四跨不对称刚构-连续梁桥设计

介绍了鹤洲水道主桥箱梁节段划分、箱梁预应力体系、箱梁底板防崩构造措施、桥墩设计等设计要点,从参数计算、整体受力计算、中跨合拢前顶推力计算、横向框架计算等方面介绍了该桥静力分析,最后从抗震设防标准、结构动力特性、抗震验算三方面进行了抗震分析。     

减隔震支座在大跨长联预应力连续梁中的应用

大跨长联PC连续梁桥每联仅设置一个抵抗上部结构水平惯性力的固定支座,由于桥跨较长,地震作用时,其水平惯性力较大,固定墩及其基础的抗震性能将是抗震分析的重点。本文以(70+4×120+70)米预应力连续箱梁为研究对象,对比不同减隔震支座在大跨长联预应力连续梁中的受力特点和支座性能,提出了适合本桥的减隔震措施。     

大跨连续刚构桥箱梁抗震分析与减震措施研究

高烈度地震区大跨连续刚构桥箱梁在地震作用下会发生弯曲变形,产生较大弯矩和剪力,对箱梁抗裂及承载能力产生不利影响。为减小连续刚构桥箱梁在地震作用下的内力,以(90+190+228+123+60)m刚构+连续梁协作体系桥为例,采用有限元软件Midas Civil建模,对主墩墩型和支座类型的影响进行抗震分析并提出减震措施。研究结果表明:①主墩采用双薄壁墩比独柱式空心薄壁墩对箱梁抗震有利;②在辅助墩、交界墩或桥台处设置高阻尼隔震橡胶支座,可以减小箱梁和主墩受力;③在主桥梁端纵桥向设置粘滞阻尼器可以显著降低箱梁和主墩的弯矩;④组合使用高阻尼隔震橡胶支座+粘滞阻尼器减震措施,可以在不中断交通的情况下显著提升连续刚构桥的抗震性能。     

波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁塑性铰长度研究

为研究波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度问题,采用有限元数值计算与既有试验数据相结合的方法,确定这类箱梁在地震等破坏荷载下的内力重分布及塑性变形能力。基于OpenSees平台建立了波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的非线性有限元数值计算模型,利用2个不同学者的试验数据,从破坏荷载、跨中挠度、体外预应力筋应力增量、混凝土压应变等方面验证了数值计算模型,并对比分析了计入剪切变形和不计入剪切变形对箱梁挠度的影响;在此基础上,对影响波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁塑性铰长度的参数进行了研究。最后,通过比较已有公式的塑性铰长度计算值与数值模拟值,提出了适合波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度计算式。结果表明:实际计算中可以不计入剪切变形对波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁挠度的影响;剪跨比和有效预应力对波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度有显著影响,而受拉钢筋面积和混凝土强度对该类箱梁塑性铰长度的影响相对较小。     

多跨长联曲线连续箱梁桥支承约束优化设计研究

针对目前多跨长联曲线连续箱梁桥设计研究工作的不足,以莫桑比克某大桥北引桥为研究对象,对其曲线连续箱梁桥支承约束体系进行了研究,探讨了不同支承约束体系设计方案,建立了背景桥梁空间有限元计算模型,对比分析了不同支承约束体系对成桥阶段结构受力状态的影响,并提出最优方案。研究结果表明:传统多跨长联直线连续箱梁桥"高墩刚构、矮墩铰支"的支承约束体系,不适用于曲线弯桥;不同墩梁支承方式,对曲线连续箱梁桥主梁及主墩结构受力,均产生了较大的影响;对于多跨长联曲线连续箱梁桥,宜应尽可能将曲线半径较小的梁段墩梁刚构,其他梁段墩梁铰支。     

