实体薄壁花瓶型桥墩开裂的三维仿真分析

结合某互通立交实体薄壁花瓶型桥墩墩顶混凝土在施工完成后不久即发生开裂的现象,采用三维空间有限元仿真模型,对该型桥墩结构进行了细致的应力分析和开裂模拟。结果表明,由于墩顶横向受拉配筋不足导致墩顶混凝土开裂。设计中应重视实体薄壁花瓶型桥墩的横向受力分析,在未有可靠计算方法的情况下,建议采用空间有限元方法进行分析并指导花瓶型桥墩的配筋设计。     

宽幅短线预制混凝土箱梁横向预应力分次张拉研究

大跨径混合梁斜拉桥边跨混凝土梁常采用短线预制拼装法施工,施工过程中有多次体系转换。为确保施工过程中的安全和节段间的顺利拼接,以石首长江公路大桥主桥北边跨(75+75+75)m混凝土梁为对象,分析宽幅短线预制混凝土箱梁施工阶段以及成桥恒载状态下横向受力与变形,确定横向预应力分次张拉时机和控制目标,采用MIDAS Civil建立梁段有限元模型,根据施工阶段应力和位移结果确定合理的横向预应力张拉方案。研究结果表明,宽幅短线预制混凝土箱梁施工过程中以横向受力为主,且多次体系转换,横向预应力须分次张拉到位;横向预应力分次张拉方案由位移和应力双控,横向预应力分次张拉的次数和时机在保证安全和顺利拼接的基础上可根据施工特点进行优化,预应力张拉束数和张拉力百分比可结合工期要求和预应力施工的便利性来进行考虑。     

多幅变宽连续箱梁桥逐跨拼装施工方案优化比选

南昌市洪都高架桥PM28~PM31号墩上部结构采用3×35 m多幅变宽连续梁结构,主梁预制后采用2台架桥机在墩顶0号块处同侧同步吊装、“S”形架梁方案(原方案)逐跨拼装施工。针对原方案造成结构局部应力及扭矩过大等问题,提出3种优化方案(优化方案1:“内外交错”架设;优化方案2:“先内后外”架设;优化方案3:“先外后内”架设)。为选择合理的优化方案,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,从结构受力及变形方面进行综合分析比选。结果表明:采用优化方案2施工时,各施工阶段的墩顶位移差均接近0,桥墩受力最优;PM29号墩墩顶0号块底部的压应力储备最大;主梁1-2的应力变化幅值最小,且成桥后梁底压应力储备最大。洪都高架桥后续同类桥梁均选择优化方案2施工。     

山区大跨连续刚构桥悬臂施工阶段的抗风分析

以卧龙沟3号特大桥为工程背景,采用midas Civil与FEA软件分析,通过流体力学计算方法得出三分力系数与风荷载作用大小;通过3种风载工况加载,对主梁的上部结构与桥墩进行受力性能分析。结果表明:T构最大悬臂状态为计算抗风性能的最不利状态;风荷载作用下,主梁多发生横向挠度与绕桥墩旋转变形;桥墩墩底受力反应敏感,主梁悬臂根部与桥墩墩底均没有出现拉应力,满足使用要求;该抗风分析方法结果可为类似工程提供借鉴。     

石板坡长江大桥钢混结合段局部应力分析

结合石板坡长江大桥的设计及施工特点,运用大型有限元软件ANSYS建立了石板坡大桥钢混结合段结构分析的空间有限元模型,钢箱梁用shell63壳单元模拟,混凝土箱梁用solid95实体单元模拟,预应力钢绞线用link8单元模拟,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的粘结作用.根据运营过程中的最不利荷载工况,分析了钢混结合段在4种工况下的应力状态,检验了设计的安全性与合理性.结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求;鉴于钢混结合段的构造与受力都很复杂,建议在此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施.     

混凝土连续梁桥空心墩墩顶局部应力分析

大跨度预应力混凝土连续梁桥桥墩是结构的关键部位之一,桥墩墩顶截面的受力很复杂。本文通过建立某连续梁桥空心墩的空间有限元模型,分析了空心墩在竖向荷载及温度荷载作用下的墩顶局部应力分布特征,指出在墩顶对称轴附近存在较大拉应力,特别在墩实体过渡段下部;而且在骤然降温时,桥墩外表面出现较大横向拉应力。因此要注意配筋,防止出现裂缝。     

瓯江大桥钢混结合段局部受力分析

运用大型有限元软件ANSYS对瓯江大桥主桥钢混结合段在运营过程中最不利荷载工况下的应力状态进行了分析。分析结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求。针对钢混结合段的构造与受力复杂情况,对此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施。     

