双线铁路桥梁桥墩结构与经济性分析

为分析双线铁路桥梁桥墩结构(含基础)的经济性,以某设计车速200km/h的客货共线铁路为依托。在比较2种适用桥墩形式的基础上,基于墩顶纵向水平线刚度限值和地质条件的差异,对桥墩基础进行合理布置,并对其经济性进行分析。结果表明,不同地质条件下,通桥(2012)4104桥墩和空心墩之间经济性的临界墩高均为20m;墩高20m以内时,通桥(2012)4104桥墩经济性优于空心墩;墩高大于20m时,空心墩经济性更优。     

和若铁路预制装配式桥墩优化设计研究

以新建和若铁路预制装配式桥墩作为研究对象，研究铁路预制装配式桥墩构造设计对受载作用下其结构合理性、安全性及经济性影响。采用国家现行铁路桥涵设计规范对预制空心墩进行上部结构自重、二期、列车制动力三者组合加载。根据控制空心墩不同壁厚、不同预应力束数、不同墩柱后浇段高度等因素，基于MIDAS CIVIL软件建立桥墩受力模型，得到3类不同控制因素在墩顶、墩底和墩身关键点处发生的位移与弯矩的变化。研究表明：墩柱壁厚按45 cm设计时可以满足和若铁路实际工程的设计需要，同时也能获得更大的安全性和稳定性，与壁厚40 cm相比位移降低17.61%，弯矩变化很小，整体结构更加经济合理，能保证行车安全；预应力束数按12根设计时足以满足桥墩的力学性能，构造更经济合理；墩柱后浇段按4 m设计时能够更好满足和若铁路实际工程需要，同时提高结构的安全性和稳定性，与3.2 m相比墩顶水平位移降低1.61%，对弯矩影响不大。通过优化对未来预制装配式桥墩设计提供了理论指导和参考意义。     

桥墩类型对波纹钢腹板连续刚构桥动力特性的影响

为研究不同类型桥墩对波纹钢腹板连续刚构桥动力性能的影响,以某实际项目的波纹钢腹板连续刚构箱梁桥为研究对象,采用群柱式桥墩、双薄壁桥墩、空心桥墩、实心桥墩4种类型桥墩对该桥动力特性进行对比分析。利用力学公式计算各桥墩抗扭性能;利用有限元分析软件MIDAS Civil分析各桥墩前20阶振型及自振频率。分析结果表明:采用空心桥墩可有效改善波纹钢腹板连续刚构桥上部结构的抗扭性能及提高其横向抗推刚度,并且空心桥墩工程量明显小于实心桥墩,设计波纹钢腹板连续刚构箱梁桥时,空心桥墩具有较大的优势。     

铁路空心墩寒潮作用下温度应力场试验研究

为改善寒潮作用引起的空心墩外表面混凝土受拉甚至开裂,以新杨家湾特大桥7号墩及牛角坪特大桥3号墩为工程背景进行铁路空心墩在寒潮作用下温度与应力场的试验研究。分别对两桥墩缩尺模型进行试验,采取从内部加热的方法模拟寒潮对桥墩混凝土的作用,并根据试验测得的寒潮温度场,采用有限元软件ANSYS分析桥墩模型相应的寒潮温度应力。模型试验结果与有限元分析结果一致表明:寒潮降温越快,对空心墩墩壁温度场影响深度越浅,桥墩外表面拉应力越大,越有可能造成表面开裂。     

空心高桥墩日照时变温度场及温度效应研究

为了深入揭示空心高桥墩在日照温度作用下的温度场分布规律及温度效应,以衢宁铁路某大桥混凝土桥墩为工程背景,进行空心高桥墩温度场的观测试验。在实测温度场数据的基础上,根据太阳物理学及传热学相关理论,考虑太阳辐射、长波辐射、对流换热、风速等因素,建立桥墩三维瞬态日照温度场有限元数值仿真模型,有限元分析结果与实测数据对比表明两者吻合较好,反映出温度场有限元数值分析的准确性和实用性;在有限元分析的基础上,进一步采用最小二乘法拟合出适合该桥的空心高墩沿壁厚方向的梯度模式,并与规范对比;最后,通过热一结构耦合分析,得到空心高墩在日照温度作用下的应力分布。     

