空腹式连续刚构桥设计参数的正交试验研究

为研究空腹式连续刚构桥结构设计参数的优化,以某主跨290m的空腹式连续刚构桥为背景工程,通过有限元分析软件建立其结构模型,采用正交试验方法,研究空腹段梁底曲线幂次、下弦梁高以及根部梁高等设计参数取值对结构经济性的影响。结果表明:空腹段梁底曲线幂次对结构经济性影响显著,且根部梁高取主跨跨径的1/8、梁底曲线幂次取2.75、下弦梁高取主跨跨径的1/50为最优的结构设计参数。     

空腹式连续刚构桥跨径与根部梁高的经济取值研究

为了优化空腹式连续刚构桥的关键设计参数,提高经济效益,以贵州水盘高速北盘江大桥为背景,根据上部结构混凝土、普通钢筋和预应力钢束的工程量及其造价提出延米经济指标的概念,从工程造价的经济性角度研究了空腹式连续刚构桥跨径和根部梁高这2个关键结构设计参数的取值范围。采用有限元参数分析法研究了在桥梁主跨L=210,250,290,330,370m,且根部梁高分别为L/5、L/6、L/7、L/8、L/9、L/10、L/11等工况下,上部结构延米经济指标的变化规律。研究表明:混凝土造价的比重随着根部梁高的减小和主跨的增大而不断降低,预应力钢束造价的比重与混凝土刚好相反;上部结构的延米经济指标随根部梁高的减小先降后增,根部梁高在L/8~L/7范围内取值时,延米经济指标最低;空腹式连续刚构桥的经济跨径约为210~290m,超过300m以后,上部结构的经济性将显著降低。     

基于经济性的空腹式连续刚构桥设计参数优化

空腹式连续刚构桥是一种新型的大跨度桥梁结构形式。研究空腹式连续刚构桥各个设计参数对经济性的影响,并对设计参数进行优化。以某主跨280m的空腹式连续刚构桥为工程背景,针对刚构桥梁底线形、墩顶梁高以及下弦梁梁高等设计参数构造正交试验,建立该桥不同参数条件下的有限元模型,确定其材料用量及经济指标,基于经济指标对设计参数进行优化。结果表明,梁底线形对桥梁的经济指标影响最为显著,下弦梁梁高次之,并确定了最优设计参数组合,为同类桥梁设计提供参考。     

湖北云南庄特大桥设计关键技术

湖北云南庄特大桥为(150+280+150) m拱梁组合空腹连续刚构桥,结构形式新颖,通过加大根部主梁高度对腹板进行挖孔,形成空腹三角区,实现突破常规连续刚构桥主跨跨越能力受限的目的。拱梁组合空腹连续刚构桥受力复杂、技术难度大。研究得出,桥型结构融合拱桥与梁桥的受力模式,空腹区段非常规梁段的受弯构件,其上弦为偏心受拉构件、下弦为偏心受压构件;针对上、下弦梁体汇合处,提出一种"Y"字形关键传力构造。计算表明:结构传力明确、安全可靠、施工便捷;根据桥型特点,提出空腹区段上、下弦均采用临时扣索辅助挂篮悬浇的创新施工方式,比选了上弦临时索塔及扣索的合理拆除时机;研究了箱梁根部空腹区高度对主梁刚度及下弦根部内力的影响规律,提出空腹区设计高度为主跨跨径的1/7.5~1/8.5的建议取值。     

高墩大跨度空腹式刚构桥空腹区施工方法研究

为解决高墩大跨度空腹式刚构桥无法采用支架施工,且施工过程中上、下弦结构无法独立承受长悬臂的挂篮施工荷载施工难题,以主跨290 m的北盘江特大桥为例进行研究,对比分析了4种方法(双扣挂法、下弦扣挂结合上弦支架节段现浇法、下弦扣挂结合上弦支架整体现浇法和下弦扣挂结合支架支撑的上弦挂篮悬臂浇筑法)施工该桥空腹区的适用性、经济性、安全性及工期.分析结果表明,下弦扣挂结合上弦支架节段现浇法适用性较强,经济性较好,所需工期较短,对结构受力较为有利.     

