大体积混凝土桥墩裂缝分析整治及建议

研究目的：对大体积桥墩混凝土表面裂缝产生的原因进行分析，据此研究制定相应的整治措施，并针对铁路客运专线桥梁墩台裂缝控制提出建议。 研究方法：根据桥墩裂缝发生的部位，建立桥墩有限元分析模型，对桥墩在恒载、活载、墩身内外温差、混凝土收缩和降温等最不利荷载组合情况下进行墩身结构的空间应力分析，根据分析结果来确定裂缝产生的原因。 研究结果：混凝土收缩和降温或水化热产生的墩身混凝土表面最大拉应力远远大于恒载加活载的劈裂应力，超出混凝土的抗拉强度。混凝土收缩和降温或大体积混凝土的水化热应力是桥墩开裂的主要因素。 研究结论：铁路客运专线大体积混凝土桥墩在设计与施工时应采取降低内外温差等有效措施以防止产生裂缝。     

新菏线跨京广铁路特大桥抑振加固实践

对新菏线跨京广铁路特大桥双柱式桥墩振动异常进行分析表明,桥墩墩身结构及软弱地基都可能会导致墩顶振幅过大.加固实践证明,单独加固基础或墩身都不能有效地抑制墩顶振动,对二者同时进行加固才能够达到预期的效果.     

提高既有桥墩自振频率的设计方案探讨

近年来随着铁路既有线提速及货运重载化的发展,行车对既有设备状态提出了更高的要求,既有桥梁产生了不同程度的病害。其中既有桥墩横向刚度不足已成为中、高圆形尤其是石砌桥墩的主要病害。结合丰沙线丰沙12号桥桥墩病害整治,从技术性、经济性、水流对既有桥墩的影响等方面进行综合分析,确定墩身包为圆形、墩身无台阶变化方案,达到了较好的病害整治效果。     

城际铁路双线圆端形实体桥墩设计研究

介绍某城际铁路双线圆端型桥墩设计,综合同类结构的应用情况,对该桥墩适用条件及有关注意事项进行总结。介绍了顶帽尺寸确定的要求,荷载取值、墩身受力计算的方法,提出了减小刚度限值的思路,对横向折角的计算办法进行了探讨。通过减小刚度限值、支座悬出墩颈等措施,实现了墩身尺寸的优化,并对顶帽受力计算提出了建议。     

大准线万泉河大桥桥墩加固设计及分析研究

以桥梁动力检测结果为依据,结合万泉河大桥钢筋混凝土矩形及圆端形板式墩等结构特点,提出了两种桥墩加固方案,并选取6个典型桥墩,采用大型通用有限元程序对两种方案的加固效果进行分析对比,结果表明两种方案的加固效果均比较明显。在考虑经济效益的前提下,推荐的桥墩加固方案为:对于钢筋混凝土矩形板式墩,由于墩身较低,仅在桥墩横向两侧进行加固;而对于钢筋混凝土圆端形板式墩,由于墩身较高,建议对桥墩横向和纵向都进行加固。     

桥墩模态分析的一种新方法

以既有实测资料的桥墩为原型,用三维块体单元模拟墩身,用GOODMAN无厚度单元模拟桥墩与地基土的相互作用,建立了考虑三维耦合有限元单墩模型。并利用现场测试资料,对模型进行了验证和参数优化。然后分析不同基底约束、不同单元形式和不同墩身截面形状对桥墩自振特性的影响。对几座典型桥墩进行了自振特性的仿真分析。经与实测值对比,建立的三维实体单墩模型能够比较准确地计算各种桥墩的自振频率。计算表明,圆端型桥墩与截面积相等的等效矩形桥墩的自振特性非常接近,因此,仿真计算中可用矩形桥墩代替圆端形桥墩,可以节省计算资源,简化建模工作量,而且误差较小。     

基于模型修正理论的铁路桥墩损伤定量评估方法

基于有限元模型修正理论,以桥墩横桥向整体振动、横桥向局部振动和顺桥向局部振动模态的不同组合为输入,以墩身刚度、基底约束刚度和支座刚度为损伤识别参数,用模态频率残差和模态振型残差构造目标函数,实现对桥墩损伤的定位和定量评估。对评估方法的验证结果表明:利用由墩顶、墩中和墩底3个点响应分析得到的模态参数即可实现对桥墩损伤的评估;以桥墩的2种或3种模态为输入时,可同时识别墩身、基础和支座的损伤;对于大部分仅可测得横桥向整体振动模态的桥墩而言,利用该模态参数仍可对桥墩墩身和基础的损伤状态进行准确评估;该桥墩损伤评估方法的抗噪能力强,可收敛到全局最优解。     

