大跨钢管混凝土超高墩连续刚构桥的动力特性研究

桥梁的动力特性是结构动力分析和抗震研究的重要基础。作为一种新型桥墩结构形式,钢管混凝土组合墩已应用到跨越峡谷的特大跨度刚构桥中。基于有限元法,以具有亚洲第一高墩的四川雅泸高速公路腊八斤特大桥为工程背景,研究了钢管混凝土高墩的结构参数对结构动力性能的影响,得出了桥墩高度、桥墩截面形式及面积等结构参数变化对动力特性的影响及规律,研究的结论可为该类桥梁后续进行的抗震分析奠定基础。     

山区高墩大跨桥梁静力三分力系数参数影响研究

以某山区高墩大跨桥梁为工程背景,采用专业CFD软件Fluent对其主梁不同截面、不同风工况下的风场特征进行了数值仿真分析,分析梁高、风攻角、桥梁横坡等参数对桥梁主梁截面静力三分力系数的影响,对各参数的影响规律进行总结。利用Fluent软件后处理图形显示功能,分析了典型工况下箱梁截面周围的气动流场特征。分析结果表明:梁高、风攻角、截面横坡均为主梁截面三分力系数的影响因素,高墩大跨桥梁主梁为钝体结构,梁高越高,在风场中的钝性特征越明显。     

基于桥梁不同走向及墩身截面形式的薄壁高墩日照温度效应分析

桥梁受到日照温度作用时,结构的内外表面形成较大温差,从而产生温度应力。为研究薄壁高墩的日照温度效应,对两座不同走向不同墩身截面形式的薄壁高墩桥梁进行了温度场测试,得出了不同薄壁截面形式的高墩温度场分布规律,拟合出温度场计算公式,揭示了桥梁走向对薄壁高墩日照温度效应的影响。结果表明:混凝土薄壁高墩的温度应力与桥梁的走向呈周期性变化,在0°~90°范围内,墩身纵桥向和竖向的温度应力随桥梁中轴线方位角的增大而增大;而横桥向的温度应力,在0°~45°范围内,随桥梁中轴线方位角的增大而增加,45°左右达到峰值,45°~90°后随之下降。     

T型刚构桥桥墩型式选择

以拟建大跨高墩T型刚构桥为例,从高墩截面形式对上部结构影响,高墩抗扭刚度及施工阶段及成桥状态下全桥稳定性等方面对比了单薄壁墩和双薄壁墩的优劣,希望能对今后山区高墩桥梁设计提供一些借鉴。     

基于CFD方法的大跨高墩刚构桥梁风荷载数值识别

针对峡谷地区典型特大跨高墩桥梁结构风荷载的不确定性问题,采用计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)方法,对大跨变截面主梁和超高双柱薄壁桥墩的风荷载进行数值识别。研究不同气流攻角对主梁结构风荷载的影响、不同气流风偏角对超高薄壁墩风荷载的影响、考虑尾流干扰效应的双柱薄壁桥墩气动力变化过程。同时,从气流作用微观角度分析了气流对大跨高墩刚构桥梁结构风荷载的作用机理。通过数值计算,为设计人员进行大跨高墩桥梁风荷载的取值提供了参考,对目前我国相关桥梁设计规范的缺陷进行了有效的补充。     

大跨高墩刚构与低墩连续组合桥梁纵向抗震结构体系分析

为研究横跨U形深峡谷地带桥梁纵向抗震结构体系,以高烈度区的某150m高墩连续梁桥结构体系为背景,建立了三维空间有限元模型,研究了不同类型墩梁约束结构体系的抗震性能,确定了高墩刚构+低墩连续组合桥梁结构。以桥梁关键截面内力响应和梁端位移为比选阻尼器参数评价指标,确定了梁端黏滞阻尼器参数,研究了高墩大跨度连续刚构桥梁端设置纵向阻尼器的减震效果。研究结果表明,在横U形深峡谷地带修建连续梁桥,适宜选用高墩刚构与低墩连续组合桥结构体系,且在桥梁端设置黏滞阻尼器,墩底纵向弯矩、梁端位移、墩梁相对位移等得到了有效地控制,确保了高烈度区高墩大跨度连续梁桥的抗震安全性。     

高墩大跨连续刚构桥地震响应分析

高墩桥梁与传统的中低墩桥梁在地震响应上具有较大的区别,我国现行的桥梁抗震规范对此没有明确的规定。为研究高墩桥梁的地震响应特点,以某高墩大跨连续刚构桥为研究对象,采用Midas/civil 2015建立有限元动力分析模型,进行非线性时程分析。结果表明,高墩桥梁的墩顶和墩底不仅会出现塑性铰,在墩身某处也会出现塑性铰;桥墩控制截面的变形和位移不再建立对应的关系。     

横系梁对超高墩大跨连续刚构双幅桥抗震性能的影响分析

为研究横系梁对超高墩大跨连续刚构双幅桥抗震性能的影响,以云南山区某超高墩大跨连续刚构双幅桥为例,考虑桩土相互作用,采用MIDAS Civil软件建立桥梁结构模型,改变横系梁的位置、截面尺寸及数量,计算桥梁结构的地震响应并进行对比分析。结果表明:增设横系梁可以较好地改善超高墩大跨连续刚构双幅桥的横向抗震性能;在整体墩与双肢薄壁墩分界处设置横系梁对提高结构抗震性能效果最佳,其中横系梁同桥墩刚度比在0.40~0.67内,对改善结构抗震性能最有利;根据桥墩的高度适当增加横系梁数量对结构抗震有利,在该桥双肢薄壁墩顶部和整体墩与双肢薄壁墩分界处设置2道横系梁效果较好。     

