连续分叉曲线箱梁桥的计算分析与设计探讨

南京新庄立交桥是一座以多层、多跨以及分叉连续为特色的预应力混凝土曲线梁结构。在讨论曲线箱梁基本受力特征的基础上，研究了分叉连续曲线箱梁桥的分析方法，并对预应力混凝土曲线箱梁桥设计中的若干问题进行了探讨。     

曲线箱梁桥的支座偏心优化设计

由于曲率的影响,曲线箱梁桥容易产生弯扭耦合作用,对于采用单柱式点铰支座的曲线箱梁桥,如果支座或偏心大小设置不当,容易引发支座脱空、梁体沿径向向外偏移、向外翻转的工程病害。实践证明:为点铰式支座设置适当的偏向箱梁剪力中心线外侧的预偏心距,可以有效地降低曲线梁的内扭矩和改善曲线箱梁桥抗扭墩的受力状况。采用Powell算法计算了曲线箱梁桥点铰式支座的预偏心距,计算结果表明可以收到较好的效果,该方法可以集成到曲线箱梁桥的设计程序当中,将具有更大的应用价值。     

减隔震支座在大跨长联预应力连续梁中的应用

大跨长联PC连续梁桥每联仅设置一个抵抗上部结构水平惯性力的固定支座,由于桥跨较长,地震作用时,其水平惯性力较大,固定墩及其基础的抗震性能将是抗震分析的重点。本文以(70+4×120+70)米预应力连续箱梁为研究对象,对比不同减隔震支座在大跨长联预应力连续梁中的受力特点和支座性能,提出了适合本桥的减隔震措施。     

本期导读

影响部分斜拉桥结构各部分荷载效应最根本的因素是梁、塔、墩之间的结合方式,不同的结合方式产生不同的结构体系……部分斜拉桥结构体系分析(郑一峰等,P1)用统计分析的方法建立弯箱梁桥受力性能与各参数间的经验公式,为双跨偏心弯箱梁桥的实用设计提出适当建议或借鉴依据……偏心支承对90°圆心角双跨弯箱梁桥的影响(宋国华等,P9)西堠门大桥是舟山大陆的连岛工程之一,作为项目负责人介绍了大桥的总体及分项工程设计方案,再现了西堠门大桥方案构思的过程。由于文章较长,本期为连载的第一部分……舟山大陆连岛工程西堠门大桥方案构思(宋晖等,…     

兰州西固黄河大桥横向抗震体系研究

兰州西固黄河大桥主桥为(67+110+360+110+67)m双塔双索面钢-混结合梁斜拉桥,南岸引桥为2×40m预应力混凝土简支箱梁桥,北岸引桥为5×40m预应力混凝土连续箱梁桥。为确定该桥的合理横向抗震体系并优化其布置形式,采用SAP2000Nonlinear程序建立全桥有限元模型,分析该桥在横向滑动、过渡墩约束、辅助墩约束及横向完全约束4种墩梁横向约束体系下的地震响应,并针对横向挡块减震措施分析不同材料挡块控制参数对抗震性能的影响。结果表明:横向滑动体系下桥墩的地震响应最小,但墩-梁横向相对位移较大;过渡墩横向约束和辅助墩横向约束体系均会增大相应桥墩的地震响应,其中辅助墩横向约束体系下增加更为明显;横向完全约束体系下,各墩受力均不利;混凝土刚性挡块难以同时减小过渡墩与辅助墩的地震响应,横向减震效果不好;采用弹塑性挡块能显著降低过渡墩与辅助墩的墩底内力和墩-梁横向相对位移。     

支承方式对小半径连续曲线箱形梁桥受力性能的影响研究

由于构造方面的原因,曲线桥存在“弯-扭”耦合作用,由于小半径连续曲线箱形梁桥曲率半径较小,其“弯-扭”耦合作用更加明显,为了讨论和验证支座的布置方式对小半径连续曲线箱形梁桥受力的影响.通过改变小半径连续曲线箱形梁桥支承方式,采用梁格法来建立有限元模型,分析支承方式对小半径连续曲线箱梁梁桥纵向弯矩、扭矩和支座反力的影响.数据表明,双支座可以有效减小小半径连续曲线箱形梁桥的扭矩,可以使内、外侧支座的支反力趋于相等,使小半径梁桥受力更加合理,但是对纵向弯矩的影响较小.     

