截面形状对双肢薄壁墩温度场的影响分析

研究目的:置于自然环境下的高墩大跨混凝土结构,难免要受到日照温度荷载的作用,在这种荷载作用下,双肢薄壁墩会产生较大的温度应力与变形,严重的会引起墩身工程事故。本文以邢汾高速公路洺水大桥105.09 m高的双肢矩形薄壁空心墩为研究对象,利用ANSYS有限元软件的热分析及耦合分析功能,对不同截面形状的薄壁空心高墩在日照辐射作用下的温差效应进行仿真分析。研究结论:计算结果表明:(1)有限元软件ANSYS的热分析以及耦合分析功能可以很快速方便的计算双肢薄壁墩结构的温度场和温差效应;(2)温度应力随着截面边棱的增加而增加,而结构的变形却随着截面边棱的增加而减小;(3)温度应力的最大值一般在截面的角隅处出现;(4)在设计不同截面的双肢墩时,应综合考虑不同截面形状对温度应力以及变形的影响,选择合适的截面形状,使得高桥墩的温度裂缝控制在最小范围内;(5)该研究成果可以为薄壁高墩的设计和施工提供参考。     

薄壁空心高墩温度效应仿真分析

日照温度荷载作用下,混凝土薄壁空心高墩的应力和变形,是造成墩身工程事故的主要因素之一。以晋济高速公路仙神河大桥150．07m高的八边形薄壁空心高墩为研究对象,在ANSYS平台上进行二次开发,编制了薄壁空心高墩结构温度场和温差效应分析的专用程序,并给出实例验证了二次开发成果的准确性。同时利用二次开发成果,对八边形薄壁空心高墩在日照温差荷载作用下的温差效应进行了仿真分析。计算结果表明：日照引起的薄壁空心高墩结构的温差应力和变形较大,不容忽视。     

高墩连续刚构桥地震响应影响因素分析

以某(84+160+84)m连续刚构桥为背景,建立考虑主梁-桥墩-桩基-土层的有限元模型,对桥墩高度、桥墩截面、双肢薄壁墩间距等影响因素分析,同时也对典型截面的内力与位移计算分析。研究结果表明:在桥墩高度为60~100 m范围内,中墩顺桥向剪力基本稳定,不再随桥墩高度的增加而递减。桥墩高度为100 m时梁体中跨跨中截面顺桥向与横桥向位移达到139.1和97.5 mm;从抗震角度分析,圆形截面桥墩对位移影响较大,空心矩形桥墩截面与实心矩形桥墩截面形式对墩顶内力的影响不大,故空心墩较节约材料;对于文中连续刚构桥分析,双肢薄壁墩间距为8 m时,梁体位移与桥墩墩顶内力均达到最小,合理的双肢薄壁墩间距能有效降低墩顶受力与梁体位移,能有效提高地震作用下的安全系数。     

老庄河特大桥高墩竖向预应力施工技术研究

老庄河特大桥1^#、5^#墩墩身为竖向预应力混凝土双柱式矩形空心薄壁柔性墩，每个墩为双肢单箱单室矩形截面，每肢墩身中设置32束9Фj；15．24mm钢绞线竖向预应力束，采用连接器接长分段施工，钢绞线最长达到了31m。在墩身施工中成功运用分段拼装脚手架、分段提升钢绞线的施工技术，取消了一次连接，保障了工程顺利完工。     

空心薄壁墩温度效应有限元分析

为研究不同环境下空心薄壁墩的温度效应,选取寒潮降温、辐射升温、气温升温3种工况,设定不同的温差作用时间,采用MIDAS FEA进行实体模拟,并与理论计算结果对比分析。结果表明:寒潮降温作用下,空心薄壁墩内(外)壁分布竖向和环向压(拉)应力,而辐射升温和气温升温作用下,空心薄壁墩内(外)壁分布竖向和环向拉(压)应力;空心薄壁墩上下梗肋处与中心墩身的应力分布不均匀,尤其应关注寒潮降温作用时上下梗肋处温度应力带来的不利影响。随着温差作用时间的增长,空心薄壁墩内外壁的温差和温度应力均呈增大趋势,但作用时间10 h之后增幅减小。因此,作用时间为10 h时的温差分析结果与理论计算结果较为接近。     

