大吨位球型支座的制造监理

洸府河大桥设计采用大吨位球型钢支座,支座竖向承载力160 000kN,水平承载力27 000～46 000kN。为保证按设计要求制造大吨位球型支座,对球型支座制造准备阶段及实施阶段进行监理。制造准备阶段监理主要是通过招标优选生产厂家,制造工艺的监理审查及专家评审、支座制造前期监理检查及验收程序制定等。实施阶段主要进行铸钢件制造监理、球冠衬板镀硬铬质量控制监理、数控加工精度控制监理及耐磨板质量控制监理。经成套支座质量检查与验收监理,该桥大吨位球型支座的制造质量满足设计及规范要求。     

后压浆法对桥梁单桩承载力增强效应研究

鳌江特大桥北引桥9~#桩基施工中遇到不良地质,采用桩底后压浆施工方法提高其基底承载力,并通过单桩竖向抗压静载荷试验判定压浆处理是否满足设计要求,研究桩底后压浆法对桩基基底承载能力的增强效应。结果表明,经桩底压浆后单桩竖向极限承载力达6 000 kN,满足设计要求,桩底后压浆法对桩基承载力具有增强效应。     

盾构隧道环向快速连接件力学性能试验研究

15 m级的大直径公路盾构隧道与10 m级超深覆土高内水压作用下的排水调蓄盾构隧洞对接头有高承载力的要求，为此开发新型环向快速连接件。该连接件具有拼装时间短、无需人工拧紧、拼装完成后的隧道真圆度高、管片错台与张开量小、防水性能高的优点。为研究连接件的结构形式、材料性能、连接件与锚筋之间的连接、连接件与混凝土管片之间力的传递，以650 mm厚的管片为原型，开展接头抗拉物理试验，并采用数值模拟的方法实现试验值与计算值的对比分析。主要结论如下： 1）本次试验所采用的铸铁连接件屈服承载能力为512 kN，满足试验指标要求。弹性阶段的承载力为400 kN，极限承载力为645 kN，可以应用于指导盾构隧道的设计。2）试验破坏发生在连接件本体部位，锚筋与连接件之间的连接设计合理可靠。试验终止时，4根锚筋的最大应力值为348 MPa，达到HRB400锚筋抗拉屈服强度的87%，接近其抗拉强度设计值360 MPa。3）连接件在轴心拉力作用下，其本体与锚筋的受力是不均匀的，在连接件设计中应考虑这种不均匀性，进行合理的优化设计。     

惠山站房钻孔灌注桩承载力分析

选取站房7根钻孔灌注桩进行静载试验研究、测试了各桩的竖向极限承载、水平临界荷载、水平极限荷载结果表明:在采用正循环钻进成孔工艺的条件下,两种不同类型的单桩竖向极限承载力可分别取1 560、3 896 kN、单桩承载力特征值可分别取780、1948 kN,单桩水平临界荷载可取320kN,单桩水平极限荷载可取640 kN钻孔灌注桩的承载力能够满足工程需求     

新型轨道交通抗震球形支座的研发

我国新一代抗震规范对延性体系桥梁的支座抗震水平承载力提出了更高的要求,而目前市场上的传统球形支座产品并不能满足该要求。本文诣在研发一款满足抗震要求的高水平力球形支座系列产品,首先通过系统地抗震分析基本明确了城市轨道交通标准段桥梁的支座抗震水平承载力需求;然后通过构造设计、技术创新和计算优化大幅度提高了支座的水平承载力,并增加了抗拉拔功能,同时控制支座尺寸不明显增大;最后通过全面的受力性能试验对新产品进行了验证。     

基于接触非线性的特大吨位球型支座有限元分析

支座是支承和连接桥梁上、下部结构的重要装置.它将上部结构的恒、活载传递给墩台,并根据计算假定适应或者约束上部桥跨结构产生的水平和转角变位.考虑到上部结构为钢桁架结构,球型支座不仅受力巨大且支点受力复杂.将常规放置在上方的球冠衬板倒置,支座水平滑移面从上方移至下方.根据支座结构和桥梁设计支座技术要求,建立支座有限元模型,运用接触分析更精确地对支座进行有限元分析.有限元计算结果表明,支座受力控制构件平面四氟板与曲面四氟板满足设计要求.     

