大跨度连续刚构桥V形墩极限承载力研究

奉化江南翔桥为（80＋130＋80） m双幅三跨V形墩混凝土连续刚构桥,V形墩斜腿采用单箱双室预应力钢筋混凝土箱形结构。为确保该桥通行安全,了解V形墩在运营状态下的实际极限承载力,采用有限元法建立V形墩三维实体非线性模型,定量分析承载能力极限状态及正常使用极限状态下,以允许活载超载系数 K为表征的V形墩极限承载力,并结合现场监测数据,对 K值进行修正。结果表明：V形墩在截面承载能力极限状态下的允许 K值约为9,破坏形态为大偏压破坏;在正常使用极限状态下的允许 K值约为6,由截面边缘最大压应力控制;在V形墩的钢筋应力及裂缝宽度限制条件下的允许 K值约为6;以V形墩实测的成桥应力代替相应状态下的理论值,修正后的允许 K值约为4．9,该桥V形墩在运营状态下的实际极限承载力较高。     

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。     

连续刚构桥V形墩的极限承载能力分析

依托某双幅大跨度V形墩预应力混凝土连续刚构桥工程,运用有限元软件ANSYS建立了V形墩的关键节点三维实体非线性模型,分别对其截面、腿钢筋应力及裂缝分布在极限状态与正常使用极限状态下的承载能力进行定量分析,同时参照现场实测数据,将V形墩承载能力进行修正。得出结论:在承载能力极限状态下,V形墩处于大偏压破坏,允许K值约为9;正常使用极限状态,V形墩钢构截面的边缘最大压应力控制着允许活载超载系数,K值约为6;钢筋应力与裂缝宽度在相关规范约束下允许的活载超载系数约为6;通过考虑V形墩刚构桥在成桥后及使用前的实测应力与理论应力差异,得出修正后V形墩的允许K值为4.8,减小幅度达20%。     

基于连续刚构桥V形墩的极限承载能力应用

依托某双幅大跨度V形墩预应力混凝土连续刚构桥工程,运用有限元软件ANSYS建立了V形墩的关键节点三维实体非线性模型,分别对其截面、腿钢筋应力及裂缝分布在极限状态与正常使用极限状态下的承载能力进行定量分析,同时参照现场实测数据,将V形墩承载能力进行修正。得出结论:在承载能力极限状态下,V形墩处于大偏压破坏,允许K值约为9;正常使用极限状态,V形墩钢构截面的边缘最大压应力控制着允许活载超载系数,K值约为6;钢筋应力与裂缝宽度在相关规范约束下允许的活载超载系数约为6;通过考虑V形墩刚构桥在成桥后及使用前的实测应力与理论应力差异,得出修正后V形墩的允许K值为4.8,减小幅度达20%。     

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。     

V形刚构桥施工中倒三角区域支架的拆除时间分析

采用桥梁博士软件模拟一座典型的V形墩连续刚构桥的施工过程,为找出支架拆除对传力途径的影响,分别单独计算结构自重、预应力以及收缩徐变内力,然后对单因素分析的结果进行组合.分析结果表明倒三角区域支架的拆除时机对桥梁在施工阶段及成桥后的内力均有显著影响,可达50%以上.建议优先采用早拆支架方案,以使结构受力明确,且对V形墩区域受力有利.     

V形刚构桥施工中倒三角区域支架的拆除时机分析

采用桥梁博士软件模拟一座典型的V形墩连续刚构桥的施工过程,为找出支架拆除对传力途径的影响,分别单独计算结构自重、预应力以及收缩徐变内力,然后对单因素分析的结果进行组合。分析结果表明倒三角区域支架的拆除时机对桥梁在施工阶段及成桥后的内力均有显著影响,可达50%以上。建议优先采用早拆支架方案,以使结构受力明确,且对V形墩区域受力有利。     

双薄壁墩连续刚构桥地震反应影响参数分析

为探讨双薄壁墩几何参数对矮墩连续刚构桥地震反应的影响,以某(60+100+60)m连续刚构桥(墩高15m)为依托,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,采用反应谱法及非线性时程反应法,分析双薄壁墩壁厚和双肢中心距对该桥动力特性和地震反应的影响规律。结果表明:双薄壁墩的壁厚和双肢中心距对连续刚构桥的各阶振型基本没有影响;桥梁1~5阶自振频率随壁厚的增加逐渐增大,2~5阶自振频率随双肢中心距的增加逐渐增大;随着壁厚增大,桥墩控制截面内力显著增大,双肢中心距对桥墩内力影响较小;墩顶、墩底截面的塑性转角和墩顶纵向位移随壁厚的增加明显减小,双肢中心距对截面塑性转角和墩顶纵向位移的影响很小。     

后期收缩徐变对结合梁斜拉桥受力影响研究

为了探究混凝土后期收缩徐变对大跨度结合梁斜拉桥受力的影响规律,以赤壁长江公路大桥为工程背景,采用桥梁结构设计与施工控制计算软件BDCMS进行受力计算,选取控制截面对比分析,发现混凝土后期收缩徐变会使桥塔发生竖向变形和偏转,主梁发生内力应力重分布,桥面板轴力减小,钢主梁轴力增大,但总轴力基本不变;主梁弯矩在墩塔位置变化较大,受轴力变化量和挠度影响明显;主梁应力在墩塔和中跨跨中处变化明显,桥面板应力减小,钢主梁应力增大,平均变化率为20％左右.     

