大悬臂预应力宽箱梁桥空间效应研究

为研究大悬臂预应力混凝土宽箱梁桥的空间效应,采用有限元软件ANSYS建立精细化空间数值模型,对比无预应力、纵向预应力、纵向预应力加横向预应力三种工况下的计算结果,分析预应力对桥梁空间效应的影响,研究移动荷载、扭转作用下桥梁的空间应力分布规律,得出纵横向预应力大大改善桥梁应力状况,移动荷载对结构的影响从跨中截面向墩顶截面快速减弱,墩顶附近梁体的扭转作用十分强烈,而梁体顶板的扭转作用要远小于底板。     

大跨度连续刚构拱组合桥梁拱墩结合块模型试验研究

简单介绍了模型试验的相似和设计原则,对模型试验的加载工况、加载程序、测点布置等也进行了讨论。应用大型COSMOS/Works软件,结合已有的研究成果,在选定混凝土、钢筋和钢绞线单元的基础上,建立了边主墩和中主墩梁拱墩结合块三维有限元模型,得到数值分析结果,将数值计算结果与试验结果进行对比分析,得出了顶底板、腹板、拱脚和墩顶混凝土应力分布规律,深入研究了梁拱墩结合块的复杂受力行为。研究表明:顶底板混凝土正应力沿纵向均呈先减小再增大的趋势;腹板混凝土正应力沿竖向从上至下呈增大趋势,沿纵向正应力呈先减小、后增大和再减小的趋势;拱脚混凝土主压应力由后拱外侧往前拱内侧呈增大趋势;双薄壁墩和空心单柱墩墩顶混凝土各断面基本处于受压状态。梁拱墩结合块受力合理,大跨度连续刚构拱组合桥设计合理。     

高速公路特大桥预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

以某一大跨径预应力连续梁桥为对象,通过MIDAS/Civil建立桥梁悬臂施工阶段以及成桥阶段的结构模型,分析桥梁不同工况和不同施工荷载下的位移云图和应力云图,获得桥梁变形特征和应力特征。研究结果表明:悬臂施工段,悬臂端自重横载作用和张拉预应力作用下产生最大累计位移由悬臂根部逐渐增大;由于最大位移相反,因此预应力累计位移能够较好的抵消恒载位移影响;悬臂阶段,主梁最大应力出现在墩梁固结处,主梁应力由墩体位置向合拢段逐渐减小,在合拢处取得最小值;成桥阶段主梁合拢段产生最大应力,由合拢区向墩梁固结处应力逐渐减小,在墩梁处取得最小应力,位移量由合拢处向左右两侧块逐渐增大;中跨合拢60 d后桥面铺装时,最大位移量出现在中跨合拢段;桥梁投运3 a后主梁整体位移表现出不确定性,各块均表现出不同程度的增大或减小。     

大型钢吊箱有限元数值设计分析方法研究

大型钢吊箱有限元数值设计分析方法研究,钢吊箱结构整体与局部应力计算及稳定性分析是桥梁深水施工的关键.借助大型通用有限元结构分析软件ANSYS 10.O,采用空间梁单元Beam188单元和空间壳单元Shell63单元建立紫阳汉江特大桥主墩深水钢吊箱的空间有限元模型,对其进行静力分析和动力分析.     

龙华松花江特大桥0#块空间应力分析

以吉林龙华松花江大桥主桥(65+5×100+65 m)预应力混凝土刚构—连续组合梁桥为研究背景,采用有限元分析软件Ansys建立空间块体数值模型,对墩顶0#块进行空间应力分析,揭示该区域的受力特性和应力分布规律.     

双主跨连续刚构桥合龙顶推分析

大跨径预应力混凝土连续刚构桥中跨合龙时,施加水平顶推力的方法能有效消除合龙温差、成桥后收缩徐变等引起的主梁下挠、主梁主墩水平偏位以及结构附加内力。结合某双主跨连续刚构桥实例,考虑高桩承台基础对基础以上桥梁结构的影响,利用有限元软件建模计算,阐述双主跨同步合龙时顶推力的确定与实施,分析顶推效果。     

PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数优化分析

针对PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数的优化,选取主要设计参数墩高、壁厚、双肢间距及跨径为研究对象,利用数值分析方法,应用桥梁专用有限元软件得到双薄壁墩两肢的内力和应力,基于主墩混凝土材料力学性能,根据应力安全系数确定最优结构参数,并依据既有实桥资料和计算数据,利用多元线性回归方法,拟合得到PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数优化的计算公式,所得回归公式可应用于双薄壁墩结构参数优化。     

