置抗拉支座、偏心支座等措施。     

中小跨径独柱墩连续梁抗倾覆稳定性分析研究

中小跨径独柱墩梁桥以其简洁经济的优点在中国得到了广泛应用。然而,近年来独柱墩曲线梁桥倾覆倒塌的事故时有发生。基于独柱墩曲线梁桥横向倾覆的机理,根据《上海地区梁桥横向稳定性验算指南》咨询报告的规定,分别从支座反力、抗倾覆稳定系数、梁体转角、下部结构承载能力极限状态四个方面对上海某立交进行抗倾覆稳定验算分析,为上海地区已有的独柱墩桥梁抗倾覆验算提供参考。     

某独柱墩曲线梁桥安全性评估与加固设计

近年来因车辆超载导致独柱墩曲线梁桥垮塌事故频发,对既有独柱墩曲线梁桥进行安全评估与加固成为研究热点。该文以某高速公路独柱墩曲线梁桥为例,首先应用Midas/Civil建立有限元模型,采用支座反力法、稳定系数法计算获得的抗倾覆稳定系数分别为2.0、1.76,均不满足规范(大于2.5)要求;接着分析了支座预偏心对曲线梁桥抗倾覆稳定性的影响。结果表明:该桥最佳预偏心值为11cm,设置支座预偏心能一定程度提高桥梁抗倾覆稳定性;最后提出一种独柱墩增设钢结构盖梁及支座加固设计方案,其抗倾覆稳定系数为3.5,加固后支座不会出现脱空现象,钢结构盖梁和增设钢结构盖梁后桥墩偏心受压承载力验算结果均符合现行规范要求,研究成果可供类似独柱墩曲线梁桥加固设计参考借鉴。     

特殊荷载作用下独柱墩匝道桥抗倾覆稳定性研究

以高速公路上小半径曲线独柱墩匝道桥为研究对象,针对桥梁上重型车辆事故施救时所存在的特殊荷载作用,开展该桥型结构在此特殊荷载工况下的抗倾覆稳定性的研究。首先,对宁波市的重车车辆车型和施救吊车进行调查分析,确定最不利活载工况;其次,采用桥梁结构专用分析程序,以一曲率半径为R=60 m的四跨独柱墩连续梁为例,计算其在不同活载工况下的支座反力及支座脱空情况;最后,通过规范的方法验算桥梁的抗倾覆稳定系数并给出了建议施救吊车的行驶范围。     

城市公路桥梁抗倾覆验算与加固改造的设计方案研究

以成都某公路独柱墩桥梁为背景,通过对实际桥梁发生倾覆时受力特点进行分析,使用通用的桥梁结构计算空间有限元MIDAS/Civil分析软件进行该桥的计算、建模、分析,计算模型为梁格法模型,制定出适用于独柱墩桥梁倾覆稳定性的验算方法,在独柱墩曲线梁桥原有独柱墩上,进行钢结构支撑的添加,在支撑上部,加设2个支座,也就是在1号桥墩和2号桥墩两侧各进行一个支座的加设,在进行该独柱墩曲线梁桥加固后,脱空问题并没有表现在公路I级验算的支座当中,-272.0 kN~272.0 kN的支座3反力增加到420.0 kN。当汽车超载达到3车道公路I级荷载工况组合时,全部支座均未出现脱空现象。给已有独柱墩桥梁的改造和加固以及新建独柱墩桥梁的设计提供参考。     

独柱墩梁桥抗倾覆承载力计算方法

为了明确独柱墩梁桥的破坏机理并提出有效的抗倾覆承载力计算方法,基于箱梁、支座和桥墩三者之间的相互作用关系,构造了抗倾覆承载力实用计算方法,并通过考虑几何非线性和接触非线性,建立了独柱墩梁桥抗倾覆计算的有限元模型。对上虞春晖大桥采用实用计算和建立有限元模型方法进行了对比研究,并与倒塌现场实际倾覆荷载进行了对比验证。研究结果表明:独柱墩梁桥抗倾覆力矩包括上部结构自重和端部支座反力对转动中心的力矩;采用实用计算方法和有限元模拟得到的倾覆极限荷载与春晖桥现场倒塌实测荷载均较为吻合,验证了实用计算方法和有限元模型的正确性;上部结构线重度对结构抗倾覆有显著影响。     

独柱墩匝道桥事故机理分析及加固措施研究

独柱墩匝道桥是曲线梁桥的一种表现形式,由于车辆超载发生了多起坍塌事故。分析事故破坏特点,得出两种类型的破坏形式,即倾覆失稳和支座失效。针对这两种破坏形式,提出了相应的解决办法,明确了两种加固措施。以某国道独柱匝道桥为背景,进行空间有限元分析,计算不同工况下的抗倾覆安全系数和支座反力,及加固后的抗倾覆安全系数和支座反力分布状态。经验证分析得,钢盖梁加固措施受力明确、施工简易,快速,可用于快速加固独柱墩匝道桥。     

