两种新月形拱——梁组合体系桥梁受力性能比较

某跨江桥梁初设方案选为新月拱-悬臂梁组合体系桥梁方案,由于建设条件的限制,在保证结构外形变化较小的情况下,改为新月拱-连续梁组合体系桥梁方案.该文对新月拱-悬臂梁组合体系桥梁方案和新月拱-连续梁组合体系桥梁方案的受力性能进行比较分析,研究结果表明:在恒载、活载和收缩徐变荷载工况作用下,两种结构体系新月拱结构的轴力相差较小,在拱脚外弯矩有较大的差别,其余部位的弯矩相差较小.     

下承式组合体系拱桥合理跨径研究

根据吊杆力膜化理论,推导了下承式组合体系拱桥的近似计算公式。基于该公式,估算了组合桥面下承式组合体系拱桥材料用量,并从经济性出发提出了下承式组合结构拱桥的合理跨径范围。其成果对大跨径组合体系拱桥设计具有重要的指导意义。     

大跨度中承式拱桥结构体系

将大跨度中承式拱桥的结构体系归结为有推力单拱体系、自平衡连拱体系、自平衡刚构式连拱体系、刚构与下承式拱组合体系、具有梁桥支承体系的连拱结构等5种结构体系,并分析了这5种结构体系的受力、传力规律。结合已建实际工程案例,总结了各体系总体设置参数及构造形式。     

几种基本体系桥梁的结构分析方法及其比较

根据桥梁结构的相关理论．从恒载内力、活载内力、附加内力、荷载组合、强度及变形计算等方面对几种基本体系桥梁进行综合分析和比较，较系统地提供基本体系桥梁的结构分析方法，阐述各种桥梁结构受力的共性及各自的特点。     

混合体系斜拉桥钢混结合段试验模型研究

为研究大跨混合体系斜拉桥中主梁钢混结合段对结构受力的影响,把握其受力特性及传力机理,首先结合整体杆系模型,分析了结合段不同位置对结构整体受力的影响,提出了结合段位置的设计原则;并制作了该桥无格室后承压板式钢混结合段1∶3试验模型,完成了标准组合、1.0倍和1.6倍承载能力基本组合3个工况下的静力加载试验,获得了模型钢梁、混凝土梁和结合部位的应力应变、变形分布情况;建立了空间实体有限元计算模型对其进行了应力分析,采用应力积分方法获得了结合段各部位的传力比例。结果表明:各试验工况下,试验模型没有出现开裂,各部位应力结果均小于理论分析值,应力从钢梁段至混凝土梁段平稳传递,表明钢混结合段结构和构造设计合理,安全储备足够。可为类似工程提供参考。     

常泰长江大桥风与温度荷载组合效应研究

常泰长江大桥主航道桥为主跨1 176m公铁合建斜拉桥,活载与运营风、温度组合工况是结构设计控制工况。为准确考虑风与温度荷载组合,设计过程中搜集了桥址处近30年的气象数据,确定了风、温度的特征参数;利用数据样本,建立风与温度联合分布模型,通过数据分析,确定风与温度的联合设计值,换算得到荷载组合系数。针对控制工况开展风与温度组合效应研究,分析是否考虑风与温度组合效应折减对结构设计的影响。结果表明:考虑风与温度组合效应折减,可有效降低结构内力、基础反力和梁端位移的计算值,使计算结果和结构设计更趋合理。     

非对称无推力拱桥设计关键技术研究

九沙大道桥一端为中承式结构形式,一端为下承式结构形式,桥梁为中承式与下承式组合的单跨拱桥结构。结构体系及吊杆力直接决定了构件受力状态,局部关键节点构造复杂。对非对称无推力拱桥结构体系及合理吊杆力进行了研究,并介绍了非对称无推力拱桥关键局部节点构造。相关研究成果可为类似桥梁的设计及施工提供借鉴。     

大型城市环形立交大吨位同步顶升设计

南昌市老福山-坛子口立交为多跨连续箱梁结构,经过多年运营桥梁支座功能失效,采用PLC多点同步液压顶升控制系统进行同步顶升更换支座。由于该桥顶升荷载达160 000kN、顶升长度达504m,采用钢管支撑和承台组合结构与预应力小盖梁作为顶升底盘结构体系;为控制梁体位移,采取匝道限位、辅助抗拔桩-钢丝绳限位体系与桥面牵拉限位装置的限位措施。利用有限元软件建立钢支撑和承台组合结构及预应力小盖梁结构模型,进行不同顶升工况的受力分析,结果表明:该结构体系在不同荷载工况下的承载能力均满足大吨位顶升的需求。工程实施结果表明:支撑体系具有足够的安全度,且各点同步位移误差控制在±2.0mm内。     

