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。     

平转法转体在铁路桥梁施工中的应用研究

研究目的:在近年铁路客运专线建设中,连续梁跨越既有铁路时多采用平转法转体施工,部分连续梁具有跨度大、转体重量大、平面曲线半径小等特点.此时,需要对转体结构的关键部位和工艺实施的关键环节进行计算分析,并研究考虑平面曲线对转体结构设计的影响,解决球铰转盘的设计和关键施工工艺问题.研究结论:(1)拟定合理的转盘、球铰尺寸,分析转盘等特殊部位的局部应力是转体重量大时转体结构设计的关键；(2)计算不平衡转动力矩、设置转动偏心是解决平面曲线影响的方法；(3)通过称重、配重等工艺试验,可以验证不平衡转动力矩、转动偏心、摩擦系数等理论计算结果.     

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。     

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。     

桥梁转体施工过程中球铰应力研究

桥梁转体施工技术广泛用于跨越河流、峡谷及既有线路的桥梁施工中,桥梁转体施工关键设备之一是转动球铰,球铰应力的合理性将决定桥梁转体施工的成败以及桥梁整体质量。文章应用大型有限元软件ANSYS建立转动球铰计算模型对球铰应力进行模拟计算分析,并结合工程实例对桥梁转体施工过程中球铰应力进行监测,研究结果可为桥梁转体施工提供借鉴。     

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。     

新宁高速公路上跨京沪铁路(64+64)m转体T构桥设计

为总结跨线转体桥设计技术要点及确定施工关键控制参数,以新宁高速公路上跨京沪铁路(64+64) m预应力混凝土T构桥的平面整幅转体施工为背景,从桥型构思及总体布置出发,介绍了转体桥上部结构和下部结构的设计要点,对转体施工关键部位上转盘、球铰、下转盘及牵引系统的设计进行了详细说明,总结了转体结构设计的主要分析方法和计算项目,提出转体施工过程中的主要技术参数和施工控制要点。分析结果表明:在各种荷载的不利组合下,该桥结构受力满足规范设计要求,转体系统布置合理,主要技术参数满足施工精度控制要求。     

转体施工的铁路曲线连续槽形梁设计关键技术研究

为了确保转体施工的曲线连续槽形梁结构设计安全可靠,需要解决以下关键技术问题:结构横向受力、日照温差应力较大、支座中心线横向位置、曲线转体结构横向偏载、曲线槽形梁结构受力计算等。通过道砟槽板横向预应力束的合理布置,克服横向连接处主拉应力;通过适当增加边主梁顶板保护层厚度和纵向预应力束的合理布置,控制了日照温差应力;研究合理的横向支撑位置,避免对结构产生横向次应力;曲线悬臂转体结构横向偏载,将球铰中心相对于上下承台设置横向预偏心,解决转动时横向自重不平衡引起梁体侧倾的问题;通过建立平面模型、单梁模型、梁格模型和实体模型,对比分析计算曲线空间结构的受力问题。结果表明:曲线连续槽形梁结构受力均满足规范要求。     

三岔口特大桥转体桥转盘球铰施工技术

介绍三岔口特大桥转体桥转盘球铰施工工艺流程及球铰结构。论述下承台施工及下球铰、环道安装、上承台施工及上球铰、支撑脚安装、上下承台临时约束及球铰滑动面防护等施工技术。转体桥转盘球铰施工技术具有安全可靠、操作简洁、实施快速、降低造价等特点。     

转体桥平转球铰转体过程应力计算方法研究

针对混凝土球铰平转过程受力复杂而实际多采用简化算法的现状,对该类桥转动过程应力计算方法进行研究。在弹性力学求解两球体边界受接触应力基础上,考虑球铰转动过程受牵引力、摩擦力共同作用,计算球铰所受复杂应力状态下主应力的大小,并根据屈服强度理论推导出该类桥梁所受正应力的强度条件。进而通过ANSYS建立球铰分析模型,模拟球铰实际受力状态,并结合球铰静止状态下建立的计算方法,对比分析基于强度理论计算方法的计算精度。通过具体工程算例分析表明:基于强度理论计算方法的误差为7.5%,计算精度高,从而丰富该类桥转体过程应力计算方法研究。     