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。     

匝道固结体系曲线箱梁桥弯扭性能分析

针对高速公路及城市匝道中的混凝土曲线箱梁桥存在的支座脱空、箱梁横移与侧倾等一些问题,提出采用设缝墩与箱梁固结的新体系,该体系由于取消了墩上支座、梁墩固结,结构整体性好,可有效解决前述问题,且有利于结构抗震。通过有限元计算,对比分析了固结体系曲线梁桥和曲线连续梁桥的主梁弯、扭性能。结果表明固结体系曲线箱梁的最大弯矩和扭矩均小于连续曲线梁。     

跨座式单轨交通桥梁结构体系研究

为合理选择跨座式单轨交通桥梁结构体系,以适应城市复杂的建设条件及跨越需求,对PC轨道梁、双层复合结构、钢轨道梁3种类型轨道梁的适用性进行分析,并从设计、施工和成本等方面对铰支体系和刚构体系2种结构体系进行比选。结果显示,跨座式单轨交通桥梁轨道梁施工应采用工厂预制、现场拼装的施工工艺;对非小曲线的小跨径标准梁桥应根据工期需要选择铰支体系或刚构体系混凝土轨道梁;对于小曲线段及中、大跨径节点桥宜采用刚构体系钢轨道梁桥,当大跨径桥梁附加应力过大、结构受力不合理时,宜采用铰支体系钢轨道梁桥。     

大跨长联钢桁梁顶推关键技术

郑州黄河公铁两用桥主桥分2联布置,第1联为(120+5×168+120)m的六塔连续钢桁结合梁斜拉桥,第2联为5×120 m的连续钢桁结合梁桥,钢桁梁架设采用多点连续同步顶推施工技术。采用MIDAS Civil软件进行钢桁梁顶推施工计算,根据墩顶反力和摩擦力,每墩配2台350 t的连续千斤顶。该桥大跨长联钢桁梁顶推距离为1 080 m,顶推总重量27 000 t,边桁主动顶推,中桁被动移动,采用计算机多点连续动态控制技术。导梁结构与主体钢桁梁通过连接节点由斜桁变直桁。在墩旁设滑道,通过滑道前端千斤顶进行滑块体系转换,实现桁架结构受力要求。     

全抗扭支座预应力连续弯箱梁桥的研究

从对结构受力合理的目的出发,论述了预应力混凝土连续弯桥制动墩的选择、支承横向偏心位置的调整及释放部分水平约束对曲线梁桥内力的影响,并结合工程实例进行分析,其分析结果对预应力混凝土连续弯桥的支座布置设计有一定的指导意义。     

涪陵乌江二桥螺旋匝道设计

涪陵乌江二桥螺旋匝道桥采用双层环形结构，道路中心线半径45．0m。内、外幅箱梁全桥范围内结构连续，通过大悬臂挑梁，与桥墩连为一体实现墩梁固结。介绍该匝道桥结构形式和受力特点，并就小半径曲线连续箱梁桥的受力特点进行分析。     

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。     

组合结构箱梁桥连续顶推施工技术研究

组合结构以其优异的力学性能和对施工具有的良好适应性将在未来桥梁建设中占有越来越重要的地位,组合箱梁常常采用顶推法施工。杭州九堡大桥南引桥采用大悬臂的宽箱轻型槽形钢梁与预应力混凝土桥面板的组合箱梁结构,箱宽31.5m,悬臂超过8m,11跨一联,长910m,该结构体系是国内最宽的单箱组合梁。施工采用独创的"步履式"顶推施工法,工艺新颖:多点连续顶推,85m跨不设临时墩,顶推过程梁体属整体刚性平移,如此大跨径的顶推施工在国内尚属首次。本文研究了九堡大桥大跨长联钢槽梁的顶推施工工艺,并对顶推过程中结构关键受力点:钢槽梁与移位器的接触边界进行了计算分析,确定了合适的接触宽度。实践表明九堡大桥的顶推施工是非常成功的。     

