单肢箱形薄壁高墩与双肢矩形薄壁高墩稳定性比较研究

为了对比单肢箱形薄壁高墩与双肢矩形薄壁高墩在不同荷载工况下的线弹性稳定性与非线性弹塑性稳定性,以吕梁环城高速公路机场2号大桥为工程背景,采用Ansys10.0软件建立有限元模型,研究了温度、风荷载、墩顶弯矩、汽车制动力、施工缺陷等因素对2类高墩初始几何缺陷的影响程度,分析了纵桥向、横桥向和双向初始几何缺陷对2类高墩稳定性的影响。研究结果表明:单肢箱形薄壁截面高墩的线弹性稳定性比双肢矩形薄壁截面高墩好;日照、风载、汽车制动力等因素对单、双肢薄壁高墩纵、横桥向位移影响并不相同;双向初始几何缺陷对结构的弹塑性稳定性影响最大,在相同的双向初始几何缺陷下,单肢箱形薄壁高墩稳定性系数的降幅比双肢矩形薄壁高墩大。     

横隔板设置对薄壁钢箱梁畸变效应影响

基于大型空间有限元程序Ansys10.0,利用箱梁分析常用荷载分解法,求解得到薄壁钢箱梁在偏心荷载作用下不同数量横隔板的设置对薄壁钢箱梁畸变效应的影响,重点考察了畸变效应下薄壁钢箱梁的横向畸变位移、畸变挠度、纵向翘曲位移以及翘曲正应力的分布情况并进行了对比分析,得到了横隔板设置的密度对薄壁钢箱梁畸变效应影响曲线图。     

某特大桥薄壁高墩几何非线性稳定性分析

以厦成高速公路跨山谷路段某特大桥12号高墩为研究对象,建立Beam单元和Thick plate单元三维空间有限元模型,对施工阶段高179.3 m的薄壁高墩分别进行线性、几何非线性稳定性分析。分析结果表明:在最不利荷载工况下,非线性因素对最大悬臂施工阶段高墩的稳定性影响很大。     

钢筋混凝土材料对薄壁高墩结构非线性稳定性的影响

以某大桥为工程实例,利用ABAQUS有限元分析软件,以不同材料参数为研究重点,对大桥的薄壁高墩结构的稳定性进行了非线性弹性稳定仿真分析,探讨了不同用量钢筋混凝土材料与薄壁高墩结构非线性稳定性之间的影响关系,为今后本类桥梁的设计和施工提供可以借鉴的经验。     

温度及垂直度对薄壁高墩连续刚构桥稳定性影响的研究

结合红岭高架桥的工程实例,分析了薄壁高墩刚构桥稳定性的影响因素,提出薄壁高墩温度的采集和温度场的建立方法,并通过ANSYS软件采用非线性屈曲分析方法,分析了薄壁高墩刚构桥在施工阶段及成桥阶段的稳定性,以及温度、垂直度对稳定性的影响。     

温度对空心薄壁高墩稳定性影响研究

以内蒙古G209线贾家湾大桥空心薄壁高墩为例,采用大型有限元软件MIDAS建立了有限元模型,并对其进行了4种不同温度工况下的线弹性和几何非线性稳定性分析,得到了考虑几何非线性影响的稳定性分析结果比线弹性情况低,且同一温度荷载作用下高墩的顺桥向较横桥向更容易失稳,故施工中有必要增加贾家湾大桥顺桥向的刚度。     

墩间系梁对双肢薄壁高墩连续刚构稳定性的影响

利用有限元软件Midas/Civil对双肢薄壁高墩连续刚构桥的最大悬臂状态和成桥运营状态进行稳定分析,并考虑日照温差和施工过程中的不平衡荷载以及静风荷载的影响,讨论墩间系梁道数及系梁位置对双肢薄壁高墩稳定性的影响。     

基于ANSYS的组合式薄壁高墩稳定性研究

以某组合式薄壁高墩的连续刚构桥为例,研究了风荷载组合作用下墩身的稳定性,试验结果表明:认为几何非线性对横桥向风荷载作用下的稳定系数有很大影响,不考虑几何非线性时,风荷载系数一直呈增长趋势,无明显转折点;考虑几何非线性后,该曲线变化率可以见到有突然降低点。     