空心墩和实心墩对连续刚构桥受力影响的比较

针对连续刚构桥中经常采用的薄壁空心墩和实心墩,通过有限元的分析计算,比较在不同墩高情况下二者对主梁弯矩、墩身水平力和弯矩及全桥稳定性等方面的影响,对连续刚构设计中桥墩结构形式的选择提出看法。     

商杭客运专线系杆拱桥墩设计

以商杭客运专线西苕溪特大桥主桥桥墩设计为例,对T形墩尺寸的拟定进行具体说明,给出采用先拱后梁施工方法施工T形桥墩的设计思路和设计方法。通过对施工阶段及成桥运营阶段外力作用下桥墩受力情况的计算分析,对桥墩的强度、刚度、稳定性、墩身偏心等进行详细检算。     

提高桥墩混凝土表面质量的技术措施

介绍秦沈客运专线大成特大桥墩身混凝土施工 ,为了克服混凝土表面质量通病及提高混凝土表面光洁度 ,选用合理的模板内衬和脱模剂组合方案 ,使桥墩混凝土表面质量得到质的提高。     

圆端形桥墩裂缝成因分析及处理

裂缝在素混凝土结构尤其是大体积素混凝土结构中很难避免,裂缝的出现对结构造成安全隐患,降低了结构的耐久性。文章针对某铁路桥圆端形桥墩出现的裂缝,分析了其产生的原因以及对结构和耐久性的影响,提出了补强加固的处理方案,为同类型桥墩裂缝的修补提供参考。     

合福铁路古田溪特大桥设计

古田溪特大桥是新建合福铁路重点控制桥梁工程之一,该桥集高墩大跨、深水基础于一身,兼具山区铁路与高速铁路双重特点,设计施工难度大。研究其桥式方案选择及设计施工要点,通过分析无缝线路特性,合理确定主桥桥式方案;结合施工组织,总结了主跨梁部结构、主桥桥墩及主墩基础的设计施工要点。车桥耦合动力仿真分析结论表明,当车速不超过该桥设计车速350 km/h时,安全性指标均在限值以内。     

薄壁高墩刚构桥稳定性研究简

修建薄壁高墩大跨度桥梁，确保桥墩的稳定性是首要考虑的问题。此文以黔江高速公路某高墩特大桥为例，根据设计的该桥结构和尺寸，基于稳定性理论，建立计算模型利用MIDAS空间计算软件计算5种模态下的安全屈曲系数，据此分析所选用桥墩材料和桥墩高度变化与桥墩稳定性的关系。通过计算与分析，随着所采用混凝土强度等级的提高，结构安全屈曲系数在逐渐增加，且桥墩的稳定性与墩高成反比。为进一步增强桥梁的稳定性，可在顺桥向增加横向支撑。     

30m简支梁桥墩车桥耦合动力仿真分析

根据车桥耦合振动分析理论,运用桥梁结构动力分析程序BDAP,针对城际轨道交通30m简支梁桥墩3种不同墩高方案,采用空间有限元建立全桥动力分析模型,对桥梁空间自振特性进行了计算,并对3种不同墩高方案在CRH2和德国ICE3动车组作用下的车桥空间耦合振动进行了分析,评价3种不同墩高方案的动力性能以及列车运行安全性与舒适性。研究结论表明:(1)3种墩高方案(H=8m、12m、15m)的全桥一阶横向自振频率分别是0.909Hz、1.051Hz和1.034Hz;(2)在CRH2和ICE3动车组以速度160km/h通过时,简支梁跨中竖向振动位移和竖向振动加速度较小,在限值以内;(3)在CRH2和德国ICE3动车组以速度160km/h运行时,车辆竖向和横向舒适性均能达到"优"。说明3种墩高方案具有足够的全桥横向刚度,满足列车时速160km行车的安全性和良好舒适性要求。     

铁路转体V形桥墩跨越既有线的应用研究

近年来,我国铁路建设步伐正在加快,路网密度逐渐加大,立交位置越来越多,交叉关系日趋复杂,特殊桥墩成为解决铁路间小夹角立交问题的重要结构。以兰州至中川机场城际铁路上跨既有兰新铁路的立交关系为背景,通过分析两线间的平面和空间关系,结合现场地形地貌特征和桥下建筑限界要求,拟定V形桥墩方案,并为减小新线施工对既有铁路运营的不利影响,在墩底设置球铰进行转体施工,成功创造出一种构造新颖、外形美观、结构安全、工艺合理的新型桥墩,在国内铁路尚属首次应用,且自铁路开通以来V形桥墩运营状况良好。     

