曲线斜拉桥曲率半径设计参数的影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其张兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭转作用,受力复杂,具有高度空间性。以刚果共和国布拉柴维尔主跨为285m的曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥的曲率半径,建立不同曲率半径的曲线斜拉桥和相应的直线斜拉桥模型,以探究不同曲率半径对结构受力性能的影响规律。主要研究对象包括主梁内力、拉索索力、支座反力和主梁变形等,研究结果表明曲率半径对主梁扭矩、支座反力和内外侧索力差值影响较大,对主梁位移、弯矩和剪力影响较小。研究结果可为曲线斜拉桥的设计提供参考。     

独柱支承曲线连续梁桥预偏心距设计

针对独柱支承连续曲线梁桥的预偏心距设计存在的问题,采用数值模拟方法分别对不同曲率半径的独柱支承曲线连续梁桥的中支点合理预偏心距设置问题进行了研究。独柱支承曲线连续梁桥中支点预偏心距的设计不仅要考虑主梁扭矩的分布,同时还要考虑主梁的扭转角位移、主梁端部支承反力是否受拉等因素。不同曲率半径的独柱支承曲线连续梁桥的中支点预偏心距确定时,所考虑因素的侧重点也不相同。     

曲线斜拉桥辅助墩位置影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭转作用,受力复杂,具有高度空间性。以刚果共和国布拉柴维尔主跨为285m的曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥的辅助墩位置,以探究不同辅助墩的位置对结构受力性能的影响规律,主要研究对象包括主梁弯矩、扭矩、剪力和轴力,支座反力等,研究结果表明辅助墩位置距主塔距离越大,最大双悬臂阶段主梁内力状态则更为复杂,而成桥阶段主梁内力状态更为合理。研究结果可为曲线斜拉桥的设计提供参考。     

支座布置形式对曲线梁桥力学性能的影响

为了研究支座布置形式对曲线梁桥力学性能的影响、提出对结构有利的支承形式,以一实际工程中的曲线梁桥为例,采用有限元法分析其在自重、预应力和活载等作用下主梁扭矩、扭转变形和竖向支座反力的特点,研究设置抗扭支座和支座预偏心对曲线梁桥力学性能的影响规律.结果表明:在独柱墩上设置合理预偏心与中墩设置抗扭支座均可以减小曲线梁桥结构的扭矩和变形,有利于梁端内、外支座反力分布趋向均衡.     

支承方式对小半径连续曲线箱形梁桥受力性能的影响研究

由于构造方面的原因,曲线桥存在“弯-扭”耦合作用,由于小半径连续曲线箱形梁桥曲率半径较小,其“弯-扭”耦合作用更加明显,为了讨论和验证支座的布置方式对小半径连续曲线箱形梁桥受力的影响.通过改变小半径连续曲线箱形梁桥支承方式,采用梁格法来建立有限元模型,分析支承方式对小半径连续曲线箱梁梁桥纵向弯矩、扭矩和支座反力的影响.数据表明,双支座可以有效减小小半径连续曲线箱形梁桥的扭矩,可以使内、外侧支座的支反力趋于相等,使小半径梁桥受力更加合理,但是对纵向弯矩的影响较小.     

连续刚构弯桥特殊构造细节设计

连续刚构弯桥由于其结构受力与直线桥存在差异,特别是由于弯扭耦合作用,其扭矩通常比直线箱梁桥大。截面扭转和畸变引起的应力、内力、支反力和结构的位移要比同样条件的直线桥复杂。通过研究其受力和变形特点,对连续刚构弯桥的主梁、伸缩缝、支座的相关构造细节进行了合理的特殊构造设计,使桥梁结构适应受力和变形的要求。本文主要介绍雅安至泸沽高速公路连续刚构(T型刚构)弯桥的特殊构造细节,如箱梁横隔板布置、防崩钢筋布置、抗扭钢筋布置、伸缩缝及支座选用布置上等主要构造的细节设计。     

曲线连续梁桥单支点支承预偏心距计算方法研究

曲线连续梁桥单支点支承预偏心距的设置不仅要考虑主梁扭矩的分布,同时还要考虑主梁的扭转角位移、主梁端部支承反力是否受拉等因素。通常单支点支承预偏心值的计算是要通过多次试算而获得,这种方法虽然较为准确,但试算次数多、计算起来比较复杂,作为结构复算可以,但作为设计方法还是较为繁琐的。本文综合考虑上述因素,通过总结设计实践中的经验,提出了"面积等分法"的计算方法以获得近似的预偏心值,可以作为进一步试算的起算值,也可以作为平时设计的参考值。     

