运宝黄河大桥主桥桥墩优化设计探讨

运宝黄河大桥主桥跨径采用110 m+200 m×2+110 m钢腹板矮塔斜拉桥,塔梁墩固结体系,上部结构采用波形钢腹板以减轻自重,桥墩纵向采用双薄壁实心墩,在地震力作用下,利用双薄壁墩纵向刚度小的优点,使得地震效应减小。针对运宝黄河大跨设计中采用的桥墩型式进行受力分析,以确定桥墩型式变化对桥梁总体结构的影响。     

桥墩形式对不对称连续刚构桥地震响应的影响

以云南省迪庆州维西县中路大桥为工程背景,研究不同的桥墩形式对不对称连续刚构桥动力特性的影响,用有限元软件Midas/Civil分别建立了桥梁上部结构不变,桥墩形式分别为双肢薄壁墩、单柱墩、V型墩的三个模型,分析其自振特性及地震响应情况,并对比分析其关键截面内力和位移情况。研究表明桥墩形式对自振周期影响较小,双肢薄壁墩下的桥梁结构在地震作用下的受力及位移最为合理。     

双柱式桥墩刚度对桥梁地震响应分析

为研究桥墩刚度对高墩桥梁抗震性能的影响,以带溪高架桥为研究背景,利用midas-civil选波工具选取合适地震波,建立了一致激励地震作用下的连续梁桥,并考虑P-Δ效应和非线性的影响,分析桥墩高度、桥墩截面尺寸及形式对桥梁抗震影响。通过改变墩径（墩径由1.2 m变化至2.4 m）抗震分析表明双柱墩直径对墩顶位移影响效果并不明显,墩径过大会导致桥墩内力较大;对不同墩高（墩高由20 m变化至50 m）地震响应分析表明墩高对墩顶位移起到控制作用,但墩高变化对桥墩所受轴力影响不大;由于P-Δ效应和约束影响,全桥为中间高墩、两边矮墩时具有较小的地震响应;在墩高为30 m情况下,相对于薄壁墩和实体墩,双柱式墩具有较好的抗震性能。     

矮塔斜拉桥结构设计分析

为配合尧山森林公园打造标志性建筑景观,浮山太和桥采用单塔柱两跨矮塔斜拉桥形式,仅在墩顶负弯矩区段设置变截面,其余截面均采用等梁高形式。通过结构静力、动力计算分析,该桥型在施工阶段及运营阶段的刚度、强度均满足设计规范,桥梁具有良好动力性能,该桥的设计实践可为同类桥梁提供参考。     

常规大跨斜拉桥常遇与极端静风荷载响应分析

为研究常规大跨斜拉桥的静风荷载响应,采用数值计算方法计算了一座典型大跨斜拉桥在常遇风速与极端风速下的静风荷载位移与内力响应。分析结果表明:1横桥向位移、竖桥向位移和扭转角位移均是在中跨跨中达到最大值,这说明中跨跨中是此类斜拉桥的静风位移敏感截面,在极端风速时要做好位移控制措施;2主梁各个方向的静风内力响应沿桥跨变化规律迥异,横向剪力、竖向剪力、扭矩值均是在跨中处达到最小值,塔梁处达到最大值,而侧向弯矩在中跨跨中与塔梁处同时达到最大值,但方向相反;3静风响应值与风速平方值具有一定的线性对应关系。研究分析结论可供相关桥梁设计、施工与运营阶段提供参考。     

墩高差对大跨连续刚构桥地震响应的影响分析

为了分析墩高差对大跨连续刚构桥地震响应的影响,使用大型通用有限元软件Midas Civil建立了3种不同墩高差的有限元模型,模型考虑桩-土相互作用。运用反应谱法进行一致激励,得出了主梁及桥墩关键截面位移和内力的变化规律。结果表明:墩高差对主梁位移与内力影响较大,对于存在墩高差的桥梁,应着重考虑高墩的抗推刚度与矮墩的截面抗力。     

横向陡坡地形对桥梁地震响应的影响

以某公路桥梁为工程背景,以其有限元模型为基准模型,对横向陡坡地形下和常规地形下双柱墩梁桥的地震反应进行对比分析。结果表明:横向桥墩刚度差异会放大桥梁的最大加速度,对桥墩的抗震不利;基准模型的高墩的最大位移大于低墩,高低墩纵向位移不一致导致盖梁的扭转,对盖梁受力不利;横向桥墩刚度差异将导致主梁内力增大和矮墩的剪力大于高墩等不利影响。     

