美国公路桥梁设计规范中关于设计汽车荷载的研究

美国公路桥梁设计规范(AASHTO LRFD)中设计汽车荷载种类多样且复杂,介绍该规范中关于HL-93设计汽车荷载的相关规定,以及荷载影响线的动态规划法分析原理,进而研究变轴距、变车距等形式的HL-93设计汽车荷载在MIDAS Civil通用有限元软件中的快速实现方法。对国外某实桥进行HL-93设计汽车荷载效应分析,并与中国规范做对比分析。结果表明:对该多跨等截面连续梁,随着轴距的增加,主梁支点负弯矩、跨中正弯矩逐渐减小;而随着车距的增加,跨中正弯矩基本不变,支点负弯矩呈现先增大而后逐渐减小的规律。中国公路Ⅰ级与美国HL-93设计汽车荷载效应相比,主梁剪力与跨中正弯矩前者比后者大,支点负弯矩前者比后者小15%左右。     

新老规范设计汽车荷载效应对比

鉴于新老桥梁设计汽车荷载模型的不同和对桥梁限载取值的研究,系统对比了不同时期、不同荷载等级桥梁设计汽车荷载效应的差异程度。根据不同的设计汽车荷载模型,以跨径为6～30m的简支梁桥为计算对象,分别计算汽车-10级、汽车-15级、汽车-20级、汽车-超20级以及公路-I级和公路-Ⅱ级汽车荷载作用下的跨中弯矩和支点剪力。研究结果表明：对于跨径L在6～30m内的简支梁桥,新老规范设计汽车荷载作用下的跨中弯矩随跨径的变化趋势是相同的,然而两者支点剪力的变化趋势差异很大。计算跨径越小,新老规范设计汽车荷载作用下的内力效应差值越小,利用新规范对老规范设计的桥梁进行升级加固越有利。     

整体式板桥横向内力的计算分析

整体式板在荷载作用下,除产生纵向弯曲外,也会产生横向弯曲,当桥面板宽跨比较大时,除计算纵向弯矩外,尚需计算横向弯矩。文章应用ANSYS有限元软件建立力学模型,给出了在汽车荷载作用下纵、横向弯矩的计算结果;提出工程设计中常用的解析法计算横向弯矩的方法,计算结果满足设计要求。计算表明,桥梁宽跨比越大,最大横向弯矩与最大纵向弯矩之比越大,因此设计时应对横向弯矩的计算予以充分重视,否则会由于横向分布钢筋配置不足,导致桥梁产生纵向裂缝。     

双支座支承体系边主墩反力调整观测测定

一、概述宜城汉江公路大桥全长约1887米,主桥设计为6跨即:55+4×100+55术的连续梁桥,桥型布置见图1。在主桥设计中,采用了国内首次采用的双支座的支承体系,双支座的支点部分从结构整体来看为一支点群,从主墩局部(纵向)来看为两个独立的支点,结构受力时,双支座的支承作用与固端近似,在这种类似固端的嵌固作用下,与单支点的连续梁相比,荷载作用时的支点负弯矩和跨中正弯矩均较大幅度降低,且某跨作用的荷载,其效应对     

公路桥梁设计荷载基本组合的分项系数值及其效应对比

为了对我国现行公路桥梁荷载基本组合分项系数取值进行研究,在分析英国、美国、加拿大、欧洲公路桥梁规范中有关荷载基本组合分项系数规定的基础上,选取我国公路常用的标准跨径板梁、T梁、组合箱梁、整体式箱梁为样本,在各国规范规定下,计算得到了恒载和汽车荷载作用下的简支梁跨中弯矩、支点剪力值效应,按各国的规范进行基本组合,并同中国规范作以对比,从而对我国公路桥梁的荷载基本组合分项系数在世界上所处的位置进行客观地评价.研究结果表明,我国在恒载分项系数的取值上处于中等水平,在汽车荷载分项系数的取值上处于较低的水平,现行规范的公路桥梁荷载基本组合的效应值处于中等水平,其方法及结论可供新规范修订时参考.     

西宁市南川申宁路大桥总体设计

以西宁南川申宁路五跨变截面预应力连续梁桥设计为背景,通过有限元分析得出,该项目五跨连续梁在次边跨范围内任意工况下不出现正弯矩,均为负弯矩,支点梁高较大,横梁横向不需要设置预应力,多跨连续梁预应力损失较大,计算时需要进行研究.由于支点处梁高较大,为保证桥梁在运营状态更好地工作,在支点一定范围内设置竖向预应力,作为桥梁的安...     

