钢管混凝土拱桥吊杆施工技术优化研究

有吊杆参与的桥梁结构均存在结构线型调整与吊杆索力优化问题,吊杆张拉状况很大程度上可决定桥梁结构最终的外形和内力分布情况。以钢管混凝土拱桥吊杆施工优化关键技术为对象,研究吊杆施工初始张拉力的确定以及不同吊杆张拉顺序对成桥状态的影响。     

大跨斜拉桥施工与成桥状态风致抖振响应分析

为研究大跨斜拉桥成桥与施工状态的风致抖振响应,分别采用时域和频域方法对一座典型大跨斜拉桥的成桥状态、施工最大双悬臂与最大单悬臂状态进行了数值计算.采用改进的谐波合成法模拟桥梁结构的随机脉动风场,基于有限元编程,实现了考虑自激力的斜拉桥抖振时域分析,使用多模态耦合分析方法进行斜拉桥的频域抖振分析.分析结果表明:在主梁设计基准风速下,成桥状态和施工状态的横桥向和扭转角抖振位移均较小,施工最大双悬臂中跨悬臂端点竖桥向抖振位移较大,在施工中应妥善处理;成桥与施工状态下的主塔塔顶抖振位移均较小,施工过程中可以不考虑主塔顶部的位移控制;基于合理模拟风场的时域计算方法,能够考虑各种非线性因素,能够较好地反映斜拉桥的抖振响应;不考虑气动导纳的频域计算会夸大斜拉桥的抖振响应,考虑Sears函数作为气动导纳的频域计算方法会低估斜拉桥的抖振响应.     

桥墩防落石碰撞柔性设计方法及分析

基于动力学基本原理,从非线性、接触以及本构关系计算理论建立落石-桥墩防撞物柔性碰撞精细化计算模型,并对关键计算参数给出建议取值.利用钢结构柔性变形吸收落石碰撞能量,提出一种桥墩防落石碰撞柔性设计方法,并详细给出该防落石碰撞构造措施的结构组成形式.利用ANSYS/LS-DYNA动力分析计算程序,考虑几何、材料双重非线性,精细化数值仿真计算落石撞击防撞物的动态全过程,以一个偏安全的极限碰撞状态,分别从运动行为(撞击力、位移、速度、加速度)以及能量转换(系统动能、系统变形能)角度进行计算结果与数据分析,证明所提出的柔性防撞设计思路以及防撞措施的合理性与优越性.     

三角刚架斜腿约束作用及影响系数实用计算方法

为研究三角刚架斜腿对系梁预应力约束作用的量化影响,通过揭示其作用全过程,引入基本假设,基于混合法推导出对称三角刚架斜腿约束作用影响系数的计算公式,通过拆合过程,进一步提出了非对称三角刚架的影响系数实用计算方法,并进行了工程实例验证分析.研究结果表明:斜腿约束作用为三角刚架固有特性,其影响系数仅与截面尺寸、材料、几何形状有关;约束作用影响系数的公式计算结果与有限元分析结果及模型试验结果相对误差在5％以内,可满足工程精度要求;消除斜腿约束作用不利影响的最优解决方案是在设计中提高系梁预应力的张拉控制力,若设计时未考虑,也可在施工中采取分段浇筑系梁混凝土或在斜腿中预留后浇带的方法解决.     

内置劲性骨架的PC箱梁桥合龙段时变性能分析

为了给悬臂施工的大跨径PC箱梁桥截面设计验算和服役桥梁评价提供参考,针对悬臂施工混凝土桥梁合龙段施工时的内置劲性骨架施工方式,考虑骨架对截面刚度及截面面积产生的影响,将内置劲性骨架的梁段转换为混凝土材料;采用数值分析方法,对内置劲性骨架合龙段箱梁结构内力时变的影响进行分析,并按照子模型法分析了合龙段劲性骨架影响区的应力时变影响.结果表明:虽然采用内置劲性骨架进行桥梁结构合龙的成桥内力较优,但随服役运营时间的增长,内置劲性骨架吸收有效预应力现象逐渐突显,导致合龙段箱梁截面混凝土有效应力不足;骨架刚度越大,混凝土压应力储备越小,严重时会在桥梁运营过程中导致跨中下挠及开裂,此现象应引起设计和复核验算的重视.     

