盖梁托换技术在高速公路桥梁改造中的应用

在工程中应用桥墩盖梁托换技术,可以解决新建项目下穿既有结构物存在的约束条件。新旧桥墩或盖梁设计、施工和监控需紧密配合,从新建盖梁预应力张拉、旧墩柱切割、施工监控数据的采集,均需保证新盖梁外包旧盖梁的安全可靠。凤凰山隧道工程起点立交匝道下穿广河高速公路,需切除广河高速公路右幅高架桥82#墩,并新建大跨门架墩替换既有82#桥墩。介绍了新建大跨门架墩的结构有限元分析、施工过程,切除原广河高速公路82#墩的墩柱并完成由四柱桥墩受力体系改变为双柱桥墩受力体系的转换和监测。     

不同墩柱形式的城市高架桥抗震性能研究

为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。     

中马友谊大桥引桥下部结构优化设计

中马友谊大桥引桥为跨度30m预应力混凝土I形梁桥,浅水区引桥1号~3号墩原设计方案为"T形"大悬臂墩,通过高度为2.5m的矩形承台与4根直径1.5m钻孔灌注桩相连。承台施工需开挖礁灰岩厚度5.1~6.1m,施工效率低、破坏珊瑚礁、扰乱海洋生态环境。优化后方案取消了承台结构,采用桩柱式桥墩,桥墩与直径2.0m桩基直接相连,2个墩柱的横桥向中心间距为9m。利用空间有限元软件,分析墩高对桥墩和盖梁受力特性的影响。计算结果表明,当墩高在4.7~6.2m范围时,桥墩各构件受力更为合理。优化后的桩柱式墩在外观上与原设计相似;避免设置承台结构,减少开挖礁灰岩,有效地保护了环境。     

大跨径预应力混凝土盖梁主动托换参数分析与结构优化设计

为了探讨结构参数对大跨径预应力混凝土盖梁托换后的影响和盖梁截面的优化设计,对截面优化方法的比较和不同计算参数下截面的受力特性进行研究。以广河高速公路春岗互通主线桥右幅82~#墩为依托,采用MIDAS Civil建立有限元模型,分析墩梁连接方式、盖梁跨高比、墩刚度比和预应力钢束数量对盖梁挠度和内力的影响规律,结合ANSYS和MATLAB对盖梁进行截面优化。结果表明:在设计截面不变时,盖梁与墩的连接方式对挠度值的影响较小;在相同的连接方式下,盖梁跨高比对跨中截面的挠度和弯矩影响较大,墩刚度比对跨中截面的挠度和弯矩影响较小,预应力钢束数量对其跨中截面处的挠度和弯矩影响较大;两端固结的连接方式引起的挠度值和弯矩值略优于其它连接方式。ANSYS有限元软件和遗传算法优化的最终结果相接近,两者优化后的截面宽度相对误差为5%,高度相对误差为3%。     

双肢板式桥墩盖梁内力浅析

与常见的柱式桥墩相比,双肢板式桥墩的盖梁在内力分布上有着显著的不同。该文以乌干达Kampala-Entebbe高速公路中的车行天桥为例,分别采用了平面刚架和三维实体两种模型进行计算,通过对比分析,探讨了该类桥墩盖梁的受力特点。     

高架桥下路面不均匀沉降机理及车辆荷载影响研究

软土地基道路的不均匀沉降是影响正常使用的主要因素。为了研究高架桥下路面不均匀沉降的机理和车辆荷载对高架桥下桥墩间路面不均匀沉降的影响,运用midas GTS NX软件对高架桥下路面的不均匀沉降及车辆荷载以后的效果进行模拟分析。分析表明,在软土地基上,高架桥墩的存在会导致路基的不均匀沉降;车辆动载会加剧路基的不均匀沉降。因而提出在软土路基段采取限制大车靠桥墩处行驶及限制车速这2个措施,可改善靠近桥墩处道路的不均匀沉降。     

新型过渡墩内力分析

桥墩的内力计算一般是设计中的盲区,对于取消盖梁的新型过渡墩,这是偏于不安全的.利用Ansys对这种过渡墩进行数值分析,就其中的单元选择、网格划分、内力计算结果分析及设计计算等问题进行探讨,为掌握扩头桥墩的力学特性积累经验.     

