大跨径混合梁连续刚构桥边中跨比及墩高性能研究

大跨径混合梁连续刚构桥中跨采用大节段钢箱梁,减轻了结构自重,增加了桥梁跨度。目前修建的大跨径混合梁连续刚构并不多见,混合梁多运用于斜拉桥中,故混合梁连续刚构桥的诸多问题并未得到解决,如混合梁连续刚构桥的边中跨比,混合梁连续刚构的适宜墩高等。以瓯江特大桥主桥为背景工程,通过改变边跨跨径和桥墩高度来研究大跨径混合梁连续刚构桥的边中比及墩高性能。大跨径混合梁连续刚构桥在恒载效应、收缩徐变效应、活载效应以及结构自振特性等方面,边跨增大对结构整体刚度影响不大,仅对边跨刚度影响较大。总体上中跨效应大于边跨效应,中跨结构刚度对结构的整体刚度起决定性作用。对桥墩的高度变化影响分析表明桥墩高度不宜做的过低,否则效应值会出现突变,当墩高增加到一定程度,对主梁的受力性能改善程度有限。     

钢管混凝土桥墩的适用性研究

针对钢管混凝土结构的优势和连续刚构桥的受力特点,提出以钢管混凝土结构作为连续刚构桥的桥墩,并对其展开了相应的研究。以某大跨连续刚构桥为依托工程,采用理论计算结合有限元分析的方法对原设计桥墩截面进行合理性检验并进行了钢管混凝土桥墩试设计。最后通过有限元分析计算比较了这2种桥墩在墩顶顺桥向位移、结构内力分配和材料造价三方面的差异。计算结果表明:在相同的条件,钢管混凝土桥墩相比于钢筋混凝土双薄壁墩抗推刚度更小,更能适应上部结构的变形,结构受力更加均衡,材料用量更少,施工更方便,工程造价更低。钢管混凝土桥墩适用性较好,值得在施工工程中推广。     

关于连续刚构桥桥墩初始施工缺陷的敏感性分析

高墩大跨连续刚构桥对于山区V形峡谷地带有较好的适用性,桥墩结构形式多采用双肢薄壁墩,在薄壁墩施工时一般采用滑模法施工,由于滑模本身缺陷或立模偏差的偶然性所产生的桥墩结构初始缺陷,对高墩的稳定性及全桥结构受力状态必然产生一定的影响,通过建立有限元模型并赋予桥墩初始缺陷,分析桥梁结构各受力状态对于桥墩初始施工缺陷的敏感性。     

山区高墩大跨径连续刚构桥减震技术研究

高烈度地震山区高墩大跨径连续刚构桥具有桥墩高度差异大、上部结构质量重、地震力大等特点,桥梁减震是设计重点。为了提高大跨径连续刚构桥的抗震性能,从上部结构轻型化、墩型优化、桥墩刚度匹配、阻尼器耗能等方面进行了减震技术研究。结果表明:1)主桥箱梁采用陶粒轻质混凝土或部分节段采用高强度活性粉末混凝土,可减轻上部结构重量,减小地震力; 2)主墩采用钢管混凝土格构式空心薄壁墩,可减轻下部结构重量,降低桥墩刚度,减小桥墩地震力; 3)优化高、低墩截面尺寸,调整桥墩刚度,可使各桥墩的承载力与所受地震力相匹配; 4)在梁端设置非线性粘滞阻尼器,可减小顺桥向地震力和位移。     

V型墩刚构桥的空间受力分析与体系比选

以上海市奉贤区某跨运河全钢结构V型墩刚构桥为工程背景,利用通用有限元软件ANSYS建立空间板壳模型,对V型墩刚构桥的空间受力特点进行分析,并与常规杆系模型的计算结果进行比较,进而探讨了墩梁固结区受力特性;针对双幅箱梁间不同横梁设置参数,分析了双幅结构的竖向变形协调性等空间受力特性,提出了V型墩刚构桥的构造设计建议;对V墩与基础连接方式进行比选,从经济性、整体刚度等方面进行综合比较,选取合理的结构体系.     