钢管混凝土组合高墩在大跨径连续刚构桥梁中的应用

雅泸高速公路全线多座连续刚构桥梁下部结构创新采用钢管混凝土组合高墩技术,这在桥梁建设史上尚属首次,其中腊八斤特大桥10号主墩高度居同类型桥梁世界之最。以腊八斤特大桥为背景,介绍了大跨径连续刚构桥梁采用钢管混凝土组合高墩的设计与施工关键技术。     

普通混凝土和轻质混凝土高墩桥抗震性能及经济性比较

结合4孔40 m高墩连续梁在截面几何尺寸不变的情况下,按普通混凝土和轻质混凝土分别进行非线性时程分析,并根据定量分析结果对两种材料用于高墩桥的抗震性能及经济性进行了比较.比较表明:在高烈度地震区采用轻质混凝土修建高墩桥可以显著降低地震响应,改善桥梁结构的抗震性能.随着轻质混凝土用量的增加,经济上的优势会愈来愈明显.     

Ansys在桥梁高墩稳定性分析中的应用

近年来,随着山区高速公路项目蓬勃发展,高墩大跨度桥梁成为有较强竞争力的桥型方案,高墩稳定性分析显得尤为重要.文中以四川省巴中至达州高速公路设计项目中的变截面高墩为实例,阐述大型有限元分析程序Ansys在桥梁高墩稳定性分析中的具体应用.     

钢管混凝土组合高墩在大跨径连续刚构桥梁中的应用

雅泸高速公路全线多座连续刚构桥梁下部结构创新采用钢管混凝土组合高墩技术,这在桥梁建设史上尚属首次,其中腊八斤特大桥10号主墩高度居同类型桥梁世界之最。本文以腊八斤特大桥为背景,介绍了大跨径连续刚构桥梁采用钢管混凝土组合高墩的设计与施工关键技术。     

高墩大跨混凝土连续刚构桥梁抗震性数值分析

针对高墩大跨连续刚构桥在地震动作用下易出现更大振动,容易对桥梁固定墩结构造成严重破坏的问题。通过建立有限元模型来模拟不同阶态下的连续刚构桥振动特性,获得不同墩高以及不同地震波下高墩大跨混凝土刚构桥的抗震特性。研究结果表明:高墩高连续刚构桥主梁部分表现出横弯和竖弯振型,竖向最容易产生失稳现象;在EI Centro记录工况下,桥梁墩顶处产生的位移量明显小于边跨处位移,墩底截面积混凝土结构并未出现显著的压缩破坏,整个墩底截面处于弹性工作阶段;卧龙地震动下的截面钢纤维拉应变均超过了材料屈服应力下的应变量,截面钢筋已经完全进入了塑性变形阶段。     

高墩桥梁地震响应分析

近年来,高墩桥梁越来越多地在西部强震地区被采用,并且多采用简支梁桥、连续梁桥和刚构桥。对具有高墩的某桥梁工程进行高墩桥梁抗震性能分析,研究高墩动力特性和地震响应特点。并通过适当的改变结构形式降低桥墩的地震响应,达到较好的减震效果,可为高墩桥梁的建设和抗震设计提供参考。     

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。     

中小跨径双柱式高墩桥梁横系梁对抗震性能的影响

通过对地震中双柱墩桥梁的震害调查分析总结认为在双柱式高墩之间加设横系梁对桥梁下部结构在地震作用下的受力状态具有很大影响.采用SAP2000有限元软件对某跨径为30 m双柱式高墩连续梁桥进行模态分析和反应谱分析.分别讨论了横系梁的数量、不同的布置方式以及不同的截面几何尺寸对桥墩在设计地震动作用下的各主要关键截面处内力的影...     

参数变化对高墩弯桥地震响应特性的影响

高墩弯桥结构形式在高山深谷地区极具优势。为研究桥梁结构参数变化以及地震动输入方向对高墩弯桥地震响应特性的影响,以贵州省坞家塆大桥为研究对象,采用有限元软件Midas/Civil建立多个参数模型,研究了横桥向与顺桥向地震输入作用下曲率半径值、高低墩差值变化对高墩弯桥地震响应特性的影响,分析了地震动输入方向以30°间隔由顺桥向地震输入变化到横桥向地震输入时对桥梁地震响应特性的影响;得出了控制截面位移与弯矩等参数改变的变化规律,总结了各参数变化对地震响应特性的影响程度。     

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。     

第二东名高速公路芝川高架桥的设计概要--一座设支撑梁的PC连续箱形梁桥

第二东名高速公路芝川高架桥是日本第一座设支撑梁的PC连续箱形梁桥.由于设置了支撑梁,使箱形梁的截面面积减小,可以大幅减少桥梁上、下部结构的工程量,高墩大跨径桥梁采用此种结构形式是比较合理的.主要介绍该桥上、下部结构形式,尤其是箱梁桥面板、支撑梁、桥面板与支撑梁联结部的结构形式和尺寸拟定及其结构解析方法.     

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。