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.     

墩梁固结独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固设计

由于独柱墩桥梁采用的是单支点支撑,在汽车偏载的影响下,结构的横向抗倾覆稳定受到极为不利的影响。文中总结独柱墩桥梁倾覆事故的经验,以具体的工程为实例,分析了桥坍塌时桥面荷载的大小以及布载的方式。同时,还根据荷载的大小和布载方式,对独柱墩桥梁的抗倾覆能力进行了分析,介绍了相关的验算方法,并提出了加固设计措施。     

连续宽箱梁的偏载增大系数的讨论

预应力混凝土连续宽箱梁桥在城市桥梁中广泛应用,由于其宽跨比较大,偏载作用引起的空间效应不可忽视,采用梁单元设计计算时,需引入偏载增大系数来考虑荷载放大效应。提出用实体有限元法计算宽箱梁偏载作用下偏载增大效应的方法。并结合杭州某工程实例,建立其预应力混凝土宽箱梁的实体有限元模型,在模型上施加车辆荷载,通过计算分析荷载作用下结构不同位置的应力、位移,得到偏载增大系数。并对比分析实体有限元法和其他简化偏载增大系数算法的计算结果。结果表明:实体有限元法更能真实反映结构的实际受力状态,且适用性更广;宽箱梁的偏载效应明显,采用传统的经验值是偏不安全的,有必要进行详细的分析计算。     

独柱墩桥梁在偏载荷作用下抗倾覆验算及处理措施

为了解决独柱墩桥梁在偏心荷载作用下横向抗倾覆能力不足的问题，依托黄麻互通匝道独柱墩桥梁实例，提出了将独柱墩单支撑改为多点支撑的处理措施。首先采用数值模拟法，对该桥独柱墩在车道偏载情况下进行了受力计算，结果显示荷载作用基本组合下，一个支座出现了负反力，不满足抗倾覆验算工况特征状态1的要求。然后采用在独柱墩顶部增设钢盖梁加固措施后，经结构计算及实践证明，有效解决了支座脱压的问题。研究结果表明：在偶然偏心荷载作用下，独柱墩所在桥跨的支座存在脱空的隐患；通过将独柱单支撑改为多点支撑的措施可有效解决支座脱空问题；独柱墩顶部增设钢盖梁后整座桥梁的抗倾覆能力得到了明显提升。     

独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析及加固设计

近年来,独柱墩连续梁桥在超载和偏载情况下发生多起倾覆坍塌事故。结合工程实例,在原规范设计荷载基础上适当提高验算荷载,以验算在役独柱墩连续梁桥的抗倾覆稳定性,并有针对性地提出加固措施。     

独柱墩连续曲线箱梁桥抗倾覆性能评估与加固

为了提升独柱墩连续曲线箱梁桥的抗倾覆能力,确保重载车辆作用下桥梁结构安全,根据现行桥梁设计规范和行业管理部门的技术要求,分析重载车辆下独柱墩连续曲线箱梁桥倾覆破坏的机理,归纳该类桥梁抗倾覆性能评估的内容、要点和加固方法。结合工程实例中桥梁的空间布置和结构受力特点,提出为独柱墩增设盖梁和支承或将独柱墩改为多柱墩的加固方案,并采用梁单元建立了加固前后独柱墩连续曲线箱梁桥抗倾覆评估模型,对各加固方案下桥梁的抗倾覆性能进行了对比分析。结果表明：将独柱墩改为多柱墩的加固方案,能够更有效地提升桥梁的抗倾覆稳定性,加固后桥梁两侧偏载下的抗倾覆稳定系数为加固前的1.73与1.48倍。     

