波形钢腹板箱梁桥竖向温度梯度效应研究

波形钢腹板梁桥因其结构组合的特殊性,在不同温度场作用下结构受力状态复杂。为明确现行不同标准对波形钢腹板组合梁桥竖向温度梯度效应的计算差别,文中基于某波形钢腹板组合箱梁桥建立精细化三维有限元计算模型,对比分析中、美规范中竖向温度梯度分布模式下的温度效应。结果表明,不同规范关于温度梯度的分布模式和取值存在明显差异,波形钢腹板连续梁桥在温差作用下温度效应显著,不容忽视,可根据桥梁所处环境对现行规范进行优化;在正、负温度梯度作用下,波形钢腹板均受到最大拉、压应力;正温度梯度作用下,按照美国AASHTO规范中分布模式可获得砼最大拉、压应力;负温度梯度作用下,按照中国JTG D60-2015规范中分布模式可获得砼最大拉、压应力。     

大跨度矮塔斜拉桥结构静动力特性分析

以常山矮塔斜拉桥为研究对象,通过有限元程序Midas Civil 2010建立该桥的空间有限元模型,并对大桥进行成桥静、动力特性分析.计算结果表明:在正常使用状态内力组合和承载能力极限状态内力组合作用下主梁和主塔的位移均较小,主梁全部承受压应力,满足规范要求,成桥前期混凝土收缩徐变对主梁位移影响较大,后期收缩徐变趋于稳定.该桥的一阶自振周期为1.230 s,在目前中国已建成的矮塔斜拉桥中属于比较典型的一个,由于其横向刚度较大,其低阶振型主要表现为主梁的竖弯和主塔的横弯.     

某大跨径双塔单索面矮塔斜拉桥动载试验研究

以某大跨径双塔单索面矮塔斜拉桥为依托工程开展数值仿真分析、动载试验和相关比较分析。分析结果表明:实测主梁前四阶竖向弯曲自振频率均比理论计算值大,结构有一定的刚度储备;实测主梁前四阶振型与计算振型基本吻合,未见明显变异区段;该桥梁的动力特性符合设计要求。在无障碍行车工况下,该桥测试部位的冲击系数均大于计算冲击系数,基本随车速的提高而提高;在制动试验和有障碍行车工况下,该桥测试部位的冲击系数相对较大,表明当桥面不平整时,桥面行车对桥梁结构的冲击效应将明显增大。对于结构基频较小的大跨径矮塔斜拉桥,按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)对桥梁冲击系数取值偏不安全或安全储备偏小,有待进一步研究和探讨。     

四跨混凝土连续刚构桥预应力损失时效分析

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）和美国AASHTO LRFD桥梁设计规范提供的混凝土徐变系数和收缩应变计算公式,运用Midas/Civil软件对比分析了贵州赫章特大桥在不同阶段下预应力损失及其对主梁变形的影响。结果表明,按2种规范计算得到的预应力管道摩阻损失基本相同,由锚具变形、弹性压缩和预应力筋应力松弛引起的预应力损失,AASHTO LRFD规范计算值略大于JTG D62—2004,然而由于2种规范在混凝土徐变、收缩计算公式上的不同,按照AASHTO LRFD规范计算由混凝土徐变收缩引起的预应力损失和主梁变形较JTG D60—2004大。     

温度应力对既有混凝土连续箱梁桥开裂的影响分析

采用三维空间实体单元，在分析连续箱梁桥温度应力分布规律的基础上，研究了温度梯度、箱梁的肋板与顶板刚度比以及跨径比等参数变化对温度应力的影响，并分析比较了按《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89版和JTG D60-2004版计算的温度应力。结果表明，在JTG D60-2004版温度梯度荷载作用下，箱梁顶板上下缘产生较大的横向拉应力，顶底板上下缘产生较大的纵向拉应力，产生较大温度应力处与实桥出现裂缝的部位基本吻合，从中揭示了温度应力对既有混凝土连续箱梁桥开裂的影响。     

