长门特大桥主桥塔梁墩固结区模型试验研究

长门特大桥主桥为主跨550m的双塔双索面混合梁斜拉桥,采用塔梁墩固结体系。为分析该桥塔梁墩固结区的受力特性,设计制作缩尺比1∶5的塔梁墩固结区模型进行试验,研究塔梁墩固结区在使用阶段的应力、位移和抗裂安全性。结果表明:在设计荷载作用下,塔梁墩固结区各关键截面应力均满足规范要求,混凝土主梁和下横梁的竖向位移较小,结构安全且具有足够的抗弯和抗剪刚度;试验测得的固结区主梁混凝土开裂弯矩远大于设计荷载作用下最大弯矩,混凝土主梁具有较大的抗裂安全性和安全储备。     

双肢人字形独塔斜拉桥整体温度效应影响研究

为了造型新颖美观,一些市政桥梁设计采用了异形独塔斜拉桥设计,索塔形状设计上也别出心裁,如出现了桥塔纵向布置为"人字形"的异形独塔斜拉桥。为考察此类结构的受力特性,以某双肢人字形独塔斜拉桥为例,采用Midas有限元程序计算分析了在整体温度效应作用下,通过改变桥梁连接方式,对比分析了主梁、主塔与副塔结构的应力分布情况。分析结果表明:主塔、副塔固结或者竖向支撑主梁,结构整体温度效应产生的桥塔最大拉应力发生在在副塔塔底处,且均超过4 MPa;主塔固结,副塔与主梁分离的情况下,整体温度效应产生的应力较小,最大拉应力小于1MPa。即随着副塔塔梁处刚性连接的释放,主塔及主梁的整体温度应力也随之减少。因此,采用主塔与主梁固结,副塔与主梁完全分离的边界形式能有效地减小整体升温作用下桥塔的应力,是较为适宜的桥塔边界形式。     

槽形梁斜拉桥塔梁固结区受力分析及构造细节

某槽形梁斜拉桥塔梁固结区采用预应力混凝土结构,槽形主梁在两侧与塔柱固结、主梁下设横梁与桥塔形成横向框架体系.为研究该槽形梁斜拉桥塔梁固结区的受力特性并验证结构安全性,采用有限元软件ANSYS建立塔梁固结区空间模型,验证模型正确性后分析固结区结构的应力分布情况,并探讨了槽形梁底板上缘与塔柱交接角、槽形梁过人洞与塔柱人洞交接角以及塔柱过人洞折角等构造细节对固结区应力的影响.结果表明:塔梁固结区整体应力满足使用要求,但存在局部应力集中现象.最大主压应力、最大主拉应力分别出现在槽形梁底板上缘与塔柱交接角处及槽形梁过人洞与下塔柱人洞交接角处.构造细节改进后,塔梁固结区应力集中程度明显降低.     

多跨斜拉桥双钢管-混凝土组合结构桥塔静力与抗震研究

为研究双钢管-混凝土组合结构桥塔在多跨斜拉桥中的应用,以一座7塔8跨斜拉桥模型为背景,对双钢管-混凝土组合结构桥塔的静力及抗震性能进行分析.采用极限状态设计法检验桥塔的安全性,在中等强度地震波和超强地震波作用下,通过比较桥塔横梁处主梁在纵向可移动连接、线弹性连接及双线弹性连接3种支承条件下的地震响应评估桥塔的抗震性能.分析结果表明:隔跨布置活载引起的主梁及桥塔弯矩大于满跨布置荷载引起的主梁及桥塔弯矩;桥塔越高产生的位移和弯矩越小;塔顶响应和塔底弯矩在可移动支承条件下最大,在双线弹性连接条件下最小.双钢管-混凝土组合结构桥塔适用于多跨斜拉桥,主梁与桥塔横梁处采用双线弹性连接方式,桥塔的抗震性能最好.     

