开口钢管桩竖向承载力机理及计算探讨

由于具有施工、回收方便的优点，许多临时结构采用打入式开口钢管桩基础，然而现行桥规并没有关于开口钢管桩竖向承栽力计算的规定。结合杭州湾跨海大桥南岸栈桥工程实例，介绍开口钢管桩的竖向承载机理，推导了考虑闭塞效应的桩端阻力理论公式，经过与静载试验结果的比较，证明该公式是可靠的。     

常规跨径钢板组合梁桥中欧规范汽车荷载效应对比研究

钢板组合梁可充分发挥钢材和混凝土的材料优势,为给我国桥梁设计人员设计海外钢板组合梁桥提供建议,对《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)及欧洲桥规(Eurocode—Basic of Structural Design、Eurocode 1:Actions on Structures—Part 2:Traffic Loads on Bridges)中常规跨径钢板组合梁汽车荷载效应进行对比。分析了中欧桥梁设计规范中汽车荷载模式、横向多车道折减效应、冲击系数、荷载组合等规定的异同,采用2种规范计算常规跨径钢板组合梁在汽车荷载及基本组合、频遇组合作用下的主梁弯矩。结果表明：欧洲桥规规定4种汽车荷载模式,已考虑冲击系数和横向车道折减,中国桥规规定了车道荷载和车辆荷载2种汽车荷载,计算汽车荷载效应后期需考虑冲击系数和横向车道折减;2种规范极限状态和设计状况规定一致,区别在于作用分项系数和可变作用组合系数取值;多片主梁钢板组合梁的边梁弯矩最大,单独考虑汽车荷载时,欧洲桥规计算的主梁最大弯矩比中国桥规大35%～36%;在考虑荷载组合时,欧洲桥规主梁最大弯矩计算结果在基本组合作用下比中国桥...     

基于实测水压力的跨海桥梁围堰波浪力计算

为准确计算跨海桥梁施工围堰的波浪荷载,提出一种基于现场实测水压力的围堰波浪力计算方法。以平潭海峡公铁两用大桥B39号墩施工围堰为背景,现场实测围堰主迎浪面的水压力,根据实测水压力数据计算围堰主迎浪面上的波浪动力荷载,并采用AQWA软件建立围堰的三维数值模型,基于三维线性绕射理论计算围堰上的波浪动力荷载,与根据实测水压力计算得到的波浪动力荷载进行对比。结果表明:围堰的波流荷载随时间变化呈周期性变化,波浪动力荷载在0附近上下波动;根据实测水压力计算的波浪荷载和数值模拟的波浪荷载随时间变化趋势基本吻合,提出的波浪荷载计算方法能较准确地计算围堰受到的波浪动力荷载峰值。     

大尺度承台结构波浪力计算方法比较

近些年来我国兴建了大量的跨海大桥,波浪力是桥梁基础的重要荷载之一,而基础多采用墩台桩基结构,其中承台尺度较大,关于波浪力计算目前并无统一的计算方法和规范要求,分别采用Morison公式、绕射理论和CFD方法计算不同尺度承台所受波浪力,比较不同方法在计算大尺度承台结构时的适用性,结果表明Morison公式并不适合计算大尺度截断结构,而绕射理论与CFD方法能取得较好的计算结果,特别是结构尺度相对较大时,该研究为桥墩波浪力计算和结构设计提供参考和依据。     

随机车流-风联合作用下沿海大跨度斜拉桥拉索疲劳寿命预测

为了预测沿海大跨度斜拉桥拉索在车流、风和波浪等变幅荷载长期作用下的疲劳寿命，提出了沿海大跨斜拉桥拉索在随机车流、风和波浪荷载联合作用下拉索应力谱的计算方法和步骤，并基于线性疲劳累积损伤理论建立了斜拉桥拉索疲劳可靠度的计算框架。首先，根据桥上实测车流数据，建立了随机车流模型，基于桥址处风浪观测数据，运用二维Copula函数建立了桥址处风浪联合概率模型。然后，将生成的随机车流及风浪荷载作为外部激励，基于风-浪-车-桥耦合振动数值模拟平台，实现随机车流、风、浪荷载联合作用下的斜拉索应力谱的计算分析。最后，基于线性疲劳累积损伤理论推导了服役期内斜拉索疲劳可靠度及疲劳寿命预测公式，并以一座沿海大跨斜拉桥为例，结合桥址处的实测车流、风和波浪数据，计算了拉索在随机车流、风和波浪荷载联合作用下关键拉索的疲劳寿命。结果表明：车辆荷载主要影响拉索的应力响应均值，风荷载主要影响拉索的应力响应的脉动部分，而波浪荷载对拉索的应力响应影响非常小，可以忽略。此外，在随机车辆、风和波浪荷载共同作用下，拉索的日累积疲劳损伤符合威布尔分布，并且岸侧拉索的中间索疲劳寿命最低，为121年。研究成果可为沿海大跨度斜拉桥拉索疲劳可靠度分析及疲劳寿命预测研究提供参考。     

