曲线连续刚构桥0号块实体分析研究

贵阳至广州铁路圣泉1号特大桥是目前国内曲线半径最小、联长及跨度最大的双线铁路桥,主桥为(40+6×80+40)m刚构-连续组合梁体系,采用三刚构墩方案。对于一般直线桥通常在0号块计算分析时采用平面杆系计算模型进行分析,其结果是符合或接近实际情况的。但对于小半径曲线连续刚构桥而言,墩梁固结0号块受力复杂,按平面杆系计算模型所得到的应力状态与实际情况存在较大差异。因此,全面分析其空间应力状态非常重要。本文利用Midas Civil和ANSYS分别建立了全桥整体和0号块局部详细有限元模型,分析了0号块在运营阶段的局部应力,得出0号块整体处于受压状态,个别点出现较小的拉应力;横隔板压应力处于较小值,是薄弱部位;弯矩最大时顶板处于不利状态;扭矩最大时底板处于不利状态的研究结论。     

桥墩及桩基形式对墩底平转施工转盘设计的影响

以新建福厦(福州—厦门)高速铁路17500 t转体刚构为背景,采用实体有限元方法分析了不同桥墩类型及桩基布置对墩底平转转体中转盘受力的影响,并对桥墩及桩基进行了优化。结果表明:实体墩对上转盘受力最有利,其次是空心墩,最不利的是双薄壁墩;增加墩底实体段能够有效降低空心墩、双薄壁墩上转盘的主拉应力;随着墩底实体段高度的增加,主拉应力降低的幅度逐渐变小;球铰正下方有桩基时对下转盘底部受力更加有利;距离球铰中心越远,桩基受力越小,适当增加中桩桩径,可使各桩基应力状态更加均衡。     

桥墩及桩基对墩底平转转体中转盘设计的影响

以新建福厦高速铁路17500t转体刚构为背景，采用实体有限元方法分析了不同桥墩类型及桩基布置对墩底平转转体中转盘受力的影响，并对桥墩及桩基进行了优化。结果表明：实体墩对上转盘受力最有利，其次是空心墩，最不利的是双薄壁墩；增加墩底实体段能够有效降低空心墩、双薄壁墩上转盘的主拉应力；随着墩底实体段高度的增加，主拉应力降低的幅度逐渐变小；球铰正下方有桩基时对下转盘底部受力更加有利；距离球铰中心距离越远，桩基受力越小，适当增加中桩桩径，可使各桩基应力状态更加均衡。     

横系梁对双肢薄壁高墩刚构桥稳定性的影响分析

研究目的:高墩桥梁稳定性一直是影响桥梁结构安全的关键因素,如何在保证桥梁外形美观、结构受力合理的情况下提高高墩桥梁的稳定性,是工程技术人员一直在探讨的问题.本文以京承三期清水河2#桥为工程背景,采用三维有限元分析软件SAP2000对双肢薄壁高墩刚构桥进行空间稳定性分析,并对比分析在有无横系梁的情况下最大悬臂施工阶段和成桥阶段桥梁的稳定性.研究结论:初步得出了墩间横系梁对双肢薄壁高墩桥梁稳定性的影响:墩间横系梁主要对顺桥向的桥梁稳定性贡献较大,对桥梁横向稳定性基本上没有影响;随着墩间横系梁数量的增加,对稳定性的贡献也趋于稳定.恰当地设置横系梁能有效地提高双肢薄壁高墩刚构桥梁的稳定性,但随着横系梁数量的增加稳定性提高并不明显.     