考虑碰撞效应的混凝土连续梁桥纵向挡块参数分析研究

以中小跨度典型梁式桥为工程背景,利用有限元软件建立桥梁结构的多尺度模型,基于接触单元理论,提出能考虑碰撞过程中能量消耗的碰撞模型,考虑地震作用下桥梁结构梁体与纵桥向限位挡块间的碰撞效应,对比分析是否设置挡块,以及墩高、碰撞刚度、碰撞阻尼等对桥梁结构地震响应的影响。结果表明:设置纵向挡块之后,过渡墩的墩底剪力和墩顶位移有所增加,但墩梁相对位移大幅度降低,可很好地防止纵向落梁震害的发生;碰撞刚度的增大,会增大墩底剪力和墩顶位移,减小主梁位移和墩顶相对位移,对于与本文分析类似规模的桥梁,建议纵向挡块的碰撞刚度取10~8N/m较合适;纵向挡块的碰撞阻尼对桥梁的地震响应影响相对较小,在设计时可不予特别考虑。     

桥梁结构的预应力盲区及相关布束规则探讨

在预应力混凝土桥梁结构中,预应力盲区普遍存在,但并没有被多数设计人员所认识,由此而导致的设计缺陷偶有发生。该文以T形刚构桥及斜拉桥主塔环向预应力为例,采用块单元对其进行分析比较。结果表明：在T形刚构桥预应力设计时,直线形布束方法具有施工方便,摩阻损失小的优点。但如全部采用直线型布束,在截面的下缘便存在应力盲区。应力盲区随着截面高度的增加而增大。当采用挂篮悬臂法施工时,挂篮的下锚点常位于应力盲区内,挂篮(含其他施工荷载)所产生的拉应力很容易超过混凝土的允许应力而导致开裂。因此,在中墩顶附近也就是截面较高处,不宜全部采用直线形布束,应设置部分下弯束(或其他有效措施)。既能增加截面下缘正应力,也可减小应力盲区。对于斜拉桥主塔环向预应力,应优先采用弧形交叉布置的预应力束,因为直线形布束在塔壁内侧加腋附近存在着明显的预应力盲区。     

高墩连续刚构左右幅相连横向抗风分析

高墩大跨径连续刚构桥梁主墩横向抗风设计问题突出,多以增大主墩底部尺寸来解决,但变截面高墩容易造成施工不便和影响美观。对分幅桥梁,笔者认为可将左右幅0#块用外伸横隔板相连,双幅桥梁的主墩共同承担横向风荷载。以龙门大桥为例,用Midas建立单幅桥梁和双幅相连桥梁的两个模型,比较各自的内力和稳定性,再应用ANSYS对受力复杂的0#块及其外伸隔板作三维实体仿真分析。结果表明,双幅桥梁相连后可有效减少墩底内力,提高整体稳定性。     

双柱花瓶墩预应力盖梁计算分析

为尽可能减少对桥梁下部道路通行的影响和满足城市景观的需求,双柱花瓶墩预应力盖梁常作为城市高架桥的优选方案。传统的杆系结构受力分析无法准确模拟墩顶处预应力盖梁的受力特征,以某城市高架桥项目为依托,采用通用有限元软件针对墩柱及盖梁进行实体单元建模,应力和抗裂性等指标的验算结果均验证了设计方案的合理可靠。     

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。     

酉水大桥斜高墩大跨径连续梁的线形控制

酉水大桥是一座主跨为（80＋145 ＋80）m的三跨预应力混凝土变截面连续梁桥,并将主墩做成与水流一致（与路线方向成约65°）的斜高墩以满足行洪要求,主梁0号块采用托架现浇,边跨直线段采用贝雷片吊架现浇,其余1～18号块均采用挂篮悬臂浇筑,主梁的线形控制较为关键,结合该桥主梁线形控制的施工实际,介绍了主梁的施工方案、线形控制的目的和要点、线形控制计算分析方法.重点阐述了箱梁立模高程的计算过程和箱梁高程测控的布点和监控方法,为今后同类施工提供参考.     

酉水大桥大跨度预应力混凝土连续梁桥斜交高墩盖梁受力特征分析

以湖南省张花高速公路酉水大桥（80m＋145m＋80m）斜交高墩大跨度悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,运用MIDAS软件建立箱梁整体梁格模型,得出桥墩的最不利荷载组合,在此基础上运用AN—SYS软件建立主桥斜交高墩实体模型,对盖梁在最不利上部荷载作用下的受力特征进行分析。分析计算结果表明,斜交高墩盖梁应力分布特征有别于正交桥墩盖梁,该正八边形盖梁最小压应力产生于支座垫石与盖梁接触面中心处,以垫石为中心向四周逐渐变大;盖梁在两个支座垫石之间的局部区域存在超出混凝土抗拉极限设计值的拉应力,该拉应力产生于盖梁中心上表面处。分析结果对不同于正交桥墩盖梁支点角隅区钢筋的配置有指导意义。     