成都地铁2号线东延线高架车站形式研究

以成都地铁2号线东延线林家大堰高架车站为实例,将鱼腹岛式车站与侧式车站的主体形式、桥墩形式进行了对比、分析,并从运营管理、客流组织、行车条件、配线条件、车站体量、城市景观、独柱墩体系下结构体系合理性等方面进行综合比较、研究,最终确定高架三层单柱墩侧式车站方案作为实施方案,以期为同类型项目提供参考.     

跨越既有铁路桥梁方案设计研究

随着铁路建设的快速发展,与既有铁路线交叉的情况越来越多,同时对既有线的运营安全重视程度日益增加,因此跨越既有线时的设计方案逐渐成为关注重点,结合兰州—中川铁路设计情况,对跨越既有铁路线的桥梁方案进行研究,除采用传统的预应力混凝土盖梁门式墩、钢盖梁门式墩等设计方案外,根据实际情况首次提出预制拼装组合新型门式墩方案、倒L形墩方案、转体V形T构桥墩方案等一些新的设计思路,不仅节约工程投资、保证施工工期,同时又大大减少新线施工对既有线运营影响及后期的养护维修工作,经济和社会效益显著。     

高速铁路大高差桥墩竖向温度变形对行车舒适性和安全性影响研究

墩顶竖向变形是高速铁路桥梁安全的重要参数之一。在温度效应下,相邻桥墩高差较大时,桥梁会出现竖向变位差,造成轨道不平顺,这将影响高速铁路的舒适性和安全性。目前国内各类规范对桥墩竖向变形的限值规定不尽相同,为了研究大高差桥墩顶竖向变形的温度效应影响,以合福高铁巷坑大桥为例,对大高差桥墩在温度效应下的墩顶竖向变形进行现场测量,将测量和计算结果同各类规范进行对比,进一步对考虑温度效应时车辆通过桥梁结构时耦合响应进行仿真分析,结果表明:巷坑大桥桥墩顶竖向变形差超过规范限值,但车辆通行时的舒适性和安全性均能满足规范要求,车辆走行性偏于安全,合福高铁通车至今该桥一直运营正常。综上所述,现行规范对大跨度桥梁桥墩的变形指标要求偏严,特殊情况下无法满足规范要求时,建议参考公式,适当放松验收指标。本研究对突破规范限制,在大跨度桥梁铺设无砟轨道具有重要的意义。     

呼准铁路黄河特大桥引桥T形刚构桥设计研究

依托呼准铁路大路黄河特大桥北引桥2×52 m预应力混凝土T形刚构桥设计为背景,结合桥址实际情况,利用有限元程序着重对关键技术:引桥桥跨方案研究、结构静力特性、结构自振特性及结构罕遇地震下弹塑性抗震性能进行分析。通过研究得到以下结论:北引桥孔跨设计方案采用3联2×52 m T形刚构桥方案经济合理;结构构造及钢束布置形式合理;为保证墩底塑性铰区域的可靠性,应重视墩底的抗剪强度验算和箍筋配置;该桥结构强度、刚度及抗震性能等指标均符合规范规定,满足铁路运行安全要求。     

季节性冻土区和多年冻土区桥梁结构地震反应分析

冻土层的存在，对桥梁结构抗震安全性的影响是一个值得重视的问题。本文利用黏-弹性边界模拟波向无穷远辐射的结构-地基土一体化计算方法，对季节性冻土区和多年冻土区桥梁结构在不同地震波作用下的反应进行计算，分析冻土层的变化对桥梁结构地震反应的影响，总结在地震荷载作用下，不同场地、不同的冻土厚度、不同高度的桥墩和不同基础条件下桥墩应力分布的一般规律。分析结果表明：在Ⅱ类场地上，冻土层对桥墩地震反应的影响十分显著，不同类型冻土场地上桥墩的最大反应差值可达1倍以上；墩高在10～22m时，冻土层对桥墩地震反应的影响最为显著；不同类型的桥墩基础，对冬夏两季桥墩的地震反应的影响不大；在一般情况下，桥墩的地震反应与冻土性质、桥墩的动力特性以及地震波的性质均密切相关，按融土状态进行设计往往是不安全的，需要考虑桥墩与冻土层相互作用的影响。