铁路高墩大跨度连续刚构桥抗震设计分析

为保证在罕遇地震下桥梁结构满足规范要求,以主跨120m的高墩大跨连续刚构桥——云南万拉木特大桥为例,运用MIDAS Civil建立连续刚构桥空间有限元模型,对其进行动力特性及罕遇地震作用下的非线性时程分析,并优化延性抗震设计。分析结果表明:桥梁振型以梁墩的横向振动为主,第1阶横向侧弯的自振周期为1.697s,全桥最大振幅出现在桥墩墩顶位置。在罕遇地震(50年超越概率为2%)作用下,中跨墩顶、底受力较大,均已进入屈服,但其弯矩均小于钢筋极限弯矩,桥梁满足"大震不倒"抗震性能目标。对塑性铰区进行优化,将墩底以上3m空心与实体分界位置处截面外层部分主筋弯折,形成最不利塑性铰区域;加强墩顶、底塑性铰区域横向约束钢筋布置,提高墩柱延性。     

呼准铁路黄河特大桥主桥设计

呼准铁路黄河特大桥主桥为(98+5×168+98)m预应力混凝土刚构—连续组合箱梁桥.主梁采用C55混凝土单箱单室变截面箱梁,三向预应力体系,在箱梁内预留体外预应力钢束张拉构件.主墩均采用圆端形截面空心墩(中间2个桥墩与主梁固结),摩擦桩基础.为适应主梁较大的温度伸缩量,开发了大位移伸缩装置及大位移活动支座.采用MIDAS Civil软件对该桥进行静、动力分析,分析结果表明,该桥在施工及运营阶段的刚度、强度均满足规范要求,且具有良好的抗震性能.该桥采用悬臂浇筑法施工,主梁合龙顺序为先边跨后中跨.     

苏拉马都大桥引桥抗震分析

苏拉马都大桥是印度尼西哑的一座特大型桥梁,其引桥为预应力混凝土连续箱梁结构,通过V形墩与主桥相连.由于桥址处抗震设防烈度较高,又是跨越马都拉海峡的特大型桥梁,其抗震性能尤为重要.采用两水平的抗震设计方法,从地震输入、地震反应谱分析、非线性时程分析、结构的抗震性能验算等方面对苏拉马都大桥引桥的抗震性能进行分析,结果表明,...     

某装配式波形钢腹板组合小箱梁桥梁地震易损性分析

目前,波形钢腹板组合箱梁桥在我国获得了较为广泛的应用,其基本力学特性及设计方法等方面的研究也非常深入,但其抗震性能方面的研究却很少,因此展开地震作用下的性能研究十分有必要。基于一座多跨的典型山区梁桥为例,上部结构均为箱梁、截面形式分别采用波形钢腹板组合箱梁、普通混凝土箱梁两种,并基于通用的Open SEES开源软件,建立了桥梁弹塑性有限元模型,并从PEER数据库选择100条地震波、进行全过程动力时程分析,从而获得了关键构件和关键截面的动力响应规律。利用分析结果,并根据易损性分析原理,对波形钢腹板组合梁桥、常规混凝土梁桥进行构件层次和系统层次的地震易损性分析,获得了相应的易损性曲线,从而可以对两种截面形式的易损性能进行对比,发现波形钢腹板组合箱梁桥具有良好的抗震性能,是山区桥梁的一种比较好的结构形式,适合推广。     

浅谈大吨位钢球铰转体工艺在跨线桥上的运用

以无锡市高浪路跨沪宁高速公路跨线桥连续箱梁转体施工为背景,通过对其大吨位钢球铰施工过程的控制与研究,总结出本工艺与传统混凝土球铰转体工艺施工的差异和不同处.研究结果表明,本工艺与传统工艺相比具有明显的先进性,它的独到之处是使繁琐的转体施工工艺变得简单、快速、安全、易控.     

低重心斜拉桥边跨墩柱横向抗震措施研究

针对低重心斜拉桥边跨墩柱的横向抗震问题,以某在建低重心斜拉桥为背景,进行边跨墩柱横向抗震措施研究。该桥主桥为(45+80+285+80+45)m双塔双索面混凝土斜拉桥,边跨墩柱高度仅为11 m。采用SAP2000建立全桥有限元模型,输入地震动,通过抗弯能力需求比R M评估桥梁的抗震性能,提出改变墩柱截面形式与采用防屈曲支撑构件(BRB)等8种抗震措施,并对比分析各措施墩柱关键截面的R M。结果表明:在地震作用下,设置横向固定支座的边跨墩柱墩底截面弯矩较大、R M均小于1,是低重心斜拉桥横向抗震的薄弱环节;8种抗震措施墩柱关键截面的R M均大于1,各措施均可改善边跨墩柱的横向抗震性能,措施Ⅱ-6(将边跨墩柱改为双肢截面,并在双肢间设置BRB)为该桥最优措施。     