基于拉压杆的独柱墩抗倾覆加固结构及设计方法研究

独柱墩桥梁倾覆过程的最主要表现形式是主梁刚体转动,而汽车荷载偏载产生的倾覆力矩和主梁自重产生的抗倾覆力矩分别是杠杆的动力和阻力。为提高独柱墩桥梁结构的抗倾覆稳定性,确保独柱墩桥梁在运营过程中具有足够的抗倾覆安全储备,避免主梁的横桥向倾覆,使梁体达到静止的平衡状态,抗倾覆力矩应具有足够的抵抗效应。在杠杆原理基础上,提出了基于拉压杆的独柱墩抗倾覆加固新型结构,该新型加固结构是将主梁腹板两侧与桥墩通过钢拉杆连接,当主梁有倾覆的趋势时,产生拉压杆效应,为有倾覆趋势的主梁提供了一个附加的反向力矩,以抵抗主梁的倾覆力矩,同时提高了主梁的抗倾覆能力。基于拉压杆效应的力学原理,在现行规范公式基础上建立了该类结构的抗倾覆稳定系数计算方法。该新型加固结构构造简单、受力明确、加固效果好、设计与施工方便。工程应用实例表明:该加固结构能将桥梁抗倾覆稳定系数提高1. 5倍以上,抗倾覆稳定系数大幅增加,加固效果显著;实桥监测期间未见明显位移突变导致支座脱空,左右侧梁体位移并未出现较大的反差,并且呈现一致的变化规律。监测结果也验证了该加固结构的有效性和可行性,该加固结构及其设计方法可为类似桥梁结构加固提供借鉴和参考。     

独柱墩连续弯桥抗倾覆性能研究

近年来,因车辆超载和偏载导致独柱墩连续弯桥垮塌事故频发,针对该类问题,对既有独柱墩桥进行安全评估与加固成为研究热点.以某城市立交匝道桥为例,采用Midas Civil有限元软件,对独柱墩连续弯桥抗倾覆稳定性进行验算分析,并结合桥梁结构特点,提出桥梁抗倾覆能力加固措施,以提高独柱墩弯桥的抗倾覆稳定性能,确保桥梁运营安全.     

连续箱梁桥偏载系数三维有限元分析及工程应用

该文对利用三维实体单元建立连续箱梁全桥模型求取偏载系数进行了研究,并将实体单元结果,与薄壁杆扭转理论、修正偏压法、偏压法、经验系数法进行了对比分析。结合工程实例,进一步介绍了利用三维实体单元计算连续箱梁偏载系数的方法。     

高速公路连续箱梁桥独柱墩横向抗倾覆计算及安全性评估

连续梁桥由于结构刚度大、桥面变形小、动力性能好、变形曲线平顺、有利于高速行车等优点,是中小型桥梁的主要结构形式之一,得到了广泛的应用和发展。但是由于超载、偏载以及支座布置不合理等原因,近年来我国连续梁桥出现了多例整体失稳的事故,且事故大多出现在独柱墩连续梁桥上。针对最近发生的独柱墩桥梁倾覆事件,采用有限元程序Midas Civil对拟建的武深高速公路项目中连续箱梁桥独柱墩抗倾覆系数及独柱墩处箱梁支座转角进行验算,并与规范及《广东省高速公路独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆安全性评估验算指导意见》中要求的指标进行对比,对连续箱梁桥独柱墩横向抗倾覆安全性进行合理评估。     

小半径曲线“双窄箱”钢-混组合连续梁偏载效应分析

为研究车道荷载对小半径曲线双窄箱钢-混组合连续梁桥的偏载效应，以实际工程为背景，对该结构的弯曲、扭转和畸变效应进行了理论分析。建立了曲线半径外侧偏心活荷载、内侧偏心活荷载和对称活荷载三种荷载工况，结合ANSYS软件建立三维有限元实体模型进行分析，引入了应力放大系数的概念研究了该结构的偏载系数规律。结果表明：组合梁曲线半径外侧产生的翘曲正应力和剪应力大于组合梁内侧；组合梁的正应力放大系数近似为1.3～1.4之间，正应力的偏载效应在中支点处最为明显；剪应力放大系数近似介于1.5～1.6之间，剪应力的偏载效应在中跨1/4处最为明显。与直线梁桥相比，小半径曲线双窄箱钢-混组合连续梁桥在偏心车道荷载下的应力放大系数较大，对该类结构而言，由活载引起的偏载效应不容忽视。     