静力作用下连续梁桥与铺装结构纵向耦合受力分析

城市高架桥的桥面状况是影响日常行车舒适性的重要因素。桥面铺装与桥梁结构之间由于纵向连结关系存在一定的相互作用,因此将铺装与桥梁结构视为耦合系统对其纵向力进行分析,为其设计及养护管理提供理论参考。取郑州市某多跨连续桥为研究实例,采用有限元软件ANSYS建立桥梁与铺装结构相互作用的有限元计算模型,选取4种静力荷载工况,分析桥梁与铺装结构的纵向受力规律及其影响因素。结果表明:在不同荷载工况作用下的铺装与桥梁结构系统中,铺装结构对桥梁结构的纵向受力影响可以忽略不计;基本组合作用下,上、下层铺装最大纵向受力分别达到7 407.3N和-1 307.7N、5 818.1N和-5 510.1N,上层铺装拉压受力不均,设计中应考虑多种荷载工况详细分析才能得出其最不利工况;防水黏结层与桥梁间纵向连结刚度对铺装结构的纵向力有一定影响,需进一步深入分析。     

部分斜拉桥结构体系分析

部分斜拉桥的索、塔、梁、墩通过不同的组合方式可组成塔梁固结、支承、刚构三种结构体系,不同结构体系的力学响应有着明显的区别,结构体系是影响结构各部荷载效应最根本的因素。本文论述了三种结构体系的特性,计算分析了在中跨、全桥满布汽车荷载和整体升温、降温等4种工况作用下,三种结构体系的内力和位移结果,为部分斜拉桥结构方案设计提供理论参考。     

盾构隧道管片衬砌拼装效应局部原型结构加载试验

针对盾构隧道块体间由于拼装咬合引起局部结构刚度分布不均匀,从而导致结构受力与变形不同于均质连续管状结构体的现象,采用自主研发的局部原型结构加载试验系统装置,分别选取盾构隧道管片衬砌结构中的原型单体管片与考虑前后环错缝拼装组合的原型管片衬砌局部构件进行加载试验,对比分析了其受力特征的差异,并探讨了不同轴压比、偏心距以及螺栓初始预紧力下管片结构受拼装效应的影响规律。研究结果表明:单体管片工况下,结构受两侧支座的影响较大,沿结构环向其内力、变形分布均极不均匀,沿幅宽方向,内力呈对称分布,中部大、两侧小,竖向位移基本保持不变;考虑前后环错缝拼装组合工况下,结构受两侧支座的影响较小,沿结构环向,其内力、变形对称分布,较单体管片更为均匀,沿幅宽方向,内力、变形的变化规律与单体管片基本一致;偏心距对结构弯矩的影响大于轴力,不同偏心距下,轴力调整系数α在-0.04~0.02之间,弯矩调整系数β在0.17~48之间;螺栓初始预紧力仅对构件纵缝截面的轴力影响较大,对α和β的影响较小;拼装效应能显著降低结构受两侧支座的影响,对管片的受力变形起到较为明显的传递和重分配作用,使其对称均匀化。     

武汉市姑嫂树路高架跨线桥转体平台墩模型试验研究

为保证武汉市姑嫂树路高架桥跨铁路段大吨位转体施工过程的安全性和可靠性,展开了对转体关键部位——M形转体平台墩的1∶5缩尺模型试验。模拟实桥荷载进行居中工况和偏心工况试验加载,对相应的应力和荷载分配进行了实测,对其受力性能和结构安全性进行了研究。结果表明:M形转体平台墩模型在试验荷载作用下实测应力与仿真分析计算值吻合,在各工况荷载组合工况下结构仍安全,球铰竖向力在各墩间的分配比例合理,验证了在M形转体平台墩横梁上进行超大吨位高空单球铰转体的结构安全性及可行性。     

梁拱组合协作体系的地震分析

梁拱组合协作体系为连续结构和装饰拱共同组成的结构。连续结构和拱肋都各自有着自己的下部结构,但两者又通过吊杆相互联系,相互协作。现对此种结构作一模态分析,得到前六项结构周期。同时分析在地震作用下的拱肋应力、变形、基础受力及连续结构中桥墩的地震水平力,并与仅建立连续结构的单梁模型进行比较,从而对今后的梁拱组合协作体系的地震分析有一定的参考借鉴意义。     