大跨连续刚构桥墩结构形式方案研究

大跨连续刚构桥墩除了需要满足结构以及施工运营阶段的最小纵、横向刚度要求外,应尽可能使其具有较大的抗弯刚度和较小的抗推刚度,同时使其经济性最优。以兴保铁路安家山河大桥刚壁墩为工程背景,论述大跨高墩设计中的控制因素及要求。分析比较A形墩、矩形空心墩和双薄壁墩的构造特点及适用条件,对安家山河大桥刚壁墩不同墩形的设计指标进行深入的研究比较,并对其刚壁墩选型提出合理建议。研究表明,对于大跨高墩连续刚构桥,当相邻刚壁墩墩高相差过大时,矩形空心墩和双薄壁墩在更好地提供纵向柔度的同时,其纵向刚度匹配合理,且墩身圬工量较省。     

时速200km客货共线铁路空心桥墩温度应力分析

以时速200 km客货共线铁路双线圆端形空心桥墩通用图设计中温度应力计算为例,分析了日照、寒潮等温度工况下墩身温度应力的分布规律和大小。结果表明:在合理确定空心墩结构尺寸的前提下,墩身内外壁竖向、环向温度应力仍然较大,已超过混凝土抗拉强度,设计中需要采用有效措施,确保结构安全。通过对空心墩配筋后墩身应力检算结果的分析,指出根据墩身温度应力的分布情况采取合理的钢筋布置,能解决空心墩设计中的温度应力过大的问题。     

四线铁路超宽圆端形薄壁空心桥墩温度效应分析

以兰渝铁路四线车站桥的圆端形空心桥墩为对象,对其实测温度场分布数据进行分析总结,并采用ANSYS软件三维瞬态热-应力耦合场分析方法,对其在寒潮降温和日照升温作用下温度应力进行计算。结果表明,四线超宽空心墩与普通双线空心墩的温度效应表现相当,并无十分明显的差别,温差应力并不会因为超宽而出现特别明显的增大或减小现象,纵向隔板的设置对超宽空心墩的温度效应没有特别明显的影响和作用,但由温差引起的空心墩环向和竖向应力值较大,需要设置合理的墩身钢筋解决混凝土开裂问题。     

大砂坪特大桥超宽薄壁空心桥墩温度效应分析

兰渝铁路兰州枢纽大砂坪特大桥为四线桥梁,桥墩采用圆端形空心墩,属超宽薄壁结构。本文以此桥为研究对象,首先简要介绍了超宽空心墩计算温度应力时所需的温度分布场相关参数,然后通过有限元软件ANSYS建立数值模型进行了温度效应理论分析,结果显示由温差引起的空心墩环向和竖向应力值较大,需要合理设置墩身钢筋来解决混凝土开裂问题,最后根据计算结果对墩身进行了配筋设计。     

大跨高墩连续刚构温度应力实用计算方法

通过对主跨100 m的连续刚构大沙沟特大桥主桥的106 m高墩的分析,研究了寒潮工况时矩形空心墩在墩顶自由和弹性约束下的竖向应力状态,并采用按照刚度分配原则计算墩顶约束下墩身温度应力的方法,推导了墩顶自由和竖向约束下的温度应力计算公式,最后将该方法与软件实体分析的结果进行对比,表明该方法是合理的。     

混凝土空心高墩温度效应研究

以宜万铁路线上马水河桥为例,研究100 m以上混凝土空心高墩桥的温度场,采用全桥整体有限元分析和墩身局部子模型分析相结合的方法,以及日照、寒潮等多种温度工况下墩身中竖向应力、环向应力的分布情况。结果表明,梁体、墩身在日照温差或寒潮陡然降温的情况下,墩壁沿厚度方向竖向应力、环向应力及应力梯度都较大,最大压应力可达13 MPa左右,最大拉应力可达4 MPa左右,对混凝土空心高墩的温度效应应引起足够的重视。     

