曲线梁桥旋转顶升改造施工控制

厦门市金尚路跨线桥第一联为5×30m预应力混凝土连续曲线梁桥,根据该桥提升改造要求,左、右幅最高顶升分别为952.717mm、969.145mm。该桥采用PLC控制液压同步系统,按刚体转动的要求同比例旋转顶升梁体,并设置纵横向限位装置。为保证该桥旋转顶升施工顺利,采用有限元软件建立全桥及局部有限元模型,计算梁体强迫位移和局部应力,给出强迫位移和应力增量安全预警值;对梁体的强迫位移和混凝土拉应力增量进行监测,利用全站仪和偏移量监测装置监控梁体竖向线形及梁体横向偏移量。施工控制及模态试验结果表明,梁体未发生明显横向偏位和纵向滑移;顶升过程中个别行程横向强迫位移、拉应力增量超出预警值(在下一行程中调偏纠正),纵向强迫位移未超限,梁体被安全顶升到位;顶升后桥梁具有良好的静、动力性能。     

考虑支座摩擦滑移的高墩弯桥地震响应分析

为研究高墩弯桥在考虑支座摩擦滑移后地震响应的特点和规律，采用Midas civil软件建立了2联连续弯桥有限元模型。基于板式橡胶支座的双折线恢复力模型，研究了支座剪切刚度对地震响应的影响规律。研究结果表明：考虑支座的摩擦滑移效应后，墩顶最大位移减小了5.5%，墩底最大弯矩减小了4.7%，墩底最大剪力增大了27.1%；随着支座剪切刚度的增加，墩底弯矩和墩顶纵向最大位移先增大后减小，墩底剪力和梁体纵向最大位移逐渐减小。     

高速铁路混凝土简支箱梁桥地震偏移顶升与复位

某高速铁路线上的9座32、24 m预应力混凝土简支箱梁桥因地震发生梁体与支座连接螺栓剪断、梁体偏移等病害,需对桥梁震害进行整治,不切断钢轨、不扒除道砟,对梁体进行顶升与纠偏复位,并更换损坏的支座螺栓。仅顶升的梁体采用300 t单向顶升千斤顶,需纠偏复位的梁体采用300 t级三向千斤顶,每个支座布置2台,1孔梁共8台,千斤顶横桥向中心距2.77 m,顺桥向中心距0.8 m。对于梁体未偏移但需更换支座螺栓的梁跨,采用单墩四支座同步顶升;对于梁体偏移且需更换支座螺栓的梁跨,采用两墩八支座同步顶升。纠偏复位梁体时,采用PLC同步液压控制系统控制千斤顶同步顶升和平移,竖向位移控制在5 mm内。采用该技术顺利完成整治施工,实测梁体混凝土横向最大拉应力1.7 MPa,钢轨应力增量18 MPa,横向纠偏力1 600 kN,纵向纠偏力3 850 kN。     

多跨连续梁桥体系转换时支座反力与位移计算方法

为方便计算多跨连续梁桥体系转换过程中的支座反力与梁体位移,提高其计算效率,基于力学基本原理,推导了适用于不同截面与节段长度的连续梁支座反力与位移计算公式。以15跨一联连续梁桥——海子湖特大桥为对象,采用有限元法对所提出的理论公式进行验证,并对该桥多次体系转换过程中支座反力与梁体位移的变化规律进行研究。结果表明:有限元模拟值与所提出的理论公式的计算值吻合较好,支座反力与梁体位移的相对误差不超过5%;支座反力主要受两侧梁节段的合龙温度影响,在截面面积相等的情况下,温度作用导致的支座反力不受后续施工过程的影响。与有限元建模计算相比,所提出的理论公式可更方便快捷地计算温度作用下连续梁的支座反力与梁体位移,便于实际施工应用。     

主跨460m协作体系斜拉桥抗震性能研究

巢湖大桥为主跨460 m的双塔双索面组合梁协作体系斜拉桥,设有1 122 m的一联主梁,且梁体较低。针对该桥塔墩地震力合理分配、地震位移控制和横桥向梁体鞭梢效应等抗震难点,分别对其顺桥向、横桥向的抗震体系进行方案研究。结果表明:顺桥向采用半飘浮体系,并在塔梁之间设置阻尼系数C=2 500 kN/(m/s)~α、速度指数α=0.3的液压粘滞阻尼器,利用阻尼器的力～位移相位差特性,在不显著增加桥塔受力的前提下,实现较好的滞回耗能效果;横桥向通过在辅助墩墩顶设置参数为μ=0.05、T=3.5 s的摩擦摆减隔震支座,延长了结构周期,大幅减小了辅助墩及其基础的地震内力,同时将墩梁相对位移控制在一定的范围内,桥塔的地震响应也有一定程度的减小。     

