连续刚架-拱桥三角刚架模型试验研究

三角刚架是连续刚架拱桥最为重要的结构之一,通过广州新光大桥1∶10缩尺模型试验,研究三角刚架在施工及运营荷载作用下的应力发展和分布规律、抗裂性及承载能力.试验结果表明三角刚架在施工阶段以斜腿顶部拉应力控制设计,运营阶段以斜腿根部压应力控制设计,在正常使用荷载作用下三角刚架具有足够的抗裂安全性和承载力储备.     

空腹式连续刚构桥施工过程受力特性分析

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m的预应力混凝土空腹式连续刚构桥,其三角区下弦采用挂篮辅以扣索施工,上弦采用支撑于下弦顶面的支架现浇施工,后续梁段采用挂篮悬臂浇筑施工。为研究该桥在施工过程中的受力特性,建立全桥有限元模型,对临时扣索张拉及拆除、预应力张拉、后续梁段施工等工况进行计算分析。结果表明,由于梁段浇筑、扣索张拉、预应力张拉的影响,上弦支架部分应力集中;三角区扣索索力变化不大,基本上随施工进度递减;中跨合龙后,支架拆除对主梁及斜腿受力影响不大,扣索拆除使主梁及斜腿应力峰值有效降低。     

预应力混凝土V墩三角刚构施工应力与变形分析

为掌握预应力混凝土V墩三角刚构施工过程中应力、变形变化规律,确保施工质量和安全,以前程路大桥(V墩异型钢-混梁拱组合桥)为背景,采用MIDAS/FEA建立大桥组合有限元模型,依据施工方案,详细分析施工过程中预应力混凝土V墩三角刚构受力和变形特点。结果表明:V墩分段施工至支架拆除,V墩斜腿顶、底板压应力不断增大;中跨钢结构施工至吊杆初次张拉,V墩斜腿顶、底板最小正应力保持稳定不变;拆除中跨下部支架结构体系转换后,V墩斜腿底板最小正应力明显减小;边跨支架拆除和桥面二期铺装完成时,V墩斜腿顶、底板混凝土分别出现第一主应力和第三主应力最大值,且最大第一主应力分布区域主要在V墩斜腿靠中跨侧顶部顶板和底部底板局部,最大第三主应力分布区域分布于V墩中跨侧斜腿中下部顶板局部;整个施工过程中V墩三角刚构上部箱梁底板最大压应力-9.96 MPa;在边跨预制梁架设后,V墩三角刚构上部箱梁跨中上挠最大(相对支承边,跨中最大上挠8.6mm);中跨支架拆除结构体系转换后,上部箱梁南侧支承边竖向位移沿横桥向差异比北侧支承边的大(最大2.9mm);对于前程路大桥,在大刚度的V墩三角刚构和两端横梁的共同作用下,上部箱梁扭转及横向变形很小。     

三角刚架斜腿约束作用及影响系数实用计算方法

为研究三角刚架斜腿对系梁预应力约束作用的量化影响,通过揭示其作用全过程,引入基本假设,基于混合法推导出对称三角刚架斜腿约束作用影响系数的计算公式,通过拆合过程,进一步提出了非对称三角刚架的影响系数实用计算方法,并进行了工程实例验证分析.研究结果表明:斜腿约束作用为三角刚架固有特性,其影响系数仅与截面尺寸、材料、几何形状有关;约束作用影响系数的公式计算结果与有限元分析结果及模型试验结果相对误差在5％以内,可满足工程精度要求;消除斜腿约束作用不利影响的最优解决方案是在设计中提高系梁预应力的张拉控制力,若设计时未考虑,也可在施工中采取分段浇筑系梁混凝土或在斜腿中预留后浇带的方法解决.     

短线法预制拼装施工线形控制影响参数分析

嘉绍跨江大桥北岸水中区引桥为十三联70 m等跨连续刚构桥,主梁为单箱双室斜腹板箱梁,采用短线法预制拼装施工。为了保证主梁预制与拼装的精度,采用有限元软件分析梁段自重、梁段刚度、预应力张拉控制应力、管道摩擦系数、预应力筋松弛系数、存梁天数、施工荷载及温度等参数对主梁预制线形与单个"T"构最大悬臂状态线形的影响敏感性。结果表明:影响预制线形的主要因素是梁段自重和预应力张拉控制应力;影响单个"T"构最大悬臂状态线形的主要因素是施工临时荷载和梁段自重。     

V型斜腿预应力索内部单端张拉施工技术

介绍小榄水道特大桥V型斜腿预应力索由斜腿外部的两端张拉优化为在斜腿内部利用张拉锚箱对称、分级单端张拉的技术,对预应力索张拉过程中支架及V型斜腿结构的受力和变形提出了监控要求.采用预应力索来调节V型斜腿施工的应力分布.有效地防止了斜腿根部混凝土的开裂,成功地解决了大角度、大截面V型斜腿施工难题,为同类型桥梁施工积累了经验.有一定的推广价值.     

