鄂东大桥混合梁钢-混凝土结合部研究与设计

为了解决混合梁斜拉桥钢-混凝土结合部结构构造不合理产生的混凝土开裂、钢板与混凝土剥离、结构性能差、耐久性不足等问题,改善钢-混凝土结合部的结构性能,提高其耐久性,确保大桥整体设计使用寿命,针对世界第二混合梁斜拉桥——主跨926 m的鄂东长江公路大桥,以理论分析、数值计算和模型试验为手段,研究了混合梁斜拉桥主梁钢-混凝土结合部的合理位置确定、结构形式选择以及细部构造等。结合部位置应从受力合理、施工方便和造价经济3个方面综合确定。部分断面连接承压传剪式"钢格室+开孔板连接件"的结构构造传力平顺、刚度过渡平稳、构造合理,是混合梁结合部的合理结构形式。     

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.     

大跨度混合梁斜拉桥几何非线性影响分析

针对大跨度混合梁斜拉桥,采用有限元方法,通过以带刚臂的两节点悬链线索元模拟拉索、引入梁元几何刚度矩阵以及采用CR列式法,综合考虑斜拉索垂度效应、梁柱效应和大位移效应等非线性因素,建立了混合梁斜拉桥非线性分析模型;将该模型应用于荆岳长江大桥,并与线性计算结果作比较,分析非线性因素对混合梁斜拉桥计算分析的影响。     

槽形梁-拱组合桥主要结构设计特点及静力分析

武汉市轨道交通一号线跨江汉货场主桥为连续槽形梁-拱组合桥,平面位于S形反向曲线上。由于梁体曲率的影响,梁体可能出现弯扭耦合作用,为探明该类桥梁的静力行为,分别采用空间杆系模型、实体-杆系混合模型及实体局部模型进行受力计算分析。结果表明:采用整体和局部相结合的分析方法来控制设计,具有较高的可靠性;平面杆系模型和空间杆系模型纵向应力基本吻合;由于设计活载较轻,且主梁刚度较大,梁体弯扭耦合效应不明显,且对拱肋横撑的内力影响也不大;拱-梁结合部存在一定的局部应力集中,在主梁圆弧顶部出现横向拉应力,但其分布范围较小,在此区域增强普通钢筋即可。     

大跨度钢桁架拱桥拱梁结合关键节点设计

以某主跨48 m+180 m+48 m钢桁架拱桥为背景,介绍了中墩、边墩处拱梁结合部关键节点的设计关键技术和思路,并建立梁、壳结合的混合有限元分析模型,验证节点设计的合理性.     

多跨长联曲线连续箱梁桥支承约束优化设计研究

针对目前多跨长联曲线连续箱梁桥设计研究工作的不足,以莫桑比克某大桥北引桥为研究对象,对其曲线连续箱梁桥支承约束体系进行了研究,探讨了不同支承约束体系设计方案,建立了背景桥梁空间有限元计算模型,对比分析了不同支承约束体系对成桥阶段结构受力状态的影响,并提出最优方案。研究结果表明:传统多跨长联直线连续箱梁桥"高墩刚构、矮墩铰支"的支承约束体系,不适用于曲线弯桥;不同墩梁支承方式,对曲线连续箱梁桥主梁及主墩结构受力,均产生了较大的影响;对于多跨长联曲线连续箱梁桥,宜应尽可能将曲线半径较小的梁段墩梁刚构,其他梁段墩梁铰支。     

外倾式矮塔斜拉桥墩塔设计实践

崇左市崇左大桥为一座(105+190+105)m=400m外倾式桥塔PC矮塔斜拉桥,墩塔轮廓呈双手托举造型。该桥受到通航及起终点标高限制,为实现桥梁景观造型,在结构设计上采用了塔墩梁固结体系、双肢实体桥墩、钢箱混凝土桥塔等关键技术。为探求墩塔的力学性能,运用Midas/Civil有限元软件建立了全桥的杆系模型,并采用Midas FEA有限元软件对塔墩梁结合部实体结构进行数值模拟。分析结果表明:桥梁结构选型合理、结构受力性能与经济指标良好。对外倾式桥塔斜拉桥墩塔结构进行了有益的探索。     

某V形墩连续梁病害原因及加固方案分析

以某V形墩连续梁为研究对象,利用有限元方法建立梁单元整体模型和实体单元局部模型,详细分析引起桥梁病害的原因,并在此基础上针对具体病害提出加固方案:0号桥台盖梁开裂部位粘贴钢板；将固定支座位置由9号墩南侧变换到11号V墩,且南北两肢均设固定支座；将11号固定支座V墩横截面加大,且在V墩支座垫石局部区域粘贴钢板,V墩钢板间...     