横系梁对双肢薄壁高墩刚构桥稳定性的影响分析

研究目的：高墩桥梁稳定性一直是影响桥梁结构安全的关键因素，如何在保证桥梁外形美观、结构受力合理的情况下提高高墩桥梁的稳定性，是工程技术人员一直在探讨的问题。本文以京承三期清水河2^#桥为工程背景，采用三维有限元分析软件SAP2000对双肢薄壁高墩刚构桥进行空间稳定性分析，并对比分析在有无横系梁的情况下最大悬臂施工阶段和成桥阶段桥梁的稳定性。研究结论：初步得出了墩间横系梁对双肢薄壁高墩桥梁稳定性的影响：墩间横系梁主要对顺桥向的桥梁稳定性贡献较大，对桥梁横向稳定性基本上没有影响；随着墩问横系梁数量的增加，对稳定性的贡献也趋于稳定。恰当地设置横系梁能有效地提高双肢薄壁高墩刚构桥梁的稳定性，但随着横系梁数量的增加稳定性提高并不明显。     

双肢薄壁墩温度效应仿真分析

在日照温度分布理论以及有限元分析方法的基础上,利用ANSYS的二次开发功能,编制了双肢矩形薄壁空心墩结构的温度场和温差效应分析的专用程序,并结合实例验证了仿真分析的准确性。同时以某高墩大跨连续刚构桥的双肢薄壁墩为研究对象,利用二次开发成果,对双肢矩形薄壁空心墩在日照温度荷载作用下的温度效应进行了分析,得出了双肢薄壁墩结构在悬臂状态与铰支状态两种不同的工况下,桥墩的温度应力与整体变形。结论可以为双肢薄壁墩的设计和施工提供参考。     

超宽超重T构转体桥梁体应力和线形变化研究

在目前复杂的桥梁结构建设中,为了更好地研究超宽超重T构转体桥整体稳定性,除了与设计图纸、施工工艺、现场环境等有密切关系外,更应注重对桥梁施工过程和转体过程进行线形和应力监控。本文采用有限元软件Madis/civil建立主梁结构模型,对桥梁施工全过程进行仿真模拟,分析关键施工阶段的结构受力特点和变形状况以及成桥后的结构受力情况,确保桥梁施工过程安全。同时,现场采用水准仪、应力传感器等对转体前、转体过程中、转体后梁桥的线形和应力进行现场实时测量。最后将设计值、有限元分析值和现场实际值进行比较,并分析其差异。结果表明,仅对梁体而言,支架拆除后,位移变化值从中间向两端逐渐增大,应力变化则与位移变化相反;通过有限元分析,调整位移量使得现场线形变化趋势与设计线形变化趋势大体一致,应力值在合理的设计范围之内。     

高墩大跨刚构—连续梁桥施工过程中的抗风分析

采用悬臂施工的高墩双薄壁柔性墩的刚构—连续刚构桥,由于桥梁施工期不断增长,气候变化无常,最大双悬臂状态通常为最不利的抗风状态。本文以某在建特大桥为工程背景,围绕施工期间的刚构—连续刚构桥双薄壁高墩的抗风性能进行研究。     

大跨度悬臂拼装施工连续梁桥0号梁段局部应力分析

采用悬臂拼装施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥,因0号块梁段的构造和受力较为复杂,保证它的质量与安全非常重要。本文以孙口黄河公路大桥为工程实例,运用Midas/Civil和Ansys有限元程序分别建立了该桥梁的整体计算模型和0号块梁段的局部计算模型,考虑桥梁施工、成桥以及运营阶段多种工况对0号梁段进行了局部受力分析。计算结果表明:该桥梁原设计的0号梁段隔板与腹板、底板交接处,底板支座等部位较为薄弱,需局部加强。计算结果已直接应用于实际工程,具有较高的实用价值。     

高墩大跨连续刚构桥最大悬臂阶段风致响应及其对施工人员的影响

以某高墩大跨连续刚构桥为工程背景进行了空间有限元分析,采用静力分析方法,分别计算了阵风作用下最大双悬臂施工状态下高墩桥梁和跨度相近的低墩桥梁的结构内力,并探讨了其墩底内力特点;采用时域分析方法,计算了桥梁最大双悬臂施工状态下结构的抖振响应,通过进行舒适度分析,讨论了桥梁抖振响应对施工人员安全的影响。研究结果表明:高墩刚构桥墩底的横桥向弯矩由主梁上风荷载对称加载方式决定,而低墩刚构桥则由非对称方式决定;最大双悬臂状态在抖振作用下的Diekemann舒适度指标值很小,对施工人员的工作影响不大。     