将金山特大桥高墩大跨连续梁桥设计

将金山特大桥主桥由一跨32m预应力混凝土T梁桥和(60.75+4×100+60.75)m预应力连续梁桥组成。预应力连续梁桥主梁采用单箱单室直腹板变截面箱形梁,设置三向预应力体系。采用恒载与1/2活载所产生的挠度之和对主梁反向设置预拱度。在各活动支座处设顺桥向水平预偏值。采用圆端形桥墩,1号墩为实体墩,2～6号墩为空心墩,均采用群桩基础。采用BSAS V3.76软件对主梁进行平面静力分析,采用桥梁博士软件分析箱梁截面横向受力并对3种车型通过桥梁时的车桥系统空间动力响应进行计算。计算结果表明:桥梁设计均满足规范要求,桥梁具有良好的动力特性及列车走行性,列车通过桥梁时的安全性和乘坐舒适性均满足要求。     

逐跨拼装中小跨径连续刚构桥临时固结方案优化研究

为优化中小跨径连续刚构桥逐跨节段拼装施工的边墩临时固结,以南昌市洪都高架桥PM45～PM48为研究对象,采用Midas软件建立"整体杆系+局部实体"的全桥有限元模型。结合现场临时固结方案,分两种优化方案,研究边墩临时固结方法对逐孔节段拼装不同点位的内力及变形的影响。结果表明:临时固结方案不同,主梁顺桥向位移不同,会导致成桥后内力不同。全联拼装完再解除边墩临时固结,有利于施工中线形控制,墩底截面拉应力也能够得到优化。临时固结的刚度越大,顺桥向位移越小,对边墩墩底应力影响就越大。对于完全刚性的临时固结,结构体系转换前后PM48墩底应力幅值变化最大;弱化固结刚度时,边墩顺桥向位移变化幅值最大。     

高墩大跨曲线连续刚构桥结构形式与参数研究

依托主跨100m、墩高58m的贵州省坞家塆大桥,分别研究墩梁刚度比、箱梁超高方式、体系转换方式和桥墩结构形式对高墩大跨曲线连续刚构桥力学行为的影响。建立了考虑施工阶段的桥梁midas Civil有限元模型,分别调整相关参数,提取关键节段和截面的内力,并进行对比分析。结果表明,墩梁刚度比能改变桥梁横向振动形式;底板平置和底板斜置2种超高方式对结构内力影响不明显,但底板平置施工相对容易;"先边后中"和"先中后边"2种体系转换方式会影响截面应力变化方式;双薄壁墩比单墩稳定性及受力性能要好,但施工难度更大。     

四柱式桥墩盖梁内力影响因素分析

为研究四柱式桥墩盖梁内力的影响因素,同时针对左右幅重量荷载不一致的问题,采用Midas/Civil建立杆系有限元模型,通过对比不同左右幅重量比、温度和不均匀沉降作用下的内力,以此分析左右幅重量比、温度和不均匀沉降对于四柱式桥墩盖梁的内力影响。研究结果表明：在左幅重量不变时,随着右幅重量的减少,左右幅重量比的增大,对靠近左幅中心处的四柱式墩盖梁内力影响较小,其内力变化为10%左右,而对靠近右幅中心处的四柱式墩盖梁内力影响相对较大,其内力影响超过了30%;在整体温度荷载作用下,四柱式墩盖梁内力变化是对称的,为10%左右;不均匀沉降会使盖梁在发生墩柱沉降位置处下部受拉,而在相邻不发生沉降墩柱位置处上部受拉,从而导致四柱式墩盖梁内力急剧变化,不均匀沉降为5 mm时,左幅中心处正弯矩增大了42%,而对右幅中心处的内力影响较小,实际工程中应密切关注桥墩的不均匀沉降。     

桥墩刚度对桥梁地震响应的影响分析

通过midas有限元分析软件建立桥梁地震响应模型,系统研究桥墩直径、高度和配筋率等桥墩刚度控制因素对桥梁地震响应的影响。结果表明,增大桥墩直径可降低墩顶位移和提高桥墩承载能力,但同时会造成墩底内力增大。桥墩高度在某一临界值范围内时,墩顶顺桥向位移主要受桥墩自身刚度控制;超过这一临界值时,则变为主要受主梁和支座的约束作用。提高桥墩纵向钢筋配筋率可有效提高桥墩抗震承载能力,同时对桥墩内力影响较小,可提高桥墩抗震工作性能。     

