曲线斜拉桥曲率半径设计参数的影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其张兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭转作用,受力复杂,具有高度空间性。以刚果共和国布拉柴维尔主跨为285m的曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥的曲率半径,建立不同曲率半径的曲线斜拉桥和相应的直线斜拉桥模型,以探究不同曲率半径对结构受力性能的影响规律。主要研究对象包括主梁内力、拉索索力、支座反力和主梁变形等,研究结果表明曲率半径对主梁扭矩、支座反力和内外侧索力差值影响较大,对主梁位移、弯矩和剪力影响较小。研究结果可为曲线斜拉桥的设计提供参考。     

山区曲线桥梁设计问题的探讨

受到道路整体线形的布置和地形的阻碍，山区桥梁在设计过程中直线线形通常不能满足指标要求，所以曲线桥的发展越来越受到人们的关注。直线桥和曲线桥的设计要求大相径庭，针对曲线桥的设计进行了分析研究。主要研究了曲线桥的受力方式、曲线桥的分析方法及不同曲率下桥梁的空间分析。通过利用Midas FEA桥梁建立实体模型，计算分析了曲率半径对支座反力、主梁内外侧挠度差值及应力差值的影响。对桥梁的设计工作提供了相应的理论依据。     

曲线钢箱梁支座反力分析和脱空控制

哈尔滨市香滨路连续曲线钢箱梁在初始设计支承条件下,最小验算支反力出现负值。为防止桥梁运营阶段支座脱空,对桥梁上、下部结构产生附加病害,根据曲线钢桥特点,采用有限元法及相关推导公式对负支反力产生的主要原因进行分析,经分析,曲线梁桥曲率的存在、横截面尺寸的分布特点以及钢箱梁自重小是导致支座脱空的主要原因。以此为基础,提出设置配重和支座预偏心的综合支座脱空控制方法。实践证明:在梁端配置适当重量后,负支反力会明显减小,再进行适当支座偏移后即可达到设计支反力要求。通过静载试验进一步验证了该法具有良好的实际效果。     

曲线钢箱梁支座反力分析及处理措施探讨

小半径曲线连续钢箱梁桥在初始设计支承条件下,在最不利工况时,支反力出现较大负值。如果不采取措施,桥梁运营期支座可能会脱空,对桥梁及桥墩正常使用带来不利影响。根据曲线梁桥的特点,防止支座脱空一般采用设置拉压支座,或者梁端配重、支座横向调整等构造措施。文中结合设计实例,根据有限元计算,比较配重前后支座反力,结合钢箱梁自身特点,确定采用的最优构造措施,理论上解决支座脱空的问题。通过成桥静载试验证实采取的措施具有良好效果。     

独柱墩连续梁桥的稳定影响因素分析

以诸永高速金华台州段工程为例,采用MIDAS有限元分析程序,构建了23座独柱墩连续箱梁桥的仿真模型,系统分析和总结了影响弯梁桥稳定性的主要影响因素,如曲率半径、桥梁长度、联端支座间距、独柱墩支座预设偏心等。结果表明：桥梁曲率半径对支座负反力影响很大,当曲率半径小于200 m,桥梁长度大于100 m时较易发生支座脱空现象;增大联端支座间距,合理设置支座偏心距,可减小支座出现脱空的可能性,提高桥梁的抗倾覆能力。     

小半径曲线梁桥空间稳定性分析

针对小半径曲线梁桥空间稳定性问题,以贵州省六盘水市盘县火车站匝道桥为研究背景,利用有限元分析软件MIDAS/Civil建立小半径桥梁模型,分析不同支座偏心距对支座反力的影响及温度效应作用下桥梁结构的变形和受力特点;通过改变支座间距分析支座反力,考虑结构的平衡性,对支座间距进行调整。计算结果表明,设置合理的偏心距及适当调整支座间距可有效避免曲线梁桥支座出现负反力、脱空等不利现象,使结构受力更加平衡。     

独柱墩曲线梁桥倾覆轴线研究

为指导独柱墩曲线梁桥抗倾覆能力设计,基于有限元理论和分析方法,利用MIDAS软件建立独柱墩曲线梁桥模型,计算不同车道荷载作用下各支座的反力,得出支座的脱空顺序,确定倾覆轴线。结果表明:当1排车辆从桥的一侧开始向上行驶,最先出现支座脱空的为进入曲线桥的桥台内侧支座,另一侧桥台内侧支座的反力也迅速减小并随后脱空;倾覆轴线为桥台外侧支座与曲线桥其它支座的连线。为了防止独柱墩桥梁在活载作用下发生倾覆,提出了一些如设置抗拉支座、偏心支座等措施。     