常规跨径钢板组合梁桥中欧规范汽车荷载效应对比研究

钢板组合梁可充分发挥钢材和混凝土的材料优势,为给我国桥梁设计人员设计海外钢板组合梁桥提供建议,对《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)及欧洲桥规(Eurocode—Basic of Structural Design、Eurocode 1:Actions on Structures—Part 2:Traffic Loads on Bridges)中常规跨径钢板组合梁汽车荷载效应进行对比。分析了中欧桥梁设计规范中汽车荷载模式、横向多车道折减效应、冲击系数、荷载组合等规定的异同,采用2种规范计算常规跨径钢板组合梁在汽车荷载及基本组合、频遇组合作用下的主梁弯矩。结果表明：欧洲桥规规定4种汽车荷载模式,已考虑冲击系数和横向车道折减,中国桥规规定了车道荷载和车辆荷载2种汽车荷载,计算汽车荷载效应后期需考虑冲击系数和横向车道折减;2种规范极限状态和设计状况规定一致,区别在于作用分项系数和可变作用组合系数取值;多片主梁钢板组合梁的边梁弯矩最大,单独考虑汽车荷载时,欧洲桥规计算的主梁最大弯矩比中国桥规大35%～36%;在考虑荷载组合时,欧洲桥规主梁最大弯矩计算结果在基本组合作用下比中国桥...     

实用精细化模型在大跨径斜拉桥设计中的应用

三跨双塔双索面斜拉桥,主跨跨径400 m,为市政桥梁。主梁采用中跨叠合梁,边跨预应力钢筋混凝土箱梁,主塔为A型钢筋混凝土与钢塔组合结构,上塔柱高100 m,下塔柱高22 m。为研究该桥的结构受力,建立该桥的单梁模型和梁格模型,进行合理成桥状态模拟计算及对比,分析各工况下结构的内力及变形。通过对比单梁模型和梁格模型的计算结果,能够确定该桥在应力、稳定、和刚度方面均满足规范要求。     

傅山路云中河大桥力学性能分析

采用MIDAS/Civil有限元软件建立傅山路云中河大桥—5跨下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的空间有限元计算模型,分2种工况计算该桥在永久作用效应和永久作用效应十可变作用效应下的桥梁力学性能,计算结果表明:该下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的主梁最大压应力值为-14 MPa,拱肋最大压应力值为-148 MPa,均小于材料的设计抗压强度;吊杆安全系数最小值为3.1,满足桥梁规范关于吊杆最小安全系数不得小于2.5的规定,具有较大的安全储备;该桥梁在汽车荷载作用下位移满足桥梁设计规范关于正常使用极限状态下的变形要求;并采用Lanczos法对该桥进行动力特性分析.计算结果已为该拱桥的设计复核提供了参考.     

不同计算模式下连续箱梁桥徐变内力对比分析

针对连续箱梁桥的徐变内力,考虑不同计算方法和计算模式的差异性,基于JTG D62-2004和CEB-FIP(2010)规范的计算模式进行建模分析。研究结果表明,徐变对轴力、剪力和弯矩的影响较为接近,JTG D62-2004与CEB-FIP在不同位置处的计算结果存在较大差异,中国规范在中跨位置计算结果更加保守。     

斜拉桥Π形主梁桥面板纵向裂缝成因分析

某桥为2×122.5m独塔斜拉桥,主梁为Π形截面预应力钢筋混凝土梁,该桥建成于20世纪90年代,经过多年运营,50号混凝土桥面板普遍出现纵向裂缝。为研究裂缝成因,采用有限元软件计算各种荷载作用下Π形梁桥面板的横向应力,通过荷载试验实测Π形梁桥面板的横向应力和纵向裂缝开展情况,并进行对比分析。结果表明:自重荷载不是桥面板产生纵向开裂的因素;汽车荷载对桥面板纵向开裂有一定的影响,但不是主要原因;按85规范温度梯度计算,桥面板底面未出现横向拉应力,按2015规范正温度梯度计算,桥面板底面拉应力达4.46 MPa,超过现行规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中有关C50混凝土的抗拉强度设计值,85规范关于温度梯度荷载的规定偏不安全,是导致桥面板纵向开裂的主要原因;横隔梁预应力对桥面板纵向开裂的影响较小。     