曲线PC箱梁桥隔震体系的非线性分析

为了改善曲线PC箱梁桥的抗震性能,基于空间有限元法,采用非线性弹簧单元模拟铅芯橡胶支座,考虑了减隔震支座的非线性特性,以一座三跨曲线PC连续箱梁桥为例,分别对设置板式橡胶支座及铅芯橡胶支座的结构体系进行了非线性动力时程地震响应分析,并研究了铅芯橡胶支座在曲线梁桥中的减隔震效果.分析结果表明:铅芯橡胶支座具有很好的减隔震效果,能显著降低下部结构的地震响应值;多维地震荷载作用下,曲线箱梁桥的受力更为不利.     

大跨径波形钢腹板连续箱梁桥设计与施工关键技术

桃花峪黄河大桥跨北大堤桥为（75＋135＋75） m 波形钢腹板连续箱梁桥,对该桥设计与施工关键技术进行研究。设计阶段研究得出：与预应力混凝土连续箱梁桥相比,波形钢腹板连续箱梁桥具有景观效果好、抗震性能好、施工效率高等优点,确定该桥采用波形钢腹板连续箱梁桥;对比工程造价,确定高跨比取1/18;采用有限元法分析横隔板数量对箱梁抗扭刚度和畸变的影响,确定中、边跨分别设置8道、4道横隔板;对3种型式连接件进行试验研究,确定波形钢腹板与顶、底板分别采用 Twin-PBL 和角钢连接;预应力采用体内和体外混合配束方案,确保维护方便。施工阶段研究得出：随跨径增大,施工位移增量对波形钢腹板加工尺寸影响显著,加工时必须考虑其影响;采用“悬臂桁车技术”保证了钢腹板起吊和安装定位;采用先边跨后中跨合龙方案,确保了大桥顺利合龙。     

单肋对角斜跨拱桥受力性能分析

采用双重非线性的分析方法,运用大型有限元分析软件Ansys,对一座单肋对角斜跨桥的受力性能进行了分析.实现了桥梁受力全过程分析,并探讨了初始缺陷以及截面厚度变化对单肋对角斜跨拱桥受力性能的影响.结果表明:在满跨均布活载作用下,拱肋的破坏始于L/6和5L/6截面的屈服,拱肋逐渐由无铰拱转变为三铰拱进而失去承载能力;拱轴线的面内初始偏移对单肋斜跨拱桥的极限承载力影响不明显;拱脚截面加厚是提高单肋斜跨拱桥极限承载力的有效措施.     

预制装配桥墩塑性铰区的抗震性能研究

采用基于修正压力场模型和扰动应力场模型的钢筋混凝土结构理论,建立预制装配桥墩塑性铰区节点区域的局部数值模型.采用OpenSEES软件将该局部数值模型的滞回性能和捏缩特性导入整体模型中,进行预制装配桥墩的拟静力数值模拟和动力分析,对比分析现浇钢筋混凝土桥墩和预制装配桥墩在塑性铰区的抗震性能的差异.分析结果表明,采用灌浆套筒连接的预制装配桥墩在墩底塑性铰区的抗震性能与常规现浇结构相当,通过自定义材料很好地模拟了桥墩连接区域的力学特点,同时也有效地提高了计算精度.     