双向压弯状态下矩形空心桥墩循环试验

为了研究水平双向地震作用下矩形空心桥墩的抗震性能,对约束良好但轴压比和纵向、横向配筋率不同的5个钢筋混凝土(RC)矩形空心桥墩在轴力和双向弯曲作用下的性能进行了循环试验研究.结果表明:试件破坏形态为桥墩底部形成塑性铰的弯曲形破坏,桥墩双向力-位移滞回曲线显示了双向压弯状态下RC矩形空心桥墩刚度和强度退化、捏拢效应以及2个水平方向抗震性能的相互影响;试件桥墩的延性系数在3.5～5.7之间,等效粘滞阻尼系数在0.19～0.26之间,延性系数和耗能指标均满足结构抗震设计要求;所给出的横向配筋构型的RC矩形空心桥墩在水平双向地震作用下具有良好的抗震性能,可以取代中国规范JTG/T B02-01-2008中建议的矩形空心截面横向配筋构型;桥墩塑性铰区域高度约为桥墩高度的1/6,远小于规范规定的塑性铰长度的最小值,空心截面桥墩塑性铰发展区域更为集中.     

钢筋混凝土空心薄壁桥墩的延性

为探究空心薄壁桥墩延性性能,基于弯矩-曲率关系分析,对衡量其延性的指标,即曲率延性系数进行了研究。分析了壁厚对空心薄壁桥墩延性的影响,并与相同整体尺寸的实体桥墩进行了比较。结果表明,相同轴压比下,空心薄壁桥墩延性要优于实体桥墩;然而,在相同轴力作用下,空心薄壁桥墩的延性要劣于实体桥墩。     

高空心薄壁墩墩身的施工及控制措施

赣粤高速公路弯仔高架桥桥墩设计为空心薄壁墩墩身和立柱墩身,由于空心薄壁墩墩身高,施工难度较大。以6#墩(全桥最高空心薄壁墩)为例,着重介绍该墩墩身支架、模板和砼的施工方法及控制措施。     

空心薄壁墩横隔板设置研究

常规的空心薄壁墩设计一般每隔20~40 m设置一道横隔板,而横隔板的施工较大程度制约了桥墩的施工工期。该文通过对不同墩高、不同桥墩宽厚比以及不同工况稳定性进行分析,研究取消横隔板设置的可能性以及需要满足的条件,给空心薄壁墩设计提供借鉴。     

桥墩结构形式对小花沟连续刚构桥高墩稳定性影响分析

利用有限元对小花沟连续刚构桥最高墩的三种桥墩设计方案进行了稳定分析,所用的三种墩身方案分别为:上部为双薄壁、下部为单薄壁空心墩的组合式桥墩,单薄壁空心墩且左右幅桥墩间设置两道横撑,单薄壁空心墩且左右幅桥墩间仅设置一道横撑.分析中考虑几何非线性和材料非线性对稳定性的影响.结果表明,在上部构造及墩高不变的情况下,上部为双薄...     

高风压、高地震区大跨连续刚构高墩设计与分析

克其克苏布台特大桥是一座位于高风压、高地震区的高墩大跨铁路桥梁,是精伊霍铁路的重点工程之一,为全线最高桥。结合该桥介绍高风压、高地震区大跨连续刚构桥空心高墩的结构特点和计算方法。     

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。     

铁路桥墩计算软件TLQDJS简介

整合各种技术标准、常用截面形状,研制了铁路桥墩计算软件TLQDJS。软件能够适应各种技术标准的铁路桥梁,在不同速度目标的客货共线铁路和客运专线铁路的桥墩参考图和工点设计中应用。软件使用灵活,可做整体计算,也可仅使用单项或部分功能。     

预制拼装桥墩轻型化设计

以工厂预制、现场拼装的装配式桥梁构件为对象,介绍了装配式构件在标准化设计方面的发展,提出了装配式构件设计轻型化的思路,并从截面空心化、模块化和参数化等方面对桥墩轻型化设计进行了详细论述和分析.桥墩轻型化后更能适应标准化设计、工厂化生产、装配化施工的要求,在经济性、适应性、便宜性等方面有较大优势.     