独柱墩桥梁在偏载荷作用下抗倾覆验算及处理措施

为了解决独柱墩桥梁在偏心荷载作用下横向抗倾覆能力不足的问题，依托黄麻互通匝道独柱墩桥梁实例，提出了将独柱墩单支撑改为多点支撑的处理措施。首先采用数值模拟法，对该桥独柱墩在车道偏载情况下进行了受力计算，结果显示荷载作用基本组合下，一个支座出现了负反力，不满足抗倾覆验算工况特征状态1的要求。然后采用在独柱墩顶部增设钢盖梁加固措施后，经结构计算及实践证明，有效解决了支座脱压的问题。研究结果表明：在偶然偏心荷载作用下，独柱墩所在桥跨的支座存在脱空的隐患；通过将独柱单支撑改为多点支撑的措施可有效解决支座脱空问题；独柱墩顶部增设钢盖梁后整座桥梁的抗倾覆能力得到了明显提升。     

独柱墩梁桥横向稳定计算理论与验证

针对独柱墩梁桥横向稳定存在的隐患问题,通过对多座独柱墩梁桥倒塌现场残骸的调查研究提出了倾覆过程中的5种可能破坏模式。基于典型破坏模式,提出以所有抗扭支座失效(脱空)作为判断倾覆的准则。采用有限度的抗扭支座模拟支座尺寸对抗倾覆的有利影响,将独柱墩梁桥倾覆过程等效为箱梁变形体转动及刚体转动的叠加,并考虑箱梁大转动导致桥墩反力重分布对于桥梁抗倾覆的影响。在不考虑、考虑支座尺寸(即支座点支撑或面支撑)2种模式下,通过能量法和变分原理建立空间力系平衡来判断箱梁是否倾覆;最后以上虞春晖桥、哈尔滨三环路鸿福路段上行匝道桥、粤赣高速匝道桥和津晋高速匝道桥为例,对提出理论进行了验证,并进一步进行了影响因素分析。研究结果表明:相比于规范计算方法将倾覆简单地看作刚体的转动,由于综合考虑了变形体转动、刚体转动及箱梁大转动对桥梁倾覆的影响,提出的计算方法所得4座桥的临界倾覆荷载与实测倾覆荷载接近,可偏安全的计算梁桥的抗倾覆承载力。     

独柱支撑匝道桥抗倾覆验算汽车荷载研究

为减免独柱支撑匝道桥倾覆事故的发生,对该类桥梁抗倾覆验算汽车荷载进行研究。通过对国内外相关规范汽车荷载的比较、已有该类桥梁倾覆事故的汽车荷载调查分析、重载交通汽车荷载模式下该类桥梁倾覆效应的研究,得出:对于重载交通线路,《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)汽车荷载计算的桥梁倾覆效应小,安全度不足,且随着桥梁联长的增长,安全度降低。建议在计算该类桥梁倾覆效应时,汽车荷载以加载总量为主要控制指标(可采用控制单车道折算线荷载集度的方式),具体数值应根据实际条件,就当地发生重载交通的程度确定。     

岳阳洞庭湖二桥引桥地震反应分析

讨论了岳阳洞庭湖二桥引桥抗震设防标准,进行了结构动力特性计算和非线性时程分析,得到控制桥梁结构地震安全性能的关键指标,最后进一步对这些指标验算分析,得到整个桥梁结构抗震安全性能。     

考虑摩擦滑移的普通板式橡胶支座剪切性能研究

普通板式橡胶支座作为中国量大面广的公路钢筋混凝土梁桥结构体系中的重要支承构件,其力学性能对局部和整体结构的刚度分布和受力变形特点具有一定的影响,甚至影响服役公路桥梁结构的安全性和适应性。因此,针对桥梁服役过程中该类支座普遍存在的滑移、脱空等典型病害特征,研究其不同受力状态下的剪切性能。考虑支座界面接触方式、几何尺寸等参数,设计并进行了6个普通板式橡胶支座的剪切性能试验。对不同参数影响下支座的损伤破坏模式、剪应变-剪应力曲线、支座有效剪切应变及抗剪刚度等参数进行对比分析。进一步应用有限元数值模拟方法,对摩擦滑移下的支座剪切性能进行参数分析,并将其有限元分析结果与普通板式橡胶支座的剪切性能试验结果进行对比。研究结果表明,支座上、下表面的接触摩擦条件可明显影响支座的水平侧移和抗侧力。对于界面摩擦因数较小的情况,卸载后支座摩擦滑动位移不能完全恢复,随着循环加载次数的增加,摩擦滑动位移增幅增大,且支座界面摩擦滑移可降低支座有效剪切变形和抗剪刚度的发挥。0.5,0.7,1.0等效剪切变形下支座的抗剪刚度试验结果、模拟结果与理论计算结果对比表明,试验结果与模拟结果吻合较好,而既有抗剪刚度理论计算结果偏大,且未考虑支座界面摩擦滑移、脱空的影响。因此,在进行实际桥梁结构的力学性能计算时,应考虑不同受力阶段支座力学性能指标的取值。     