大跨PC箱梁桥的预应力损失研究

预应力混凝土箱梁桥以其良好的结构整体受力性能在现代大跨桥梁结构中得到广泛应用,但迄今所修建的混凝土箱梁桥中,运营阶段箱梁开裂及下挠过大的现象较为普遍,实际混凝土箱梁桥中预应力损失估计不足是其可能的原因之一。结合某大跨预应力混凝土箱梁桥的修建及运营,对处于自然环境中的箱梁桥在纵向预应力损失作用下的确切反应进行测试,并详细地分析了各测试数据,得出了一些具有实用价值的结论,为实际箱梁桥的预应力损失分析提供参考。     

钢筋混凝土箱梁顶板横向受力有效分布宽度的塑性分析

为了研究普通钢筋混凝土箱梁行车道板在塑性阶段的横向受力特征,得到箱梁顶板基于塑性理论的横向受力有效分布宽度的取值方法,制作了2个钢筋混凝土箱梁试验模型,对其上的2块顶板进行跨中局部加载并观测混凝土箱梁顶板从开裂到破坏的全过程,得到箱梁顶板的塑性铰线分布形式和极限荷载大小。基于2块顶板的破坏模式提出箱梁顶板的塑性分析模型;基于塑性铰线理论的极限分析推导了钢筋混凝土箱梁顶板在局部荷载作用下的极限荷载和塑性横向受力有效分布宽度的计算公式,并以试验结果验证其适用性;最后将试验结果和理论值与国内外相关桥梁设计规范的取值进行比较。研究结果表明:采用极限平衡法可以较好地确定钢筋混凝土箱梁顶板的极限承载力和塑性横向受力有效分布宽度;提出的简化破坏模式能刻化钢筋混凝土箱梁顶板在塑性阶段的横向受力特征;箱梁顶板在局部荷载作用下进入塑性阶段后,其横向受力有效分布宽度的大小与弹性阶段相比存在明显区别,极限状态下箱梁顶板基于塑性分析的横向受力有效分布宽度约为弹性解的2倍。     

坝陵河大桥钢桁梁架设施工控制

坝陵河大桥为主跨1 088 m的单跨双铰钢桁梁悬索桥,钢桁梁采用桥面吊机由主塔向跨中进行有铰逐次刚接架设.针对施工中铰处钢桁梁线形不平顺且坡度大,吊索提升力变化较大,临时铰合龙口较多且合龙精度要求高,跨中合龙段合龙口长度偏小及上、下弦合龙口长度偏差不同等难点,对主要施工技术研究、控制后,采用调整吊机轨道坡度及观测临时铰开口量变化并及时与理论值校核的措施,关键梁段双吊点提升、加密观测临时铰合龙口并自然合龙方案,梁端牵引及合龙前端吊索暂不安装的措施,保证各工序安全、有效,实现高精度合龙.     

曲率半径对曲线箱梁桥模态及振型方向因子的影响

按能量比重将曲线箱梁桥的振型分解为竖向弯曲、扭转、横向弯曲和纵向移动四个振型方向因子。以曲率半径为参数建立了4个两跨曲线箱梁桥模型,分析了其模态特性及各振型方向因子随曲率半径的变化规律。认为随着曲率半径的减小,曲线桥刚度的增加比质量的增加要慢,必须充分考虑竖向弯曲振型,扭转振型方向因子随着曲率半径的减小逐渐减小,纵向移动振型方向因子高峰值出现在较高阶次的模态中,高阶模态对其抗震性能的影响非常重要,在抗震设计时必须充分考虑足够多的高阶模态的影响。     

波形钢腹板PC组合箱梁抗震性能研究

波形钢腹板组合梁桥采用波折形钢板替代传统混凝土箱梁的混凝土腹板,能够充分发挥两种材料优点,实现桥梁结构轻型化,增强跨越能力,改善结构抗震性能,并避免腹板开裂利于后期养护,其应用越来越广泛,然而对于其地震性能的研究却较少。为了研究其减震性能,本文以一座典型的山区桥梁为例,分别采用波形钢腹板组合箱梁和常规混凝土箱梁两种截面形式模拟主梁,建立了桥梁有限元动力分析模型,在比较结构动力特性的基础上,采用反应谱和时程分析方法,对两种不同结构的抗震性能进行了对比研究。结果表明:与传统混凝土箱梁桥相比,波形钢腹板组合箱梁桥由于上部结构自重减轻,但刚度几乎没有减少、故而其自振频率略有增大,但地震作用下各桥墩的弯矩和轴力均有较大幅度的减小,结构抗震能力明显提高;表明波形钢腹板组合箱梁的抗震性能要显著优于传统混凝土箱梁,是值得在我国西部高烈度山区推广的一种较合理的桥型方案。