预应力混凝土曲线梁桥支座病害成因分析

近年来采用空间杆系模拟曲线梁结构受力时假定梁单元形心与剪切中心重合,无法计算约束扭转效应及翘曲和畸变,结构计算结果与实际受力存在偏差,因此,应采用实体有限元进一步模拟结构真实受力。本文在对预应力混凝土曲线连续箱梁常见支座病害分析的基础上,采用实体有限元建立结构计算模型对主梁施工阶段支座反力的变化进行分析,并与杆系计算结果比较。研究结果表明:曲线梁桥扭转效应和平面内变位是其支座病害出现的直接原因,宜在设计中通过合理设置主梁支座及限位来消除其对结构的不利影响;相对来说,采用实体有限元比采用杆系有限元计算曲线梁结构受力更趋合理。     

拼宽T梁桥基础容许沉降差分析

针对T梁桥拼宽后基础沉降造成的不利受力,以部分典型拼宽桥沉降差监测数据为依据,将拼宽部分沉降简化为线性沉降和整体沉降。基于某T梁桥拼宽工程,采用Midas FEA建立实体模型,分析沉降应力,得出拼宽T梁桥受力最不利位置为支点竖向截面接缝处。研究结果表明:新旧T梁最佳连接方式为在接缝处跨内设置横隔板,而梁端不设置;采用该连接方式,以上部结构最大拉应力是否超过混凝土抗拉强度标准值作为控制标准,得出简支和连续T梁桥拼宽部分线性沉降下容许沉降差分别为8和7 mm,任意相邻2片T梁,尤其是接缝处新旧T梁间的相对沉降差要控制在3 mm以内。     

温度荷载作用下桥上CRTS Ⅱ型板式轨道纵向力学特性研究

利用有限元软件ANSYS建立温度荷载作用下桥上CRTS II型板式无砟轨道结构体系各部件纵向相互作用分析模型。模型中钢轨、轨道板、底座板、梁体、桥墩均采用梁单元模拟,各结构层之间的连接采用弹簧单元模拟。以一座高速铁路混凝土连续梁桥为例,分析桥梁温度荷载作用下,轨道及桥梁结构的力学特性,并针对相关因素对各结构层受力与变形的影响进行了研究。研究结果表明:当梁体温升幅度达到一定值以后,轨道结构纵向力不再明显增大;"分离板模型"能更好反映CA砂浆黏结状态对轨道和桥梁受力特性的影响;滑动层摩擦大数增大,将大幅度增加轨道与桥梁结构的受力;轨道板宽接缝开裂导致钢轨、底座板纵向受力以及轨道板位移的增大。     

基于初等梁理论的人字形桥梁结构空间梁格分析

根据初等梁理论,采用空间梁格分析法对一例典型人字形薄壁箱梁桥进行结构简化及模拟分析。分析结果表明:当受荷载桥跨的两端为扭转约束、并在集中荷载和竖向均布荷载作用下时,空间梁格分析法所得结果与板壳模型的计算结果比较接近;当受荷载桥跨的两端为单向铰支座、并在偏心竖向荷载作用下时,由于约束扭转和畸变效应对主线和匝道的影响十分显著,空间梁格分析法所得结果与板壳模型计算结果相异较大,主要原因是初等梁理论不能反应宽翼缘薄壁箱梁约束扭转、畸变及剪力滞效应等受力特点。指出:对于宽翼缘薄壁箱梁桥结构在采用空间梁格分析法时,应同时考虑宽翼缘薄壁箱梁受力的特点对初等梁理论分析方法进行完善。     

钢铝混合车体铆接结构有限元建模方法研究

为建立一种适用于钢铝混合车体铆接结构的简化有限元模型,基于ANSYS平台,采用壳单元与MPC184刚性梁单元在3种不同的复杂程度下分别建立了双排单搭板铆接结构和双排双搭板铆接结构的简化有限元分析模型,并与全实体有限元模型进行了比较分析。在此基础上提出了铆接结构采用壳单元与MPC184刚性梁单元进行离散化的工程方法,并将其成功运用于某钢铝混合车体强度分析中。研究表明:采用该方法对铆接结构进行离散化时,在距离铆钉距离大于10倍的铆钉名义直径区域,铆接结构的von_Mises应力计算相对误差在5%以下,且随着距离的增加逐渐减小;在对大型铆接结构进行强度分析时,综合采用该方法与子模型技术在保证其计算精度的前提下提高了计算效率。     

高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道高温变形及损伤机理研究

为研究CRTSⅡ型板式无砟轨道在系统升温及温度梯度共同作用下的温度变形特征及损伤失稳机理,采用有限元分析手段,建立连续12块板总长度约80 m的轨道结构理论分析模型,提出接缝处的钳口形受力机制,并分别对窄接缝均匀和不均匀损伤条件下轨道结构的温度变形特征进行计算分析。结果表明:钳口效应将加速窄接缝的压溃;不同的接缝损伤工况组合引起不同形态的轨道结构变形;板端偏压力线上移进入宽接缝内容易导致板端劈裂。     