桁架式拱桥拱肋横桥向风荷载计算方法研究

拱桥在面内拥有较大刚度,而在面外结构刚度较低,因此横向风荷载对拱肋作用较为敏感.而桁架式拱桥拱肋形式作为目前大跨径被广泛使用,但《公路桥梁抗风设计规范》[1]并没有提供明确的计算方法.基于前人对桁架式拱桥拱肋横向力系数实验结果,分析探讨规范中给出两种算法(按照桁架形式计算整体的阻力系数;根据杆件计算阻力系数)的适应性与局限.提出了桁架式整体阻力系数与单个杆件计算阻力系数之间的相互转换公式.为桁架式拱桥设计中拱肋横风向风荷载计算提供计算方法.     

消减波浪荷载的桥梁沉箱基础外形设计研究

基于波浪场中动水压强的空间分布特征,提出了消减跨海桥梁沉箱基础波浪荷载的方法:一是优化基础横截面外形,调节基础横截面外轮廓不同位置波浪压力的相位差,减小基础所受到波浪力和力矩;二是优化基础竖截面外形,减小水面附近波浪能量集中区域的截面尺寸,增大靠近海床面区域的截面尺寸,将基础下部的迎浪面设置为外伸斜面,利用斜面上波浪压力竖向分力产生的力矩抵消部分水平分力产生的力矩,从而消减桥梁基础上的总波浪力矩。对于大尺度矩形和圆端矩形截面的桥梁深水沉箱基础,基于势流绕射理论和边界积分方法进行分析,结果表明,相比于矩形截面,采用圆端矩形截面可有效减小基础的波浪力和力矩;相比于上下等截面的基础,采用下部迎浪面设置外伸斜面的基础可以大幅减小基础的波浪力矩。研究成果可为跨海桥梁深水基础设计提供参考。     

拱北隧道曲线管幕顶管顶力参数取值研究

港珠澳大桥拱北隧道采用36根直径1.62 m、长255 m的曲线管幕作为超前支护穿越拱北口岸。为解决顶管顶力计算值与实测值之间的巨大差距，依托港珠澳大桥拱北隧道管幕工程，采用《规范》、Shimada、JMTA 3种公式对顶管顶力进行理论计算，同时对公式计算参数按来源分为管节参数、土层参数及经验参数3类。以《规范》公式为例，从经验参数选取是否合理的角度对顶力的计算进行了研究，并通过经验参数调整前后顶力计算值与实测值的对比，认为经验参数的调整是可行的，提出了经验参数取值优化的建议。     

承台-群桩结构波浪力理论分析

目前桥梁基础的波浪力计算大多采用数值模拟的方式进行研究,但数值模拟存在计算成本高、耗时长等缺点。因此基于线性势流理论首次推导了承台-群桩结构的波浪绕射作用计算公式,求解得到了承台波浪力的半解析解。首先将承台-群桩结构简化为上层穿出水面、下层嵌入水底的双层多柱体结构,其中上层单柱体代表承台,下层多柱体代表群桩。然后将计算域划分为承台外侧和下侧2个子域,子域间的交界面函数通过傅里叶级数处理,通过匹配特征函数展开法对每一个子域的速度势函数进行求解,最终得到承台表面波浪力。在进行解的收敛性分析和与边界元软件进行大量的对比验证后,分析了桩半径和承台高度对承台表面波浪力的影响。研究发现：在小波数范围内,承台表面的量纲一的波浪力会随着群桩的存在而增大,并随着桩半径的增加而进一步增大;同时承台高度的增加会首先对波浪力的增加有促进作用,但在承台高度达到某一临界值后,承台量纲一的波浪力将会减小。首次基于势流理论推导的双层多柱体波浪作用的理论公式,为承台-群桩结构表面波浪力的求解提出了一种新的半解析方法,相较于数值模拟,其能在保证结果准确性的同时,也能使得计算更加方便快捷、成本低廉,为之后波浪作用理论的进一步完善提供有力支撑。     

钢桥塔与塔吊联合体系风荷载效应研究

施工阶段的钢桥塔属于典型的高柔结构,由于缺乏缆索的支撑作用,其低刚度可能会引起过大的结构位移响应。针对带塔吊钢桥塔联合体系静风荷载及响应,比较了《公路桥梁抗风设计规范》、《起重机设计规范》所提供的计算方法和计算流体力学(CFD)虚拟风洞技术的计算结果。通过对比可知,与CFD数值的计算结果相比,按照规范计算的联合体系部分位移响应极值偏于不安全;布置在钢桥塔顺桥向方向的塔吊,对桥塔顺桥向风荷载有一定的放大影响;根据CFD计算结果,可以得出风向对联合体系风荷载存在明显的影响。     