基于强迫合龙的矮塔斜拉桥内力线形影响分析

针对某三跨变截面双塔单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥进行研究,考虑了不同合龙高差下,强迫合龙对桥梁成桥后整体挠度和内力的影响,分析各合龙高差下桥梁整体线形和内力的差异,为类似桥梁施工提供参考的依据。     

行波效应对大跨连续刚构桥易损性影响分析

为了分析地震动的行波效应对山区大跨连续刚构桥易损性的影响,以西南地区某高墩大跨连续刚构桥为研究对象,采用谱兼容的方法选取了20条地震记录对桥梁结构进行了一致激励和多点激励下的增量动力分析,并得到其易损性曲线.研究结果表明:墩高越高,桥墩相对位移越大,最高墩的相对位移为矮墩的1.03~2.81倍,但矮墩发生损伤的概率要大于高墩,在抗震设计中应得到重视;与一致激励相比较,考虑行波效应时,矮墩发生轻微损伤和中等损伤的概率降低,高墩发生轻微损伤和中等损伤的概率增大,但行波效应会同时增加矮墩和高墩发生严重损伤的概率,因此在高墩桥的抗震设计中,特别是在高烈度地区,应考虑行波效应对桥梁结构的影响.     

白沙长江大桥抗震性能研究

以白沙长江六桥为工程背景,基于MIDAS软件建立的有限元模型,分别模拟工程场地重现期较长和较短的两种地震作用,对得到的斜拉桥墩底、主塔控制截面的内力值、斜拉桥关键点位移以及支座地震响应的数据进行分析。结果表明:桥梁在纵向和竖向地震波的作用下,整体主要表现为纵向和竖向的振动,竖向振动较纵向振动更加明显;桥梁在横向和竖向地震波的作用下,整体表现为横向和竖向的振动;主梁、主塔和辅助墩等局部构件主要表现为横向和竖向振动。     

分幅高墩连续刚构主墩结构行为研究

以一座主跨150 m分幅连续刚构为例,为抵抗高墩、大跨连续刚构桥突出的横桥向风荷载,在墩顶横桥向设置抗风横梁,将分幅刚构迎风面与背风面桥墩连接起来共同受力,改变了传统的仅由迎风面桥墩单独抵抗横向风的状态,结果表明墩底内力大大减小,同时墩身稳定性也得到一定提高。对于既定上部结构,通过改变墩身形式,探讨了其对上下部结构、施工工序、工程造价等影响,在单、双肢墩都适应的前提下,应结合受力、稳定、施工等因素综合考虑采用双肢薄壁墩或单肢薄壁墩。     

矮塔斜拉桥在主余震作用下的响应分析

针对目前国内外学者对矮塔斜拉桥的抗震研究大多只考虑主震作用,而对其在强余震作用下的响应研究较少,结论偏于不安全的问题,以某矮塔斜拉桥为工程实例,通过将强余震时程曲线接续在主震时程曲线的末端来模拟接连2次地震的作用,根据动力弹塑性原理,利用空间有限元对结构进行时程分析。结果表明:强余震会导致边墩底和主跨跨中内力进一步增大;边墩顶、边塔和中塔顶的纵向位移以及主跨跨中竖向位移均在强余震作用下达到最大;各墩内力、变形时程波动性较为接近,而主跨和边跨跨中的时程响应差异性显著。研究结果可为同类型桥梁的抗震分析提供参考。     

大跨度连续刚构桥抗震性能分析

双肢薄壁墩和单柱式墩是连续刚构桥的常用桥墩结构形式,为研究桥墩形式对桥梁的影响,以某连续刚构桥为基础,建立空间有限元模型,对比分析双肢薄壁墩和单柱式墩对连续刚构桥动力特性与地震相应的影响,研究预应力对桥梁地震响应和抗震性能验算的影响。结果表明,相同截面情况下,双肢薄壁墩比单柱式墩受力更为合理,预应力对刚构桥地震响应影响不大,但抗震性能验算时必须考虑预应力作用,且双肢墩的内外两肢受力要协调,避免正常使用状况下内外两肢内力相差过大。     