静风荷载作用下大跨度钢管混凝土拱桥位移的数值模拟

基于贵州某大跨度钢管混凝土拱桥,通过对静风荷载下大跨度的钢管混凝土拱桥其所产生的最大位移进行模拟计算,并使用有限元计算方式建立大跨度钢管混凝土拱桥梁体、墩台、基础相互作用的一体化模型,对静风荷载作用下的桥位移进行了数值模拟。结果表明,梁体、墩台在静风荷载的作用下会有较大的横向位移产生,在梁体中间位置出现最大值;在梁体、墩台等位置受到最大静风荷载时,横向位移生成的轨向不平顺值要比高速铁路产生的不平顺管理值小得多。在静风荷载下,桥体的桥型对其高墩所产生的横向位移数值影响效果并不明显,当该桥体呈现连续桥梁和连续刚构桥时,边墩墩顶的横向位移相差为0.51 mm;中墩墩顶横向位移分别为7.0、6.7 mm。高墩大跨桥梁纵向位移会受到不同桥型的影响。在不同初始荷载集度达到极限状态时,内力和位移曲线形状非常相似,这说明根据设计的初始荷载集度,计算得到的位移变化曲线可对结构极限承载力进行精确分析。     

异型钢独塔斜拉桥抗震性能分析

青海省西宁市西平大街异型钢独塔斜拉桥的结构、交通荷载较为复杂。为了保证该桥的抗震安全,使项目能够顺利进行,从桥梁空间动力模型建模、摩擦摆支座模拟、地震动输入方向3个方面进行分析,完成了桥梁的建模计算。结果表明：沿纵桥向输入地震动时,边塔的轴力和剪力远大于主塔,而沿横桥向输入地震动时,主塔的轴力、剪力和弯矩均大于边塔;选用的摩擦摆减隔震支座设计减隔震起始力为竖向承载力的10%,在E2强震作用下,支座进入减隔震摆动工作状态,有效延长了结构自振周期,实现了该桥减隔震设计;伸缩缝的设置应预留足够梁体位移量,以避免地震时梁体与桥台发生碰撞;桥台与主梁之间设置黏滞阻尼器,可有效控制梁体和桥塔的纵向位移,并起到减震耗能的作用。     

隔震连续梁桥地震作用下梁间碰撞响应的研究

铅芯橡胶支座隔震的桥梁在地震作用下相邻梁体间容易产生碰撞.以3等跨连续梁桥为对象,建立了考虑隔震支座非线性的桥梁碰撞模型,通过非线性时程分析研究了纵向地震作用下相邻联梁体间的碰撞响应.计算结果表明,隔震桥梁在地震作用下更容易发生梁间碰撞,碰撞产生相当大的撞击力,使主梁的轴力响应巨幅增大,但主梁的位移及墩的剪力、位移响应增大不明显.影响碰撞响应的主要因素是相邻联的周期比和基本周期的大小、伸缩缝间隙的大小.铅芯橡胶支座在桥梁地震碰撞中能消耗碰撞能量,可以有效地减小碰撞响应,对桥梁起到一定保护作用.     

基于反应谱法的高墩连续刚构桥地震响应特性分析

以某连续刚构桥为研究对象,借助大型有限元程序,建立了考虑主梁-桥墩、主梁-桥墩-桩基以及主梁-桥墩-桩基-土层的3种不同有限元模型;基于反应谱法,对高墩连续刚构桥的地震响应进行了相应研究。结果表明:考虑主梁-桥墩的有限元模型的自振频率明显高于考虑主梁-桥墩-桩基-土层的;横向地震加速度对连续刚构桥梁体弯矩影响较大,设计时应予以充分考虑;顺桥向地震加速度对梁体轴力影响较小,而横桥向地震加速度对轴力影响相对较大;横桥向地震加速度对梁体剪力影响程度大于顺桥向地震加速度的影响程度,且对梁体横向位移影响较大,但对顺桥向位移影响较小。     

考虑碰撞效应的混凝土连续梁桥纵向挡块参数分析研究

以中小跨度典型梁式桥为工程背景,利用有限元软件建立桥梁结构的多尺度模型,基于接触单元理论,提出能考虑碰撞过程中能量消耗的碰撞模型,考虑地震作用下桥梁结构梁体与纵桥向限位挡块间的碰撞效应,对比分析是否设置挡块,以及墩高、碰撞刚度、碰撞阻尼等对桥梁结构地震响应的影响。结果表明:设置纵向挡块之后,过渡墩的墩底剪力和墩顶位移有所增加,但墩梁相对位移大幅度降低,可很好地防止纵向落梁震害的发生;碰撞刚度的增大,会增大墩底剪力和墩顶位移,减小主梁位移和墩顶相对位移,对于与本文分析类似规模的桥梁,建议纵向挡块的碰撞刚度取10~8N/m较合适;纵向挡块的碰撞阻尼对桥梁的地震响应影响相对较小,在设计时可不予特别考虑。     