地震作用下盖梁的动力响应及承载能力分析

为了得到多柱墩盖梁在地震作用下的动力响应以及轴力对盖梁承载能力的影响,利用非线性有限元软件建立多柱墩混凝土梁桥的有限元模型,分析其盖梁在不同荷载工况下的轴力、剪力及弯矩分布,结果表明盖梁在横竖向地震作用下产生较大的轴向拉力与压力,将对盖梁的承载能力具有较大的影响,盖梁若按受弯构件设计是偏不安全的,应考虑轴向拉力对其承载能力的影响。     

预应力门架式盖梁设计浅析

以宁波市机场路快速干道与杭甬高速互通立交的A线匝道桥A9#墩-A11#墩三个墩位预应力盖梁为例,阐述预应力门架式盖梁的设计过程及计算模型,以及盖梁钢束张拉与上梁的相互穿插顺序、盖梁预应力张拉对墩柱产生的影响。     

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。     

基于LS-DYNA的车-桥墩碰撞及可靠度研究

桥墩受到车辆碰撞后会产生不同程度的损伤,因此研究车-桥墩碰撞后的受力特性和可靠度具有很好的现实意义。首先以某连续梁桥为背景,建立了车-桥墩碰撞有限元模型,其中撞击车辆为常用卡车,材料为钢材,采用弹塑性本构关系。桥墩为双柱式墩,通过典型工况研究了桥墩遭受车辆撞击后墩柱体的剪应力、主应力等的发展规律和时间历程。然后采用一系列车-桥墩碰撞作用,拟合出车撞力计算公式,通过与其他文献及多国规范比较,表明了拟合公式的正确性。再将拟合公式代入模型,考虑某些参数为随机变量,分析了车辆与桥墩碰撞后的结构体系可靠度。结构体系由3个双柱式桥墩组成,其中任何一个双柱式墩破坏意味着整个结构破坏。双柱桥墩中两个墩柱视为串联体系,即一个墩柱失效则双柱墩失效。最后研究了各随机变量对单墩抗剪性能可靠性指标的敏感性。研究结果表明:桥墩在横桥向或顺桥向车撞力作用下均更容易发生剪切破坏,而桥墩墩底易发生弯曲破坏,墩底关键截面内力满足正态分布;混凝土强度对墩柱抗剪承载力可靠性指标的影响最大,在桥梁施工以及管理过程中需要重点关注结构混凝土强度变化。     

基于Midas-civil圆形双柱式墩结构承载能力影响因素分析

在我国公路桥涵设计中,大多设计院采用本单位的惯用设计,设计保守且不经济,不同设计者设计的墩身截面尺寸差异很大.根据对某一高速公路的桥墩结构,统计分析不同桥墩结构的使用情况,以及墩高相似时不同设计院的设计差异,应用有限元软件Midas-civil,对通常使用的圆形柱式墩结构的承载力进行了计算,分析了墩身截面尺寸、截面配筋、墩柱高度等因素对圆形双柱式墩承载力的影响,并对30 m圆形双柱式墩截面尺寸进行了优化.     

桥墩偏位超限检测及结构安全性评估

以某桥梁因渣土堆积造成桥墩偏位超限为例,对桥墩偏位超限所在桥跨结构进行外观检测、实体检测和安全评估计算,结果表明:左幅50#墩～52#墩、右幅49#墩～51#墩,桩基及墩身损伤严重,承载能力不满足规范及设计要求,存在重大安全隐患,须加固处治。     

预应力混凝土连续箱梁桥过渡墩盖梁及墩身开裂原因分析

文章针对某预应力混凝土连续箱梁桥过渡墩盖梁开裂状况,从墩顶建筑垃圾、温度、不均匀沉降等方面进行了考虑,并采用有限元软件进行了模拟计算,分析了病害产生的原因,同时给出了相应的加固方案。实践证明该加固方案非常适宜,对抑制过渡墩盖梁裂缝的发生和发展,具有良好的效果。     

横向非等高双柱式桥墩抗震性能研究

为研究墩高差对横向非等高双柱式桥墩抗震性能的影响,以某山区3×(5×30)m梁桥为背景,建立OpenSees全桥有限元模型,采用增量动力分析方法(IDA),输入地震动,分析不同墩高差下墩柱关键截面的弯矩～曲率关系、曲率、墩顶位移以及曲率与位移关系。结果表明:地震荷载作用下,当墩高差在10m以上时对系梁位置处桥墩截面延性影响较大,随墩高差增加,与横向等高双柱式桥墩相比,墩顶截面延性有所减小,墩底截面延性增加较大;受墩高差影响,墩底与系梁位置处桥墩曲率在屈服后对地震动强度变化更敏感;墩顶位移总体与墩高差成反相关,墩高差对墩顶位移的影响在峰值加速度PGA=0.5g后差异较大,PGA由0.5g增加到1.0g时,随墩高差增大,墩顶位移减小量逐渐变小;受墩高差影响,横向非等高双柱式桥墩破坏模式差异显著。     