T字形钢箱梁异形块设计及空间受力特性研究

为全面掌握T字形钢箱梁异形块空间受力特性,以长沙市红旗路主线65号~68号墩钢箱梁异形块为例,对箱梁的截面总体布置、顶底板、横隔板及纵肋进行详细设计,并选用MIDAS/Civil考虑剪切变形的厚板单元,进行全桥空间精细化仿真建模,研究不同荷载工况下的结构位移、应力、支座反力、自振特性及局部屈曲情况,验证设计方案的合理性。研究结果表明:该桥位移、支反力不均匀现象明显,即使在恒载作用下,钢箱梁同一截面处的位移和支反力仍有较大差别;偏载作用下,这种效应更为显著;最不利工况组合下,钢箱梁最大Mises应力达到232.8 MPa,发生在66号墩b支座底板和加劲肋连接处,因此设计中应对支座处构件进行适当加强;局部轮压作用下,横隔板具有足够的安全系数,不会发生屈曲;采用钢筋混凝土桥面板能大幅增加异形钢桥的刚度,使荷载分配更为均匀。本文结果可供类似桥梁的设计计算作为参考。     

新成昆铁路跨隧道内溶洞桥梁结构设计

新成昆铁路老鼻山隧道掌子面施工揭示溶洞,存在洞顶掉块、溶洞水倒灌等风险,需采用合适的跨越方案。采用调查分析方法对溶洞类型进行判定,提出“拱桥+护桥”结构跨越溶洞方案,并进行了结构设计。为了支撑该拱桥与护桥结构的工程设计,采用有限元方法,建立桥梁结构的三维空间仿真分析模型,针对施工阶段和成桥阶段,从变形、受力等角度系统分析了拱桥主拱圈的静力性能,并讨论受力最不利截面的强度和裂缝情况。研究表明,溶洞内水源补给主要为基岩裂隙水,溶洞整体稳定;在施工阶段,主拱圈最大压应力和最大拉应力分别为5.94 MPa和2.74 MPa,出现在主拱圈拱脚的下缘和上缘位置;在成桥阶段,跨中拱顶和拱脚是不同荷载组合下的最不利截面,混凝土和钢筋的最大正应力分别为11.88 MPa和189.07 MPa,裂缝最大宽度为0.19 mm,应力和裂缝均满足相关规范要求。     

跨京沪铁路曲线转体T型刚构设计

结合宿淮线跨京沪铁路特大桥转体T型刚构的工程概况,参考我国已建转体桥梁实例,对转动结构的下转盘、球铰和上转盘的关键技术、T型刚构转体的应力、偏心、施工及成桥的最不利状态进行抗风屈曲等进行研究,得出一套完整的转体结构设计所需的计算项目和检算方法,为此类桥梁积累一些宝贵经验。     

高墩大跨刚构桥施工稳定性分析研究

研究目的:高墩大跨度连续刚构桥悬浇施工中,最大悬臂状态下结构的稳定性至关重要。本文以牛角坪双线特大桥为工程背景,考虑结构的几何非线性和材料非线性,对施工过程中的主墩及最大悬臂状态进行了非线性屈曲分析,研究高墩大跨连续刚构桥施工阶段稳定性。研究结论:采用ANSYS有限元程序,建立了本桥最大悬臂状态实体单元模型,综合考虑了双重非线性的影响,研究该桥最大悬臂状态施工过程中可能出现的9种工况的施工稳定性,研究结果表明,该桥主墩纵向弯曲刚度小于横向弯曲刚度,墩相对较易发生纵向屈曲失稳,但稳定特征值大,其主墩自体稳定性及最大悬臂施工状态施工稳定性好,施工过程中结构不会发生稳定性破坏,对于工程实践具有实际指导意义。     