多跨长联曲线连续箱梁桥支承约束优化设计研究

针对目前多跨长联曲线连续箱梁桥设计研究工作的不足,以莫桑比克某大桥北引桥为研究对象,对其曲线连续箱梁桥支承约束体系进行了研究,探讨了不同支承约束体系设计方案,建立了背景桥梁空间有限元计算模型,对比分析了不同支承约束体系对成桥阶段结构受力状态的影响,并提出最优方案。研究结果表明:传统多跨长联直线连续箱梁桥"高墩刚构、矮墩铰支"的支承约束体系,不适用于曲线弯桥;不同墩梁支承方式,对曲线连续箱梁桥主梁及主墩结构受力,均产生了较大的影响;对于多跨长联曲线连续箱梁桥,宜应尽可能将曲线半径较小的梁段墩梁刚构,其他梁段墩梁铰支。     

支承方式对小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥受力性能的影响研究

由于构造方面的原因,曲线桥存在"弯-扭"耦合[1]作用,由于小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥曲率半径较小,其"弯-扭"耦合作用更加明显,为了讨论和验证支座的布置方式对小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥受力的影响。该文通过改变小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥支承方式,采用粱格法来建立有限元模型分析支承方式对小半径鱼腹式连续曲线箱梁梁桥纵向弯矩、扭矩和支座反力的影响。数据表明,双支座可以有效减小小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥的扭矩,可以使内、外侧支座的支反力趋于相等,使小半径鱼腹式梁桥受力更加合理,但是对纵向弯矩的影响较小。该文的结论对今后的设计工作有一定的指导意义。     

拉索调整对曲线形部分斜拉桥主梁扭转的影响

为研究曲线形部分斜拉桥的扭转受力性能,建立了考虑悬臂浇筑施工全过程的有限元模型,分析了主梁在永久作用和可变作用下的主梁扭矩分布规律以及扭矩与中跨圆心角的关系。在此基础上提出了调整曲线内外侧斜拉索的面积和索力分布以改善曲线形部分斜拉桥主梁扭矩分布的方法,并对此进行了实例验证。分析结果表明：拉索调整是一种改善曲线形部分斜拉桥主梁扭矩分布的有效方法。     

预应力混凝土连续曲线箱梁预应力效应分析

曲线箱形梁桥是空间复杂受力结构体系,预应力钢束产生的径向分布力是预应力混凝土曲线箱梁产生扭矩的主要原因之一。采用组合有限元法和简化方法分析曲线箱梁中预应力所产生的效应,得出预应力作用产生的内力和变形的变化趋势,为进一步完善曲线预应力混凝土箱梁桥的设计提供了依据。     

某山地螺旋吊桥结构分析与设计

螺旋吊桥有效的解决了陡坡段山地步道落地问题,同时结构新颖、美观。螺旋吊桥纵向计算可以理解为曲率较大的弯桥建立梁单元进行分析。为了结构有更好的人行空间和视线,采用吊杆与主梁内侧连接的方式,导致主梁在人群荷载作用下产生横向扭矩,有倾覆的趋势,横向分析不能忽视。本结构为螺旋状,有别于常规端部约束的直梁在扭矩作用下产生扭转剪应力。在均匀满布的人群荷载作用下,主梁各个位置的扭转变形一致,扭转剪应力不明显,表现出的是主梁横向受弯问题,与横向刚度息息相关。进而建立不同横隔板道数的三维板单元模型进行分析计算,以确定合理的横隔板数量,为类似工程提供参考。     

京沪高铁天津西站曲线变宽异型钢箱梁设计实践

在恒载、温度荷载和活载等因素作用下连续曲线钢箱梁会出现支座脱空、梁体侧移和翻转等问题。同时相对直梁桥,弯桥扭转效应明显,应引起重视。该文通过京沪高铁天津西站异型连续曲线钢箱梁的设计实践,探讨该类桥梁设计中应注意的若干问题,使连续曲线钢箱梁设计安全、合理、经济。     