高墩参数变化对桥墩稳定性的影响分析

本文针对大跨高墩桥梁在施工过程中桥墩稳定性进行分析,主要包括结构设计参数变化对桥梁稳定性的影响,设计参数具体包括连梁位置与个数、桥墩壁厚和横隔板。     

赫章特大桥195m超高墩构造设计

针对贵州省赫章特大桥195m高桥墩构造,设计了双薄壁墩、组合式桥墩和独墩3种构造形式,开展了最大悬臂阶段静风荷载作用下的桥墩稳定与工程数量比较,在此基础上进一步分析了不同坡比下独墩的非线性稳定和抗震性能。研究表明:对于195m超高墩,独墩构造具有稳定性和抗震性能较好的优势,而且工程用量省。     

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。     

高墩大跨连续刚构桥设计控制参数优化研究

结合汕昆(汕头—昆明)高速公路蛇背大桥,从设计角度展开分析,分别探讨了上部结构和下部结构分析中控制参数的影响及优化,研究了梁高对上部结构应力及变形的影响、肢间横隔板设计对高墩稳定性的影响。     

混凝土悬臂浇筑拱桥横隔板浇筑顺序对拱圈力学特性的影响研究

采用悬臂浇筑法建造的混凝土拱桥当前较为少见,作为悬臂施工中承受梁段自重及施工荷载的重要临时设备,挂篮的不同形式影响着施工效率。本文以贵州省沿河县沙坨特大桥为工程背景,为提高施工效率,考虑挂篮支点由置于拱圈的拱背改为拱腹之下,并采用可收缩式内模。受挂篮长度影响,横隔板浇筑至少需滞后两个节段,针对不同横隔板浇筑顺序建立对应的空间网格模型,研究不同横隔板浇筑顺序对薄壁箱型主拱圈力学特性的影响:对比不同情况下最大悬臂阶段梁端位移、翘曲正应力、截面顶底板应力横向分布,总结横隔板浇筑顺序对拱圈力学特性的影响规律,为同类桥梁的施工设计提供参考。     

横隔板设置对偏心荷载作用下混凝土箱梁剪力滞的影响

针对横隔板对混凝土箱梁剪力滞的影响,利用桥梁设计软件MIDAS／Civil2006对在偏心荷载作用下,设置不同横隔板数目时,混凝土箱梁剪力滞的影响进行了分析比较,得到剪力滞系数沿截面横向和纵向的变化曲线。分析结果表明,加设3道横隔板后,箱梁受力有明显改善。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工阶段稳定性分析

波形钢腹板矮塔斜拉桥以其新颖的结构形式、优良的受力特性、较好的材料利用效率,修建数量日益增多,因其多采用薄壁钢腹板和刚构薄壁高墩的结构形式,使得对该类桥型施工过程中稳定性问题的研究就显得尤为重要。研究方法:利用ANSYS有限元软件建立朝阳沟波形钢腹板矮塔斜拉桥空间块体+板壳组合单元精细计算模型,计算纯剪切荷载作用下钢腹板的失稳模态;选取施工关键阶段,计算悬臂施工状态的弹性稳定性;考虑材料非线性、几何非线性和混凝土材料的开裂和压碎特性,计算悬臂施工状态非线性稳定性。结果表明:波形钢腹板构造按弹性屈曲强度公式计算最小值为348.3 MPa(合成剪切屈曲),有限元方法计算的剪切屈曲最小值为517.9 MPa,均大于材料剪切屈服强度199 MPa,结构承载力按剪切屈服强度控制;矮塔斜拉桥拉索的弹性支撑作用,增强了波形钢腹板稳定性,施工中主要是主墩的平面内侧倾失稳,不会出现波形钢腹板的失稳情况;考虑材料非线性和几何非线性求得悬臂施工阶段的非线性稳定系数仅为弹性稳定系数的41%～34%,悬臂越长,非线性效应对稳定性的影响越突出;施工荷载对悬臂施工状态的稳定性影响很大,最不利工况下结构的非线性稳定系数为5.13,结构稳定性仍满足规范要求。     