桥型布置对独柱墩曲线梁桥抗倾覆性能的影响

以三跨连续独柱墩曲线梁桥作为基本结构,针对不同桥型布置形式建立有限元模型,利用非线性分析与接触理论考察倾覆过程中结构位移、转角及支座反力的时程变化规律。进而计算抗倾覆稳定安全系数,分析不同桥型布置下的独柱墩梁桥抗倾覆能力及倾覆力学特征,改变桥型布置以对独柱墩倾覆力学行为进行参数分析,并将规范法计算结果与有限元法计算结果进行对比。数值仿真表明:随偏载不断增大,边墩内侧支座反力首先减小直至脱空;反力重新分配后,边墩外侧支座反力增速减缓,中墩单支座反力持续增大,最终达到极限状态。通过参数分析可进一步看出:不同桥型布置形式对这一倾覆过程影响明显,边中跨比越小的独柱墩梁桥,其抗倾覆安全性能越低;如果同时曲线半径较大,则采用规范方法验算时会大大高估其抗倾覆能力,从而降低结构设计的安全性。     

独柱墩连续梁桥偏载下的抗倾覆稳定性研究综述

连续梁桥是公路桥梁和城市桥梁的主要结构形式,当建设条件限制或具有美学要求时,通常采用独柱式桥墩。但这种体系的抗扭能力较弱,在重车偏载作用下的倾覆问题比较突出,由此引发的桥梁倾覆事故可能造成重大的生命财产损失。中国对独柱墩连续梁桥偏载下的倾覆问题研究处于起步阶段,计算理论、设计方法及相关的规范要求尚不成熟;国外车辆限载严格,鲜有针对桥梁在偏载作用下整体倾覆的研究报道,故供中国学者参考的资料较少。鉴于此,该文对独柱墩连续梁桥在车辆偏载下的抗倾覆稳定性研究进行了评述,指出了目前存在的主要问题并提出了相应的建议。     

独柱墩梁桥倾覆临界状态分析及规范法的适用性

为了对独柱墩梁桥的倾覆机理与安全性评价进行研究,以哈尔滨阳明滩大桥已发生倾覆事故的独柱墩梁桥为例,进行精细化三维有限元建模,将支座视为橡胶单元,并记入几何、材料双重非线性,在多种基准验算荷载作用下进行结构极限破坏状态的全过程分析;同时提出4个依次发生的临界倾覆状态,连续描述整个倾覆过程中不同阶段的受力临界行为,利用抗倾覆安全系数的概念针对不同临界状态定量确定独柱墩梁桥的抗倾覆性能,并结合实际倾覆事故进行合理性验证。将规范法、仿真分析的结果与实际情况进行了对比,研究结果表明：基于理想支承刚体转动的规范方法会明显高估其抗倾覆性能,运营阶段不仅应避免支座脱空现象,还应进一步控制上部结构梁体扭转角不超限;建议采用弹性体空间计算模型,计算支座恒载反力与活载最大竖向负反力的比值,作为针对第1临界倾覆状态（支座脱空）的抗倾覆安全系数;当55 t车辆或公路-I级作为验算荷载时,该系数应分别大于1.3或2.0,并计入橡胶支座与主梁底面之间的相互作用。     

双工字钢组合梁桥偏载扭转效应分析及计算

为了解双工字钢组合梁桥偏载扭转效应对钢主梁应力的影响，并能准确计算其扭转应力，以淮河特大桥引桥为背景，进行有限元及理论计算。采用ANSYS软件建立引桥有限元模型，结合有限元计算结果，理论分析钢主梁跨中及支点处的扭转翘曲正应力和弯曲正应力；研究桥梁跨径、钢主梁高度、桥面板厚度、横梁间距、钢主梁间距等参数对钢主梁扭转效应的影响；提出采用修正系数计算偏载系数及考虑弯扭耦合效应的钢主梁扭转应力简化计算方法，并与有限元结果进行对比。结果表明：偏载作用下钢主梁的纵向正应力大于均布荷载作用，最大超过20 MPa,偏载作用下的扭转效应不能忽略；钢主梁间距对钢主梁翘曲效应影响较大，其余参数影响较小；提出的钢主梁扭转应力简化计算方法与有限元法计算结果偏差较小。     

