斜交连续箱梁顶推施工中落梁仿真分析

为了解斜交连续梁桥顶推落梁施工中结构受力状态,给施工提供技术支撑,以长沙市营盘东路浏阳河大桥为例,采用在支承处节点施加强迫竖向位移的方法模拟箱梁的落梁过程,对落梁过程进行仿真分析,计算千斤顶的顶升力和混凝土箱梁的应力,与实测结果进行比较,并分析相邻墩顶的梁底高差对顶升力和箱梁应力的影响。结果表明:箱梁顶、底板始终处于受压状态,且只有顶升处的梁体及其相邻梁体的应力变化相对较大;当相邻墩顶的梁底高差在25mm以内时,其顶升墩处的顶升力增量在5%以内,且顶升墩处箱梁截面仍处于受压状态;落梁过程中,顶升力和箱梁应力的仿真计算结果与实测结果吻合较好,说明仿真分析准确、可靠。     

连续箱梁桥同步顶升技术研究

为对连续箱梁桥同步顶升技术进行研究，以淮北某立交桥为研究对象，通过顶升全过程监测以及有限元分析，分析了连续梁桥顶升过程中位移和应力变化情况以及顶升位移偏差对结构内力的影响。结果表明，在更换支座的过程中，结构会产生较大横向和纵向偏位，应密切关注各顶升支点位移情况，同时做好限位措施；顶升过程中，梁底受力方向与桥梁竖向位移差异变化基本一致，顶升施工安全可靠；截面的附加应力对中墩的位移偏差更加敏感。     

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。     

大跨预制箱梁分幅架设施工过程中花瓶形桥墩空间受力分析

花瓶形桥墩由于造型美观,节约空间而得到广泛应用;然而,实施大跨预制箱梁的分幅架设施工,荷载工况变化大,桥墩受力复杂。因此,对花瓶墩进行准确的架设过程空间受力分析至关重要。该文通过对某高速公路工程大悬臂花瓶墩建立实体有限元模型,针对结构异形的特点,考虑4种不利工况下不同传力路径应力分布状况,研究非对称大跨预制箱梁分幅架设全过程花瓶墩的复杂空间受力状态。结果表明:花瓶墩在各种不利施工工况下整体受力表现为受压状态,横桥向受力良好;然而在移梁侧局部应力较大,特别是架桥机中支腿所在桥墩的临时支座间墩顶混凝土存在纵向拉应力超过混凝土标准抗拉强度的风险,可能产生受拉裂缝。     

三滩黄河大桥双薄壁桥墩的设计参数优化

根据双薄壁桥墩连续剐构桥特点及三滩黄河大桥实际情况,确定了山不同工况组成的计算方案,文中通过大量有限元分析,研究了双薄壁墩各设计参数与桥墩剐度的改变对结构的应力、位移、稳定性等方面的影响,同时根据优化分析结果,建立了主跨跨径、墩高、双肢间距及壁厚之间的函数关系。     

基于RSC体系的双层桥梁排架墩地震损伤控制设计

为实现钢筋混凝土（RC）双层桥梁排架墩的地震损伤控制设计，提出将上层桥墩设计为装配式摇摆-自复位（RSC）结构，下层桥墩设计为装配式承插连接，但不发生摇摆反应的双层桥梁排架墩。给出新型排架墩中无黏结预应力筋、耗能角钢等的设计方法。以甘肃省洛塘河大桥非规则双层排架墩为原型，建立普通RC与新型RSC两种双层排架墩抗震数值分析模型，并结合太平洋地震工程研究中心（PEER）完成的RSC排架墩振动台试验结果验证建模方法的准确性。在此基础上，完成RC与RSC排架墩模型在40条近断层地震动下的动力时程分析，对比分析2种排架墩的抗震性能。研究结果表明：RSC排架墩上层桥墩最大层间位移角略大于普通RC排架墩的上层桥墩最大层间位移角，但RSC排架墩下层桥墩最大层间位移角仅为普通RC排架墩下层桥墩最大层间位移角的47%；RSC排架墩上、下层桥墩层间残余位移角仅为普通RC排架墩上、下层桥墩层间残余位移角的2%左右；RSC排架墩可显著降低下层桥墩的地震剪力需求，无黏结预应力筋应力保持弹性，耗能角钢易屈服耗能但未拉断，验证了所建议的双层桥梁排架墩地震损伤控制设计方法的合理性。     