铁路既有线桥梁换梁施工中支座处理技术

在铁路既有线桥梁换梁施工中,支座系统的处理方案关系到换梁的速度和行车的安全,以京广线汉水桥钢板梁更换施工为背景,介绍一种支座处理技术。该桥采用QZ球型钢支座替换弧形板式钢支座,新支座安装位置与原支座位置相同,但其下摆较原支座扩大并预留了钻孔空间。在钢板梁更换前,进行正式支座地脚螺栓钻孔,采用预埋钢板方式施工临时支座垫石,然后安装临时支座并更换钢板梁,保证铁路正常运营,最后进行垫石改造和正式支座的施工,待正式支座施工完成后再进行支座受力转换。实践表明,采用该技术在铁路既有线短暂的封锁时间内进行钢板梁更换是切实可行的,施工过程中确保了行车安全。     

钢管混凝土单圆管标准拱桥面外稳定性有限元分析方法研究

为给钢管混凝土单圆管拱桥面外稳定性分析提供实用计算方法,对钢管混凝土单圆管标准拱桥面外弹性稳定性有限元分析方法进行研究。首先使用统计学方法,统计分析国内25座钢管混凝土单圆管拱桥基本构造数据及统计学参数;其次根据已有统计数据建立50~59m、60~69m、70~79m共3类跨径钢管混凝土单圆管标准拱桥并验算其安全性能;给出弹性稳定系数分析标准拱桥面外弹性稳定性能的基本假定以及竖向荷载和横桥向荷载计算方法,采用不同有限元方法分析标准拱桥面外稳定性,确定标准拱桥面外稳定性有限元计算方法。结果表明:通过统计数据建立的钢管混凝土单圆管标准拱桥能反映工程实际;采用恒、活载稳定系数计算方法求解标准拱桥面外弹性稳定承载力及极限承载力较为合适。     

黄土盾构下穿护城河拱桥FLAC3D预测与施工安全防控技术

黄土地区地铁盾构施工安全防控技术研究具有较高的理论意义与应用价值,位于黄土地区的西安地铁盾构工程具有地表条件复杂、穿越文物和建（构）筑物多等特点。以西安地铁二号线安远门-北大街区间盾构隧道施工下穿护城河拱桥工程为背景,采用FLAC3D数值模拟方法预测了盾构下穿护城河拱桥施工引起的拱桥变形,计算结果表明,在施工前必须对拱桥及下方地层进行加固,才能确保施工过程拱桥安全稳定。提出在拱桥区域内堆载沙袋、在拱桥基础背后进行袖阀管注浆的加固措施,现场实测表明,拱桥变形在允许范围之内,提出的施工安全防控技术合理有效。     

U形肋正交异性组合桥面板构造参数分析

针对U形肋+平钢板+混凝土板形成的正交异性组合桥面板,利用Ansys空间有限元软件,对组合桥面板的U形肋尺寸、U形肋间距、横隔板间距、钢顶板厚度及混凝土板厚度等主要构造参数进行研究,提出U形肋正交异性组合桥面板的合理构造尺寸,为今后设计提供了有益的参考。     

斜拉拱组合桥与普通拱桥受力性能对比

分析了斜拉拱组合桥的结构受力特征以及与普通拱桥的差别.以我国正在建设的主跨为400 m的斜拉拱组合桥梁--湘江四大桥为例,利用大型有限元分析软件ANSYS,建立了斜拉拱组合桥的三维空间有限元模型,对桥梁振动频率及振型进行了分析,通过与普通拱桥的分析和对比,重点研究了斜拉索对钢管拱组合桥的静、动力特征的影响,对比分析了两种拱桥型式,相同位置影响线的差异.最后总结了斜拉拱组合桥的静、动力特征,得到了一些有益的结论,为这一新颖桥型的方案选取和设计提供参考.