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥北引桥公路钢箱梁安装技术

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥北引桥W3～W6号墩、W6～W9号墩公路桥分别采用(61.4+84+61.4) m和(45.4+78+45.4) m连续梁结构,公路主梁采用变截面单箱双室钢箱梁结构,双幅四联。北引桥公路钢箱梁采用"浮吊+滑移高支架+大节段钢箱梁"方案施工。钢箱梁采用大节段(横桥向不分段;顺桥向大节段,最长29.6 m、重290 t)工厂制造后,经水路运输至桥址0～W1号墩水域;利用1 000 t浮吊提升至下游幅铁路桥面的滑移高支架上并固定,纵向牵引将滑移高支架及其上方的钢箱梁节段整体拖拉滑移至设计位置;待单联钢箱节段全部就位、线形调整到位后焊联成整体;将整联钢箱梁横移至上游幅轨道交通线或原地安装就位。     

大跨度悬索桥铺设CRTSⅢ型板式无砟轨道可行性分析北大核心

为了解大跨度悬索桥铺设CRTSⅢ型板式无砟轨道的可行性,在分析荷载和自然环境影响下五峰山长江大桥梁体线形规律及梁体线形对轨道影响的基础上,结合典型无砟轨道斜拉桥应用实例,从无砟轨道对梁体空间大变形的适应性、测量控制技术、成桥线形控制技术3个方面进行可行性研究。根据脊椎结构特性和仿生学原理,进行“轨道-桥梁”一体化设计;提出增设辅助墩、边墩和辅助墩均增设纵向位移单向竖向支座以控制梁端转角,选择下承式梁端伸缩装置以使梁端区域刚度均匀过渡;在梁体厂内“3+1”预拼装时,建立相对平面控制网,成桥后利用“连通器”原理快速建立相对高程控制网,可基本解决无砟轨道对大跨度悬索桥变形的适应性及测量控制难题,并提出成桥线形质量控制关键点。     

武汉二七长江大桥跨中钢梁合龙施工技术

武汉二七长江大桥主梁采用混合梁,其中汉口及武昌岸90m边跨为混凝土梁,其余梁段均为工字形截面钢-混结合梁。施工时,4号墩侧钢梁采用双悬臂对称架设,5号(3号)墩侧钢梁采用单悬臂由6号(2号)墩向跨中方向架设,跨中钢梁合龙段设置在ZL35节段。为选择有效的合龙调整措施,采用SCDS2008软件对合龙前钢梁进行敏感性分析,分析结果表明:不同的水平对拉荷载对合龙口水平位移影响较大;压重和斜拉索张拉对合龙口竖向位移影响较大;采用移动吊机调整竖向位移可控性较差。根据敏感性分析,合龙前对跨中钢梁标高及转角、纵向位移、上下游高差及轴线偏位进行调整。最终通过在5号(3号)墩布置千斤顶整体纵向移动钢梁、对孔、安装冲钉实现跨中钢梁主动合龙。     

连续箱梁桥上下部结构偏位修复与加固技术研究

桥梁在主梁整体滑移后会产生主梁移位、桥墩偏位、支座破坏和桥面损坏等现象,导致桥梁承载能力减弱。文中以江西兴国县陈屋高架桥第3联左右幅为背景,对桥梁进行主梁滑移加固技术研究,提出在11^#～14^#桥墩两侧设置临时钢支架体系并在盖梁上布置同步顶升系统整体顶升第3联主梁、在钢支撑顶及10^#、15^#墩台上安装四氟滑板支座临时支撑主梁、设置顶推系统纵向顶推第3联主梁和11^#～14^#桥墩、更换第3联所有支座、对裂缝进行修补的维修加固方案。     

考虑轨道约束的高速铁路简支梁碰撞效应研究

为研究轨道结构对简支梁桥碰撞效应的影响规律,以沪昆线上某4-32m简支箱梁为例,采用大质量法分析地震动的行波效应,用Kelvin单元分析桥梁碰撞,用非线性杆单元模拟梁轨接触,建立了考虑滑动支座摩阻力、桥墩弯矩曲率非线性和桩土共同作用的梁轨系统动力有限元模型,分析了一致激励和行波效应下考虑轨道约束的高速铁路简支梁桥碰撞效应,并对梁缝宽度、线路纵向阻力等设计参数进行了敏感性分析。结果表明:轨道结构对桥梁纵向位移起到了约束作用,可减弱甚至消除梁体间的碰撞效应;适当增加梁缝宽度,可大幅度减小梁体碰撞次数和撞击力;线路纵向阻力减弱时(如采用小阻力扣件时),梁体间的碰撞效应增强。     

