连续刚构桥高墩设计及墩梁结合部应力分析

连续刚构桥的桥墩高度和刚度是控制桥梁孔跨布置和结构设计的关键因素。以墩高195 m的赫章特大桥为例,对双薄壁墩、独柱墩2种桥墩形式进行对比分析,得出桥墩采用独柱墩形式的结论。运用大型通用有限元程序ANSYS建立其墩梁结合部局部三维有限元模型,从正应力和主应力角度分析该部位的应力分布特征。分析结果可为同类高墩桥梁设计和施工提供参考。     

单肢空心薄壁高墩大跨连续刚构桥稳定性分析

单肢空心薄壁墩作为高墩连续刚构桥桥墩的主要形式之一,在工程中广受青睐,但其稳定性计算与分析较少见诸于文献。以墩高132m的黄石特大桥为依托,运用Midas/Civil建立空间有限元模型,对单肢空心薄壁高墩大跨连续刚构桥的各个施工阶段的稳定性进行计算,并将计算结果与理论推导公式进行对比检验。计算结果表明,其各阶段稳定性满足要求;最不利稳定状态出现在最大双悬臂阶段;横向的墩顶系梁可以显著增加稳定性;风荷载及温度荷载对稳定性的影响不明显。运用理论公式进行静定状态的墩顶临界荷载计算,其结果和有限元计算结果吻合,既简单又符合实际情况,可以在设计中直接运用。     

考虑P-Δ效应的高墩施工计算分析

赛果高速公路第4合同段为越岭段山坡展线桥,桥梁共计6个高墩,且位于270m小半径曲线上,矢高为0.707。这6个高墩采用薄壁矩形空心桥墩,墩高均在80m以上。其中Y40为全桥最高墩,设计高度为118.800m(不包括盖梁高度2.4m)。为确保施工过程安全、合理,采用空间有限元法模拟高墩施工阶段,对高墩的P-△效应、高墩稳定性及温度效应进行计算。结果表明,主墩施工过程中主体结构是安全的;考虑P-△效应后墩底内力和墩顶位移都稍有增大,建议考虑P-△效应。     

山区高墩长联大跨连续刚构桥设计

山区长联刚构桥常具有边主墩受力与高墩稳定性较难满足的特点。文中以一102m+4×190m+102m跨度、175m墩高刚构桥为例,通过对高墩2种结构对比设计及通过系梁设置、合龙顶推、改变合龙顺序等方法,使长联刚构桥边主墩受力与中高墩稳定性满足要求的同时降低了主墩混凝土用量。     

设置TMD的高墩大跨铁路钢桁梁桥减震分析

为研究设置TMD对高墩大跨铁路钢桁梁桥的减震效果,以一座2×98m的高墩(墩高86~92m)大跨铁路钢桁梁桥为研究对象,采用有限元软件MIDAS建立全桥空间动力计算模型,对仅在墩顶设置TMD、在墩顶和桥墩中部同时设置TMD两种工况下结构的地震反应进行分析。结果表明:TMD可作为高墩桥梁减小地震反应的有效措施之一;对于高墩桥梁,在墩身内部设置TMD装置不能仅对其1阶振型设计TMD,应考虑第2阶或更高阶振型的动力贡献,才能获得最优的减震效果;TMD对高墩墩顶位移以及墩底弯矩减震效果较明显,但对墩底剪力减震效果相对较差。     

高墩大跨度连续刚构桥施工稳定性分析

对于高墩大跨度连续刚构桥,随着墩高的增加其施工难度将逐渐加大,施工过程中的安全问题,尤其是高墩带来的稳定性问题将逐渐凸显,对其进行施工阶段的稳定性分析十分必要。本文依托某高墩大跨连续刚构桥,结合其施工过程和结构体系特性建立有限元模型,对施工阶段不同荷载作用下的第一类及第二类稳定性进行分析以明确结构整体安全特性,可为同类桥梁的设计提供参考。     