斜交框架桥的有限元分析

研究目的：探寻一种简便可行、能够用来指导框架桥设计的计算方法。 研究方法：运用MIDAS有限元分析软件，分别建立厚板单元的三维空间模型和平面刚架的二维平面模型对某斜交框架桥进行分析，并采用对比法对2种模型结果进行对比。 研究结果：给出了用MIDAS分析斜交框架桥的详细分析过程，得出斜交框架桥三维空间模型和二维平面模型分析的结果，并得出2种模型计算结果的差别。 研究结论：斜交角度较小的框架桥，需采用三维空间模型计算分析来指导桥梁设计。运用MIDAS有限元分析软件建立三维空间模型计算斜交框架桥，方法简便，结果能反映斜交框架桥的空间受力特性，可用来指导桥梁设计。     

高墩水平温差对连续刚构桥上无缝线路的影响

为研究高墩水平温差对桥上无缝线路的影响,选取某高墩大跨连续刚构桥工程实例,基于梁轨相互作用原理,建立线桥墩一体化有限元模型,分析在水平纵向和横向温差作用下高墩大跨桥上无缝线路受力变形情况。结果表明:高墩纵向温差对连续刚构桥上无缝线路纵向受力影响较大,随着桥墩纵向温差的增大,桥上无缝线路受力逐渐增大;桥墩横向温差影响桥上无缝线路平顺性,当桥墩横向温差超过一定的限值时,连续刚构桥上无缝线路会出现长波不平顺超限;总结以上分析结果,建议在连续刚构桥上无缝线路设计检算中考虑高墩在水平温差作用下对桥上无缝线路的影响。     

整幅大跨连续刚构桥施工技术

介绍山西晋济高速公路南河特大桥主桥连续刚构桥施工技术。采用双肢联体挂篮施工T构梁段,在0号梁段上拼装双肢联体挂篮,对称悬臂施工大跨、整幅、斜腹板箱梁。包括双肢联体挂篮设计、加工与安装和混凝体施工工艺,为同类工程提供借鉴。     

连续刚构桥梁悬臂施工线形控制分析

研究目的:以理论计算与实桥分析为基础,研究连续刚构桥施工控制系统,分析影响悬臂施工线形的因素,用现场实测数据修正计算模型参数,更好的控制桥面的线形。研究方法:以现代施工控制理论为基础,结合涪江三桥施工特点,运用有限元分析软件建立施工控制模型,通过实测数据与理论计算结果保证桥梁线形施工的质量。研究结果:该桥合龙段全部自然合龙,合龙误差均在规范值2 cm的允许范围之内,且线形吻合度良好,成桥线形平顺。研究结论:施工监控中充分考虑各种因素影响,采用现场实测数据修正计算参数,达到理论计算模型与实桥相吻合,保证了桥梁施工的安全。另外,连续刚构桥的施工控制对主梁标高控制而言,应按"宁高勿低"的原则进行。     

符夹铁路青龙山特大桥空间刚架设计

小角度交叉桥梁结构中,空间框架结构具有结构高度低、整体刚度大、施工难度小、侧墙可打造多种景观需求等优点。符夹铁路青龙山特大桥地处中软土地基,小角度斜向上跨青符铁路联络线和两个下穿涵洞,对桥下通行净空和基础位置设置有较高要求。为了合理设计大桥,根据桥梁基本情况进行桥型方案比选,并对基础间断布置的空间刚架方案进行设计计算论证。结果表明,所选结构形式合理且为传统刚架结构提供新的扩展形式。     