山区高墩大跨PC连续刚构桥合龙技术研究

PC连续刚构桥为多次超静定结构,一般采用顶推合龙工艺,以消除成桥后的部分次内力。然而,山区PC连续刚构桥具有桥墩高、墩高差异大且曲线桥多的特点,采用顶推合龙,作业空间小、施工困难;墩高差异较大时,高墩顶推位移大、矮墩顶推位移小,内力调整效果差;曲线桥顶推时,桥墩不仅产生纵桥向位移,同时也产生横桥向位移,受力更不利。山区PC连续刚构桥墩较高,抗推刚度相对较小,次内力也相对较小,能否采用不顶推合龙。依托江习古高速公路袁家特大桥,通过有限元计算对比研究、科学测试和实桥应用等技术开发,提出了高墩大跨PC连续刚构墩高与新型合龙工艺的匹配关系,为今后山区高墩连续刚构桥的合龙提供技术支撑。     

连续刚构桥桥墩设计探讨

山区连续刚构桥超高墩、高低墩的运用越来越广泛。以云南某连续刚构桥为例，对其主墩设计进行探讨，采用有限元方法对桥墩整体稳定性进行计算，采用理论计算方法对高低墩刚度进行匹配。结果表明，桥墩整体稳定性好、刚度分配合理，可为同类桥墩设计提供参考。     

桥墩截面形式对弯连续刚构桥地震响应的影响

为了研究桥墩截面形式对弯连续刚构桥动力及地震响应的影响,以某工程实例为背景,建立了空间有限元分析模型,研究了桥墩外形尺寸、截面面积、截面纵向刚度等参数对结构自振特性的影响,在此基础上,利用线弹性时程法,对比分析了这些参数变化对空心墩与实心墩结构地震响应的影响。研究结果表明,桥墩截面形式的不同使得结构的振型系列发生了改变,具有空心墩的连续刚构桥与具有实心墩的连续刚构桥相比,当两者的外形尺寸相同时,前者的频率较低,当两者桥墩面积相同时,前者频率较高,在纵向刚度相同的情况下,前者频率稍低;采用空心墩时,墩底应力及主梁位移比相应实心墩的小,当桥墩纵向刚度相同时,空心墩和实心墩的地震响应基本相同。     

连续刚构桥薄壁墩抗推刚度计算方法研究

连续刚构桥在混凝土徐变、温变以及汽车制动力的作用下将产生水平变位,为了满足上部结构的水平变位,在设计中需合理地确定连续刚构桥主墩的抗推刚度。文中通过连续刚构桥墩身变形机理分析,提出了主动变形阶段和被动变形阶段单肢、双肢墩的各计算图式及其抗推刚度的计算方法,为连续刚构桥主墩设计提供依据和参考。     

钢管混凝土桥墩的抗震性能研究

现有连续刚构桥的桥墩多采用钢筋混凝土结构,根据以往的设计经验,当墩高≥120m,主跨≥200m,地震烈度≥7度时,桥墩设计截面巨大,结构抗震设计困难。本文对比了钢管混凝土桥墩和钢筋混凝土桥墩在E1、E2地震荷载作用下的控制截面内力、结构稳定性和动力特性,得出钢管混凝土桥墩在地震作用下,截面内力较小,且结构动力特性、稳定性均能满足规范要求,更适合在地形地质条件复杂、地震烈度高的山区大跨超高墩连续刚构桥设计中采用。     

桥墩形式对连续刚构桥动力特性的影响

以西禹高速公路杏沟连续刚构桥为研究对象,采用ANSYS有限元程序,并考虑边跨支座处的弹性约束作用,建立了该连续刚构桥动力计算的整体空间有限元计算模型,探讨了连续刚构桥采用钢筋混凝土四柱式桥墩、双薄壁空心墩、单薄壁空心墩及独柱实心墩时的动力性能。计算结果表明:4类桥梁自振频率依次增大,四柱式桥墩和双薄壁空心墩的桥梁振动以桥墩弯曲为主,单薄壁空心墩和独柱实心墩的桥梁振动以桥面弯曲为主;在不同地震波作用下,由于地震波的卓越周期以及结构自振特性等不尽相同,4类结构的动力反应也不尽相同。     

高墩大跨曲线连续刚构桥结构形式与参数研究

依托主跨100m、墩高58m的贵州省坞家塆大桥,分别研究墩梁刚度比、箱梁超高方式、体系转换方式和桥墩结构形式对高墩大跨曲线连续刚构桥力学行为的影响。建立了考虑施工阶段的桥梁midas Civil有限元模型,分别调整相关参数,提取关键节段和截面的内力,并进行对比分析。结果表明,墩梁刚度比能改变桥梁横向振动形式;底板平置和底板斜置2种超高方式对结构内力影响不明显,但底板平置施工相对容易;"先边后中"和"先中后边"2种体系转换方式会影响截面应力变化方式;双薄壁墩比单墩稳定性及受力性能要好,但施工难度更大。     

考虑桩土耦合效应的大跨矮墩连续刚构桥施工过程受力分析

以某大跨度矮墩连续刚构桥为研究对象，采用大型通用软件进行施工模拟计算，对比研究了全桥在桩土耦合作用和中跨合龙前考虑顶推力条件下的结构受力状况。研究结果得出，矮墩刚构桥的力学性能容易与常规刚构桥的力学性能相混淆，在设计和施工中应提出改善主梁和矮墩的受力状况的有效措施。     