大体积0~#块二次浇筑托架法应用研究

以资阳沱江多线特大桥工程为依托,探讨0#块二次浇筑过程中托架的受力及变形,阐述了悬臂浇筑连续梁桥0#块托架的结构设计与计算方法。利用有限元分析软件建立了0#块、墩身和托架整体的三维分析模型,模拟了资阳沱江多线特大桥0#块二次浇筑的施工过程,分析并掌握了在0#块各分次浇筑施工阶段托架的变形和应力分布情况。通过分析比较0#块一次性浇筑成型与0#块分次浇筑成型的托架应力值,得出0#块已经浇筑的混凝土在后续0#块施工中参与受力程度的系数。同时通过有限元程序的计算值与现场试验测试数据的比较来证实数值计算的可靠性和正确性。     

悬臂浇筑连续梁临时固结体系计算分析

针对某些铁路项目悬臂浇筑预应力混凝土连续梁时,墩梁临时固结体系需施工单位自行设计的情况,通过分析悬臂施工过程中的"T"构倾覆荷载、不平衡弯矩的计算工况和计算方法,确定合理有效的墩梁临时固结体系,确保连续梁施工过程中梁体结构的稳定和安全,可为类似工程提供借鉴与参考。     

单薄壁空心矩形墩连续刚构桥非线性稳定研究

研究目的:随着我国交通事业的迅猛发展,全国修建了大量的高墩大跨连续刚构桥,由于该类桥梁墩身高、跨径大,施工过程中的非线性稳定问题非常突出,因此本文以一典型单薄壁空心矩形墩连续刚构桥——王家坝大桥施工监控项目为依托,研究单薄壁空心矩形墩连续刚构桥的非线性稳定性,分析对比各施工阶段下桥梁的稳定特征值和非线性极限荷载值。研究结论:(1)特征值屈曲计算求得的荷载为桥梁结构极限稳定荷载的可靠上限;(2)考虑几何非线性、材料的非线性以及初始缺陷等因素影响的非线性稳定分析得出的荷载,更符合实际情况;(3)最高墩最大悬臂施工工况为高墩施工中稳定最不利工况;(4)本文研究结论可为高墩大跨连续刚构桥的施工监控、设计和理论研究提供参考。     

格构式超高支墩在桥梁施工中的关键技术

一座双线特大桥采用上承式连续钢桁梁结构,钢桁梁从两侧边墩至主墩悬臂架设在距边墩81 m处,设置高度分别为110.9 m(左侧),133.5 m(右侧)的格构式超高支墩以缩短151.5 m悬臂架设长度。提出一种有效力学分析方法模拟墩梁支撑钢桁梁悬臂架设过程的非线性接触情况,将理论分析模型结合到有限元软件中,运用迭代试算、反馈调节运算方法对钢桁梁架设全过程进行分析,从而得出施工阶段不同环境温度工况下格构式超高支墩支反力与应力。基于钢桁梁与格构式超高支墩结构整体模型分析结果,提出了钢桁梁下落格构式超高支墩施工中的关键技术。     

小曲线半径T形刚构转体设计

介绍某铁路2×72 m转体T构的结构设计。针对600 m半径的特殊情况,采用BSAS平面计算程序以及专业有限元软件MIDAS,分别建立了平面模型与空间模型,对该桥上部结构的整体受力情况进行了分析对比。另外,采用midas FEA软件建立上球铰局部应力分析模型,对转体结构的受力情况进行了研究。通过研究得出以下结论:本桥上部结构及转体结构设计比较合理,半径较小的转体T构,横向偏心较大时,将转动中心置于整体结构横向偏心位置上,再进行称重平衡试验,可有效地保证转体结构转体过程中的稳定性。     

大吨位超宽T构转体施工技术与控制措施研究

为保证高铁运行安全并减少对铁路运营的干扰,上跨高铁桥梁大量采用转体法施工。依托迎宾大道上跨郑万高铁立交T形钢构桥转体工程,结合该桥超大吨位+超宽的结构形式,详细介绍了T构水平转体施工中基础处理、转体体系安装、转体施工技术和质量安全保证措施,提出一种特殊条件下异形T构转体施工方法和操作注意要点,总结形成一套切实可行的特殊条件下上跨高铁桥梁T构转体施工工艺,为以后的类似桥梁建设施工提供借鉴。