在役大悬臂箱梁桥顶板加劲腋纵向开裂成因分析

以某大跨度连续箱梁桥梁体顶板加劲腋纵向开裂为背景,建立考虑悬臂施工和成桥运营阶段的大桥三维实体有限元模型,分析了横向预应力张拉、挂篮前移、施工不平衡堆载、重车偏载、梯度温度等不同荷载工况对箱室顶板加腋处横向应力分布的影响。结果表明,施工/运营阶段最大组合应力接近混凝土抗拉强度标准值,对大悬臂箱梁,横向预应力张拉是引起梁体纵向裂缝的主要原因。     

连续刚构桥施工控制参数敏感性分析

大跨径连续刚构桥的结构线形和应力受到多种控制参数的影响,这些参数的改变会影响桥梁合龙精度以及成桥后的结构内力.为研究大跨径连续刚构桥施工控制参数的敏感性,以四川宜宾观音岩大桥为背景,采用Midas/Civil 2019建立桥梁空间有限元模型,基于均匀试验,探讨混凝土重度、挂篮荷载、初始张拉预应力、弹性模量4个典型控制参数对桥梁最大悬臂阶段和成桥阶段位移和内力的影响.结果表明:无论是位移还是弯矩,桥梁最大悬臂阶段的最敏感参数均是挂篮荷载;成桥阶段的最敏感参数均是初始张拉预应力.分析成果可为大跨径连续刚构桥精细化施工控制提供参考依据.     

梁拱组合桥力学性能敏感性分析

梁拱组合桥构造相对复杂,施工过程不确定因素对桥梁线形及受力影响较大。通过建立精细化空间杆系有限元模型,研究预应力张拉误差和混凝土荷载等力学参数变化对结构应力及桥梁线形的影响。分析结果表明:当主梁混凝土自重比设计值大时,主梁顶板压应力减小,底板压应力增大,跨中合龙段附近主梁向上挠度减小;在梁拱组合桥成桥阶段,预应力张拉误差对主梁跨中挠度影响较为突出,梁拱组合桥在最大悬臂阶段预应力误差对桥墩附近主梁的挠度影响相对较小,越靠近悬臂端预应力误差对主梁的挠度影响越大。研究成果可为梁拱组合桥的设计及施工过程提供技术参考。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工过程力学性能分析

为指导波形钢腹板矮塔斜拉桥施工,对该类型桥梁的施工全过程进行力学性能分析。以(58+118+188+108)m的朝阳沟特大桥为研究对象,采用MIDAS/FEA有限元软件建立有限元模型,对其施工全过程进行计算。计算结果表明:施工过程中张拉悬臂顶板预应力束使主梁悬臂端轻微下挠,对悬臂施工主梁悬臂端竖向变形的影响远小于张拉斜拉索和浇筑梁段混凝土产生的影响;悬臂根部顶、底板应力在合龙束张拉时应力增量较大,应在施工中重点关注;斜拉索索力受施工阶段的影响不大,索力分2次张拉调整到成桥索力是合适的;矮塔斜拉桥桥塔和主梁刚度较大,两桥塔塔顶位移在悬臂施工过程中基本为0,顶推力作用下一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约5cm,另一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约4cm,可抵消后期运营中桥塔向跨中的偏位。     

混凝土箱梁竖向预应力孔道对截面削弱的影响初步研究

预应力混凝土连续（刚构）箱梁桥设置竖向预应力筋是为了减少和控制腹板主拉应力、防止开裂,然而在设置了竖向预应力后,箱梁腹板开裂现象仍然普遍存在。竖向预应力难以达到设计要求是导致腹板开裂主要原因之一,该文主要在不考虑应力集中的前提下,研究竖向预应力孔道灌浆问题对竖向预应力效果的影响。对常张高速沅水大桥进行变截面箱梁腹板应力分析,得到竖向预应力孔道削弱对腹板应力水平的影响,并采用等效主拉应力增量法对腹板竖向预应力进行折减分析。该文研究表明：箱梁腹板竖向预应力孔道灌浆不理想,将会引起截面抗剪刚度、抗弯刚度及抗压刚度的削弱,从而导致主拉应力σzl增大及竖向预应力作用的折减,势必将对结构安全造成不利影响。     

冈管混凝土组合高墩连续刚构桥体系可靠指标计算方法

钢管混凝土组合高墩连续刚构桥体系可靠度计算存在钢管混凝土组合高墩受力分析复杂,连续刚构桥梁失效模式较多,其功能函数不存在显式等问题.采用MIDAS有限元软件对结构进行较准确的模拟和受力分析,然后根据分析结果选取最高墩的稳定性失效和关键截面的拉、压应力失效模式.在MATLAB语言的平台上利用二次序列响应面法将隐式功能函数...     