曲线钢箱梁施工抗倾覆稳定性研究

为分析曲线钢箱梁桥施工过程中的抗倾覆稳定性,建立单箱梁和有临时加固设施的双箱梁数值模型,计算各支座的支撑反力。根据钢箱梁的不同受力特征,采用稳定系数法和支座反力法,计算曲线钢箱梁的抗倾覆稳定性系数。分析表明,对于结构整体倾覆分析而言,单箱梁和有临时加固设施的双箱梁的自重作用提供了结构的稳定力矩,使得在施工各工况下均不出现支座脱空的现象;单箱梁和有临时加固设施的曲线钢箱梁整体抗倾覆稳定性较好,各个阶段的抗倾覆系数均远大于规范的规定,桥梁结构不会发生侧向倾覆;双箱梁间设置临时加固设施,可以提高曲线钢箱梁的抗倾覆稳定性,在施工过程中,应加强双纵梁间的临时连接。     

考虑滑道脱空的多滑道PC箱梁顶推过程中受力性能研究

通过建立某顶推连续PC箱梁ANSYS参数化模型,分析顶推过程中滑道脱空工况下支反力及主梁受力变化规律。计算结果表明:滑道脱空对支反力影响较大,多滑道同时脱空可引起相邻滑道支力剧烈增大;在脱空状态下,主梁顶板压应力降低,底板压应力增大,节段变形基本呈横向分布,多滑道脱空时节段变形影响大于单滑道脱空。     

曲线梁桥恒载作用下的简化计算

曲线梁桥(又称弯桥)已成为现代交通工程中的一种重要桥型。曲线梁在恒载作用下会产生弯曲和扭转,如果通过空间杆系法来解决其计算问题,需要较多时间和精力。通过比较恒载作用下曲线梁桥的内力、应力及支座反力与同跨径直线桥梁的计算结果,得出曲线桥梁的简化计算方法。对于箱形截面、恒载作用下曲线梁桥的内力、应力可采用同跨径的直线桥计算结果,曲线梁桥的支反力可依据直线桥计算结果来估算一定条件下的曲线梁桥支反力。     

考虑荷载工况组合的异型拱桥受力分析

异型拱桥造型新颖独特,但受力复杂。为了确保异型拱桥结构安全,该文以通泰大桥为工程实例,采用有限元软件Midas/Civil建立通泰大桥的空间有限元模型。考虑了在恒载、汽车荷载、风荷载、温度及支座下沉等作用组合下的6种不同工况,计算了主梁、拱肋和吊索的应力和异型拱桥的挠度以及支座反力。计算结果表明:在各种荷载组合作用下,主梁和拱肋的应力满足容许应力要求;吊索应力大部分满足容许应力,个别吊索应力稍微超过容许应力;通泰大桥的计算挠度远小于允许值,满足规范要求;支座反力均未出现负值,支座不会出现脱空现象。这表明通泰大桥的结构满足设计要求,结构是安全性的。     

支座预偏心对曲线箱梁桥爱力影响研究

弯扭耦合使曲线箱梁受力变得较为复杂，荷载作用下端部支座的支反力极不平衡，甚至产生支座脱空现现象。研究表明，支座径向位移对调整曲线箱形梁桥端部支座内，外侧支反力的分配作用明显，并且可最大扭矩和最小扭矩的绝对值趋于相等。     

混凝土弯斜拉桥曲率半径参数的影响分析

曲率半径是混凝土弯斜拉桥的关键设计参数之一,为分析曲率半径对Π形主梁混凝土弯斜拉桥受力性能的影响,以某座大跨混凝土弯斜拉桥为工程背景,建立空间梁板混合有限元模型。由室内1∶20全桥缩尺模型试验,通过测试索力和支反力间接获得主梁内力状态的方法,验证数值模型的正确性。基于数值模型,通过不同曲率半径的弯斜拉桥、同跨径的直线斜拉桥对比,系统分析曲率半径对弯斜拉桥主梁、桥塔、支座以及结构动力特性的影响。分析结果表明:静力方面,曲率半径对主梁跨中挠度影响很大,对两侧纵肋挠度差的影响不明显;桥塔横向塔偏量大于顺桥向塔偏量;边墩、辅助墩和桥塔不同位置处支座反力分布规律存在显著差别;曲率半径大于950 m,主梁扭矩与弯矩峰值比小于5%,其内力分布趋近于同跨径直线斜拉桥。动力方面,随曲率半径减小,弯斜拉桥横弯振型减弱,纵漂和扭转振型增加,其各阶模态特征与直线斜拉桥明显不同。     

城市公路桥梁抗倾覆验算与加固改造的设计方案研究

以成都某公路独柱墩桥梁为背景,通过对实际桥梁发生倾覆时受力特点进行分析,使用通用的桥梁结构计算空间有限元MIDAS/Civil分析软件进行该桥的计算、建模、分析,计算模型为梁格法模型,制定出适用于独柱墩桥梁倾覆稳定性的验算方法,在独柱墩曲线梁桥原有独柱墩上,进行钢结构支撑的添加,在支撑上部,加设2个支座,也就是在1号桥墩和2号桥墩两侧各进行一个支座的加设,在进行该独柱墩曲线梁桥加固后,脱空问题并没有表现在公路I级验算的支座当中,-272.0 kN~272.0 kN的支座3反力增加到420.0 kN。当汽车超载达到3车道公路I级荷载工况组合时,全部支座均未出现脱空现象。给已有独柱墩桥梁的改造和加固以及新建独柱墩桥梁的设计提供参考。     