A15大蒸港矮塔斜拉桥的设计及关键技术

不同于一般的矮塔斜拉桥,大蒸港矮塔斜拉桥的主梁为曲梁预应力混凝土宽箱结构,主塔为倾斜的钢混结合结构。该文介绍了其总体设计,并针对该桥的特点,采用自适应控制法,通过对主梁和主塔的线形和内力的监测对该桥进行施工控制。研究了宽主梁在施工过程中各节段截面应力和挠度的横向分布情况,以及各斜拉索索力在整个施工过程中的变化规律情况和主塔在施工过程中应力和变形情况。     

基于中美规范设计的预应力混凝土连续梁桥确定性及可靠性对比分析

针对采用中国规范(JTG D60-2004和JTG D62-2004)和美国规范(AASHTO LRFD 2007)设计的预应力混凝土连续梁桥进行确定性及可靠度分析。确定性分析表明:按中国规范计算的作用效应组合和正截面抗弯承载能力均比美国规范计算结果小。可靠度分析中,两国规范均采用荷载与抗力系数设计法,分别取荷载和抗力为随机变量,采用一次二阶矩法计算功能函数的可靠指标。可靠性分析结果表明:从总体上来说,按中国规范计算的可靠指标比按美国规范计算结果小。综合确定性分析和可靠性分析得到,按中国规范设计的预应力混凝土连续梁桥相对美国规范略显保守。     

某钢筋混凝土空心板桥承载能力检测与评定

为了评定一座因重载交通而导致主梁开裂的钢筋混凝土空心板桥的承载力与加固荷载取值,基于材质与状况检测,对该桥进行了承载能力检算和静载荷试验分析,并对新、旧版本《公路桥涵通用设计规范》(JTG D60—2004和JTG D60—2015)产生的荷载效应进行了对比。结果表明:边板抗弯承载力不足,荷载试验的应变校验系数较大,与开裂情况相符;挠度校验系数较小,整体刚度较好;新规范的荷载效应与运营荷载相当。该结果可为同类工程提供借鉴。     

独塔四索面空间异形斜拉桥施工控制技术分析

宁波外滩大桥是一座独塔四索面异形斜拉桥,为确保桥梁结构在施工过程中和成桥状态下的安全和稳定性,保证桥梁结构成桥状态的线形和内力值符合要求,对施工过程进行模拟计算和分析,结合该桥特点分析了该桥施工控制过程的重点和难点,确定了主塔和主梁的应力、主塔偏位和主梁的线形、斜拉索索力等作为主要控制内容,以及相应的测量方法。在主塔施工、中跨主梁梁段施工、合龙段施工和成桥施工4个主要施工阶段分别监测各个主要控制内容,通过监测数据判断施工过程中各主要控制内容是否符合设计要求。另外,在成桥阶段进行了全桥通测,得到成桥状态下的线形和结构内力值与理论计算值的拟合情况,从而确定此研究控制理论和方法在工程实例应用中的可行性。     

梁拱组合桥力学性能敏感性分析

梁拱组合桥构造相对复杂,施工过程不确定因素对桥梁线形及受力影响较大。通过建立精细化空间杆系有限元模型,研究预应力张拉误差和混凝土荷载等力学参数变化对结构应力及桥梁线形的影响。分析结果表明:当主梁混凝土自重比设计值大时,主梁顶板压应力减小,底板压应力增大,跨中合龙段附近主梁向上挠度减小;在梁拱组合桥成桥阶段,预应力张拉误差对主梁跨中挠度影响较为突出,梁拱组合桥在最大悬臂阶段预应力误差对桥墩附近主梁的挠度影响相对较小,越靠近悬臂端预应力误差对主梁的挠度影响越大。研究成果可为梁拱组合桥的设计及施工过程提供技术参考。     