现浇空心板梁桥梁底纵向开裂分析与加固

现浇钢筋混凝土空心板梁桥在我国的桥梁建设中应用广泛,但是当宽跨比较大时容易出现梁底纵向开裂的问题。该文以空心板梁桥实际工程为研究背景,采用有限元软件Midas FEA,利用三维有限元方法对桥梁横向进行受力分析,得出结果为:宽跨比较大的空心板梁桥,其横向受力特征明显,在荷载作用下,板梁承受较大的横向弯矩。并根据裂缝的位置与成因提出了相应的加固措施与防治建议。     

悬臂浇筑桥梁计算分析

悬臂浇筑法充分利用了预应力混凝土承受负弯矩能力强的特点,将跨中正弯矩转移为支点负弯矩,提高了桥梁的跨越能力,在工程当中应用较多。结合工程实例对悬臂浇筑桥梁进行分析计算,有关经验可供相关专业人员参考。     

重载下连续曲线箱梁桥的受力特性研究

针对重载交通下的连续曲线箱梁桥,基于有限元分析方法,分析不同的荷载作用位置对桥梁受力状态的影响。研究结果表明,当荷载向曲线内侧偏心布置时,最大挠度值减小,当荷载向曲线外侧偏心布置时最大挠度值则增大。随着荷载位置由曲线内侧向曲线外侧移动,各跨的最大弯矩均逐渐增大,不同荷载工况下边跨弯矩大于中跨弯矩。当荷载偏心布置时,各跨的扭矩均显著增大,且荷载向曲线外侧偏心布置时的扭矩大于内侧偏心的扭矩。     

一座3跨连续梁桥维修加固中的内力调整

由于结构刚度大、变形小、动力性能好、主梁变形挠曲线平缓、有利于高速行车、利于桥下空间的设计与利用等优点,连续梁桥在城市立交和高架桥中得到了广泛应用。随着使用年限的增加、超载超限荷载以及桥梁设计、施工和使用等多方面原因,部分连续梁桥尤其是钢筋混凝土连续梁出现了多种病害。由于自身结构特点、交通压力等因素,连续梁桥维修加固和改造往往比较困难。本文结合北京市一座-3跨连续钢筋混凝土连续梁桥维修加固设计,主要介绍通过采用改变支撑体系、千斤顶顶升等措施,对连续梁负弯矩、跨中正弯矩进行内力调整,最终实现连续梁桥中支点负弯矩和桥面板的维修加固。与常规维修措施相比,该桥维修加固中的内力调整从根本上消除了桥梁安全隐患,降低了工程造价,将对交通影响的程度降到了最低,具有良好社会与经济效益,能为同类型连续梁桥的加固设计提供参考。     

斜拉-连续协作体系桥梁的静动力特性研究

主跨采用斜拉桥体系,边跨采用连续结构的斜拉-连续协作体系桥梁近年来在中国得以推广应用。该文以某实际工程为依托,采用Midas/Civil软件建立结构有限元模型,对该桥进行静力、动力特性分析,得到该体系桥梁的内力、变形、自振频率及振型结果。研究结果表明:斜拉-连续协作体系桥梁是一种介于柔性与刚性之间的桥梁,其弯矩分布类似连续刚构桥,跨中正弯矩仅为支点负弯矩的9%,主跨变形类似斜拉桥,主梁面内稳定性超出斜拉桥最小安全度49.2%。该桥1阶振型周期仅为等跨径斜拉桥的55%,其自振振型存在相邻频率接近,模态较为密集的特点。     

考虑施工过程的钢箱—混凝土组合梁桥的徐变效应分析

采用ANSYS建立3×50 m的桥梁实体有限元模型，并基于按龄期调整的有效模量法和有限元增量法，使用徐变准则进行徐变等效计算，在考虑施工过程后研究预制板加载龄期为90 d的钢混组合梁桥的徐变效应，并对比预制和现浇两种不同施工方法的桥梁徐变效应。研究结果表明，桥面板中支点负弯矩区徐变应力储备是边支点的7.8倍；跨中徐变应力纵向分布为边跨>中跨，而横向呈现“两边大，中间小”的规律；支点截面呈现明显的正剪力滞现象，且外侧腹板处徐变应力为内侧腹板处的3.5倍。同时，相较于整体现浇桥面板，预制桥面板的边跨正弯矩区徐变应力显著减小，采用龄期180 d的预制板时应力减少了45%;预制比现浇桥面板的剪力滞现象更明显，支点截面龄期180 d的预制板腹板应力为现浇的4.3倍。     