基于正交试验大跨PC连续刚构桥主梁参数优化研究

为深入研究大跨PC连续刚构桥主梁参数的合理取值,该文基于正交试验法,选取主梁边主跨比、梁底曲线幂次、跨中高跨比、支点高跨比作为主梁优化参数,建立以主跨全截面平均应力、跨中最大挠度、混凝土数量为优化指标的综合目标函数,通过对有限元结果的计算与分析,得到主梁参数的最优组合及其参数影响大小。结果表明:①主梁最优参数组合为A_1B_4C_4D_4,实际工程中可考虑与A_3B_1C_3D_4、A_4B_3C_2D_4、A_2B_2C_1D_4等参数组合的综合应用;②主梁较大高跨比、较小边主跨比及合适梁底曲线幂次对主梁综合性能改善作用较大;③主梁支点高跨比对主梁综合性能影响最为显著。     

大跨度空腹式连续刚构桥设计理论与方法

为寻求常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的合理、经济桥型,在常规连续刚构桥的基础上结合拱桥的力学特点提出空腹式连续刚构桥型。该桥型在常规连续刚构桥的形式上加大箱梁根部高度,并对箱梁根部的腹板进行挖空,减轻自重,形成梁-拱组合力学效应,从而提高结构承载效率,增强桥梁跨越能力。空腹式连续刚构桥可布置为单主跨、多主跨以及单T的形式,也可与常规连续刚构组合,桥墩可采用双肢薄壁墩或箱形柱式墩。采用正交试验法对该桥型关键结构参数进行研究,并根据实际工程对总体结构参数取值提出建议。该桥型采用平衡悬臂方法施工,工程造价指标、运营维护技术要求及费用与常规连续刚构桥相当,适用跨径在200~400 m,可望填补常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的空白。     

大跨度混凝土连续刚构桥梁底曲线合理形式研究

针对目前大跨度刚构桥普遍采用变截面箱梁的特点,从刚构桥上部结构轻型化的角度出发,探讨通过合理选取梁底曲线来实现上部结构轻型化的有效性和可行性。结合工程实例并参照梁底曲线取值经验,建立了7个具有不同梁底曲线的数值模型,通过改变梁底曲线形式,分析了梁底曲线与主梁自重关系,并对不同荷载作用下主梁关键截面的应力变化进行了研究。     

连续刚构桥梁梁高抛物线指数敏感性分析

随着桥梁工程技术的快速发展,桥梁工程精细设计显得越来越重要。结合主跨150 m连续刚构桥,通过适当提高主梁跨中截面高度、增强主梁根部以及1/4L区域的抗剪截面的方法,改善了大跨连续刚构桥的主拉应力、底板应力及长期挠度,并根据主梁纵向、横向受力影响及经济比较后,提出主跨150 m连续刚构桥的梁高及底板厚度变化抛物线指数(2次、1.6次)的选取建议,为其他相近主跨桥梁工程提供了有益的参考。     

小跨径连续刚构桥梁底曲线研究

连续刚构桥自从诞生开始便由于其优异的受力性能、简便的施工过程、良好的适应性而广受桥梁界工程师的欢迎。每一座连续刚构桥都有适合自己的一条梁底曲线,通常都是大跨径桥梁用低次抛物线,小跨径桥梁用高次抛物线。针对本依托工程的桥梁梁底曲线采用三折线设计,同时建立梁底曲线为2次抛物线的同跨模型进行对比,分析认为对于小跨径连续刚构桥来说梁底曲线对结构自身的影响有限,应着重考虑施工方面的可靠性及便捷性。     

北盘江特大桥施工临时扣索索力优化研究

北盘江特大桥为主跨290 m预应力混凝土空腹式连续刚构桥,空腹区采用倾斜挂篮及支架现浇法施工,并设置下弦临时扣索以承担自重及施工荷载.为指导临时扣索张拉,基于结构预张力最大安全度设计理论,采用线性规划的优化算法和有限元法优化临时扣索索力.首先采用梁或三维桥梁模型的有限元法计算应力、弯矩或变形相对应的影响矩阵,然后将施工阶段各种控制条件转化为优化问题中线性的约束方程,以结构最大安全度为目标函数,借助ANSYS和MATLAB工具包实现结构施工状态下临时扣索索力的优化.计算结果表明,将该优化可行解作为设计中进行分析计算的索力初始值,对快速获得索力的设计值起到了指导作用,实际施工采用设计值,实桥施工效果良好.     

