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。     

赛果高速高墩展线桥抗震性能分析

山坡展线桥因其高墩及各墩高差大对抗震不利,抗震概念设计应采取措施力求减小各墩的刚度差。以赛果高速高墩展线桥抗震概念设计及抗震性能分析为例,介绍了高墩展线桥抗震设计的基本过程,经采用变截面箱型墩和减隔震支座,使结构在偶遇地震作用下不出现破坏,在罕遇地震作用下结构经修复能继续使用,达到了抗震设计的目标。     

多点激励下高墩大跨刚构桥抗震性能研究

在简要介绍高墩大跨连续刚构桥结构特点的基础上,从地震动参数、大跨结构的跨度及跨数、高墩结构的墩高、相邻墩高差等方面对比分析了高墩大跨连续刚构桥在一致激励和多点激励作用下的地震反应,总结回顾了高墩大跨刚构桥抗震性能的研究进展,并对高墩大跨刚构桥抗震性能分析的有关问题提出了展望和建议。     

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。     

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。     

Analysis of Random Seismic Response of High-rise Pier Bridge in Mountain Area Based on Site Effect

为研究场地效应对高墩桥梁随机地震响应的影响规律,基于随机振动理论,研究了不同墩高和墩高差时场地效应对山区高墩桥梁在强地震作用下多点激励随机响应规律.对基于ANSYS的随机振动计算理论进行推导并建立三维数值有限元模型,对不同墩高和墩高差的山区高墩桥梁进行不同场地条件下的多点激励随机地震分析.研究表明:场地效应对高墩桥梁地震响应影响显著.软场地条件下,桥墩位移和主梁轴力均较硬、中场地时大;随着墩高的增加,硬、中、软场地效应对主梁轴力影响先增大后减小;随着墩高差的增加,主梁轴力变化规律性不强,成波动性变化;主梁横桥向弯矩对场地效应敏感,软场地时响应是硬、中场地时的5～12倍,靠近高墩处的边跨反应比矮墩处边跨明显;随着墩高差的增加,软场地对主梁弯矩响应放大作用也随之增加.     

五里坡特大桥超高墩在风荷载下的安全性分析

五里坡特大桥为85 m+4×160 m+85 m预应力混凝土连续刚构桥,其最高主墩墩高153 m,墩高居全国第二。基于超高墩具有的特殊受力和变形特征,考虑钢筋、劲性骨架及混凝土的作用,建立了高墩精细化数值模型,分别采用静力风压荷载和动力冲击风荷载对超高主墩在施工过程中的典型工况进行了安全性分析。结果表明增加的风撑横系梁构造可显著改善高墩的抗风性能,施工阶段全桥应力满足混凝土结构强度要求,施工过程整体抗风性能良好。     

基于实测日照温差的空心薄壁高墩线形控制方法研究

空心薄壁高墩为柔性墩,日照温差效应对其线形影响较大,故采用解析方法对日照温差效应对空心薄壁高墩墩身线形的影响进行理论分析。同时,以某高速公路中的一座高墩桥梁的主墩为例,通过将解析计算值与有限元方法计算值及现场实测值进行比较,验证了该解析计算公式的正确性,结果表明该解析计算公式具有相当高的精度。采用该解析计算公式,并结合现场实测墩身温度数据,对依托工程的主墩线形进行了控制,取得了良好的效果,为空心薄壁高墩墩身线形控制提供了一种新的解析计算方法。     

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。     

康祁公路永定河大桥高墩转体设计与计算

为了跨越永定河及丰沙铁路,康祁公路永定河大桥设计了59m、56m高墩双转体预应力混凝土连续刚构-连续梁组合结构,其中1,2号墩为2个高墩,2,3号墩为2个转体墩,并对1,2号高墩的3个控制截面进行静力计算和在E1与E2地震波作用下的抗震计算,合理解决了在不中断铁路运行条件下跨峡谷河流桥梁的设计与计算难题,有效指导了工程实施,保证了桥梁结构安全及交通安全,节省了工期。     

上王沟大桥抗震性能分析

按照《公路桥梁抗震设计细则》相关规定,对上王沟大桥高墩采用墩梁固结和板式橡胶支座的不同结构形式进行了两阶段抗震性能对比分析。分析结果表明,结构进入弹塑性后,高墩采用板式橡胶支座结构形式的抗震性能优于高墩采用墩梁固结结构形式。     

A形高墩大跨度混凝土连续刚构桥设计技术研究

蔡家沟大桥主桥为A形高墩大跨度混凝土连续刚构桥,A形高墩的合理坡率随墩高的增加而减缓,其横系梁的设置会增加墩的整体性,但会增加斜腿处的温度内力。为研究A形高墩的受力行为以及该桥的静、动力特性,采用ANSYS对A形高墩岔区节段及横系梁节段进行受力分析,并对该桥进行车桥耦合动力分析、地震反应分析、抗风性能及施工和运营阶段的空间分析。结果表明:A形高墩主要节段受力均满足要求;A形高墩大跨度混凝土连续刚构桥受力合理、横向刚度大、适应地形能力强、经济性好,具有较好的抗震、抗风性能,良好的车桥动力特性及稳定性。     