铅芯橡胶支座减隔震效果分析

以打杏坡大桥为工程依托,简要介绍铅芯橡胶支座。运用Midas civil有限元软件建立打杏坡大桥三维有限元动力模型,分析并比较采用普通支座或铅芯橡胶支座的桥梁在E2地震作用下的桥梁结构地震响应,着重分析铅芯橡胶支座对桥梁减隔震的效果。分析结果表明,铅芯橡胶支座可有效延长桥梁自振周期,大幅改善桥梁在地震中的受力情况,具有很强的耗散地震力的能力。     

尼尔森体系系杆拱桥结构分析

下承式尼尔森体系系杆拱桥造型美观,结构形式新颖,具有较大的承受超载和偏载的能力,运用MIDAS/Civil程序计算分析尼尔森拱在荷载作用下的索力分布,通过对比尼尔森体系拱桥和洛泽式拱桥的内力和变形,对下承式拱桥的吊杆布置方式选择提出建议;并对一座在建尼尔森体系系杆拱桥按高速铁路规范验算拱桥主体结构的刚度及强度,验算结果均满足规范要求,同时也验证了尼尔森体系拱桥能较好地满足高速铁路对桥梁结构的刚度和动力特性的要求.     

尚志公铁立交桥橡胶支座合理布置与更换技术研究

橡胶支座是桥梁结构的重要组成部分。尽管橡胶支座的性能不断改进,布置不断完善,但不少桥梁建成后还是存在支座失效及梁体滑移问题,增加了桥梁的维修费用。对尚志公铁立交桥梁体滑移和橡胶支座合理布置的问题进行了探讨,提出了坡桥支座布置原则、钢扁担梁法支座更换新技术及动态控制等方法,以提高和改善橡胶支座的布置与更换技术。     

填充式钢管阻尼器性能及在桥梁横向减震中的应用

中小跨径桥梁采用板式橡胶支座时，在横桥向地震作用下起到一定的隔震作用，但是墩梁相对位移偏大，主梁容易与挡块发生碰撞，甚至发生横桥向落梁等严重震害。为提高桥梁横向耗能能力，减小地震作用下主梁的侧向位移，研发了一种填充式钢管阻尼器，阻尼器与板式橡胶支座共同组成了桥梁横向减震系统。地震作用下，板式橡胶支座传递竖向荷载并提供一定的横向位移能力，填充式钢管阻尼器通过塑性变形耗散部分输入的地震能量，可以有效减小墩梁相对位移。首先阐明填充式钢管阻尼器的工作机理，试验研究其滞回性能和失效模式，并提出实用简化分析模型。在此基础上，以一座简支小箱梁桥为例，给出填充式钢管阻尼器主要参数的选取过程，分析了主梁和墩顶位移、桥墩与土-结构相互作用力以及填充式钢管阻尼器和桥梁挡块的滞回性能。结果表明：在地震作用下，填充式钢管阻尼器耗能和变形能力远大于钢筋混凝土挡块，附加填充式钢管阻尼器后，墩梁相对位移明显减小，而墩顶位移和墩底内力等变化不大，附加填充式钢管阻尼器后不会对桥墩、桩基等构件产生不利影响。     

大跨径混合梁斜拉桥合龙技术研究与实践

为研究大跨径混合梁斜拉桥中跨合龙方案与关键技术,以主跨926 m的鄂东长江公路大桥为背景进行研究。综合考虑该桥结构受力与构造特点,通过温度、顶推力及结构局部承载力的分析,确定该桥采用加载合龙方案。合龙过程中实施了合龙口线形调整、塔梁临时约束解除与顶推、劲性骨架设置等关键技术,使该桥中跨合龙始终处于受控状态,合龙过程十分顺利,实现了高精度合龙。     

按弹性支承计算板桥支点的荷载横向分布系数

介绍了配有橡胶支座的板桥．在对其荷载横向分布分析时。考虑支座为弹性体的这一客观因素．提出了计算板桥支点处荷载横向分布影响线的计算方法。由此法计算的荷载横向分布系数小于按直接布载法算得的结果。     

八一大桥独柱墩抗倾覆加固方案分析

本文以南昌市八一大桥独柱墩抗倾覆加固工程为背景，结合现行规范中的抗倾覆要求，针对现状八一大桥南北立交独柱墩桥梁提出可行的抗倾覆加固设计方案，并对加固方案进行综合比选，考虑多种因素后选取了增设桩基、外包墩柱以及加盖梁的方案。同时本文对曲线桥C线桥第三段进行抗倾覆验算，考虑多种因素并根据计算选取了合适的加固墩位置，最终计算结果表明桥梁抗倾覆加固后满足要求，本文关于加固方案的比选以及桥梁加固墩位置的思考，可为相关桥梁抗倾覆加固设计方案提供参考。