预应力混凝土V墩三角刚构施工应力与变形分析

为掌握预应力混凝土V墩三角刚构施工过程中应力、变形变化规律,确保施工质量和安全,以前程路大桥(V墩异型钢-混梁拱组合桥)为背景,采用MIDAS/FEA建立大桥组合有限元模型,依据施工方案,详细分析施工过程中预应力混凝土V墩三角刚构受力和变形特点。结果表明:V墩分段施工至支架拆除,V墩斜腿顶、底板压应力不断增大;中跨钢结构施工至吊杆初次张拉,V墩斜腿顶、底板最小正应力保持稳定不变;拆除中跨下部支架结构体系转换后,V墩斜腿底板最小正应力明显减小;边跨支架拆除和桥面二期铺装完成时,V墩斜腿顶、底板混凝土分别出现第一主应力和第三主应力最大值,且最大第一主应力分布区域主要在V墩斜腿靠中跨侧顶部顶板和底部底板局部,最大第三主应力分布区域分布于V墩中跨侧斜腿中下部顶板局部;整个施工过程中V墩三角刚构上部箱梁底板最大压应力-9.96 MPa;在边跨预制梁架设后,V墩三角刚构上部箱梁跨中上挠最大(相对支承边,跨中最大上挠8.6mm);中跨支架拆除结构体系转换后,上部箱梁南侧支承边竖向位移沿横桥向差异比北侧支承边的大(最大2.9mm);对于前程路大桥,在大刚度的V墩三角刚构和两端横梁的共同作用下,上部箱梁扭转及横向变形很小。     

某大桥箱梁底板开裂成因计算分析

基于某大桥的裂缝分布状况,应用有限元分析方法,对该桥成桥状态下的2号箱梁的受力状态进行分析,结果表明:温度和混凝土收缩徐变是箱梁底产生横向裂缝的主要因素,且考虑体系温度、温度梯度荷载作用下中跨两端靠近桥墩的箱梁底板的拉应力不满足规范对部分预应力A类构件的应力限值。     

北盘江大桥合龙顶推方案研究

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m双幅预应力混凝土空腹式连续刚构桥.该桥结构跨度较大,运营阶段受混凝土部分收缩徐变及合龙温度影响,主墩及次边墩墩顶水平位移较大,对桥墩结构受力较为不利,需在中跨及次边跨合龙前进行水平顶推施工,且2幅桥梁之间在主墩斜腿处存在平联连接,2幅桥梁合龙顶推施工相互影响,与常规2幅相互独立的桥梁顶推施工差异较大.为保证顶推施工中改善各墩的受力状态,以消除各墩墩顶水平位移为原则,分析成桥状态下墩顶位移,确定了合理的顶推量及顶推力.并对2幅独立合龙顶推、双幅同步合龙顶推方案中各主墩的扭转、合龙口标高及顶推量等参数进行对比分析,确定了双幅同步合龙顶推方案较为合理.     

运梁车单车跨双幅非对称预制箱梁偏心运梁试验

余慈高速公路高架桥采用大吨位、非对称分幅预制预应力混凝土箱梁,预制箱梁运架过程中采用1台850t级运梁车跨左、右幅已架箱梁内侧腹板顶面偏心运梁的方案。为验证该运梁方案的可行性,针对32.5m、733t的非对称预制箱梁的1∶1模型开展偏心静载弯曲试验,并配套设计了偏心静载弯曲试验反力架,对实际梁上运梁工况进行测试,将实测结果与静载弯曲试验结果进行对比分析。结果表明:试验箱梁在偏心静载试验过程中一直处于弹性变形范围内,其应力、位移及抗裂情况均满足要求;实际梁上运梁过程中,箱梁的受力均在规范允许范围内,表明该运梁方案安全可靠;静载试验与实际运梁时箱梁纵向应力变化值及变化趋势吻合较好,均有较明显的偏载效应。     

连续刚构桥聚酯纤维混凝土0号块受力性能研究

为研究聚酯纤维混凝土连续刚构桥0号块箱梁的空间受力,文中以江西省枇杷洲右溪聚酯纤维混凝土连续刚构桥为背景,建立全桥有限元模型及0号块箱梁实体模型,通过对比桥梁施工过程中关键截面的监测应力验证模型准确性,进而分析最大悬臂与成桥工况下0号块箱梁的应力变化规律。结果表明,聚酯纤维掺入后的0号块箱梁在2种工况下,顶、底板顺桥向应力变化规律一致且应力分布均匀;2种工况下,顶板应力变化幅度不超过2.5 MPa,底板变化幅度约为1 MPa;此外,箱梁横隔板部分位置出现拉应力,最大拉应力为0.305 MPa,需加强横隔板位置处配筋。     