临近铁路坑中坑偏载基坑开挖支护结构受力与变形规律研究

为了研究坑中坑偏载基坑开挖支护结构性状,以某临近铁路的坑中坑基坑工程为依托,基于实测数据分析基坑的变形规律,并运用有限元软件对不同的设计方法进行计算分析。实测表明,坑中坑偏载基坑的超载侧墙体变形呈悬臂形,而欠载侧墙体上部为朝向坑外的逆向位移,下部朝向坑内位移。有限元分析表明： 忽略边坡开挖过程将边坡等效为分布荷载进行计算,将高估超载侧墙体内力,低估欠载侧墙体内力和第1道支撑轴力;按超载侧荷载进行对称计算将高估欠载侧围护结构内力;建议坑中坑偏载基坑支护结构设计考虑基坑整体性状和外坑开挖对内坑围护结构内力的影响,对两侧围护结构区别设计。     

公路斜拉桥在汽车车列荷载作用下的振动响应研究

由于桥梁上的车辆荷载是一个带有质量的振动系统,从而使得桥梁在该荷载作用下的动力响应问题比一般结构动力系统的响应问题更复杂.通过建立车桥耦合单元,形成汽车桥梁整体系统的动力学方程.并以一座大跨斜拉桥为例,研究了在随机不平顺桥面激励下汽车车列荷载的偏载及行驶速度对斜拉桥结构的动力响应.     

混凝土连续宽箱梁桥横向偏载效应试验研究

预应力混凝土连续宽箱梁桥广泛应用于当前桥梁建设中,但因其宽跨比较大,在偏载作用下,需要合理确定偏载增大系数。该文结合某两跨连续宽箱梁桥,分别建立了空间梁单元模型和实体单元模型,梁单元模型采用经验系数法考虑偏载效应,对偏载作用下的受力进行了分析,将理论计算结果与静载试验值进行了对比分析。结果表明:实体有限元模型的计算结果与实测值接近,各测试截面的偏载增大系数相差在7%以内,梁单元模型计算的跨中最大位移比实测值偏小10%,中支点处最大压应变偏小18.6%,故对宽箱梁桥设计宜采用实体模型计算偏载增大系数或进行受力分析。     

独柱墩梁桥抗倾覆承载力计算方法

为了明确独柱墩梁桥的破坏机理并提出有效的抗倾覆承载力计算方法,基于箱梁、支座和桥墩三者之间的相互作用关系,构造了抗倾覆承载力实用计算方法,并通过考虑几何非线性和接触非线性,建立了独柱墩梁桥抗倾覆计算的有限元模型。对上虞春晖大桥采用实用计算和建立有限元模型方法进行了对比研究,并与倒塌现场实际倾覆荷载进行了对比验证。研究结果表明:独柱墩梁桥抗倾覆力矩包括上部结构自重和端部支座反力对转动中心的力矩;采用实用计算方法和有限元模拟得到的倾覆极限荷载与春晖桥现场倒塌实测荷载均较为吻合,验证了实用计算方法和有限元模型的正确性;上部结构线重度对结构抗倾覆有显著影响。     

连续梁桥的活载正应力偏载系数研究

在变截面连续箱梁桥中,由于活载的内力影响面的形状比较复杂,箱梁几何构造对约束扭转正应力的影响沿桥跨度是变化的,因而,不宜对全桥采用统一的偏载系数.通过理论分析和基于实桥的有限单元的数值计算,探讨变截面连续梁偏载系数沿跨度的分布规律,提出实用的偏载系数取值建议,供工程设计参考.