变截面椭圆形独塔斜拉桥塔-梁结合段模型试验研究

为了解某变截面椭圆形独塔斜拉桥的桥塔-主梁结合段的静力学性能,建立了塔-梁结合段1∶8缩尺试验模型,采用大型地震荷载模拟加载装置对缩尺模型进行了竖向偏心加载试验。通过模型试验与有限元模拟相结合,研究了塔-梁结合段钢板、塔内混凝土和PBL剪力键的应力分布以及受力情况。研究表明:在1.7倍等效设计荷载作用下,该斜拉桥的塔-梁结合段处整体应力水平较低,混凝土竖向正应力约为11MPa,PBL剪力键的贯穿钢筋承受的最大弯曲应力为63MPa,钢板承受的最大压应力为227 MPa。研究成果揭示了该变截面椭圆形桥塔斜拉桥的塔-梁结合段在设计荷载作用下的静力学特性,为该类桥塔的设计提供了参考依据。     

空间弯扭曲线钢桥塔的设计与施工

柳州白沙大桥主桥采用跨径布置为(200+200)m的双索面独塔斜拉桥,桥塔高106.2 m,采用反对称空间弯扭门型钢塔.针对塔底弯矩和拉应力均相对较大的特点,在承台内设置了钢底座并与钢塔相连,通过增大钢-混结构之间的传剪面来确保钢塔锚固的可靠性.在塔、梁固结区的主梁内增设多道正交隔板,提高其整体刚性以保证固结区内力传递...     

长门特大桥塔梁墩固结区局部构造设计参数分析

长门特大桥主桥为主跨550m的双塔双索面混合梁斜拉桥,H0梁段与桥塔塔柱及下横梁整体浇筑形成塔梁墩固结体系,其局部构造和受力模式均较复杂。为研究该桥塔梁墩固结区应力分布情况及设计参数的影响性,指导设计优化,采用ANSYS有限元软件建立该桥塔梁墩固结区局部结构实体模型,分析固结区的应力,以及固结区几何构造参数和横向预应力钢束、U形预应力钢束等配筋参数对固结区受力性能的影响。结果表明:塔梁墩固结区局部应力均在规范容许范围内;塔梁墩固结区主梁顶板、下横梁底板厚度等参数变化对其局部应力分布影响较小;等倍数整体调整预应力钢束中的钢丝数目将增大较大拉应力分布范围,原设计预应力配筋参数合理;为便于施工、减小较大拉应力分布范围,可去除人洞处的U形预应力钢束,在间距较大处增加钢束,作为优化设计方案。     

独塔单索面斜拉桥抗震性能分析

独塔单索面斜拉桥作为一种新兴桥梁体系,多采用塔、梁、墩固结,在降低桥梁施工难度的同时,加大了固结区域构造和力学性能的复杂性。针对塔梁墩固结体系独塔单索面斜拉桥力学行为的特殊性,采用有限元软件建立了某独塔单索面斜拉桥空间有限元模型,在分析其自振特性的基础上,利用反应谱法研究了该独塔单索面斜拉桥的抗震性能。结果表明:该桥桥塔横向刚度相对较小,自振特性分析中最先出现桥塔横向的振动,在地震峰值加速度0.20g作用时,主梁、斜拉索、桥塔等构件的应力和位移等均在合理范围内,设计满足抗震性能要求。     

沪蓉高速公路铁罗坪大桥设计

铁罗坪大桥主桥为预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,跨径布置为(140+322+140)m。该桥主梁基本断面形式为边主梁;桥塔为H形,总高190.397m,塔柱采用空心五边形断面,在上塔柱锚固区采用U形预应力束加强,桥塔墩基础由24根2.4m的桩基组成;每个桥塔两侧布置19对斜拉索,斜拉索采用低松弛镀锌高强钢丝。从温度作用、汽车荷载作用、成桥阶段稳定系数方面对2种结构体系(墩塔梁固结体系和飘浮体系)进行比选,最终选择了对结构受力更为有利的墩塔梁固结体系。采用MIDAS Civil软件分别对该桥静、动力特性、抗风稳定性及地震反应进行分析,分析结果表明结构受力均满足规范要求。该桥主梁采用悬臂浇筑施工,合龙顺序为先边跨、再中跨。     