山区峡谷高墩连续刚构桥抗风性能与气动外形优化

为研究山区峡谷高墩连续刚构桥的抗风性能,以木绒大桥为例,利用流体计算软件(CFD),模拟计算桥位处常遇风速20 m/s的情况下连续刚构桥1/4跨主梁截面在大涡模型下的-3°、0°和3°风攻角三分力系数,并与风洞试验结果进行对比验证;利用验证所得三分力系数,通过模拟计算总结在主梁中央增加0.10~0.25 h的上稳定板、下稳定板和对翼缘板进行流线化处理措施条件下的抗风效果,以期为山区峡谷地形连续刚构桥抗风设计和抗风效果优化提供可靠依据。     

呼准铁路黄河特大桥刚构连续梁设计关键技术研究

呼准铁路黄河特大桥主桥采用高墩、长联、大跨刚构连续梁的结构形式,为了确保结构设计安全,需要解决以下关键技术问题:选择合龙顺序、确定合龙顶力、减小梁体徐变下挠、解决梁端和支座处较大的水平位移等。结构设计时运用有限元程序对主桥进行了整体静力分析、箱梁横向环框计算、桥墩罕遇地震延性分析以及车桥耦合动力仿真分析等详细计算,确定主桥为2个固结墩;采用先合龙次中跨、再次边跨、然后边跨、最后中跨的合龙顺序;在设计条件下采用9 000 kN的跨中合龙顶力;通过调整钢束张拉顺序、二期恒载上桥时间以及预留体外预应力束等措施解决大跨梁的徐变下挠;通过设置梁端大位移伸缩装置及大位移活动支座适应梁体较大的水平位移。结果证明刚构连续梁的结构受力和变形均满足规范要求。     

呼准铁路黄河特大桥引桥T形刚构桥设计研究

依托呼准铁路大路黄河特大桥北引桥2×52 m预应力混凝土T形刚构桥设计为背景,结合桥址实际情况,利用有限元程序着重对关键技术:引桥桥跨方案研究、结构静力特性、结构自振特性及结构罕遇地震下弹塑性抗震性能进行分析。通过研究得到以下结论:北引桥孔跨设计方案采用3联2×52 m T形刚构桥方案经济合理;结构构造及钢束布置形式合理;为保证墩底塑性铰区域的可靠性,应重视墩底的抗剪强度验算和箍筋配置;该桥结构强度、刚度及抗震性能等指标均符合规范规定,满足铁路运行安全要求。     

高速铁路矮墩大跨连续刚构拱桥设计研究

商合杭高速铁路跨越亳州涡河、阜阳颍河等多处特殊工点,需要选择一种跨度较大,而墩高较矮的桥式,根据铁路桥梁既有的设计成果,对连续刚构、V形墩连续刚构及连续刚构拱桥3种方案分别进行研究,从适用、经济、受力性能、轨道长波不平顺等方面,对3种方案的轨道长短波不平顺性进行对比分析,最终确定(88+168+88)m连续刚构拱桥方案为最佳方案。通过对连续刚构拱桥梁高、刚壁墩间距、刚壁墩壁厚、拱肋截面等结构尺寸的计算调整,使结构的受力得到了很大的改善,并且使长短波不平顺值满足规范要求,成功地实现了矮墩大跨连续刚构拱桥在高速铁路桥梁设计中的运用。     

宁安铁路小角度斜交桥异形刚架空间分析研究

南京至安庆铁路新建工程需跨越321省道,线路与既有道路夹角仅为16.45°。为解决结构高度受限、斜交角度过小的问题,通过多方案比选确定采用(39.6+18.7+41.3+18.7+39.6)m的异形刚架桥,着重介绍开天窗和侧窗异形刚架的布置和设计。基于空间分析和动力特性分析总结异形刚架的受力行为和特点,对比分析空间和平面两种计算方法的差异性。计算结果表明,该结构能够满足无砟轨道桥梁的各项强度及刚度要求。