地震作用下高墩大跨矮塔斜拉桥动力特性分析

通过建立主跨220 m连续刚构桥与矮塔斜拉桥地震动力分析模型,一方面探讨了在同等跨径组合下,下部构造相同的连续刚构桥与矮塔斜拉桥动力分析结果;另一方面又分析研究了索塔及斜拉索对矮塔斜拉桥在地震荷载作用下的影响。通过分析比较地震荷载作用下的自振周期及对桥墩底部的内力,结果表明:同等跨径组合下,连续刚构桥的地震影响大于矮塔斜拉桥;索塔及斜拉索对矮塔斜拉桥动力分析影响很小。     

约束形式对高墩变截面钢桁架桥抗震性能影响的探讨

以某高墩上承式变高度钢桁架桥为工程背景,探讨了大震作用下墩梁固结、墩梁固定、墩梁间设置阻尼器3种模型对高墩大跨钢桁架结构抗震性能的影响,通过分析比较,结果表明设置阻尼器的减震模型在墩底横、顺桥向内力及墩顶位移方面均表现出一定的优越性。为今后该体系桥梁的设计提供参考。     

地震响应下矮墩大跨连续刚构桥下部结构受力分析

矮墩大跨连续刚构桥的墩身刚度大,其地震响应下的下部结构受力比高墩大跨连续刚构更加不利。针对这一状况,利用MIDAS/Civil软件对淮河特大桥下部结构进行分析,对比了高矮墩下部结构的地震响应受力行为,强调矮墩下部结构与高墩相比需增大配筋率,并提出了有利于下部结构受力的改善措施。     

简支变双支座连续箱梁体系转换受力特性分析

基于简支梁变双支座连续梁桥的优越性,以咸阳渭河大桥五跨预应力简支变连续双支座箱梁桥为依托,采用有限元分析方法,对其施工过程中简支阶段、体系转换阶段和成桥阶段的变形、内力、应力和支反力进行分析。结果表明,施工过程中以体系转换阶段箱梁受力最不利,但全过程箱梁截面应力值较小均小于混凝土抗压强度标准值,结构安全可靠;次边墩墩顶双支座支反力的差异可以通过调整两侧主梁刚度来减小。     

矮塔斜拉桥施工控制研究分析

主要以黄龙带特大桥工程为例,研究了矮塔斜拉桥施工控制理论,对矮塔斜拉桥施工过程中的斜拉索结构、斜拉索施工工艺、索力监控进行了较详细的论述,通过对桥梁的施工质量保证措施确,保了该桥施工安全和顺利合龙,成桥线形和成桥结构内力符合设计要求,达到了桥梁施工控制目的。     

温度对矮塔斜拉桥成桥状态影响研究

为了得到更合理的成桥状态并进行施工控制分析,通过Midas/Civil有限元软件,建立了一座双塔三跨矮塔斜拉桥模型,分析了不同环境温度和截面温度梯度对矮塔斜拉桥成桥后的内力与变形的影响。研究发现:温度作用对矮塔斜拉桥成桥主梁应力、主梁刚度和索力均有影响。桥梁有索力区主梁刚度受环境温度影响明显,温度变化对主梁刚度影响较小;相对于主梁上缘,主梁下缘应力对温度变化更加敏感。不同温度工况下,斜拉索中跨区域索力变化比边跨大,端斜拉索索力受温度作用影响严重。最后,结合温度作用对桥梁内力和变形的影响,给出了桥梁设计和施工监控建议,为矮塔斜拉桥施工控制提供一定参考。     

一座山区高墩矮塔斜拉桥的创新设计实例

山区高速公路设计经常遇到因跨越峡谷需要采用 150m ~ 300m 大跨径矮塔斜拉桥的情况, 矮塔斜拉桥桥面以上塔高通常较矮, 深沟峡谷对应梁底以下的墩高通常较高, 这就形成墩高而塔矮的比例不协调问题。 为解决这一桥梁美学的设计难题, 文章提出一种适应于高墩矮塔斜拉桥的 Y 型墩新型设计方法, 并以洪溪特大桥作为工程实践, 介绍说明其设计创新点。