高墩大跨径预应力连续刚构桥稳定性研究

利用空间有限元法对钢管混凝土叠合柱特高墩预应力混凝土连续刚构桥的空间稳定性进行了计算分析,以某特大桥为例,当墩高达到180m时,最大双悬臂施工状态的结构稳定性安全储备最低。计算结果表明,结构的计算模型及几何特征对其稳定性的影响较大,且应对钢管混凝土叠合柱高墩刚构桥的主梁施工过程进行严密监控。     

RC高墩位移变形能力计算模型研究

为研究RC高墩的抗震性能,对4根RC高墩模型进行拟静力试验,观测高墩在循环荷载作用下的破坏形态和变形过程,并基于此提出一个用于评估高墩位移变形能力的计算模型。该模型由墩在一些特征状态时的曲率分布曲线构成。以试验中的3个试件为算例,分别采用JTG/T B02-01—2008《公路桥梁抗震设计细则》中的计算模型、Y K Yeh等人建立的计算模型和本文提出的计算模型进行验算。结果表明:上述3个模型的计算结果与试验结果相比较,最大误差分别为117.04%、36.54%和20.67%,本文提出的计算模型其计算结果与试验结果最相近。     

超高墩设计研究

超高墩在桥梁建设中的应用已越来越广泛。以云南某连续刚构桥为背景,对其高达168m的主墩设计进行探讨,并对主墩施工状态和成桥状态的稳定性进行计算。结果表明,该超高墩的稳定性有足够的保证。该桥墩的设计可以为同类桥梁的设计提供参考。     

大跨预应力连续刚构桥高墩优化设计研究

以黄河上一座高墩预应力混凝土连续刚构桥为背景,重点探讨了该类桥梁中高墩的设计优化。通过对5种试验墩型对应结构的详细数值分析,分析比较了单箱墩与双薄壁墩在同一高墩中,以不同高度比例组合下的受力情况。     

某特大桥薄壁高墩几何非线性稳定性分析

以厦成高速公路跨山谷路段某特大桥12号高墩为研究对象,建立Beam单元和Thick plate单元三维空间有限元模型,对施工阶段高179.3 m的薄壁高墩分别进行线性、几何非线性稳定性分析。分析结果表明:在最不利荷载工况下,非线性因素对最大悬臂施工阶段高墩的稳定性影响很大。     

不同墩高桥墩结构的地震反应分析

以一典型桥墩结构为例,采用有限元程序sap2000建立桥墩结构空间有限元计算模型,采用动态时程分析法对不同墩高桥墩结构进行地震反应分析,着重讨论不同地震动输入下不同高度桥墩的底部内力以及墩顶变形的地震反应变化规律,分析结果为同类桥梁结构的抗震设计提供理论依据。     

高墩波形钢腹板PC连续刚构桥温度场研究

高墩波形钢腹板PC连续刚构桥,具有主梁自重轻、预应力效率高、支反力小、适应山地地形等优势,在山区桥梁中具有很好的应用前景。以80m+152m+80m跨径组合的PC连续刚构桥为例,基于日照规律,采用ANSYS有限元分析软件,对波形钢腹板PC组合箱梁、双肢薄壁高墩进行24h瞬态温度场仿真,得到波形钢腹板PC组合箱梁、薄壁墩的温度变化规律与温度场模式,为双肢薄壁高墩波形钢腹板PC组合桥梁的温度设计提供参考。     

崖门大桥引桥设计及高墩非线性分析

崖门大桥引桥采用预应力混凝土先简支后连续刚构，长620m。引桥墩身高度变化由22．2m～44．5m，辅墩高46．5m，边墩高44．2m，主墩高47．6m，主塔高76．5m。简要介绍崖门大桥引桥设计，以及主、引桥高墩非线性分析。     