变截面椭圆形主塔节段模型试验研究

基于某变截面椭圆形独塔斜拉桥钢-混凝土组合桥塔节段,建立了桥塔节段1:8缩尺比例模型,采用大型静力加载装置对模型进行了加载试验。结合ANSYS有限元分析,研究了桥塔外包钢板和塔内混凝土的受力情况。研究结果表明:在1.7倍等效设计荷载作用下,桥塔外包钢板和塔内混凝土均处于弹性受力阶段;桥塔外包钢板承受的最大压应力发生在主塔长轴与主梁交接位置,其值约为210 MPa;塔内混凝土承受的实际最大压应力约为18 MPa。研究成果揭示了椭圆形钢-混凝土组合桥塔在正常运营状态下的力学性能,为该类桥塔的设计、建造提供了理论依据。     

混凝土斜拉桥塔梁临时固结构造设计

在混凝土斜拉桥主梁悬臂施工过程中,采用传统的塔梁临时固结构造存在临时固结处的主梁容易开裂问题。为此,以某实桥为例,在对传统临时固结进行分析后构思了新的临时固结构造。分析表明,新构思的临时固结满足预期要求并能避免主梁开裂。     

嘉绍大桥变幅吊机的强度和稳定性计算分析

嘉绍大桥主航道桥为(70+200+5×428+200+70)m六塔四索面钢箱梁斜拉桥,钢箱梁采用280 t 变幅吊机安装.为分析吊装过程中变幅吊机的强度、稳定性,针对钢箱梁提升高度、重量及风荷载大小,确定了主要构件的计算工况,采用MIDAS Civil程序计算主要构件的最大应力,并采用特征值屈曲计算方法得出对应工况下的...     

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥钢箱梁设计特色

马鞍山长江公路大桥左汊主桥为三塔两跨悬索桥,其主梁采用钢箱梁结构.根据结构受力合理、施工方便、节省材料等原则设计了钢箱梁.横隔板采用空腹桁架式结构,既满足结构受力要求,又可减轻结构重量、便于施工;在中塔位置采用下横梁与钢箱梁不等高的固结设计,使下横梁内力及钢箱梁应力满足设计要求;塔梁固结设计增大了钢箱梁的竖向刚度,减小了中塔顶主缆的不平衡水平力;在标准节段与塔梁固结段设置变高段使塔梁固结位置应力传递匀顺;将锚拉板与钢箱梁内纵腹板连为一体并伸出钢箱梁顶板,桥面荷载直接通过纵向腹板及横隔板耳板传给吊索,避免了设置复杂的吊索锚固加劲构造及吊索锚固耳板与桥面板间直接承受拉力的焊缝.     

超大跨径斜拉桥纵向极限风荷载作用下约束体系研究

为研究超大跨径斜拉桥在纵向极限风荷载作用下的合理约束体系,以某主跨1176 m斜拉桥为背景,采用BNLAS非线性有限元软件建立该桥整体结构模型,分析半飘浮体系、单侧纵向约束体系、两侧纵向约束体系及弹性索体系在纵向极限风荷载作用下的纵向位移和内力效应.结果表明:主梁上没有纵向约束的半飘浮体系结构,作用于梁上的纵向极限风荷...     