高承载力隔震支座的力学性能初步研究

桥梁减隔震技术中最常用的是铅芯隔震橡胶支座(LRB支座)和高阻尼隔震橡胶支座(HDR支座),针对这2种支座设计压应力不足的问题,基于新型阻尼材料,研制了高承载力隔震支座(GRB支座),其设计压应力可以达到35 MPa,极限压应力可以达到210MPa。对GRB支座的疲劳特性、剪应变相关性、压应力相关性、频率相关性、温度相关性和反复加载次数相关性进行试验,证明其具有良好的力学性能。以某桥6×110m的连续梁桥段为背景,采用有限元软件MIDAS Civil 2015建立桥梁计算模型,通过特征值分析和时程分析,对比桥梁在LRB支座隔震体系和GRB支座隔震体系下的主梁位移、关键截面的弯矩内力等结构响应。研究表明,GRB支座具有较大的竖向设计压应力,应用在大跨径现浇连续梁桥上,隔震效果好,支座的尺寸小,可缩小盖梁和伸缩缝尺寸,降低桥梁造价。     

独塔斜拉桥叠合梁施工支架安全性能分析

为了保证叠合梁支架的施工安全性,采用有限元软件分析与计算全桥箱梁的最大应力和最大变形,通过计算钢管桩承载力,并与相应荷载组合值比较,确定支架是否满足承载力要求和正常施工状态下桥梁各施工阶段排架顶端轨道梁的最大竖向位移。结果表明桥梁各施工阶段排架杆件的最大压应力小于Q235钢的容许应力值,满足承载力要求;桥梁施工排架弹性屈曲分析特征值为4.15,满足施工过程稳定性要求。     

跨西岭互通特大桥主桥抗震分析

跨西岭互通特大桥主桥为连续梁拱结构形式,是合福高铁线路上的控制性工程之一。文中依据三水准抗震设计目标对该桥进行抗震设计分析。分析结果表明,在地震作用下,桥梁下部结构应力值比较低,墩底截面满足极限承载力要求,主桥两边墩支座的水平剪力较大,建议采取措施增大边墩支座水平抗力。     

双曲面球型减隔震支座在连续梁桥的应用研究

作为我国研发的一种新型减隔震装置,双曲面球型减隔震支座具有构造简单、承载力大、耐久性好和可以提供可靠的自恢复能力等优点。对采用该新型减隔震支座的一大跨径连续梁桥的抗震性能进行深入分析与研究。结果表明:该新型支座具有十分稳定和高效的减隔震效果,为桥梁设计人员提供丰富的减隔震参数选择空间,非常适用于高烈度区大跨径连续梁桥的减隔震设计。     

高速铁路混凝土简支箱梁桥地震偏移顶升与复位

某高速铁路线上的9座32、24 m预应力混凝土简支箱梁桥因地震发生梁体与支座连接螺栓剪断、梁体偏移等病害,需对桥梁震害进行整治,不切断钢轨、不扒除道砟,对梁体进行顶升与纠偏复位,并更换损坏的支座螺栓。仅顶升的梁体采用300 t单向顶升千斤顶,需纠偏复位的梁体采用300 t级三向千斤顶,每个支座布置2台,1孔梁共8台,千斤顶横桥向中心距2.77 m,顺桥向中心距0.8 m。对于梁体未偏移但需更换支座螺栓的梁跨,采用单墩四支座同步顶升;对于梁体偏移且需更换支座螺栓的梁跨,采用两墩八支座同步顶升。纠偏复位梁体时,采用PLC同步液压控制系统控制千斤顶同步顶升和平移,竖向位移控制在5 mm内。采用该技术顺利完成整治施工,实测梁体混凝土横向最大拉应力1.7 MPa,钢轨应力增量18 MPa,横向纠偏力1 600 kN,纵向纠偏力3 850 kN。     