梁拱组合体系关键部位应力分析

结合某拱梁组合体系桥的建设,采用有限元程序建立该桥关键部位结构分析空间有限元模型,模拟该部位在各种荷载工况下的受力情况,得出该部位的应力状态,揭示了常规分析中不能发现的一些问题。     

高速铁路翼缘框架箱式路基静动力特性分析

依托成自宜高速铁路箱式路基试验段建设工程，构建有限元数值模型，分析恒载、活载、附加力及特殊力荷载不同作用组合下的箱式路基静力和模态响应。结果表明：箱式路基在服役状态下产生的挠度较小，组合作用下最大挠度4.60 mm，列车活载是箱式路基产生挠度的主要因素，形成的顶板挠曲面为马鞍形曲面；离心力与横向摇摆力作用是箱式路基产生横向位移的主要原因，横向位移与墙高成正比，组合作用下产生的最大横向位移1.33 mm；在各独立荷载作用下，结构内部弯矩分布无统一特征，在组合荷载作用下，产生的最大与最小弯矩均发生在起点截面，绝对最大弯矩出现在主力+附加力工况；箱式路基第4阶振型竖向自振频率为15.8 Hz，符合规范限制，满足列车安全运行要求。     

大跨度钢管砼劲性骨架拱桥施工阶段受力及稳定性分析

针对主跨跨度为255 m的海螺猛洞河特大桥,采用大型通用有限元软件ANSYS建立了包含梁单元和壳单元在内的空间组合结构模型,分析了该桥在施工过程中的受力、线性及几何非线性稳定性,验证了劲性骨架在各施工工况下受力的安全性和外包砼浇筑顺序的合理性.     

中国重型商用车行驶工况开发

为完成中国重型商用车辆行驶工况(CHTC)的开发,采集并处理多个城市的车辆实际运行数据,建立了短片段数据库,分析对比各类型车辆数据库特征,确定工况的体系构成和开发路线,通过聚类和加权确定各车型工况曲线的速度区间结构,通过以速度-加速度联立分布为基础的卡方检验选择最优片段进行组合构建曲线,最终完成CHTC的开发.对比实测...     

大跨径梁拱组合桥拱肋顶推力学性能研究

大跨径梁拱组合体系桥梁顶推施工应采用合理的施工工艺保障主体结构安全和施工设施安全。采用有限元方法,分别对某大跨径梁拱组合体系桥梁的总体结构、PC箱梁局部、拱肋、支架体系及顶推体系在不利荷载工况下的受力状态进行分析。分析结果表明:PC箱梁局部存在1 MPa拉应力,应关注抗裂控制;拱肋存有一定的面外倾覆力矩,应对倾覆安全系数进行验算;各体系应开展合理设计与理论检验,以保障顶推安全。施工设计及计算方式可为类似桥梁顶推设计提供参考。     

盾构法T接隧道结构受力现场试验研究——以宁波轨道交通3号线联络通道为例

为了了解盾构法T接隧道在施工过程中主隧道外部的荷载以及响应,以国内第一条使用机械法施工的联络通道--宁波轨道交通3号线为背景进行研究。本文通过研究施工过程中的施工工况节点,现场监测主隧道结构的外荷载、收敛变形并计算结构内力,得到在整个施工过程中主隧道的结构响应及其变化规律。通过本文的研究,可以得出以下结论： 1）施工过程可依据外部荷载和结构体系进行划分工况,各工况具有明显的不同响应; 2）始发端和接收端的内力变化主要受到盾构顶力和外部注浆荷载的影响,且主要影响切削侧,切削过程中的内力增量在10%～20%,注浆压力影响的增量部分达到了50%; 3）各环及内支撑轴力增量在200 kN以下,破洞位置导致的轴力损失可以由其余位置共同承担,不需要特殊的破洞阶段超载设计。     

正交异性钢板-薄层RPC组合桥面基本性能研究

为了解决正交异性钢桥面铺装层破损及钢桥面结构疲劳开裂2类病害问题,提出了一种新型正交异性钢板-薄层超高性能活性粉末混凝土（RPC）组合桥面结构体系。基于某大桥建立有限元模型,并对比计算了纯钢梁和组合桥面结构中桥梁主缆索力和桥面系应力状态;同时,开展了足尺条带模型静载试验。研究结果表明：采用新型钢-RPC组合桥面结构后,钢面板及纵肋中应力明显降低且最大降幅超过70%,而主缆索力几乎不增加;RPC层开裂前的拉应力可达42.7MPa,远高于其在实桥荷载作用下10.08MPa的拉应力;该新型钢-RPC组合桥面结构可提高桥面系的刚度,降低钢桥面结构中的应力,从而能够基本消除钢桥面疲劳开裂的风险。