连续钢箱梁桥顶升改造方案比选及关键技术

厦门仙岳路跨台湾街路口连续钢箱梁桥(编号L3)为(36+45+36)m竖向凸曲线下坡桥梁,根据高架桥提升改造的线形要求,需将L3联桥顶升调整为凹曲线上坡桥。经多方案优化确定采用先整体顶升后将其切割为7段进行调坡改造的方案。采用有限元软件建立L3联桥整体及局部模型,通过顶升改造施工仿真优化,设定了现场实时监控的位移和应力偏差预警值,确定每次顶升行程100mm;对顶点位置钢箱梁腹板增设加劲肋进行加固,避免腹板局部失稳;设置独立的纵向限位装置,使L3、L4两联桥梁的纵向伸长互不干扰;按精确理论计算值给千斤顶和分配梁中心设置预偏心,解决梁体旋转伸长问题;加工可微形转动的千斤顶支撑垫板和不同倾角的楔形钢板垫块,保证分配梁底面和千斤顶顶面在顶升过程始终保持密贴。     

大悬臂预应力宽箱梁桥空间效应研究

为研究大悬臂预应力混凝土宽箱梁桥的空间效应,采用有限元软件ANSYS建立精细化空间数值模型,对比无预应力、纵向预应力、纵向预应力加横向预应力三种工况下的计算结果,分析预应力对桥梁空间效应的影响,研究移动荷载、扭转作用下桥梁的空间应力分布规律,得出纵横向预应力大大改善桥梁应力状况,移动荷载对结构的影响从跨中截面向墩顶截面快速减弱,墩顶附近梁体的扭转作用十分强烈,而梁体顶板的扭转作用要远小于底板。     

桥面过火后的预应力混凝土T梁分析与加固

基于京港澳高速公路黄河大桥引桥35m简支T梁的桥面火灾事故,根据火灾后混凝土强度和钢筋强度等检测结果还原了梁体温度场分布状况,通过模拟T梁受损混凝土的切割过程,获得梁体应力和挠度变化规律,并据此提出了先凿除受损混凝土,然后对梁体施加强制位移,最后通过释放强制位移恢复后浇混凝土压应力的加固方法。加固全过程采用桥梁专用有限元程序Midas/Civil进行分析,形成了符合实际的两阶段加固方案,即先期快速恢复交通需要的结构性加固,后期保障桥梁长期健康运营需要的耐久性修复。结果表明:随着梁体凿除深度的加大,梁体将先出现上拱继而发生下挠;在钢管立柱建立的临时支撑系统下,对切割混凝土后的梁体施加顶升反力,并在浇筑新混凝土后,通过释放反力将顶板恢复到受压状态,恢复整个受损T梁至设计理想状态。     

北江大桥引桥整体顶升施工仿真分析

北江大桥为多跨连续梁桥,由于佛开高速扩建,该桥引桥采用整体同步顶升施工,需顶升0.150~1.491m。为分析该桥在顶升施工中的梁体受力,为施工提供指导,采用ANSYS软件建立该桥15~22号墩连续梁模型,对同步顶升力、落梁调整到位后梁体的受力进行计算分析,并研究纵、横向误差对梁底应力和支座反力的影响。结果表明:在同步顶升过程中,理论顶升力与实测值接近;落梁后梁体应力变化的理论值与实测值接近,梁体仍处于受压状态;1cm的纵向顶升误差不会使梁体出现拉应力,也不会使支座反力出现较大变化;1cm的横向顶升误差使梁体出现拉应力,使支座反力出现较大变化。因此须严格控制顶升误差,建议纵向顶升误差不超过10mm,横向不超过5mm。     

软土地层地面堆载下盾构隧道变形特征分析

苏州地铁S1线玉山广场站～珠江路站区间,穿越软塑～流塑地层,评估地面堆载引起隧道结构变形的安全范围,规避地面堆载诱发的安全隐患,是苏州地铁S1线周边地面规划急需解决的实际问题.针对该问题,利用ABAQUS有限元软件,采用地层-结构法建立隧道二维模型,对该区间穿越软塑～流塑地层的3种典型埋深下的盾构隧道在不同堆载范围、堆载大小和堆载位置作用下的变形特征进行模拟研究.研究结果表明:在堆载作用下,竖向位移首先出现在拱顶,并逐渐由两肩、拱腰向拱底发展,水平位移首先出现在左右拱腰位置并逐渐向拱顶和拱底发展;小量的堆载(≤20 kPa),无论其堆载范围、堆载位置如何,对隧道结构竖向位移和水平位移的影响约小于10 mm;堆载范围对竖向位移的影响随着堆载大小呈线性增大,拱腰处的水平位移先增大后减小;堆载位置偏离隧道正上方后,拱顶竖向位移(方向向下)逐渐减小,拱底竖向位移(方向向上)逐渐增大,拱腰的水平位移方向改变(向偏离堆载方向移动).