空心型箱形铁路框架桥的力学性能分析

为获得空心型截面铁路框架桥的承载性能,以某铁路框架桥实际工程为背景,将桥顶板和侧板分别沿纵向和横向挖孔,分析顶板沿顺桥向挖孔的理论依据。采用有限元软件ANSYS建立该结构与土体共同作用的模型,分析研究桥体位移沉降、主拉应力和基底附加应力的规律,并与原型框架桥进行比较,研究结果显示该框架桥提高了自身承载力,减小了其变形,从而验证了该框架桥的可行性,为此种结构的应用与推广提供了理论依据。     

矮寨连续刚构桥合龙顺序分析及过程模拟计算

基于理论分析,以湘西自治州矮寨连续刚构桥为工程背景,运用桥梁软件BRanalysis建立不同合龙顺序施工控制的仿真计算模型,分析不同合龙顺序对桥梁结构位移和应力的影响,探索该桥合龙的一般规律,提出合龙的可行性方案,并根据该合龙方案对合龙段做相关的计算,确保该桥的合龙顺利进行,为今后该类桥梁的分析、施工提供相应的参考。     

拱索体系加固的刚架拱桥荷载横向分布

针对传统的钢筋混凝土刚架拱桥采用拱索体系加固的要点和措施,提出了计算拱索体系荷载横向分布的弹性支承连续梁法。该方法假定荷载作用在由各拱片或索组成的空间桥梁结构中,通过计算荷载作用在截面处各拱片或索的刚度,根据桥梁的横向联结刚度,建立一弹性支承连续横梁来计算荷载在各拱片的横向分配,从而把空间问题转化为平面问题来处理。空间有限元分析结果和实桥试验结果对比表明:用拱索体系加固刚架拱桥,能有效地提高该桥的极限承载能力;该方法是一种简单、实用、偏于安全的设计计算方法。     

某异型系杆拱桥空间力学特性分析

为研究斜吊杆异型系杆拱桥的空间力学特性,以某异型系杆拱桥为研究对象,采用MIDAS Civil建立该桥空间有限元模型,分析其在施工和使用阶段的静、动力特性及结构稳定性.分析结果表明:该桥斜吊杆附加应力对拱肋影响较大,全桥纵、横梁框架体系整体刚度较大,拱肋挠度对整体降温比较敏感,使用阶段各吊杆应力幅比较均匀,为50 MPa左右;拱肋侧倾刚度较小,拱肋刚度对全桥刚度贡献较大,各阶段稳定系数均较高;吊杆调索对全桥应力水平有较大影响,施工中应予注意.     

千岛湖大桥V形墩有限元分析和施工研究

介绍了千岛湖大桥主桥的墩座、V形墩斜腿、箱梁、箱梁预应力各部分的结构设计方案.通过对大桥主桥结构进行整体平面杆系有限元分析及对墩梁结合部进行空间有限元分析,验证整体结构和局部结构的受力合理性,提出了全桥施工方案,进一步确保V形墩结构的安全和质量.     

四跨混凝土连续刚构桥预应力损失时效分析

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）和美国AASHTO LRFD桥梁设计规范提供的混凝土徐变系数和收缩应变计算公式,运用Midas/Civil软件对比分析了贵州赫章特大桥在不同阶段下预应力损失及其对主梁变形的影响。结果表明,按2种规范计算得到的预应力管道摩阻损失基本相同,由锚具变形、弹性压缩和预应力筋应力松弛引起的预应力损失,AASHTO LRFD规范计算值略大于JTG D62—2004,然而由于2种规范在混凝土徐变、收缩计算公式上的不同,按照AASHTO LRFD规范计算由混凝土徐变收缩引起的预应力损失和主梁变形较JTG D60—2004大。     

先简支后连续分布式箱梁桥后连续预应力合理张拉顺序研究

采用等效节点力的概念,以虚拟层合单元程序为平台,分析推导了预应力空间效应分析的方法,并以此为基础,考查了一座先简支后连续小箱梁桥后连续预应力张拉引起的结构空间效应。针对先简支后连续的施工特点,重点考查了结构在不同的后连续端浇注与张拉顺序下的预应力效应及其对结构受力的影响。结果表明,采用不同的张拉顺序,对于结构的受力和变形,尤其是临时支座的合理受力影响很大。并从中选择一次性浇注所有后连续端部的施工顺序作为最优的工序,推荐为施工所采用。     

正交异性钢桥面板第一体系受力状态对铺装层的影响

针对不同桥型主梁上正交异性钢桥面铺装层破坏的差异，采用预应力模拟正交异性钢桥面板的第一体系应力，用有限元方法计算作用有不同预应力水平的局部正交异性钢桥面系在标准轴载作用下的力学响应。得到了局部桥面系铺装层的各控制指标值分别随预应力水平的变化关系。结果表明，第一体系纵向正应力对铺装层表面最大纵向拉应变影响显著，第一体系横向正应力对铺装层表面最大横向拉应变影响较大，而第一体系应力状态对最大肋间相对挠度的影响很小、对层间最大剪应力基本没影响。