不同加载模式的高墩拟静力试验研究(I):试验设计及初步结果

通过不同加载模式的拟静力试验对高墩的抗震性能展开研究,设计了3个完全相同的钢筋混凝土矩形空心墩试件。将两个作动器分别安装在墩身一定高度位置以及墩顶,采用3种不同的加载模式进行拟静力试验,其中两种加载模式考虑了高阶模态的参与,用以验证高阶模态参与下高墩的抗震性能。试验中以加载力-位移滞回曲线、墩底截面平均曲率、墩顶位移为主要测试对象,对不同加载模式下的高墩试件损伤过程、破坏机理、塑性区域的变形及极限状态进行了分析研究,结果表明高阶模态的参与程度对高墩抗震性能产生了影响。     

T型刚构桥桥墩型式选择

以拟建大跨高墩T型刚构桥为例,从高墩截面形式对上部结构影响,高墩抗扭刚度及施工阶段及成桥状态下全桥稳定性等方面对比了单薄壁墩和双薄壁墩的优劣,希望能对今后山区高墩桥梁设计提供一些借鉴。     

高墩连续刚构左右幅相连横向抗风分析

高墩大跨径连续刚构桥梁主墩横向抗风设计问题突出,多以增大主墩底部尺寸来解决,但变截面高墩容易造成施工不便和影响美观。对分幅桥梁,笔者认为可将左右幅0#块用外伸横隔板相连,双幅桥梁的主墩共同承担横向风荷载。以龙门大桥为例,用Midas建立单幅桥梁和双幅相连桥梁的两个模型,比较各自的内力和稳定性,再应用ANSYS对受力复杂的0#块及其外伸隔板作三维实体仿真分析。结果表明,双幅桥梁相连后可有效减少墩底内力,提高整体稳定性。     

某高墩大跨连续刚构桥主墩优化设计研究

选择合理的桥墩型式是降低高墩大跨连续刚构桥造价的有效措施。以瓦厂特大桥的设计为背景,将原设计主墩采用的组合墩墩型,优化成单肢空心薄壁墩,通过建立各墩型的空间有限元模型,进行对比分析。结果表明：两种主墩墩型的梁部应力水平相当;单肢空心墩稳定性优于组合墩;在最大双悬臂施工状态下,采用单肢空心薄壁墩强度安全系数较组合墩小,但成桥后安全系数相当;采用单肢空心薄壁墩经济性优于组合墩,能大幅节省造价,在施工质量与工期方面具有明显的优势。研究结果可为今后山区同类的桥梁提供一定的借鉴和参考意义。     

墩身结构对高墩大跨桥梁施工稳定性影响研究

稳定性是高墩大跨桥梁的关键问题,该文依托最大墩高148 m、主跨175 m的大跨径连续刚构桥——壶口黄河特大桥为背景工程,通过分析显示:其最大悬臂状态下稳定系数达9.38。为了进一步提高桥梁的施工稳定系数,针对墩身结构,研究了连梁设计、壁厚设计和考虑几何非线性对施工稳定性的影响,提出了相关设计建议和方法,可显著提高桥梁的稳定性,研究结果可为相关桥梁设计提供参考。     

基于不同墩高下高阻尼减隔震支座合理适用范围研究

以一座连续梁桥为例,采用CSIBridge有限元软件建立动力分析模型,分别对高阻尼减隔震橡胶支座和普通板式橡胶支座两种体系桥梁结构进行动力时程分析,对比两种支座体系桥梁结构在不同墩高工况下的地震响应。通过对结构自振周期、地震位移响应、桥墩内力等方面对比分析,研究高阻尼减隔震支座在地震荷载中对桥梁结构的减震效果。结果表明,在墩高较低时,减隔震支座能够通过水平方向大位移剪切变形及滞回耗能实现减震功能,而在高墩情况下,其减隔震效果不明显。综合考虑,高阻尼减隔震橡胶支座适用于墩高不超过40m的连续梁桥,在此墩高范围内具有较好的减隔震效果。