支承方式对小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥受力性能的影响研究

由于构造方面的原因,曲线桥存在"弯-扭"耦合[1]作用,由于小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥曲率半径较小,其"弯-扭"耦合作用更加明显,为了讨论和验证支座的布置方式对小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥受力的影响。该文通过改变小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥支承方式,采用粱格法来建立有限元模型分析支承方式对小半径鱼腹式连续曲线箱梁梁桥纵向弯矩、扭矩和支座反力的影响。数据表明,双支座可以有效减小小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥的扭矩,可以使内、外侧支座的支反力趋于相等,使小半径鱼腹式梁桥受力更加合理,但是对纵向弯矩的影响较小。该文的结论对今后的设计工作有一定的指导意义。     

介绍吉姆辛的未来长大桥梁概念

在现代的实践中，纯箱梁桥广泛应用于跨径为１５０～２００ｍ，对跨径超过２００ｍ的箱梁角然获得广泛的应用。但它必须与缆索体系结合起来，如斜拉桥和悬索桥那样，在传统的缆索支承桥梁中，缆索体系一般给予竖向支承，所以在侧（横）向风载作用下，仅是梁的侧向弯曲所承受，因此，要获得足够的侧向稳定性，跨宽比必须有限限制。对长跨桥梁和相对狭窄的桥梁采用空间缆索支承体系证明是有利的，它不仅对梁提供竖向支承，还提供侧向支     

预应力砼连续箱梁桥主梁设计参数优化

针对当前连续箱梁桥主梁设计参数计算中存在的问题,提出一种基于多目标粒子群算法的参数优化方法。以主梁的边中跨比、墩顶梁高、跨中梁高及梁底曲线幂次4个参数作为优化对象,以桥梁受力性能、主梁总体造价作为优化目标,采用多目标粒子群算法建立了连续箱梁桥主梁参数优化数学模型;算例分析结果表明,该优化方法得出的设计参数使主梁的结构受力性能与造价均优于传统方法,该优化方法有效。     

厦门海沧大桥悬索桥结构体系的选择

厦门海沧大桥东航道桥采用三跨连续漂浮体系悬索桥结构，是世界第三座、国内第一座这种体系的结构。本文利用空间有限位移理论，对该桥的三跨连续漂浮体系、三跨两铰结构体系和三跨连续支承体系3种方案进行静力与动力计算，通过比较3种体系的静力与动力特性，说明三跨连续漂浮体系加劲梁桥塔区的弯矩比三跨连续支承体系的小得多，与三跨两铰体系的最大弯矩相当；在结构变形方面，漂浮体系与连续支承体系相当，比三跨两铰体系小得多；在动力特性方面，三跨连续漂浮体系同样具有较多的优越性。     

支承间距及方式对独柱墩箱梁桥抗倾覆稳定性影响分析

依托某独柱墩连续箱梁桥,运用MIDAS/Civil建立桥梁仿真模型,研究不同支承距离和支承方式下独柱墩箱梁桥的抗倾覆稳定性变化规律。结果表明,独柱墩箱梁桥抗倾覆稳定性系数随着支承间距的增大逐渐增大,在确保桥梁合理设计的前提下,适当增大支承间距有助于提升桥梁的抗倾覆性能;不同支承方式下独柱墩箱梁桥的抗倾覆稳定性依次为梁墩固结双支座间距2.35m(原结构)双支座间距1.5m单支座,选用中墩双支座支承方式不仅能提升独柱墩箱梁桥梁体抗倾覆性能,还能减小单个支座的轴向承载。     

曲线桥独柱墩点铰支座预偏心优化分析

在墩顶点铰支撑的曲线连续梁桥设计中,选择合理的支座预偏心距来改善结构的受力性能至关重要。该文以边跨梁正负扭矩绝对值相等且扭矩最小为目标函数,采用ANSYS通用软件提供的优化设计模块和参数化设计语言（ADPL）,对曲线梁桥支座预偏心的布置进行了优化设计计算。