不对称独塔叠合梁斜拉桥塔梁同步施工可行性与影响因素分析

以贵州省铜仁市凯峡河特大桥为工程背景,运用有限元软件建立数值模型,分别计算塔梁同步施工和先塔后梁施工方式下成桥索力、成桥预拱度、主塔根部压应力等关键参数,结果表明,两者计算结果吻合较好,该桥采用塔梁同步施工工艺可行;分析桥塔顺桥向温差、桥塔两侧不平衡荷载对塔梁同步施工状态下桥塔偏位的影响,结果表明,顺桥向温差为20℃时...     

基于综合优化法的矮塔斜拉桥成桥索力优化

为确定矮塔斜拉桥合理成桥索力,提出一种索力综合优化法。该方法以影响矩阵法为基础,采用数据标准化法将2种或以上不同类型的离散数据变为无量纲的统一化数据,以结构控制截面位移及弯矩综合最小为目标进行索力求解。以南京地铁宁句线矮塔斜拉桥为算例,采用最小弯曲能量法、刚性支承连续梁法和综合优化法对成桥状态的索力进行计算,将计算结果与原设计成桥索力进行对比。结果表明：对于矮塔斜拉桥,在恒载作用下,采用综合优化法计算得到的索力及主梁弯矩分布最为合理;在运营阶段,综合优化法计算得到的索力与原设计索力相比,主梁上、下缘最大压应力分别降低3.3%、3.8%,并且主梁应力分布更优。     

正交异性钢桥面板与U肋焊接处应力分布规律研究

为了分析正交异性桥钢面板中桥面板与U肋焊接部位应力分布规律,以宁波市象山港大桥钢箱梁为研究背景,利用Midas Civil及Midas FEA建立全桥整体及钢箱梁局部节段有限元模型,采用现行《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)中的疲劳荷载车模型,依次计算焊脚处桥面板、U肋的纵横向应力及其应力幅,并与现场实测数据进行比较和分析。分析结果表明:疲劳正应力计算结果满足规范要求;疲劳荷载作用下,焊脚处桥面板、U肋纵向应力的交变循环作用对正交异性钢桥面板的疲劳寿命影响更为显著,而横向应力对焊脚处裂缝的产生及发展有一定影响;局部轮压对桥面板应力的影响较大,应以最不利布置(HX2)进行设计计算。     

本溪市拱式独塔空间异型斜拉大桥主桥设计

本溪市跨线跨河独塔异性斜拉大桥主桥采用拱式独塔空间异型斜拉桥结构,跨径为(152+48+42)m,主梁由钢箱梁、钢混梁、预应力混凝土箱梁3部分组成,预应力混凝土箱梁采用双箱双室截面,钢箱梁采用双室结构,内部设有"U"型加劲肋板;主塔采用矩形钢箱梁结构,外形为拱形,矢跨比3.12,与水平主梁呈75°夹角,共设22对双排斜拉索,由88根低松弛平行钢索按扇面布置。采用Midas Civil仿真计算了该桥运营时的应力、变形,计算表明该桥主梁、主塔和斜拉索等主要构件强度、刚度、整体稳定性均满足规范要求,且具有一定的安全储备,该桥成功设计施工,为今后同类桥梁设计和施工提供借鉴。     

公路桥涵通用规范汽车荷载及其响应的比较

对JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》和JTG D60-2015《公路桥涵设计通用规范》规定的汽车荷载计算参数和荷载效应值进行对比,分析了其产生的荷载效应及经济效应的差别,并进一步研究了公路桥梁设计汽车荷载标准的适应性问题,取得了一些有益结论。