杭州湾大桥南岸超长栈桥钢管桩水平极限承载力分析

杭州湾大桥南岸超长栈桥钢管桩基础的水平承载力，是保障栈桥结构安全的关键因素之一。栈桥桥住处的风、浪、潮、冲刷等恶劣环境因素的不确定性，给栈桥的设计与施工带来了严峻的挑战。通过研究栈桥钢管桩基础的物理边界条件，探讨了水平极限承载力的判定准则，同时应用非线性桩土相互作用计算模型，进行了桩基水平承载力分析，从而评价了栈桥结构安全度。     

泉州火车站站前大桥桥头堡风载作用分析

该文阐述了:基于刚性模型表面测压风洞试验,得到泉州火车站大桥桥头堡的风荷载体型系数。在此基础上,通过有限元软件ANSYS建立了三维有限元分析模型。计算得到该结构在两个水平主轴方向风荷载下的位移及应力。结果表明该结构在风荷载作用下变形及应力均较小,能够满足规范的相关规定。     

杭州湾跨海大桥海中平台匝道施工栈桥设计与施工

杭州湾跨海大桥海中平台匝道桥下部构造均采用桩、柱一体结构,采用搭设栈桥进行钻孔灌注桩的施工,栈桥工程处于复杂多变的海洋环境中,属于重要的临时结构,需降低工程风险,确保安全使用。介绍栈桥结构的设计与施工等情况。     

杭州湾大桥抗风性能试验研究

杭州湾大桥为目前世界最长的跨海公路大桥,包括南航道和北航道两座大跨度桥梁。对杭州湾大桥北航道桥成桥状态、最大双悬臂状态及最长单悬臂状态进行了动力特性分析,介绍了节段模型风洞试验的主要内容、试验结果, 据此分析评估了该桥的抗风性能,并得出了一些有益的结论。     

基于风致抖振分析的多跨斜拉桥行人舒适性评价分析

首先,从随机风场模拟方法和抖振风荷载计算两方面介绍了风致抖振分析的基本理论;然后,以南昌市朝阳大桥为工程背景,利用MATLAB自编制程序依据上述随机风场模拟方法建立成桥阶段设计基准风速下标准断面的脉动风速模拟,将抖振惯性力公式计算所得的抖振风荷载施加在主桥模型上,对大桥的行人舒适性作出分析与评价;最后,对南昌市朝阳大桥的人非通道和观景平台提出了行人交通管控措施。     

粤海通道铁路栈桥结构技术特点

粤海通道铁路栈桥是我国第一座海上铁路栈桥,其结构技术与普通桥梁有很大差异。简要介绍粤海铁路栈桥的结构技术特点。     

钢绞线对夹片式锚具静载锚固试验影响的研究

概述了杭州湾跨海大桥建设中所用预应力锚具和钢绞线的静载锚固性能检测,研究了不同质量钢绞线对锚具静载试验的影响,找出其合理的配合关系,以供其他公路桥梁施工参考和借鉴。     

杭州湾跨海大桥南滩涂区承台钢吊箱围堰设计与施工

杭州湾跨海大桥南岸滩涂区宽9.7 km,引桥采用栈桥法施工,下部结构为钻孔桩基础。滩涂区软弱地层厚,地形多变,地下局部有浅层气,潮汐对承台施工影响很大,施工条件复杂。主要介绍滩涂区承台吊箱围堰设计和施工技术。     

跨海长桥风致行车安全研究

基于风作用下车辆模型行驶极限状态分析获得了相应的安全行驶临界风速,应用概率统计方法建立了桥位风速统计和极值风速概率分布模型,桥面风环境测速风洞试验给出了自然风与桥面行车风环境的关系,进而评估了自然风作用下车辆不同车速条件下的桥面行驶安全性。采用上述评估方法针对杭州湾跨海大桥的研究,表明了风障措施提高桥面行车安全的有效性。     

带转向机构HCA在杭州湾跨海大桥斜拉索减振中的应用

杭州湾跨海大桥北航道桥为主跨448m的钻石型双塔双空间索面钢箱梁斜拉桥，通航净空为47m，按双向六车道高速公路设计，设计时速100km／h。为改善行车安全性，国内首次在栏杆外侧设置了风障（高度从近塔4．27m至远塔3．4m），为了确保整桥隽秀的景观前提下开发了带转向机构的拉索减振器，对全桥拉索进行了理论分析和安装减振器后的实桥测试。