高墩连续刚构桥不同影响因素的地震响应分析

以某连续刚构桥为背景,建立了考虑主梁-桥墩-桩基-土层的有限元模型,分析了地震荷载作用下桥墩高度、桥墩截面、双肢薄壁墩间距等影响因素对桥梁典型截面内力及变形的影响。结果表明:在桥墩高度为60~65 m范围内,中墩顺桥向剪力基本稳定,不再随桥墩高度的增加而递减;桥墩高度的增加增大了梁体脱落的风险,桥墩高度为100 m时梁体中跨跨中截面顺桥向与横桥向位移达到139.1,97.5 mm;从抗震角度分析,圆形截面桥墩对位移影响较大,空心矩形桥墩截面与实心矩形桥墩截面形式对墩顶内力的影响不大,故空心墩较节约材料;对于文中连续刚构桥,合理的双肢薄壁墩间距能有效降低墩顶受力与梁体位移,能有效提高地震作用下的安全系数。     

钢筋混凝土桥梁单墩体系目标位移计算方法研究

对钢筋混凝土桥梁单墩体系目标位移的确定方法进行了总结,对基于材料应变的目标位移确定方法进行研究,单墩体系目标位移的确定取决于截面受压区高度和等效屈服曲率的计算,应用截面分析软件UC Fyber对大量方形及圆形截面进行弯矩-曲率分析,得到2种截面的受压区高度随结构设计参数变化的计算式,拟合得到与研究数据符合较好的等效屈服曲率计算式,在此基础上得到了单墩体系目标位移随结构设计参数变化的计算式,提出了单墩体系目标位移的实用计算方法,分析了截面形式、混凝土强度等级、纵筋配筋率、截面尺寸、混凝土压应变和结构高度等设计参数对单墩体系目标位移取值的影响,最后由参数分析的结果提出了增大单墩体系目标位移的具体措施.     

曲线高架桥在非一致地震作用下的随机反应分析

考虑行波效应和空间相干效应,利用随机振动的基本理论和分析方法建立了桥梁结构计算模型.对某一曲线高架桥分别进行了地震波单向输入时的一致和非一致地震随机反应分析,分析了不同视波速下的行波效应和不同空间相干程度对曲线桥结构反应量的影响规律.分析结果表明,在随机地震作用下,当考虑行波效应且视波速较小时,曲线桥在地震作用方向的墩顶位移、墩底内力变化较大,且随着视波速减小其反应增加的幅值越大;考虑空间相干效应时,在地震作用方向结构的反应却是减小的,随着相干程度的减弱,其减幅值增加,在完全不相干作用下.其减幅值最大,在30%至60%之间,即使在强相干作用下其值也不可忽略.     

奉干公路浦南运河桥设计

该文介绍了上海市奉干公路浦南运河桥设计。奉干公路浦南运河桥是跨径组合为(25+40+25)m的连续组合钢桁桥。主桁采用圆形钢管和型钢构成的三角形截面,一共四榀桁架,上弦通过焊钉连接件与混凝土桥面板连接,上弦之间通过钢横梁连接,下弦按竖曲线变化,上下弦之间通过斜腹杆连接,桥面板宽30.6m。桥梁中墩采用"V"形墩,边墩采用桩柱式桥墩,桩基础均采用Φ800mm钻孔灌注桩。摘要::该文介绍了上海市奉干公路浦南运河桥设计。奉干公路浦南运河桥是跨径组合为(25+40+25)m的连续组合钢桁桥。主桁采用圆形钢管和型钢构成的三角形截面,一共四榀桁架,上弦通过焊钉连接件与混凝土桥面板连接,上弦之间通过钢横梁连接,下弦按竖曲线变化,上下弦之间通过斜腹杆连接,桥面板宽30.6 m。桥梁中墩采用"V"形墩,边墩采用桩柱式桥墩,桩基础均采用Φ800 mm钻孔灌注桩。     

桥墩形式对泥石流浆体冲击效应的影响分析

泥石流冲毁桥墩对桥梁的危害巨大。借助数值模拟分析手段,研究不同截面形式的桥墩在泥石流冲击作用下的差异。综合分析泥石流流域、桥墩受到的冲击压强、冲击力以及拉应力,得到泥石流作用下最优桥墩选型。研究表明,不同截面的桥墩对泥石流浆体的分布影响较大,圆端形墩和尖端形墩的排导能力优于矩形墩;不同截面形状的桥墩受到的冲击力差异明显,矩形墩对泥石流的阻力普遍大于圆端形墩和尖端形墩。综合模拟结果分析,建议在泥石流易发区域架设桥梁时,应优先选择圆形或者圆端形墩。     

株洲红港大桥V形墩设计与分析

介绍了株洲红港大桥V形墩的设计特点;采用空间有限元对该区域进行了应力和位移分析,给出了各部分应力云图和位移等值图,揭示了常规内力分析中不能发现的问题,为合理确定V形墩的结构设计和构造布置提供依据。