基于FLAC3D的大直径实心桩承载性能数值模拟研究

基于FLAC3D模拟软件，对大直径实心桩竖向及横向的承载性能和变形特性进行数值模拟。深入而全面的研究了大直径实心桩的受力机理、承载性能与变形特性，得出以下结论：本次模拟的大直径实心桩的单桩承载力极限值为82000kN，单桩承载力特征值为41000kN，水平承载力极限值为1750 kN，水平承载力特征值为1000 kN。随着竖向位移的增大，桩周土体的沉降随着距离桩体距离的增大而减小，桩端土体与桩体和桩周土体相比沉降较小，模型承受荷载过程中桩身的压缩量较大。在各级荷载作用下，桩身轴力随着深度的增加而减小，至桩端处桩身轴力几乎降至为零。在施加水平荷载之后，桩顶部分的水平位移最大，随着桩体埋藏深度的增加，桩身位移迅速减小至零，桩身弯矩随着桩体埋藏深度的增大呈先增大后减小至零。     

普通灌注桩与后压浆桩特性试验对比分析

通过河南省电力公司综合调度楼工程试桩的单桩竖向抗压承载力检测,验证单桩竖向极限承载力满足设计要求;同时分析试验数据,得出了普通灌注桩与后压浆桩桩身轴力、桩身侧阻力和桩端阻力的分布规律,并指出桩身侧阻力为提高后压浆桩竖向抗压承载力的主要影响因素。     

新型铰轴钢支座力学性能的试验研究

设计出特殊的加载装置,对新型铰轴钢支座的滑板滑动性能及铰轴转动性能进行测试,得到了滑板滑动摩擦系数和铰轴转动摩擦系数随钢支座承载力变化规律。使用压力传感器测试聚四氟乙烯滑板的压力分布,并使用应变片测试钢支座的应力状态,试验结果表明钢支座设计符合规范要求。     

三维隔震连续梁桥模型结构地震模拟振动台试验

为发展作者研发的新型三维隔震装置,研究不同强度、不同特性地震作用下三维隔震连续梁桥的地震响应和三维隔震效果,设计并制作了一座1/25缩尺比例的三维隔震三跨连续梁桥和单跨水平隔震梁桥模型结构,设计了适合于桥梁模型的三维隔震支座和常用普通叠层橡胶隔震支座。在此基础上,对三维隔震连续梁桥和水平隔震单跨梁桥进行水平和竖向地震模拟振动台试验。研究结果表明:在几乎所有地震作用过程中,所研发的三维隔震支座能安全、有效地发挥作用,试验结束后三维隔震支座没有发生损坏。水平地震作用下,无论地震强度大小三维隔震支座和水平隔震支座都具有较好的水平隔震效果,主梁水平加速度减震效果可达50%~80%。近断层脉冲型地震动作用下,铅芯橡胶支座的水平隔震效果明显优于普通叠层橡胶支座。竖向地震作用下,采用普通叠层橡胶支座的单跨梁桥主梁竖向峰值加速度可能会明显放大,最大可能放大近1倍;即使部分地震激励下峰值加速度没有放大,在局部时段仍有明显放大现象,但是采用三维隔震支座的连续梁桥主梁竖向峰值加速度比墩顶竖向峰值加速度一般可减小30%左右,最多可达50%,且基本没有出现局部时段放大现象。三维隔震梁桥在水平和竖向地震作用下都表现出良好的隔震效果,为三维隔震技术在桥梁工程中的应用提供了依据。     

塔梁弹性支座刚度对三跨连续悬索桥结构体系影响的研究

为研究塔梁竖向弹性支座刚度对三跨连续弹性支承钢箱梁悬索桥结构静动力特性的影响,以主跨926 m的浙江秀山大桥为依托,采用有限元通用软件midas Civil 2013建立4种方案模型,并对比4种方案结构静动力特性,提出合理的塔梁竖向弹性支座刚度控制因素。结果表明,随着塔梁弹性支座刚度增大,梁端和塔梁支座处钢箱梁转角、钢箱梁塔梁支座处和跨中位移也随之减小,但塔梁支座处钢箱梁的弯矩和应力会随之增大;成桥恒载状态下塔梁弹性支座反力也逐渐增大,其相邻的长吊索索力减小60%,但只有合适的塔梁弹性支座刚度,才可显著减小相邻长吊索的应力幅;钢箱梁底板应力和长吊索应力幅是塔梁弹性支座刚度取值的控制因素;结构基频有轻微减小,结构横向刚度有所降低。     