矩形空心墩等效塑性铰模型

为准确计算矩形空心墩变形能力，基于弯曲、剪切和纵筋滑移三分量变形模型分析影响有效刚度和等效塑性铰长度的主要因素。通过考虑剪切变形的贡献引入空心率的影响，确定计算有效刚度和等效塑性铰长度的公式形式。通过对48根发生弯曲破坏的矩形空心墩拟静力试验结果进行回归分析，分别标定出有效刚度和等效塑性铰长度计算公式中的参数。利用基于建议公式的等效塑性铰模型计算矩形空心墩荷载-位移骨架曲线，并与另外3根试件的试验结果进行比较。基于48根矩形空心墩拟静力试验结果，对各国规范关于有效刚度和等效塑性铰长度的计算公式进行评估。研究结果表明：矩形空心墩有效刚度随轴压比、纵筋率和剪跨比的增大而增大，随d_bf_y/（L·f_c）和空心率的增大而减小；等效塑性铰长度随墩高、截面高度、纵筋率、空心率及d_bf_y/f_c的增大而增大；利用基于建议公式的等效塑性铰模型得到的矩形空心墩荷载-位移骨架曲线与试验结果吻合较好；各国规范关于有效刚度和等效塑性铰长度的计算公式对矩形空心墩试验结果的估计均偏于不安全，建议公式具有更高的精度和更小的离散性。     

RC桥墩加载刚度退化及等效阻尼比试验

为揭示钢筋混凝土实心墩和空心墩的刚度退化规律及等效阻尼比,以剪跨比、配箍率和配筋率为设计参数,开展了7个方形实心墩和7个方形空心墩的低周往复加载试验。基于拟静力试验结果,探讨不同设计参数对实心和空心墩的滞回耗能及刚度退化的影响,建立了等效阻尼比与位移延性系数之间的关系,给出方形墩等效阻尼比的统一计算模型。通过文献中8组试验结果评估既有等效阻尼比公式,并验证所提出模型的适用性。研究结果表明：剪跨比对滞回耗能的影响不显著,而增加配筋率则可提高构件耗能能力;剪跨比对刚度退化的影响较配筋率和配箍率大,剪跨比越小的试件刚度退化越快;位移延性系数μ<3时,刚度退化系数随位移延性系数的增加呈指数下降,位移延性系数μ ≥ 3时刚度退化系数随位移延性系数的增加呈线性下降;等效屈服前等效阻尼比与刚度退化系数呈线性关系,等效屈服后等效阻尼比与刚度退化系数呈指数关系。既有等效阻尼比公式中,Priestley、程光煜和张艳青等所提公式的计算结果与试验值较为接近;较既有公式,所建议公式的计算值与试验值更为接近,适用于估算方形实心和空心墩的等效阻尼比。     

铁路桥墩裂缝加固设计和有限元分析

分析了某铁路桥桥墩开裂的原因,提出了对深度超过桥墩钢筋保护层厚度的裂缝,先采用深层压浆,再对表面开槽,并采用加固型混凝土进行置换的加固设计方案,并采用通用有限元软件ANSYS11.0对该桥20号墩的加固设计进行了有限元模拟分析。     

京沪高铁桥梁墩身施工及外观质量控制技术

该文以京沪高速铁路丹阳—昆山特大桥昆山段为工程背景,详细地阐述了高速铁路桥梁桥墩的施工工艺,着重研究了桥墩墩身施工中质量通病的产生机理,提出了保证高速铁路桥墩"零缺陷"质量目标的墩身施工外观质量控制措施,为今后高速铁路桥梁桥墩的施工提供参考。     

高速铁路无支座整体式刚构设计

为与相邻公路桥对孔布置并具有较优的结构性能,新建福州至厦门铁路泉州湾跨海大桥引桥采用多联(3×70)m无支座整体式刚构,该桥型全桥不设支座,边墩与中墩均与主梁固结形成整体刚构。该桥主梁采用预应力混凝土箱梁;墩高20~50 m,中墩采用实体墩或空心墩,边墩采用薄壁墩,相邻联边墩共用基础。通过在相邻梁端加装横向限位器、应用无砟轨道小阻尼扣件、边墩顶梁段采用两交界边墩临时固结后悬臂浇筑施工等措施较好地解决了梁端相对横向位移、轨道适应性及海上施工等问题。对该无支座整体式刚构桥结构性能进行分析,结果表明:其各项指标均满足规范要求,具有较好的经济性、抗震性能和景观效果。