大跨单肢矮墩连续刚构桥设计

连续刚构桥外形尺寸小,桥下净空大,福州市新建金山大桥主桥采用主跨110m变高度预应力混凝土连续刚构桥,主桥根部梁高5.2m,桥墩采用墩高9.57m的单肢实心墩,介绍了大桥的设计参数、施工方案、计算方法等,对主墩及主墩基础设计进行深度分析,该桥设计合理,为类似桥梁的设计提供一定的参考。     

云南庄特大桥三角区施工方案北大核心

云南庄特大桥主桥为(150+280+150)m预应力空腹式连续刚构桥。主梁根部三角区分为空腹区和汇合区,总长约134 m,三角区结构受力复杂,施工难度大,工期紧,通过方案比选确定三角区采用斜拉扣挂辅助悬臂浇筑施工方案。上、下弦节段通过张拉临时扣索作为节段的支撑结构,利用挂篮分别悬浇上、下弦节段。上、下弦合龙前先拆除下弦挂篮部分结构,仅用上弦挂篮施工汇合区节段混凝土。该方案能有效避免上、下弦施工互相干扰,有利于工期控制及质量保证。利用MIDAS Civil软件对三角区施工方案进行受力分析,计算结果满足要求。     

北盘江特大桥结构设计

北盘江特大桥主桥为预应力混凝土空腹(斜腿)式连续刚构,是一种新的桥梁结构,其主跨跨径达290m,目前在同类桥型中居世界之最。重点介绍该桥的结构设计与计算。     

轻质高强混凝土在连续刚构桥中的应用分析

通过对主跨为120m的连续刚构桥分别采用普通混凝土和轻质高强混凝土进行试设计,对上部结构几何尺寸、预应力筋配束等进行优化,并对结构优化与经济指标进行对比分析。     

甘溪特大桥300m跨空腹式刚构桥三角区施工技术

甘溪特大桥为主跨300m的空腹式刚构桥,双幅布置,单幅主梁为单箱单室预应力混凝土结构。空腹三角区总长约120m,比选其施工方案后,确定选择上弦设置活动立柱支顶配合挂篮悬浇、下弦设置扣索配合挂篮悬浇的施工方案。临时支撑立柱主体结构采用630mm×10mm钢管,顶端设计为可伸缩式端头。边、中跨下弦对称节段之间设置对拉临时扣索,扣索采用15-19、15-25两种规格的钢绞线束。上、下弦箱梁单侧共13个节段,采用挂篮浇筑。上弦5～12号节段未设置悬浇预应力下弯束,已浇箱梁节段腹板下方支顶钢管立柱进行支撑。下弦领先上弦2个节段施工,浇筑后对称张拉已浇箱梁节段对应的临时扣索。上、下弦交汇段(13号节段)分2次浇筑,混凝土施工缝设于交汇段圆弧中间高度处。     

预应力砼连续箱梁桥主梁设计参数优化

针对当前连续箱梁桥主梁设计参数计算中存在的问题,提出一种基于多目标粒子群算法的参数优化方法。以主梁的边中跨比、墩顶梁高、跨中梁高及梁底曲线幂次4个参数作为优化对象,以桥梁受力性能、主梁总体造价作为优化目标,采用多目标粒子群算法建立了连续箱梁桥主梁参数优化数学模型;算例分析结果表明,该优化方法得出的设计参数使主梁的结构受力性能与造价均优于传统方法,该优化方法有效。     

悬挂式单轨交通系统标准段轨道梁结构选型设计

悬挂式单轨交通系统具有适应性强、占地少、造价低、快捷舒适、观光趣味浓等优势,是一种新型的中、低运量的城市单轨交通系统,其结构主要包括轨道梁和立柱。轨道梁作为列车主要承载构件,其结构选型对轨道梁的受力及造价影响较大。以宁波杭州湾新区城市全域旅游配套基础设施一期工程(设计)为背景,通过ANSYS有限元分析,探讨了轨道梁跨径、轨道梁顶底腹板板厚、环向加劲肋尺寸及间距、走行底板加劲尺寸对轨道梁变形及经济性的影响,并对相关参数提出建议值,为本项目轨道梁设计及我国后续悬挂式单轨结构设计工作提供参考。     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥

上部结构的长期变形是影响大跨度预应力混凝土连续刚构桥使用安全的主要因素之一.以主跨为2×185 m的铁路连续刚构桥为例.通过对加载龄期、预应力设计、环境相对湿度等因素的比较计算,对大跨度预应力混凝土连续刚构桥上部结构的变形控制同题进行了研究.     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥控制长期变形的研究

上部结构的长期变形是影响大跨度预应力混凝土连续刚构桥使用安全的主要因素之一。以主跨为2×185m的铁路连续刚构桥为例,通过对加载龄期、预应力设计、环境相对湿度等因素的比较计算,对大跨度预应力混凝土连续刚构桥上部结构的变形控制问题进行了研究。