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。     

高墩大跨连续刚构桥施工控制分析

龙潭河特大桥采用连续刚构体系,其桥墩最高达178 m。为了分析桥墩及桩基础对桥梁结构的受力影响,建立考虑桩基作用及墩底固结两个不同的计算模型,计算和比较了箱梁施工预拱度及温度荷载作用下的结构控制截面的弯矩。     

曲梁桥墩改建为框架弹性墩的应用研究

针对新建公路下穿已建公路桥梁时与已建桥墩发生冲突的情况,以某高速公路立交B匝道桥改建工程为背景,对已建桥墩改建为框架墩的应用进行研究。B匝道桥第五联B21号、B22号桥墩位于新规划线路上,因此将这2座桥墩改建为框架墩。采用MIDAS Civil建立该桥上部结构模型,确定框架墩横梁计算荷载,根据箱梁允许变形控制框架墩设计,框架墩采用1.5m圆形实心立柱,1.8m钻孔灌注桩基础,矩形空心横梁(支座集中力处为实心截面),墩梁刚度比取为0.18。施工中对顶升压力及顶升位移进行双控并对整体结构3次体系转换进行严格监控。对改建后的桥梁结构进行分析,分析结果表明:改建后曲梁结构受力与原结构相比未发生明显变化,振动频率改变较小,符合等效替换原则。     

城市桥梁顶升施工设计

以一联城市高架桥曲线箱梁(平面半径600 m)的顶升改造为例,通过对顶升前的检测、顶升方案设计、顶升施工和顶升监控的研究,提出诸如顶升位移确定、桥墩接高、支座更换、桥台改桥墩、调平层设置、箱梁加固等关键技术问题并加以解决,使顶升技术在城市桥梁改造中得到推广应用。     

V形刚构桥墩-梁固结局部分析

V形刚构桥墩结构抗推刚度较大,温度、收缩徐变引起的附加内力使桥墩存在较大弯曲内力。为考察结构安全,采用ANSYS建立V形刚构墩-梁固结区有限元模型。选取自施工到成桥最不利工况进行静力强度分析,得到各工况作用下的应力分布。分析结构应力水平,对结构安全进行评价,并对配筋作出改进。     

PC连续箱梁桥0号块受力性能的影响参数分析

为研究PC连续箱梁桥0号块建模参数对其受力性能的影响程度,以选取合理的建模参数,以某跨度为(55+90+90+55)m的PC连续箱梁桥为工程背景,建立0号块空间有限元模型,分析不同桥墩高度、预应力筋沿程预应力损失、支座约束等参数下0号块受力性能的变化规律,以及最大悬臂施工阶段和成桥阶段0号块的空间应力特点。分析结果表明:0号块箱梁底板与支座相交位置应力受墩高影响明显,建模时应考虑桥墩的影响,墩高可按1倍梁高左右简化处理;沿程预应力损失分布对0号块受力影响明显,计算时应考虑其影响;运营使用阶段如不考虑支座约束,0号块局部应力失真,应力计算时可采用固结约束代替真实支座进行简化处理;0号块在横隔板等截面突变位置主拉应力较大,应优化构造尺寸和配筋,以及加强施工质量控制。     