柱间系梁对双圆柱高墩受力影响研究

通过对40m跨T梁50m高墩有限元分析,研究柱间系梁对双圆柱桥墩受力的影响。研究表明,设置柱间系梁对桥墩顺桥向稳定、强度及配筋无有利影响,其主要作用是改善桥梁下部结构横桥向受力,略减少盖梁配筋,增加施工、成桥及抗震的横桥向安全储备;然而,一般常规双圆柱排架式盖梁桥墩,采用沿截面周边均匀配筋,顺桥向受力控制墩柱结构及配筋设计,因此,可取消柱间系梁设置。     

酉水大桥大跨度预应力混凝土连续梁桥斜交高墩盖梁受力特征分析

以湖南省张花高速公路酉水大桥（80m＋145m＋80m）斜交高墩大跨度悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,运用MIDAS软件建立箱梁整体梁格模型,得出桥墩的最不利荷载组合,在此基础上运用AN—SYS软件建立主桥斜交高墩实体模型,对盖梁在最不利上部荷载作用下的受力特征进行分析。分析计算结果表明,斜交高墩盖梁应力分布特征有别于正交桥墩盖梁,该正八边形盖梁最小压应力产生于支座垫石与盖梁接触面中心处,以垫石为中心向四周逐渐变大;盖梁在两个支座垫石之间的局部区域存在超出混凝土抗拉极限设计值的拉应力,该拉应力产生于盖梁中心上表面处。分析结果对不同于正交桥墩盖梁支点角隅区钢筋的配置有指导意义。     

城市高架桥桥墩纠偏施工监控

某城市高架桥为4×25m空心板梁桥,桥墩为直径1.4m的柱式桥墩。由于不平衡堆土导致桥墩出现较大的横向位移,为顺利对桥墩进行适量纠偏,确保结构受力合理、安全,以横向位移为控制目标,对桥墩纠偏过程进行施工监控。采用MIDAS GTS软件建立桥墩、桩和土有限元模型,计算得到满足结构安全性条件下桥墩最大偏位为88mm;在施工应力释放孔、旋喷桩以及横向顶推过程中,在盖梁或防撞墙上安装位移计监测桥墩横向位移和左右幅梁间距,在桥墩上安装倾角仪监测桥墩倾角。控制结果表明:旋喷桩纠偏作用明显,桥墩在旋喷桩产生的压力作用下逐渐回位;横向顶推过程中,持荷期间桥墩缓慢回位;纠偏后各墩最大偏位均小于88mm,结构处于安全状态。     

桥墩形式对连续刚构桥动力特性的影响

以西禹高速公路杏沟连续刚构桥为研究对象,采用ANSYS有限元程序,并考虑边跨支座处的弹性约束作用,建立了该连续刚构桥动力计算的整体空间有限元计算模型,探讨了连续刚构桥采用钢筋混凝土四柱式桥墩、双薄壁空心墩、单薄壁空心墩及独柱实心墩时的动力性能。计算结果表明:4类桥梁自振频率依次增大,四柱式桥墩和双薄壁空心墩的桥梁振动以桥墩弯曲为主,单薄壁空心墩和独柱实心墩的桥梁振动以桥面弯曲为主;在不同地震波作用下,由于地震波的卓越周期以及结构自振特性等不尽相同,4类结构的动力反应也不尽相同。     

立体改扩建道路桥墩与高填方拓宽路基交叉影响研究

在立体改扩建道路高填方路基段边坡平台设置立体层桥梁，为研究桥墩与边坡的相互影响，分析总结了高陡边坡段桥墩常见病害类型和位移规范限值。并结合工程案例，借助有限元分析软件，建立数值模型，探究立体改扩建道路桥墩与高填方路基交叉影响。结果表明：地面层拓宽路基最大沉降发生在拓宽路基荷载形心处，立体层桥梁竖向和横向最大位移均发生在墩顶靠近拓宽路基最大沉降点一侧；对拓宽地基进行地基处治，能有效减少拓宽路基差异沉降和立体层桥墩位移；合理选择桥墩布设位置、路基边坡坡率和桥梁桩基深度，可以有效减小立体层桥墩的竖向和横向位移。