曲率半径变化对曲线梁桥粘滞阻尼器减震效果的影响

建立某曲线刚构-连续组合梁桥的空间有限元计算模型,在桥梁活动支座部位设置粘滞阻尼器,进而考虑曲率半径的变化,计算分析了结构在3条3向地震动作用下曲率半径变化对结构反应以及粘滞阻尼器减震效果的影响.结果表明:不添加阻尼器的曲线梁桥的动力反应不仅与曲线桥的曲率半径有关,而且还跟地震动特性有关;添加粘滞阻尼器后控制点内力在不同地震动作用下均随着曲线桥曲率半径的增大而增大;粘滞阻尼器对于曲线桥控制点内力和主梁位移的减震率在不同地震动作用下均随曲线桥曲率半径的增大而减小.为粘滞阻尼器在不同半径曲线梁桥上的应用提供了理论指导.     

连续刚构弯桥特殊构造细节设计

连续刚构弯桥由于其结构受力与直线桥存在差异,特别是由于弯扭耦合作用,其扭矩通常比直线箱梁桥大。截面扭转和畸变引起的应力、内力、支反力和结构的位移要比同样条件的直线桥复杂。通过研究其受力和变形特点,对连续刚构弯桥的主梁、伸缩缝、支座的相关构造细节进行了合理的特殊构造设计,使桥梁结构适应受力和变形的要求。本文主要介绍雅安至泸沽高速公路连续刚构(T型刚构)弯桥的特殊构造细节,如箱梁横隔板布置、防崩钢筋布置、抗扭钢筋布置、伸缩缝及支座选用布置上等主要构造的细节设计。     

Separation Test Method for Bridge Bearing Based on Displacement

为克服传统支座脱空测试方法中存在的传感器安装困难和测试误差大等问题,提出利用支座脱空前后桥梁变形规律的不同,根据理论支反力-实测位移曲线,结合理论位移曲线,判断桥梁支座是否脱空的位移法.采用室内试验和现场荷载试验的方法对位移法测试支座脱空的有效性进行了研究.对一根3跨连续梁的试验表明:支座脱空前后的试验点可以采用2条不同斜率的直线拟合;支座脱空时出现拐点,支座脱空前后的曲线斜率相差8倍以上;位移法不仅可以判断支座是否脱空,还可以给出支座脱空荷载和支座的弹性系数;结合理论分析结果,位移法可判断出支座是在试验前脱空、试验中脱空还是一直未脱空.对一座4跨连续钢箱梁桥的现场试验表明本研究提出的方法可行.     

大跨曲线斜拉桥Π形主梁分析方法研究

为获得适用于大跨曲线混凝土斜拉桥Π形主梁受力分析的实用方法,以刚果共和国布拉柴维尔滨河大道桥为研究对象,综合考虑施工过程中新梁段的浇筑、预应力筋张拉、混凝土收缩徐变等影响,分别采用梁-板混合有限元法及杆系有限元法建立空间有限元模型,对斜拉索索力、支座反力、主梁内力进行计算对比。结果表明:曲线斜拉桥主梁"弯扭耦合"效应明显,由此导致的边墩支座脱空问题应引起重视;梁-板混合有限元方法能够反映实际工程的主要力学行为和特点,特别适合空间复杂受力的Π形截面曲线梁的受力分析。最后通过缩尺模型试验,验证了该方法用于实际桥梁受力分析的可行性。研究结果可为大跨Π形主梁曲线斜拉桥的设计及施工提供参考。     

异型曲线钢箱梁桥支座布置方式研究

为了研究支座布置形式对异型曲线钢箱梁桥支座水平反力的影响、提出对结构有利的支承布置方式,以一实际的异型曲线钢箱梁桥为例,采用有限元法建立精细的空间有限元模型,分析其在自重、二期恒载、温度作用和汽车活载等荷载下10种支座布置方式产生的支座水平反力。通过综合分析,提出较合理的支承布置方式,减小支座的水平反力,保证结构的安全使用,为类似异型桥梁的支座设计提供依据。     

曲线连续箱梁桥侧倾和支座脱空原因分析

针对国内曲线连续箱梁桥近年出现的支座脱空甚至侧倾的事故,以钢筋混凝土曲线连续箱梁为对象,采取空间有限元方法,研究在重力、汽车荷载及梯度温度作用下的支座反力,分析汽车荷载对结构抗侧倾性能的影响及可能引起事故的主要原因。研究表明,梯度温度作用对曲线连续箱梁的支座反力有很大影响,而曲线连续箱梁是否发生侧倾不能简单由支座是否脱空来判断,必须进行空间计算才能确定结构整体的抗侧倾性能。