墩梁半刚性连接的钢-混组合梁整体桥设计

湖州北刘屋桥为墩梁半刚性连接的钢-混组合梁整体桥,桥长38.2m,桥宽12.14m,跨径布置为(0.5+12+0.6+12+0.6+12+0.5)m。该桥主梁采用耐候工字钢和现浇混凝土桥面板组成的钢-混组合梁;在主梁与盖梁之间设置橡胶衬垫以适应主梁的弯曲变形;在盖梁中设置外包橡胶套的钢棒,并与端横梁现浇成整体,形成墩梁半刚接并取消墩上支座;采用整体式桥台去除伸缩缝,实现全桥无伸缩缝和支座。采用MIDAS Civil软件建立该桥有限元模型,分析其受力性能,结果表明:恒载作用下,采用整体式桥台,能更有效地发挥混凝土桥面板和钢梁各自的材料性能;桥墩位置无论采用墩梁铰接还是墩梁半刚接,均不影响整体桥主梁应力分布;温度荷载作用下,墩梁半刚接整体桥与墩梁铰接整体桥在墩顶位置处的应力分布有所不同。     

混合梁自锚式悬索桥结合部连接件传力机理研究

为研究混合梁钢混结合部连接件的受力特性及轴力分配比例,以某独塔混合梁自锚式悬索桥结合部为研究对象,选取包含结合部在内的主梁节段,运用大型通用有限元软件Ansys11.0建立考虑钢与混凝土间相对滑移的"实-壳"混合有限元模型,并对其进行局部仿真分析。结果表明:在恒载和最不利弯矩工况下,结合部内焊钉顺桥向剪力总体沿着远离端承压板方向依次递增,各部位焊钉承受了约20%的轴压力,其中顶底板焊钉构成了焊钉传力的主体。     

白沙长江大桥横向抗震体系研究

白沙长江大桥是一座塔墩梁固结的主桥长为920 m的双塔独柱式混合梁斜拉桥.为了研究其辅助墩和过渡墩处横桥向的合理约束体系,分别在横向自由、横向约束、过渡墩约束及辅助墩约束4种约束体系下进行时程分析,研究斜拉桥在不同横向约束体系下的地震响应特点,针对混凝土刚性挡块和粘滞阻尼器减震体系分析不同参数对抗震性能的影响.结果表明:采用混凝土刚性挡块对同时减小各墩的横向地震响应作用较小;采用粘滞阻尼器体系可以有效减小各墩的横向地震响应,以及墩梁相对位移.     

大跨径混合梁连续刚构桥边中跨比及墩高性能研究

大跨径混合梁连续刚构桥中跨采用大节段钢箱梁,减轻了结构自重,增加了桥梁跨度。目前修建的大跨径混合梁连续刚构并不多见,混合梁多运用于斜拉桥中,故混合梁连续刚构桥的诸多问题并未得到解决,如混合梁连续刚构桥的边中跨比,混合梁连续刚构的适宜墩高等。以瓯江特大桥主桥为背景工程,通过改变边跨跨径和桥墩高度来研究大跨径混合梁连续刚构桥的边中比及墩高性能。大跨径混合梁连续刚构桥在恒载效应、收缩徐变效应、活载效应以及结构自振特性等方面,边跨增大对结构整体刚度影响不大,仅对边跨刚度影响较大。总体上中跨效应大于边跨效应,中跨结构刚度对结构的整体刚度起决定性作用。对桥墩的高度变化影响分析表明桥墩高度不宜做的过低,否则效应值会出现突变,当墩高增加到一定程度,对主梁的受力性能改善程度有限。     

刚架系杆拱桥拱墩梁结合部结构受力分析及优化

刚架系杆拱桥拱肋与桥墩固结、与主梁分离,形成的拱墩梁结合部构造复杂,截面突变严重,加上多方向受力,应力状态极为复杂。文中以某系杆拱桥拱墩梁结合部为研究对象,建立有限元实体模型,分析该结构在恒载、恒载+活载、运营阶段等工况下的受力状态及变化规律,并据此提出结构优化建议。结果表明,拱墩梁结合部第三主应力总体水平不高,基本均在0.7～-10.4 MPa之间;结构第一主应力基本均在-4.5～7.0 MPa,剪应力基本在-3.0～4.6 MPa之间,其中应力较大位置出现在拱肋与立柱、横梁连接局部区域;建议在拉应力较大的连接部位设置圆弧倒角进行过渡,同时增加防裂钢筋。在拱肋侧面与横梁连接局部区域,应按构造要求配置箍筋、斜筋或粘贴钢板,并进行抗剪强度检算。     