连续刚构桥主墩经济性对比和双薄壁墩间距的设计研究

高墩大跨连续刚构桥通常位于山区峡谷,一般情况下由风荷载控制其设计,因此分析研究桥墩的合理形式至关重要。根据常用的桥墩形式,本文通过几个工程实例对双薄壁墩和单薄壁墩的经济性进行了对比分析,为施工设计提供一定的依据。当连续刚构桥跨径较大时,通常采用双薄壁墩形式,而双薄壁墩的墩间距H作为连续刚构的一个设计参数可以通过悬臂施工过程中的不平衡弯矩求得,为连续刚构桥墩尺寸拟定提供参考,并通过工程实例验证了本文墩间距范围计算公式的正确性和适用性。     

佛开扩建工程九江大桥方案比选

介绍了佛开高速公路扩建工程九江大桥桥型方案设计情况。并就经济性、美观性、创新性及施工方法等综合指标,对主桥、引桥桥型方案进行了论证、分析和比较。尤其是突破大跨径连续刚构桥主墩多采用双片薄壁墩的传统做法,提出160m跨单薄壁墩连续刚构方案,减小了墩身刚度,增大了矮墩桥梁做连续刚构的可行性。     

基于延性设计的高烈度区大跨刚构桥减震分析

大跨连续刚构桥的下部结构通常设计为钢筋混凝土构件,桥墩在强震作用下极易进入塑性而发生损伤破坏。文中以某座地震烈度VIII度区高墩大跨连续刚构桥为研究背景,在纵向+竖向地震组合输入下,分别进行线弹性反应谱下的能力与需求分析和非线性弹塑性时程分析,以探求结构的延性行为和弹塑性地震响应。结果表明,墩高差异不大时,横向变截面的双肢空心墩具有较强的延性能力,是高烈度区高墩大跨刚构桥较为理想的主墩形式;强震下双肢刚构墩墩顶塑性铰区首先进入塑性阶段,截面发生的塑性响应最大;大跨刚构桥将主墩按照"有限延性"来设计,有利于提高结构抗震性能和震后的可恢复设计;强震下高墩表现出极强的弹塑性变形能力,可通过在边墩处设置黏滞性阻尼器来减小墩梁间的相对位移,进一步提高结构整体抗震性能。     

客运专线多跨连续刚构桥合龙顺序对桥墩水平顶推位移影响研究

由于多跨连续刚构合拢过程是结构体系转换过程,使得结构从悬臂施工时的静定结构转化为连续的超静定结构。同时,梁体合龙时桥梁的主墩会发生向内弯曲变形,多大的桥墩弯曲变形,会对结构的受力产生不利的影响,而且也会对结构造成结构在后期的运营中梁体预应力的松弛。对此,在连续刚构桥合龙时需要预先对桥墩进行水平顶推,顶推的水平位移太大会造成施工中桥墩墩底开裂,顶推位移太小会对成桥后的桥墩造成开裂。现以某客运专线4跨连续刚构桥为例,应用数值仿真模拟的方法,对采用不同的合龙顺序情况下,桥墩顶推水平位移进行研究探讨。其成果可为今后连续刚构施工提供相关的参数或经验。     

大跨径波形钢腹板连续刚构桥拉索支座抗震效应分析

本文基于波形钢腹板连续刚构桥工程实例,对交界墩处分别设置拉索减震支座和普通盆式抗震支座的波形钢腹板连续刚构桥在地震作用下的桥墩内力进行了有限元对比分析,并对不同支座水平刚度下交界墩和主墩的内力、刚度变化情况进行了对比分析。分析结果表明采用拉索支座能够调整连续刚构桥主墩和交界墩在地震作用下的响应内力分配。研究结果对高地震烈度区大跨径波形钢腹板连续刚构桥的设计具有一定的理论和指导意义。     

广深港客运专线(112+168+168+104) m连续刚构桥设计

介绍广深港客运专线跨沙湾水道(112 168 168 104)m连续刚构桥的桥址情况、孔跨和结构形式的确定和构造设计;对全桥静力进行分析,比较不同的梁高、薄壁墩厚、合龙顺序和预顶力对结构刚度和受力的影响;对车-桥动力特性和桥梁抗震性能进行了检算。     

佛开扩建工程九江大桥方案比选

该文介绍了佛开高速公路扩建工程九江大桥桥型方案设计情况。并就经济性、美观性、创新性及施工方法等综合指标，对主桥、引桥桥型方案进行了论证、分析和比较。尤其是，笔者突破大跨径连续刚构桥主墩多采用双片薄壁墩的传统做法，提出160m跨单薄壁墩连续刚构方案，减小了墩身刚度，增大了矮墩桥梁做连续刚构的可行性。