基于广义极值分布的大跨刚构桥温度梯度研究

为了确定混凝土箱梁内部最不利正、负温度梯度分布形式,对处于成桥阶段的某大跨径混凝土连续箱梁桥进行了为期13个月的持续温度观测。在现场采集温度数据的基础上,采用概率统计分析后运用广义极值分布的方法计算沿箱梁高度方向和沿腹板宽度方向最不利正温度梯度及顶板、腹板和底板厚度方向最不利负温度梯度,并建立结构整体模型和温度控制截面模型进行不同温度梯度形式下温度效应研究。结果表明:计算得出的实测最不利温度梯度与规范规定的温度梯度不同,为观测桥梁所在地区分析混凝土箱梁温度效应影响提供指导。     

采用设缝双肢墩的多塔斜拉桥温度效应分析

对于塔梁墩固结的多塔斜拉桥刚构体系,为了适应其主梁因温度引起的纵向变形,并减小桥梁结构温度应力,提出新型设缝双肢墩桥墩形式。建立采用整体墩和设缝双肢墩的两种斜拉桥有限元计算模型,分析比较温度作用下,主梁、索塔的位移及主梁与塔墩应力,结果表明在不同的温度荷载组合下,设缝双肢墩多塔斜拉桥主梁和桥墩的位移及应力状况均优于整体墩斜拉桥。分析结果可给设缝双肢墩斜拉桥设计提供参考。     

填充式钢管阻尼器性能及在桥梁横向减震中的应用

中小跨径桥梁采用板式橡胶支座时，在横桥向地震作用下起到一定的隔震作用，但是墩梁相对位移偏大，主梁容易与挡块发生碰撞，甚至发生横桥向落梁等严重震害。为提高桥梁横向耗能能力，减小地震作用下主梁的侧向位移，研发了一种填充式钢管阻尼器，阻尼器与板式橡胶支座共同组成了桥梁横向减震系统。地震作用下，板式橡胶支座传递竖向荷载并提供一定的横向位移能力，填充式钢管阻尼器通过塑性变形耗散部分输入的地震能量，可以有效减小墩梁相对位移。首先阐明填充式钢管阻尼器的工作机理，试验研究其滞回性能和失效模式，并提出实用简化分析模型。在此基础上，以一座简支小箱梁桥为例，给出填充式钢管阻尼器主要参数的选取过程，分析了主梁和墩顶位移、桥墩与土-结构相互作用力以及填充式钢管阻尼器和桥梁挡块的滞回性能。结果表明：在地震作用下，填充式钢管阻尼器耗能和变形能力远大于钢筋混凝土挡块，附加填充式钢管阻尼器后，墩梁相对位移明显减小，而墩顶位移和墩底内力等变化不大，附加填充式钢管阻尼器后不会对桥墩、桩基等构件产生不利影响。     

异型高墩有限元分析的力学模型研究

在大跨径桥梁施工监控的平面有限元计算中,常常会遇到异型结构的模拟计算分析,大跨径桥梁中异型桥墩的模拟是工程人员十分关注的问题.该文根据某大桥异型高桥墩的结构特点,分别采用空间实体有限元模型以及3种简化的空间梁单元模型进行有限元计算,通过比较控制截面应力、变形与桥墩的稳定特征值等参数,提出了合适的有限元简化模型.     

山区高墩大跨径连续刚构桥梁抗震研究

高烈度地震山区高墩大跨径连续刚构桥梁具有桥墩高度大、跨径大、相邻桥墩高度差异大、上部结构质量大、地震力大的特点,抗震设计在桥梁设计中起决定性作用。为了提高桥梁抗震性能,从桥墩型式、桥墩刚度匹配、耗能减震等方面进行了研究,提出了几点技术措施:(1)主墩采用内灌外包钢管混凝土格构柱+钢筋混凝土肋板组成的空心薄壁墩,减轻下部结构质量,降低了桥墩刚度,减小桥墩地震力;(2)优化高、低墩截面尺寸,使桥墩刚度、强度与所受地震力相匹配,并减小地震作用下桥梁位移;(3)在梁端设置粘滞阻尼器,减小纵桥向地震力和位移。     