公铁合建双层桥墩计算分析

基于公铁合建双层桥墩受力特点,结合工程实例,提出了公铁合建双层桥墩的计算思路。通过对桥墩的有限元模拟计算分析,表明公路花瓶墩可按墩底固结边界条件处理,其顶部需配置钢筋来抵抗较大横向拉应力;铁路门式墩采用双支点模型,计算结果更接近盖梁的实际受力情况。     

T构桥墩梁固结处局部应力分析

T构桥、连续刚构桥的0号块结构及受力复杂,为研究墩梁固结处0号块的受力情况,本文采用空间杆系有限元软件MIDAS-FEA进行了施工阶段最大悬臂工况、使用阶段最不利剪力效应组合工况、使用阶段最不利弯矩效应组合工况下的空间应力计算。通过对各种最不利工况下的应力计算分析,保证了0号块的局部设计的准确性。     

短线拼装法施工的宽幅多节段混凝土箱梁的预制控制

采用短线拼装法施工的宽幅多节段混凝土箱梁的预制施工比常规连续箱梁预制节段施工复杂,控制难度和精度要求更高。该文以石首长江公路大桥北边跨的预制施工为工程背景,详细介绍了宽幅混凝土箱梁预制施工中的无应力线形控制和滑移、起吊、存梁施工中的安全控制,通过无应力制造线形控制最终成桥线形,通过横向预应力的分次张拉控制多次体系转换过程中的梁体安全。工程实践表明:采用短线拼装法施工宽幅多节段混凝土箱梁是可行的,既能保证预制线形也能保证拼装前梁体各工序的安全。     

大跨双层复合桁架桥施工阶段受力分析

为研究大跨双层复合桁架桥常用施工方法的优劣,利用已建桥梁参数,构建跨径布置为(80+104+80)m三跨连续双层复合桁架桥方案,在同等结构与配束条件下,利用MIDAS软件建立全桥有限元模型,对先架设整体钢桁架后浇筑混凝土、悬臂浇筑和采用辅助墩施工这3种不同施工方法的关键部位杆件成桥受力状态进行了对比分析。计算和实践结果表明,采用辅助墩为主桁施工提供临时支撑,可以减小复合截面钢桁骨架初始应力,提高预应力张拉效率,实现合理的成桥状态。     

架桥机应用于预制装配桥梁施工的关键技术

预制装配工艺因为预制质量好、施工迅速、对环境友好等原因,在越来越多的工程场景中得以应用.闵浦三桥是国内第一座采用全预制装配施工工艺进行引桥施工的大跨度桥梁.以闵浦三桥引桥架设施工为例,从地面到主桥过渡墩,采用架桥机对带有预制防撞墙的小箱梁进行架设.通过对多个较为复杂工况的模拟和计算,施工过程中进行了一系列的技术攻关,最终将248榀小箱梁架设到位.施工过程中积累的相关工艺,为类似装配式工程的架梁施工提供了参考.     

高墩大跨连续刚构桥抗风及P-Δ效应分析

高墩连续刚构桥墩身具有特殊的受力和变形特征,该文基于龙潭河特大桥的特点,采用动力冲击风荷载对该桥施工过程中的典型工况进行了抗风分析,并在动力冲击风荷载作用下对成桥阶段进行了P-Δ效应(重力二阶效应)分析.结果表明,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,P-Δ效应会增加箱梁和桥墩的侧向位移和桥墩底部拉压应力.     

高墩大跨连续刚构桥抗风及P-△效应分析

高墩连续刚构桥墩身具有特殊的受力和变形特征,该文基于龙潭河特大桥的特点,采用动力冲击风荷载对该桥施工过程中的典型工况进行了抗风分析,并在动力冲击风荷载作用下对成桥阶段进行了P-△效应（重力二阶效应）分析。结果表明,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,P-△效应会增加箱梁和桥墩的侧向位移和桥墩底部拉压应力。     

PC连续箱梁桥0号块受力性能的影响参数分析

为研究PC连续箱梁桥0号块建模参数对其受力性能的影响程度,以选取合理的建模参数,以某跨度为(55+90+90+55)m的PC连续箱梁桥为工程背景,建立0号块空间有限元模型,分析不同桥墩高度、预应力筋沿程预应力损失、支座约束等参数下0号块受力性能的变化规律,以及最大悬臂施工阶段和成桥阶段0号块的空间应力特点。分析结果表明:0号块箱梁底板与支座相交位置应力受墩高影响明显,建模时应考虑桥墩的影响,墩高可按1倍梁高左右简化处理;沿程预应力损失分布对0号块受力影响明显,计算时应考虑其影响;运营使用阶段如不考虑支座约束,0号块局部应力失真,应力计算时可采用固结约束代替真实支座进行简化处理;0号块在横隔板等截面突变位置主拉应力较大,应优化构造尺寸和配筋,以及加强施工质量控制。