大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应分析

为研究大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应,以宜万铁路宜昌长江大桥为背景,在总结该类结构体系特点的基础上,采用桥梁博士分析软件建立全桥平面有限元模型,对全桥桥面施加竖向均布荷载(二期恒载),分析拱梁内力、竖向荷载及跨中截面弯矩的分配;将该桥与孔跨组成及截面尺寸完全相同的连续刚构桥在恒、活载作用下的结构内力进行对比,分析组合结构的拱梁组合效应。分析结果表明:在竖向均布荷载作用下,连续刚构柔性拱组合结构跨中范围吊杆轴力增加较大;结构跨中截面总弯矩绝大部分已转化为拱肋压力与主梁拉力;与连续刚构相比,活载作用下,连续刚构柔性拱组合结构的主梁弯矩显著减小,结构刚度提高较大,柔性拱作用明显。     

基于WIM数据的简支梁桥车辆荷载效应分析

基于安装在104国道绍兴段钟家湾立交桥的WIM系统采集为期1个月的车辆荷载数据,分析了不同类型车辆实际载重质量分布,根据影响线加载原理计算了WIM系统记录的每辆车作用下简支梁跨中最大弯矩及支点最大剪力效应值,分析了实际交通车辆荷载作用下跨径为6 ～50 m的12种简支梁桥结构内力分布规律,并与现行桥梁设计规范中汽车荷载对应的效应值进行了对比.最终结果发现:针对于该路段的实际车辆荷载,简支梁桥跨径越小,实际车辆荷载效应超越现行规范荷载效应的车辆数目越多.     

全体外预应力节段梁桥使用性能足尺模型试验

芜湖长江公路二桥引桥首次采用全体外预应力节段预制拼装连续梁桥,为明确结构使用阶段受力性能,进行足尺模型试验研究。试验以"1跨+1/3跨"结构作为足尺模型试验梁,对跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩及支点最大扭矩工况下主梁变形、关键截面应力及转向块等构件的受力状态进行分析。结果表明:在使用阶段跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩及最大扭转状态下,试验梁各测试断面均未发生开裂,具有良好的抗裂性;结构的应力及变形响应与理论计算值较吻合,处于弹性工作状态且受力状态良好;墩顶横梁及转向块结构使用阶段工作性能良好。     

粘贴CFRP布改进承受超载桥梁的抗弯性能

某桥已运营27年,边跨主梁为钢-混结合梁,中跨主梁为钢筋混凝土梁,严重超载导致钢筋混凝土桥跨出现了弯曲裂缝,采用碳纤维增强聚合物(CFRP)布对桥梁进行了加固.为确定由极限荷载引起的作用力,建立了桥梁上部结构的有限元模型并进行计算,计算结果表明,由超载货车所产生的弯矩比由AASHTO标准货车所产生的弯矩大34%～57%...     

反支点预压法在高墩大跨桥梁施工中的应用

反支点预压法是一种较新颖的高墩大跨桥梁施工预压方法,可广泛应用于各种大吨位的支架预压、托架预压、挂篮预压等。结合湖北沪蓉西高速公路铁罗坪特大桥主塔下横梁支架预压的实践,介绍反支点预压法在高墩大跨桥梁施工中的应用。在预压工艺、模拟混凝土荷载效果、预压成本、预压安全性方面将其与传统的堆载预压法进行对比,说明反支点预压法的优越性。     

连续薄壁箱形肋拱桥控制爆破拆除研究与分析

蓬安嘉陵江一桥位于长江支流嘉陵江上,因地震及常年高负荷运转,总体技术状况为“五类”,不能满足设计荷载等级要求。该桥梁是四川省目前拆除的最长公路桥梁,结构类型为多跨连续薄壁箱形肋拱桥,加之存在明显病害,其拆除技术难度高、安全风险大。对于该桥梁的控制爆破拆除,采用了数值模拟、聚能切割爆破、长悬空深孔钻凿等技术手段,安全顺利地完成了拆除工作,其技术经验可为同类桥梁拆除提供借鉴。     

大跨度桥梁荷载试验结构变形测试与分析

采用桥梁静载试验是对在役桥梁安全评价的有效方法。文中通过对某5跨连续箱梁桥进行静荷载试验,利用有限元软件建立全桥数值仿真模型,分别分析该桥在2~3跨、3~4跨时L/2截面和L/4截面的挠度值;4号墩墩顶荷载下负弯矩值。经过测试,该桥在跨中截面最大的挠度值为11.1mm,而计算值为11.5mm。对3种荷载工况下的挠度值进行对比分析,得出该桥的实测值和理论计算值吻合较好,表明该桥具有足够的桥梁安全储备。     

运营状态下上跨高速变截面预应力箱梁桥拆除技术研究

文章以济青高速改扩建工程第四标段上跨高速桥梁拆除为背景,在不中断高速公路交通的前提下,通过合理的交通导流,采用静力切割法对上跨高速部分桥梁进行拆除,采用机械破碎法对剩余边跨桥梁进行拆除,对"边保通,边施工"的上跨桥梁拆除工程有指导意义。