T梁连续刚构桥梁墩梁固结节点模型有限元分析

对T梁与墩固结的连续刚构桥来说,其墩顶固结的节点是关键的传力部件,基于一座7×30 m预应力连续刚构T梁高墩桥,建立墩梁固结节点的ANSYS有限元模型,计算和分析了其在第一工况最大弯矩和第二工况最小弯矩边界荷载下的应力分布、应力传递规律及应力集中现象等情况.分析表明:两种工况作用下,横桥向和竖桥向的拉压应力均不大,全桥整体刚度分配均匀,整体受力性能良好,T梁、墩梁固结区及盖梁受力处于正常的状态,设计是合理可行的,但在墩梁固结处局部位置存在应力集中现象,应引起设计方注意.     

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。     

宁波舟山港主通道北通航孔桥主墩承台封底关键技术

宁波舟山港主通道北通航孔桥为(125 十260 十125)m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥.主墩承台下设13根φ3.5 m/3.0 m变径钻孔灌注桩,承台采用40 mX22.6mX8m的永久性防撞钢套箱施工,防撞钢套箱下放后进行封底混凝土施工.利用MIDAS Civil软件建立防撞钢套箱结构整体有限元模型,对承台施工阶段...     

钢桁-砼组合连续刚构桥墩梁固结构造及分析

针对中等跨径的钢桁-砼组合连续刚构桥,通常可采用整体吊装的施工方法[1]。对比分析了现有的墩梁固结形式,结果表明现有形式不利于整体吊装施工,因此提出一种新型的墩梁联结构造,并通过有限元方法,将不同的墩梁联结形式在施工阶段及成桥阶段的力学行为进行了对比分析。结果表明,新型墩梁联结构造有利于钢桁-砼组合连续刚构桥的整体吊装施工,且能有效地改善墩顶处钢桁构件及桥墩的受力性能,具有较好的可行性和安全性。     

山区高烈度地震区连续刚构桥抗震设计分析

以云南某高速公路桥梁为研究对象,从桥墩构造选型和主要构件抗震性能方面进行概念设计及体系研究;建立桥梁空间有限元模型,考虑桥墩和系梁塑性铰及梁端碰撞效应进行非线性时程分析,结果表明,采用横向分肢的双肢薄壁墩与分离式承台方案可使高低不同的主墩及分联墩受力更为均衡,在桥墩中部设置一道横系梁提高了整体刚度,可减轻梁端碰撞危害,减小了地震作用下边墩底塑性铰转角,使主桥各墩总体上保持弹性状态,仅主墩局部发生可修复的轻微损伤,实现了拟定的抗震设防目标。     

地震作用下山区高低墩长联梁桥支座刚度优化研究

为了取得合理的支座剪切刚度,以提高山区高低墩长联梁桥的抗震性能,采用MIDAS Civil软件建立6×40m预应力混凝土连续T梁桥模型(不同墩高的3类桥梁),进行E1反应谱分析,研究支座刚度对墩底纵向弯矩的影响;基于可视化较好的Visual Basic编程语言和APDL参数化设计语言,编写"支座刚度优化"程序,以方便地得到合理的支座刚度。结果表明:将一联内支座与墩的组合刚度调整为一致,不能使桥墩受力均匀,甚至会造成高墩墩底弯矩增大,内力分布更加不均;通过增大高墩支座刚度,减小矮墩支座刚度,可使墩底纵向弯矩分布更加均匀,减小其弯矩峰值,同时也降低了墩底横向弯矩;"支座刚度优化"程序计算结果可靠,有利于在实际工程中通过调整支座刚度来提高桥梁抗震性能。     

银洲湖特大桥主梁优化设计分析

混合梁斜拉桥的边跨混凝土梁多采用支架现浇,并在边跨设置多个辅助墩,辅助墩压重设计需求高.以银洲湖大桥为研究背景,将原设计"边跨少支架现浇+中跨单悬臂"施工方案优化为双悬臂施工方案,取消近塔侧辅助墩,并对混凝土箱梁进行构造优化,方便施工,提高了工程经济效益.采用有限元模型对比分析了优化前后桥梁结构受力状态,计算结果表明,优化后主梁受力状态与原设计相近,满足结构设计要求,主跨组合梁及主塔结构可维持原方案设计;取消近塔侧辅助墩可简化结构压重设计.