城市轨道交通双线变宽连续U梁设计

对某工程城市轨道交通双线变宽连续U梁进行精细化设计。该桥采用三跨连续结构,变宽幅度远超同类型其他桥梁,设计难度较大。其变宽段采用了将中腹板进行"加厚+加箱室+分岔"的系统设计方法,整体构造复杂,需进行深入研究。通过建立全桥杆系与三维有限元模型,分析全桥空间应力效应、主桥横向受力、变宽段局部受力以及支反力与多腹板剪力分配,深入地分析了结构的受力机理。通过对全桥进行优化分析,削减主梁腹板与底板厚度,进一步提升结构受力性能,提供了该类型桥梁的合理设计研究思路。     

整体多片式T梁的横截面框架效应分析

主要通过对秦沈客运专线整体多片式 16mT梁桥的空间有限元分析和平面结构分析 ,研究整体多片式T梁的横截面框架效应 ,提出合理的简化计算方法。     

军粮城北站桥上岔区纵连底座结构设计研究

研究目的:津秦客运专线军粮城北站位于塘沽西跨京津塘高速公路特大桥上且一般地段采用底座纵向连续的CRTSⅡ型板式无砟轨道结构,岔区采用连续的小刚架结构,这要求在连续小刚架桥上铺设底座纵连的无缝道岔。为了解决岔区底座纵连带来的一系列结构受力复杂问题,需对无砟道岔、道岔板和桥墩进行建模和受力分析,以用于指导结构设计。研究结论:本文通过对钢轨、道岔板和底座、梁体及墩台建立完善的线桥墩一体化模型进行分析,得出了纵连底座结构受力特性,纵连底座主要受到温度力和制动力作用。采用纵连底座刚度折减理论和极限状态设计方法是对前人桥上岔区底座结构研究的有力补充,为以后类似的工程提供了借鉴。     

列车竖向荷载下CRTSⅡ型板式无砟轨道结构受力特性试验研究

采用1∶1足尺模型对列车竖向静荷载作用下CRTSⅡ型板式无砟轨道结构受力特性进行试验,并对CRTSⅡ型板式无砟轨道梁板和梁体理论分析模型进行验证。按实际工艺在实验室内建造一段CRTSⅡ型板式无砟轨道,通过试验机和分配梁模拟同一转向架2个轮对的竖向荷载,利用应变片、应变计、压力盒和位移计等测试元件,对钢轨、轨道板、水泥乳化沥青砂浆和底座的受力与变形进行测试。根据无砟轨道梁板和梁体理论,建立CRTSⅡ型板式无砟轨道结构有限元分析模型,对轨道结构在相同荷载工况下的受力与变形进行理论分析。将试验结果与计算结果进行对比,验证CRTSⅡ型板式无砟轨道梁板和梁体理论模型的正确性和适应性。     

人字形桥梁中薄壁直箱梁结构性能的矩阵分析

人字形桥梁由于采用了薄壁箱梁结构,其约束扭转、畸变效应及剪力滞比较突出。另外,人字形桥梁分叉结构的相互联系和制约作用,又使得约束扭转效应更加显著。同时随着宽翼缘箱梁结构使用的增加,人字形桥梁结构中薄壁直线箱梁仅以初等梁理论每个节点只有6个自由度的计算方法难以较好把握结构的受力行为。因此,本文基于初等梁理论及梁格理论分析方法的基础上,通过增加自由度的分析方法,在考虑初等梁受力特性的基础上同时考虑约束扭转、畸变角、畸变翘曲及剪力滞效应等薄壁箱梁结构的受力特点,并建立每节点10个自由度的人字形薄壁箱梁空间有限元分析单元,推导出单元的刚度矩阵及编制出相应的有限元分析程序,以解决宽翼缘薄壁箱梁的结构性能分析问题。通过算例分析表明,验证了本文方法的可靠性,便于实际应用,具有较高的工程使用价值。     

非对称连续梁桥设计与施工

研究目的:针对桥位地形要求,研究不对称连续梁的设计特点和截面尺寸选择的方法,研究不对称连续梁合理的施工方法以保证梁体施工安全。研究方法:采用有限元程序对不对称连续梁进行施工阶段、运营阶段受力分析,选定梁体截面尺寸及梁体悬臂灌注施工顺序。研究结果:通过调整不对称连续梁边中跨梁高、截面尺寸,解决了不对称连续梁内力平衡,采用合理施工方法确保了不对称连续梁施工安全,并且满足了梁体线形要求。研究结论:根据桥位处要求及分析结果,大圆里双线特大桥主桥采用52 m 112 m 64 m不对称连续梁,最小边跨与主跨比仅为0.464,梁体曲线采用2种抛物线及不同梁高尺寸解决节段不平衡的问题,再以合理的梁体施工方法来保证施工安全。     