预制节段拼装桥墩多节点转动推覆分析方法及试验验证

为了给预制拼装桥墩抗震设计计算提供参考,针对典型预制拼装桥墩所采用的仅无黏结预应力或无黏结预应力+耗能钢筋连接方式,考虑混凝土、耗能钢筋和预应力筋的非线性本构模型,推导了预制节段拼装桥墩多节点转动推覆分析计算过程。基于关键截面弯矩-曲率分析确定弯矩承载力和对应的墩顶水平荷载,然后计算各个接缝的弯矩和曲率,进而计算墩顶位移。开展了2种接缝连接方式预制节段拼装桥墩试件拟静力试验,将多节点转动推覆分析方法模拟结果与拟静力试验结果进行对比,分析预制拼装桥墩水平抗力-侧移曲线以及接缝张开、预应力筋应力、墩柱转角随侧移的变化,各种位移机理对墩顶位移的贡献,接缝处混凝土应变等。研究结果表明:多节点转动模型与单节点转动模型水平承载力计算结果基本一致,而多节点转动模型桥墩侧移计算结果大于单节点模型计算结果,多节点模型计算精度更高;多节点转动模型接缝张开、预应力筋应力和接缝转动计算结果与试验结果基本一致;开始时墩顶位移主要由剪切位移和整体弯曲位移提供,随着墩顶位移的增大,墩底接缝转动对墩顶位移的贡献逐渐占主导地位;墩柱混凝土轴向应变测试结果验证了各个接缝处混凝土应变随着墩高逐渐降低的趋势,接缝处的混凝土轴向应变远大于墩柱混凝土轴向应变。     

附加轴向位移对薄壁箱梁翼板应力的影响

带有任意悬臂的梯形单箱单室箱梁,在定义其位移翘曲函数时,需要在全截面上附加一均匀的轴向位移,以使纵向位移在全截面上构成轴力自平衡。为确定附加轴向位移对箱梁上、下翼板应力的影响程度,首先定义剪滞翘曲函数分别取为2次、3次和4次抛物线,并考虑翼板宽度及其至截面形心轴距离的影响,利用截面轴力自平衡条件,建立了附加轴向位移的表达式,进而分析了其主要特点。然后用最小势能原理推导出控制微分方程和箱梁上、下翼板应力的求解方程。最后将文中计算方法所得结果、实测值和SAP板壳单元的计算结果进行对比,发现3者吻合良好。因此,在计算翼板应力时,考虑附加轴向位移与否对箱梁上、下翼板应力的影响程度均较小,可以忽略不计。     

外置耗能器对自复位预制RC桥墩抗震性能的影响研究

以中国已建成的首座震后自复位桥梁-京台高速（北京段）黄徐路跨线桥为背景,结合自复位结构和装配式结构的特点,发展自复位预制RC桥墩新型结构。设计并制作对桥墩抗侧强度贡献率分别为0,20%及40%的3组外置耗能部件,并对3组自复位桥墩进行水平拟静力往复试验研究。通过桥墩变形和损伤演化过程、力-位移滞回曲线、骨架曲线、试件耗能能力、预应力筋张拉力变化、残余位移、接缝开口和受压区高度变化等评估自复位预制RC桥墩的抗震性能及外置耗能器对其影响。研究结果表明：外置耗能器耗能段均出现明显的高阶屈曲形态,耗能作用明显,附加外置耗能器自复位桥墩的滞回曲线呈明显的“旗帜”形;耗能器的抗侧强度贡献率越高,墩柱的滞回曲线越饱满,墩柱的耗能能力和抗侧承载力也明显提高;加载至偏移率3.5%时,自复位预制墩柱抗侧承载力无明显下降,表现出良好的延性性能;随墩顶水平位移增加,墩柱内轴向预应力筋张拉力基本呈线性增加,建议墩内竖向预应力筋初始张拉力不超过名义屈服强度的70%;为保证自复位墩柱具有较小的残余位移,建议附加外置耗能器对桥墩的抗侧贡献率不宜超过40%。研究可为自复位预制RC桥墩的结构设计、数值模型验证和工程实践提供参考。