某在役高架桥支座更换设计与施工

某高架桥主线标准段跨径为35m,采用"鱼腹式"预应力混凝土连续箱梁,支座为XQZ球型钢支座。随着运营时间和交通量的增长,支座出现滑板脱出、球冠衬板转动及移位超限、构件开裂变形等病害,需更换支座。设计新型高承载支座,滑板采用"整板+分片镶嵌"形式,采用硅脂补充通道,设置支座防倾转构件等构造措施;采用ANSYS软件对设计荷载下新支座进行验算,支座受力满足要求;对新支座进行竖向承载力、摩擦系数、转动性能等试验,各项性能指标均满足要求。采用"整体同步顶升"作为一联桥梁上部结构主要顶升方案,"横向同步、纵向逐墩顶升"作为交通组织困难路段顶升方案,研制新型三连杆超薄液压千斤顶,采用液压升降车作为顶升施工平台,可满足箱梁顶升、支座更换施工要求。     

轻量化铝合金推力杆结构设计及其性能研究

根据某车型推力杆的性能要求,设计了1种新型杆身-球头一体式轻量化铝合金推力杆。试验结果表明,该铝合金推力杆的球铰压入/压出力满足要求,可以承受200 kN的极限载荷,在±60 kN载荷下,疲劳寿命可达100万次。在完成客户路试后,推力杆未发生失效现象。相比于原来的全钢结构推力杆,在保证性能满足使用要求的前提条件下,该铝合金推力杆整体质量降低达27%。     

上跨京沪高铁钢桁梁桥耐久性及安全防护设计

廊坊市交通中心工程上跨京沪高铁段采用跨度布置为(118+268+118) m的上加劲连续钢桁梁桥。为保证桥梁结构的使用寿命，对该桥耐久性及安全防护进行设计。采用梁端压重、固定支座体系、优化局部构造细节、超高性能混凝土复合桥面铺装体系等多项结构设计措施保证桥梁结构自身的耐久性；采用长效涂装体系结构防腐措施保证钢结构外部防腐的耐久性。采用可视化检查小车、养护维修小车及健康监测系统等结构外在养护设备，保证结构运营期间及时得到检修与管理，耐久性得以维护。针对上跨既有高速铁路桥梁安全防护的特殊要求，采用桥面安全防护、新型防脱落高强度环槽铆钉及多功能防落梁措施，满足了施工及运营情况下桥梁安全防护要求，防护效果较好。     

深中通道60m混凝土箱梁架设过程临时支点方案研究

深中通道浅滩区非通航孔桥上部结构为跨度60 m的混凝土箱梁,梁面宽20～24 m。由于箱梁重量大、梁面宽,2个支点受力易造成混凝土开裂,因此在箱梁施工过程中,箱梁每端横向均设置3个临时支点,对应箱梁的3道腹板。为选取合适的箱梁临时支点刚度、支点高差,建立实体有限元模型,对箱梁横向受力进行分析。结果表明:存放及吊装工况下箱梁横向应力随支点刚度比均呈先减小后增大变化趋势。存放工况下,当每端3个临时支点刚度均设为1 000 kN/mm时箱梁横向拉应力最小,为0.51～0.66 MPa;各支点高差控制在±2 mm时箱梁横向拉应力最小,为0.69～0.72 MPa。吊装工况下每端边支点刚度设为1 000 kN/mm、中支点刚度设为300 kN/mm时箱梁横向拉应力最小,为0.66～0.74 MPa。在此基础上拟定临时支座尺寸为900 mm(长)×900 mm(宽)×100 mm(高),刚度1 000 kN/mm对应临时支座高度方向设置为40 mm钢板+60 mm橡胶垫,刚度300 kN/mm对应临时支座高度方向设置为10 mm钢板+90 mm橡胶垫。