空心薄壁墩横隔板设置研究

常规的空心薄壁墩设计一般每隔20~40 m设置一道横隔板,而横隔板的施工较大程度制约了桥墩的施工工期。该文通过对不同墩高、不同桥墩宽厚比以及不同工况稳定性进行分析,研究取消横隔板设置的可能性以及需要满足的条件,给空心薄壁墩设计提供借鉴。     

钢箱梁正交异性桥面板球扁钢纵肋球头朝向和横隔板空孔的优化

某钢箱梁正交异性桥面板行车道范围内采用球扁钢纵肋,在横隔板对应部位设置空孔让纵肋连续通过,为研究横隔板的空孔圆弧、空孔与纵肋连接端部等两个细节部位的受力特性,以某立交桥F匝道为工程背景,建立全桥有限元模型,对称荷载作用,对比横隔板对称位置空孔应力分布,分析纵肋球头朝向和背对邻近腹板两种布置对空孔受力的影响。荷载位于不同横向位置,分析横隔板空孔面内受力。荷载位于不同纵向位置,分析横隔板空孔面外受力。对横隔板空孔圆弧半径进行参数分析。研究表明,球扁钢纵肋球头背对邻近腹板和适当增大空孔圆弧半径等措施,可明显改善横隔板空孔圆弧部位受力,但对空孔与纵肋连接端部效果不够明显,需采取进一步措施以改善该细节部位的受力性能。     

具有初始缺陷的薄壁高墩稳定性研究

针对有初始缺陷的薄壁高墩大跨径连续刚构桥在施工阶段的稳定性问题展开研究,以沪蓉西高速公路宜恩段野三河大桥为工程背景,采用一致缺陷模态法,以桥墩的一阶屈曲模态为基础,计算分析单肢薄壁高墩分别在具有单向和双向初始几何缺陷时的稳定承载能力,得出初始几何缺陷对高墩稳定性的影响规律,发现纵桥向的初始几何缺陷较横桥向对稳定承载力的影响更大;当引入双向初始几何缺陷时,单肢薄壁高墩的稳定承载力较仅含单向初始几何缺陷时迅速下降。在对含初始几何缺陷薄壁高墩稳定承载力计算结果进行总结的基础上,对山区高墩垂直度控制给出参考建议,研究了局部材料缺陷对高墩稳定性的影响效应,找出局部材料缺陷出现的最不利位置。研究成果可为具有初始缺陷的桥墩稳定性研究提供参考。     

具有初始缺陷的薄壁高墩稳定性研究

针对有初始缺陷的薄壁高墩大跨径连续刚构桥在施工阶段的稳定性问题展开研究,以沪蓉西高速公路宜恩段野三河大桥为工程背景,采用一致缺陷模态法,以桥墩的一阶屈曲模态为基础,计算分析单肢薄壁高墩分别在具有单向和双向初始几何缺陷时的稳定承载能力,得出初始几何缺陷对高墩稳定性的影响规律,发现纵桥向的初始几何缺陷较横桥向对稳定承载力的影响更大;当引入双向初始几何缺陷时,单肢薄壁高墩的稳定承载力较仅含单向初始几何缺陷时迅速下降.在对含初始几何缺陷薄壁高墩稳定承载力计算结果进行总结的基础上,对山区高墩垂直度控制给出参考建议,研究了局部材料缺陷对高墩稳定性的影响效应,找出局部材料缺陷出现的最不利位置.研究成果可为具有初始缺陷的桥墩稳定性研究提供参考.     

高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥关键问题研究

文章针对高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥的高墩稳定性及大体积混凝土施工过程中的温度应力等问题,基于非线性空间有限元的基本理论,以野三河大桥为工程背景,利用大型有限元通用软件ANSYS对其进行了详细的计算分析,对其抗风稳定性进行了非线性计算分析。计算结果表明,考虑几何非线性,静风荷载对桥梁最大悬臂状态的稳定性影响较大,成桥状态影响较小,同时验证了该特大桥抗风稳定性满足要求;大体积混凝土内部温度场及仿真应力场的计算结果与实测结果进行比较,结果显示所建立的有限元分析模型可以较好地计算混凝土施工时的温度场与温度应力。