大连轻轨三号线续建工程普通梁型方案选定

研究目的:以大连轻轨三号线续建工程高架桥为例,研究了梁型方案的比选,以更好地满足桥梁景观设计、工程造价经济合理等方面的要求。研究方法:针对大连地区的地质、地形条件,通过比选的方法,对普通地段桥梁梁型方案,从结构形式、结构体系、材料、施工方法、综合指标等方面进行了探讨研究。研究结果:从受力特点、施工周期、景观效果、施工对环境的影响、经济的合理性以及材料的耐久性等方面综合考虑,确定适合大连地方普通地段的轻轨梁型。研究结论:通过对各种梁型方案的论证,大连轻轨三号线续建工程采用(3~5)-25 m单箱单室预应力混凝土连续箱梁,施工方法采用支架现浇法。     

铁路客运专线新型桥梁结构与施工技术

结合客运专线建设实践,以铁路客运专线所采用的桥梁新结构及施工技术为研究对象,分析了后张法预应力混凝土箱形简支梁、装配式双向预应力混凝土T形简支梁、钢筋混凝土刚构连续梁、钢与混凝土结合连续梁等新型桥梁结构的特点和施工要点。在此基础上,总结了桥梁设计与施工新技术对今后铁路客运专线建设的借鉴作用,并对今后我国铁路客运专线桥梁结构的设计与施工提出了一些建议。     

牛角坪双线特大桥桥式方案研究

研究目的：结合线路、地形、地质情况,对牛角坪大桥提出较为合理的桥式方案。研究方法：通过对不同桥式方案的静动力特性研究,结合投资分析,提出较为合理的桥式方案。研究结果：进行了主跨256m钢桁拱,主跨256m钢管混凝土拱,主跨（110＋192＋110）m预应力混凝土连续刚构,主跨（144＋192＋144）m下承式连续钢桁梁研究。研究结论：大跨铁路桥梁,采用轻型梁部结构的上承式拱桥方案,动力特性较易满足。高墩大跨铁路梁式桥,采用轻型的梁部结构,动力特性相对较好;采用混凝土梁部结构,经济上较省。     

大跨径连续梁不对称悬臂施工若干问题探讨

预应力钢筋混凝土连续梁桥具有跨越能力大、行车平稳、养护简便等优点,在近代桥梁建筑中得到越来越多的应用,而悬臂施工法是目前建造预应力钢筋混凝土连续梁桥的主流施工方法。本文以实际工程为基础,采用数值仿真分析法,对大跨径预应力钢筋混凝土连续梁桥不对称悬臂施工过程中结构的力学特点及相关问题进行分析和探讨,并对临时压重、临时锚固拆除时机、环境温差对应力及挠度的影响进行归纳总结,以期为今后同类桥梁设计、施工及相关研究提供参考。     

先简支后连续技术在高速铁路PC桥中应用初探

高速铁路桥由于高速行车平顺性的需要 ,对桥梁的刚度、上拱度等提出很高的要求。高速铁路桥梁中大量采用的是预应力混凝土简支梁 ,为满足技术要求 ,梁高较大 ;连续梁桥的受力和变形性能优于简支梁桥 ,但由于连续梁施工的复杂性 ,影响其在 40m以下跨度铁路桥中的使用 ;采用先简支架设、后体系转换为连续梁的先简支后连续结构和工艺 ,综合了简支梁和连续梁的优点。以高速铁路桥作为应用背景 ,通过对比分析 ,对预应力混凝土先简支后连续梁的施工、构造、受力、刚度和后期徐变上拱度等进行初步的探讨 ,论证其在高速铁路桥梁中应用的优越性。     

超宽桥面部分斜拉桥主梁线形控制分析

研究目的:为较好地控制超宽桥面的线形,研究超宽桥面部分斜拉桥主梁线形控制系统,分析影响主梁挠度变化的因素及全桥合龙后高程理论值与实测值存在偏差的原因,取得现场实测数据以修正计算模型参数。研究方法:以基于最小二乘法的误差控制理论为基础,结合柳州三门江大桥施工特点,运用有限元分析软件建立线形控制模型,通过实测数据与理论计算结果确保桥梁线形施工质量。研究结论:超宽桥面部分斜拉桥主梁结构变位及高程变化特点与预应力混凝土连续箱梁相接近;采用现场实测数据修正计算模型参数,达到理论计算模型与实桥相吻合,保证了主梁的安全施工;施工中要实时监测挂篮变形,并根据梁段重量对预抬量进行适当调整。     

(16+2×20+16)m预应力混凝土连续槽型梁施工技术

徐州至明光高速公路XMLJ-07合同段共有3座支线上跨桥,其桥梁上部均采用(16+2×20+16)m预应力混凝土连续槽型梁结构。与传统空心板梁、箱梁及T梁等梁式桥相比,该新型槽型梁结构具有建筑高度低,安全防护性能好,隔音降噪及施工速度快等优点,尤其适用于平原地区的高速公路,能大大缩短桥长,显著节约占地和工程造价。现结合本工程施工实例,综合介绍该新型预应力混凝土连续槽型梁的施工方案及工艺流程,重点介绍承插型盘扣式支架在槽型梁现浇施工中的应用,可为类似工程施工提供参考。