特殊条件下矩形薄壁空心高墩墩身施工技术

沪蓉国道主干线湖北沪蓉西（宜昌至恩施）高速公路支井河特大桥主桥为1×430m上承式钢管混凝土拱桥,为当时世界上同类桥梁跨径最大者,其交界墩为双柱式钢筋混凝土矩形薄壁空心墩。对施工所采用的内、外脚手架,缆索起重机提升翻模,混凝土浇筑的施工方案的比选,施工工艺,质量标准及技术要求进行了系统介绍。     

温度应力对铁路预制装配式空心桥墩壁厚及预应力的影响分析

和(田)若(羌)铁路预制装配式桥墩采用了双柱圆形空心墩的结构形式和预应力钢筋的连接形式.由于线路所在区域昼夜温差大,墩壁内外侧易产生较大的温度应力.本文通过建立实体单元有限元模型,分析温度应力在墩身的分布情况.结果表明:在不同墩柱壁厚设计条件下产生的温度应力差异较大,采用预应力钢筋连接方案时需要施加的消压预应力不同.壁...     

桥墩及桩基形式对墩底平转施工转盘设计的影响

以新建福厦(福州—厦门)高速铁路17500 t转体刚构为背景,采用实体有限元方法分析了不同桥墩类型及桩基布置对墩底平转转体中转盘受力的影响,并对桥墩及桩基进行了优化。结果表明:实体墩对上转盘受力最有利,其次是空心墩,最不利的是双薄壁墩;增加墩底实体段能够有效降低空心墩、双薄壁墩上转盘的主拉应力;随着墩底实体段高度的增加,主拉应力降低的幅度逐渐变小;球铰正下方有桩基时对下转盘底部受力更加有利;距离球铰中心越远,桩基受力越小,适当增加中桩桩径,可使各桩基应力状态更加均衡。     

木翻模在空心薄壁高墩施工中的应用

湖北沪蓉西高速公路七道沟大桥桥墩全部设计为空心薄壁高墩,墩高35~60 m,采用木翻模分节施工。介绍了木翻模结构、主要特点和施工工艺,并给出了施工实践中形成的具有针对性的注意事项和安全措施。     

黄土高原地区薄壁空心高墩严寒期蒸汽养护施工技术

延延高速陕晋交界的黄河特大桥墩高141 m,是陕西省跨黄河连续刚构桥的第一高墩,桥址在黄土高原地区,冬季黄河河道气温在-20℃以下。通过介绍对采用液压爬模的薄壁空心高墩进行蒸汽养护的现场具体实施过程,论述了耐久性C50混凝土的冻害、一些抗冻要求以及防冻害措施,介绍了混凝土运输、拌和过程中温度的控制方法,以及现场蒸汽养护的施工工艺,使C50耐久性砼在低温下快速达到设计强度,确保施工质量,又能满足施工工期需要,为其他相类似的工程提供可参考的依据。     

钢-混凝土双面组合箱梁日照温度效应研究

在自然环境下,钢一混凝土双面组合箱梁受一天中日照变化的影响,在梁体内部会产生相应的温度应力和变形。以三跨钢一混凝土双面组合箱梁为研究对象,对组合梁在6：00至18：00日照条件下的温度应力与位移进行计算分析。利用有限元软件ANSYSl0．0建立三跨连续组合箱梁有限元模型,采用间接耦合解法进行热一结构耦合场的运算。得到了温度应力与温度位移的分布规律及时程分析,并对箱梁混凝土底板对温度效应的影响进行探讨。     

柳州三门江大桥主桥墩身施工技术

柳州三门江大桥主桥为（100＋160＋100）m双塔双索面三跨部分斜拉预应力混凝土箱梁桥，桥面宽41m。重点论述了该主桥墩身的总体施工方案、施工工艺及施工要点等，同时对墩身大体积混凝土温度监测与裂缝控制进行了阐述。工程实践表明，该墩身施工方法合理，为同类工程施工提供了借鉴。