装配式梁桥双柱式圆形高墩计算长度系数参数分析

介绍了通过弹性稳定分析求得一阶临界失稳力,结合欧拉公式计算装配式梁桥高墩计算长度系数的方法;并根据此方法分析了高墩在施工阶段的计算长度系数;通过参数分析研究了双柱式高墩与墩身自重、非理想边界条件、墩高及墩径之间的关系。结果表明:墩身自重、非理想边界条件、墩高和墩径对高墩计算长度系数有较大影响。计算长度系数不能仅由固定值代表,而应该根据墩柱的具体情况,结合墩柱特定条件分析。     

山区斜坡型桥梁墩梁固结研究

山区桥梁具有高墩小跨径的特点,为满足高墩的抗推要求,将高墩和主梁固结是有效的方法。文中以某在建的斜坡型桥梁为工程实例,考虑不同的桥墩形式和不同桥墩进行墩梁固结的情况,通过有限元软件midas对墩梁固结前后桥墩的受力状态进行分析,得到中小跨径斜坡型桥梁墩梁固结前后的受力特性变化规律。     

高墩偏压验算中的参数选取方法

在高墩大跨下部结构的设计中,以大跨连续刚构和高墩装配式梁桥为研究对象,分析下部变截面空心墩在不同边界条件下单墩稳定系数与计算长度的相关关系,对计算结果提炼出经验方法及计算公式,并根据误差回归分析来验证方法的可靠性。最后在此基础上总结出一套行之有效的改进高墩截面配筋的计算方法,并为后续设计取值参数提供借鉴和参考。     

地震作用下高墩桥梁横向碰撞效应研究

为提升高墩大跨连续刚构桥的防震减灾能力,对其合理的减震措施进行研究。以我国西部山区强地震带一座高墩大跨桥梁为例,利用SAP2000Nonlinear有限元程序建立桥梁结构空间非线性计算模型,分析其横向地震响应规律及其碰撞效应。分析结果表明:对于高墩大跨连续刚构桥,在过渡墩墩顶设置弹性挡块时,很难实现对过渡墩与刚构墩地震响应的有效控制,且碰撞产生的撞击力极易使弹性挡块破坏,从而失去限位功能;在过渡墩墩顶设置弹塑性挡块,并选取适当的挡块屈服强度,可有效地控制过渡墩、刚构墩地震响应以及上部结构位移。     

城川河大桥爬模施工质量控制

城川河特大桥主墩最大墩高113.6m,对施工的安全性要求高,高墩的竖直度及节段间错台等指标控制较困难,施工采用液压爬模系统,将模板系统及操作平台同时提升,既提高了施工作业的安全性,又保证了施工质量,有效控制高墩的竖直度等指标,取得了较为满意的成效。     

山区高墩桥梁的多点激励随机响应

为了研究山区高墩桥梁在地震动作用下的特殊抗震性能,基于随机振动理论,研究了场地效应、相干效应及行波效应对高墩桥梁在强地震多点激励下的随机响应规律,及墩高变化对高墩桥梁地震响应规律的影响.研究表明:场地效应对高墩桥梁地震响应影响明显,软场地墩的位移值约为硬场地的12倍,行波效应的影响次之,相干效应的影响最小.场地效应对桥梁的影响大小取决于场地卓越频率是否接近于桥梁自振频率;行波效应是不可忽略的一个重要因素,中场地时桥墩最小的位移值约为最大值的30％,软场地时最小值约为最大值的60％;与场地效应和行波效应相比,部分相干效应对桥墩顺桥向位移影响较小.对于山区高墩桥梁随机地震响应分析,考虑地震动空间效应的多点激励分析是必要的.应对有可能的桥型(不同墩高和墩高差)进行分析,以确定地震力最小的桥型并注意桥梁截面抗力的提升和附加减震措施.     

考虑墩梁刚度比的刚构墩计算长度研究

基于同时考虑墩顶主梁弯曲约束和结构体系抗推约束等效刚度,推导出刚构墩在双重弹性约束下的压杆计算长度系数精确方法,并编制出相应的计算程序。结合算例比较计入主梁弯曲刚度和水平抗推刚度以及墩顶固结、墩顶受弯曲约束但水平可移动铰等不同边界状态对高墩计算长度系数的影响,并研究不同边界条件下刚构高墩截面的配筋需求。结果表明:精细化确定刚构墩计算长度是影响桥墩构造及配筋设计的关键因素。