V形墩刚构桥墩梁固结区构造及受力特性分析

V形墩刚构桥桥墩与梁体呈角度相交,交汇处传力方式复杂,应选取合理的构造形式以改善该区域的受力状态。文中通过建立墩梁固结区域实体有限元模型,施加单向内力或典型组合作用,以研究该区域的合理构造形式及其主要受力特征。结果表明,整体式横梁有助于降低附近梁体顶板应力水平,内力传递流畅;0号梁段顶板纵向正应力分布相较底板更不均匀,远离横梁位置中腹板顶应力水平较边腹板顶大;可通过在整体式横梁内部增设横、竖向预应力钢束,以控制其整体主应力水平。     

马水河特大桥T形刚构桥设计

马水河特大桥为(116+116)m的大跨度T形刚构桥。主梁采用变截面预应力混凝土箱梁,单箱单室直腹板,箱梁顶宽10.7 m,梁底缘按圆弧变化。主墩高108 m,墩身采用矩形空心高墩,墩顶不设实体段,与梁部按空间框架形式相接,桩基采用24-2.5 m钢筋混凝土钻孔桩,混凝土强度等级为C30,在墩底设置7.5 m高的导流堤。分别采用BSAS和ANSYS对全桥进行结构静力计算及空间静力和动力分析。分析结果表明:该桥静力、抗风、抗震、车桥动力响应验算结果均满足规范要求。该桥主墩墩身采用后倾式悬臂模板法施工,主梁采用对称悬臂浇筑法施工。     

考虑减隔震设计的弯桥地震响应分析

为充分了解山区高墩弯桥地震响应特性和抗震性能,以打庆高速打扮1号大桥为工程背景,采用Midas civil软件建立了计算模型并进行时程分析,研究了地震动入射角和摩擦摆支座对墩顶位移和墩底内力的影响。结果表明,随着地震动入射角的变化,墩顶纵向位移和墩底内力均呈现出先增大后减小的变化趋势,且最大纵向位移并未出现在最高墩的墩顶；摩擦摆支座曲面半径和摩擦系数的变化对墩顶最大纵向位移的影响较弱；当曲面半径一定、摩擦系数取为0.01时的墩顶纵向位移和墩底内力均为最大值。     

酉水大桥大跨度连续箱梁桥斜交高墩几何非线性效应与稳定性分析

以湖南省张花高速公路酉水大桥（80m＋145in＋80m）大跨度悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,运用ANSYS软件建立主桥斜交高墩的三维实体模型,分析了斜交高墩几何非线性效应下的变形、应力及多重非线性作用下的屈曲问题,并且对比分析了不同斜交角度情况下,桥墩非线性屈曲临界荷载的变化情况。分析结果表明：桥墩在考虑几何非线性条件下的整体变形、应力的绝对值都呈增大趋势,墩顶位移增大3．36％,最大拉应力增大3．62％,压应力减小4．27％,可供斜交高墩受力计算分析参考;桥墩特征值屈曲荷载临界值在几何非线性下比线性解小,在考虑材料、几何双重非线性效应下远小于仅考虑几何非线性效应及线性解,此结论对高桥墩几何非线性条件下承载力分析有重要参考意义;斜交角度从0°到90°变化,桥墩的非线性屈曲临界荷载由大变小再变大,在45°时出现极小值,对斜交高墩桥梁的斜交角度设计有重要指导意义。     

预应力混凝土连续梁桥桥面爆炸损伤试验研究

为了研究桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的抗爆性能,进行了2×8 m两跨预应力混凝土连续T梁桥模型的野外爆炸试验,并结合数值模拟的方法,研究了不同爆心位置和桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的动力响应、破坏模式及损伤程度。研究结果表明：跨中桥面上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面破坏形态均表现为桥面板混凝土破碎开洞、T梁腹板和梁底混凝土崩落,属局部冲切破坏;中墩墩顶上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面未发生严重毁伤,邻近中支点的横隔板出现由顶部爆心轴线处向横隔板底放射形扩散的裂缝。相同药量和爆心高度下,桥面中梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最大,桥面边梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最小;提升混凝土强度、箍筋加密布置、施加预应力和增大宽跨比等能一定程度地提高主梁的抗爆性能;研究成果可供梁桥的抗爆防护设计参考。     

七都大桥北汊桥辅助墩合龙方案优化分析

七都大桥北汊桥主桥为五跨连续半漂浮体系叠合梁斜拉桥。为解决三向千斤顶调整墩顶梁段时操作空间受限及支架局部受力不能满足顶梁要求、辅助墩合龙前悬臂梁段起吊角度过大的问题,文中对原方案进行了优化,采用调整索力与线形,改变合龙段梁长,桥面吊机起吊墩顶梁段匹配的方式进行施工控制。结果表明,施工控制过程中结构的塔偏、应力、线形、索力在允许范围内变化,现场实测数据与理论计算结果相吻合,优化方案可行。