预应力混凝土曲线梁桥支承设计初探

以实际工程为背景,介绍了曲线混凝土桥的受力特点,采用三维空间程序对小半径预应力混凝土曲线梁桥的空间效应进行分析,考虑了不同支承形式对主梁转矩、墩柱内力和支座反力的影响,指出了曲线梁桥根据平面杆系计算不能完全反映各支座的受力情况,还需进行空间计算来确定各支座反力,提出了采取支座预设偏心的措施来改善曲梁扭转效应的方法,探讨了曲线梁桥腹板开裂病害产生的原因。     

混凝土连续弯梁桥侧向位移分析及对策研究

混凝土连续弯梁桥出现的爬移问题日渐引起了工程界的重视,针对此问题,分析了混凝土连续弯梁桥产生侧向位移问题的主要原因,包括弯梁桥的曲率半径、恒载作用、支座布置形式、温度变化影响、活载作用、梁的截面形式、下部构造特征、混凝土的收缩徐变以及预应力施工等因素,进一步从设计和施工方面提出了一些相应的预防爬移问题的处理措施,以防止弯梁桥出现爬移现象。     

预应力对曲线钢-混凝土结合梁桥内力的影响及计算方法

基于有限元程序Sap2000建模分析了曲线钢-混凝土结合梁预应力作用下混凝土桥面板、箱梁底板的纵向应力和竖向变形,并给出了钢箱上翼缘及腹板竖向变形云图;结合预应力张拉前后中跨跨中截面顶板径向位移对比表和径向位移差值表,说明预应力作用下在最大跨跨中产生了明显的预拱,且外箱拱起量明显大于内箱;桥面板中跨跨中处径向位移的差值沿桥面宽度由内向外呈线性逐渐增大,内箱有向外移动的趋势,而外箱有向内移动的趋势,这些均由整个截面受到预应力产生的向心与向上扭转的转矩所致。     

大跨度单索面组合箱梁斜拉桥扭转受力分析

采用空间杆系有限元法和剪力流理论分析了东海大桥主航道单索面斜拉桥的组合箱梁扭转受力特性。计算结果表明,成桥运营阶段的主梁扭转剪应力由风荷载控制设计,混凝土桥面板、钢箱梁斜腹板、底板的最大扭转剪应力达到容许剪应力的约30%,在单索面斜拉桥的设计中应当得到重视。     

基于Novozhilov-柔度理论的连续弯箱梁桥位移参数Kalman滤波识别

为了有效评估和预测弯箱梁桥位移场、应力场,进行了连续弯箱梁桥位移参数的识别,推导了连续弯箱梁桥位移参数的Kalman滤波方程,同时基于Novozhilov-柔度理论,给出了弯箱梁桥位移参数Kalman滤波识别的具体步骤。研究结果表明:连续弯箱梁桥位移参数的Kalman滤波识别对位移参数滤波初始值的选取有较强的依赖性,位移参数滤波初始值选取恰当时,位移参数的Kalman滤波识别过程稳定收敛,且收敛于参数真值;滤波初始值选取不合理时,滤波过程易发散。     

鱼腹式连续箱梁桥设计

连续梁桥利用支点处产生负弯矩来降低跨中的正弯矩,有效地分散了各截面的受力,由此增大了桥梁跨度.鱼腹式连续箱梁桥的边腹板呈流线形状,增加了界面抗弯、抗扭刚度的同时兼具了外形的美观性.现浇连续箱型梁桥的发展使得桥梁能够适应多种截面形式和道路线形设计,但同时增加了结构的复杂性.因此鱼腹式连续梁桥的计算需要经过精密的计算和调整以保证其安全可靠[1-3].通过一个鱼腹式连续箱梁桥实例,应用平面及空间有限元模型,对桥梁结构进行计算及调整优化,确保桥梁纵、横向以及桥面板等构件满足受力和抗裂等要求[41,为类似桥型设计提供参考.     

独塔单索面混合梁斜拉桥偏载扭转效应分析

为研究单索面混合梁斜拉桥扭转效应影响,以佛山市顺德区容桂特大桥(跨径组成为136 m+254 m)为背景,利用通用软件MIDAS Civil建立独塔单索面混合梁斜拉桥壳、梁混合单元有限元模型,分别提取对称荷载与偏载作用下主跨钢箱梁与边跨混凝土箱梁的控制截面应力及位移进行比较分析.结果表明,该桥主梁偏载扭转效应明显,活载分析采用常规设计1.15偏载系数偏不安全,建议适当放大以保证设计安全性.