乌苏大桥主桥上部结构设计与计算

乌苏大桥主桥为独塔单索面斜拉桥,跨径布置为(140+140)m,采用塔、墩、梁固结体系,综述该桥上部结构设计与计算。主梁为带大挑臂的钢箱结合梁,中间钢箱梁采用单箱双室截面,两侧钢挑臂为变高度工字形梁,挑臂端部设槽形小纵梁;混凝土桥面板厚25 cm,与钢梁通过剪力钉连接;塔根部主梁采用预应力混凝土箱梁,以方便与桥塔固结;桥塔采用独柱式塔,高117 m;斜拉索为竖琴形中央平行索面布置,采用低松弛镀锌高强度平行钢丝束。采用有限元软件MIDAS Civil 2006及SCDS程序对该桥进行结构计算分析,结果表明该桥的静力、稳定及动力特性均满足规范要求。     

某跨铁路转体斜拉桥设计研究

不对称孔跨转体斜拉桥,同常规斜塔桥相比其施工控制过程较复杂、技术难度较大,需关注其结构支撑体系、下塔墩截面设计、穿塔段构造、转体系统等问题。文中以跨庐山站立交工程主桥99 m+244 m+110 m双塔单索面预应力混凝土斜拉桥为例,通过对结构体系、下塔墩截面形式、转体系统的对比分析和塔墩梁固接构造处的受力分析,选择塔墩梁固结体系、双薄壁下塔墩设计、钢绞线拽拉式转体系统,以及合适的塔墩梁固结段构造,主桥采用BIM正向设计。     

伦洲大桥主桥结构设计

伦洲大桥主桥为100 m+2×170 m+100 m空腹式连续梁—刚构组合体系.主梁采用单箱双室截面,主梁上、下弦汇合段采用柔性中板方案;下弦设置顶板束,梁段根部下弦设置腹板下弯束,顶板悬臂浇筑束两两错开布置;上、下弦汇合前施加顶推力并设置临时固结;主墩为实体墩,中主墩固结,边主墩释放,边主墩横向设3排支座,墩顶设临时固结块.0号块、边跨现浇段及合龙段采用支架现浇,其他节段采用挂篮悬臂浇筑.分别采用MIDAS Civil 2010、ANSYS 10.0软件进行主桥总体及局部应力分析,计算结果表明:伦洲大桥各项指标均能满足规范要求,且有一定的安全储备.     

3×340m公铁同层合建多塔斜拉桥总体设计

珠机城际铁路金海特大桥位于磨刀门水道入海口,与金海高速公路大桥同层合建,主桥采用(58.5+116+3×340+116+58.5)m四塔三主跨斜拉桥。桥面宽度达49.6 m,中间布置荷载较重的双线城际列车,两侧布置荷载较轻的高速公路。为提高多塔斜拉桥的结构刚度并释放长联温度效应,采用刚构-连续体系,中塔塔梁墩固结,边塔塔梁固结、塔墩分离。主梁采用大挑臂式钢箱梁结构,由单箱三室钢箱梁加两侧挑臂组成,便于钢箱梁腹板与钢塔的壁板连接,实现塔梁固结。桥塔采用空间四柱式钢塔,其下桥墩为钢筋混凝土双肢薄壁结构。斜拉索采用LPES7-199~LPES7-379型Ⅱ级松弛平行钢丝拉索,按两平行索面扇形布置。钢塔及钢梁在工厂制造,再浮运至桥位安装。结构静动力分析结果表明,结构受力性能良好,安全可靠。     

S形曲线钢箱梁斜拉桥沥青混凝土摊铺温度效应分析

大连滨海大道西延伸线张柏2号高架桥主桥为(50+96+192+70)m S形曲线钢箱梁斜拉桥,桥面铺装层采用热浇注式沥青混凝土摊铺方法施工,摊铺过程中出现了结构位移和应力较大等异常情况。为了解异常情况产生的原因,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型(钢箱梁采用壳单元模拟),分析摊铺过程中温度引起的桥塔纵、横向位移,以及主梁纵向、竖向位移和纵向应力。结果表明:摊铺温度导致结构产生较大的位移和应力,主梁和桥塔纵向位移均达22.8 cm,主梁最大竖向位移为25.9 cm,钢箱梁最大拉应力为143 MPa;摊铺过程中,结构纵、横向均存在较大的位移差和应力差,导致变形不协调和局部应力过大;结构位移、应力的计算值与实测值基本一致。该类桥梁施工时应调整摊铺工艺,降低摊铺温度效应。