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.     

纵向横系梁对双薄壁高低墩连续刚构桥抗震性能影响分析

为研究纵向横系梁对双薄壁高低墩连续刚构桥抗震性能的影响,以跨径组合为58m+100m+58m的贵州省坞家塆大桥为工程背景,采用有限元软件Midas Civil建立全桥三维模型,通过时程分析法对不同横系梁设置数目、设置位置及不同刚度条件下,桥梁关键截面的地震响应进行分析。分析结果表明,纵向横系梁对结构纵向、竖向振动影响较大,横向振动无影响;随着横系梁设置数目增加,受力较大的薄壁墩弯矩显著减小,结构内力分配趋于合理,三道横系梁设置较优;低墩与高墩高度比值为0.75时,三道横系梁(上、中、下)的最优组合为0.3 H/0.5 H/0.7 H(H为桥墩高度);当纵向横系梁与单肢薄壁墩刚度比在0.9~1.6时,桥墩结构受力是较为合理的。地震荷载下,纵向横系梁可作为耗能构件,保护主要桥墩结构,提高桥梁整体抗震性能。     

曲梁桥墩改建为框架弹性墩的应用研究

针对新建公路下穿已建公路桥梁时与已建桥墩发生冲突的情况,以某高速公路立交B匝道桥改建工程为背景,对已建桥墩改建为框架墩的应用进行研究。B匝道桥第五联B21号、B22号桥墩位于新规划线路上,因此将这2座桥墩改建为框架墩。采用MIDAS Civil建立该桥上部结构模型,确定框架墩横梁计算荷载,根据箱梁允许变形控制框架墩设计,框架墩采用1.5m圆形实心立柱,1.8m钻孔灌注桩基础,矩形空心横梁(支座集中力处为实心截面),墩梁刚度比取为0.18。施工中对顶升压力及顶升位移进行双控并对整体结构3次体系转换进行严格监控。对改建后的桥梁结构进行分析,分析结果表明:改建后曲梁结构受力与原结构相比未发生明显变化,振动频率改变较小,符合等效替换原则。     

单肢空心墩和双肢实心墩在高墩连续刚构主墩方案中的比选研究

对某跨径为55 m+100 m+100 m+55 m的山区连续刚构的主墩截面形式进行方案比选时,以施工便利为前提,选取等截面单肢空心墩和等截面双肢实心墩2种方案,从截面刚度、稳定性、经济性等方面作了比选研究。结果表明:在消耗同等工程量的情况下,单肢空心墩的整体刚度和稳定性要优于双肢实心墩。     

大跨高墩刚构与低墩连续组合桥梁纵向抗震结构体系分析

为研究横跨U形深峡谷地带桥梁纵向抗震结构体系,以高烈度区的某150m高墩连续梁桥结构体系为背景,建立了三维空间有限元模型,研究了不同类型墩梁约束结构体系的抗震性能,确定了高墩刚构+低墩连续组合桥梁结构。以桥梁关键截面内力响应和梁端位移为比选阻尼器参数评价指标,确定了梁端黏滞阻尼器参数,研究了高墩大跨度连续刚构桥梁端设置纵向阻尼器的减震效果。研究结果表明,在横U形深峡谷地带修建连续梁桥,适宜选用高墩刚构与低墩连续组合桥结构体系,且在桥梁端设置黏滞阻尼器,墩底纵向弯矩、梁端位移、墩梁相对位移等得到了有效地控制,确保了高烈度区高墩大跨度连续梁桥的抗震安全性。     

石佛沟特大桥抗震特性探讨

以石佛沟特大桥8联3×50 m先简支后结构连续预应力混凝土T梁为研究对象,采取有限元对其进行抗震特性计算。选取墩高较高的3联建立了空间有限元模型,按照两个阶段分别进行了自振特性、反应谱分析和时程分析。计算结果表明:该桥纵向刚度和横向刚度较柔,桥梁振动以纵向和横向振动为主,且第一阶模态为纵向振动;12#墩(过渡墩)墩底截面受力最为不利,可作为全桥抗震设计的控制截面。     

马河特大桥主墩设计控制

马河特大桥主墩最大高度为145m,其结构强度、刚度、稳定性及施工工期控制是设计的关键。文中在借鉴国内超高桥墩设计和研究成果的基础上,结合项目的实际特点,通过主墩截面形式多方案初步比选,在比选结果的基础上运用分析软件进行了主墩整体稳定、局部稳定及强度计算分析,分析结果满足规范要求。     

V形桥墩张角对连续刚构—系杆拱组合桥受力性能影响研究

V形墩连续刚构—系杆拱是一种新型组合体系桥梁,其受力性能较单一体系桥梁更加复杂.就该类桥型V形墩张角对桥梁力学性能的影响进行研究,结果表明,增大V形墩张角提高了桥梁竖弯和侧弯模态的一阶基频,降低了桥梁施工过程中多次调索引发的控制截面内力变化幅值,但导致了部分控制截面成桥状态的内力幅值增大.对于温度效应,桥墩底部的水平反力和弯矩随张角增大其二者的变化幅值几乎可以忽略,而其他控制截面的内力却显著减小.     

超高双薄壁墩连续刚构桥的系梁设置分析

双薄壁桥墩是连续刚构采用较多的桥墩形式,鉴于高度超过80m的超高双薄壁墩的纵向刚度偏小,设计中可通过设置系梁的形式来改善桥墩的纵向刚度。从结构的自振特性、地震荷载响应和稳定分析三个方面进行分析,对采用无系梁、单个系梁和两个系梁的桥墩形式进行了比较,希望对同类桥梁提供参考。     

先简支后连续梁桥施工顺序对结构的内力影响

2次负弯矩预应力筋的张拉和临时支座的拆除是先简支后连续结构体系桥梁施工的关键工序,不同的施工顺序会对结构内力产生不同影响。以4跨50 m T梁工程为例,对2次负弯矩预应力筋张拉和临时支座拆除的不同施工程序进行计算分析。分析表明:梁端湿接缝的预应力张拉顺序和临时支座的拆除顺序都会对结构内力产生一定影响。     

简支变连续刚构小箱梁桥墩结构施工过程仿真分析

某城市快速环路采用高架与轨道一体化建设,上层桥梁采用简支变连续刚构小箱梁的结构形式,因施工过程中桥墩盖梁存在截面变化和体系转换,其墩梁固结部分的受力复杂.采用三维实体单元分析了一体化框架墩特别是盖梁在各个施工阶段的应力分布情况,并得到一些结论.分析表明,在该类结构设计时应注意盖梁钢束的张拉顺序和支架的拆除时机,尤其应注意加强中墩附近边梁剪扭钢筋的设置.     

中小跨径双柱式高墩桥梁横系梁对抗震性能的影响

通过对地震中双柱墩桥梁的震害调查分析总结认为在双柱式高墩之间加设横系梁对桥梁下部结构在地震作用下的受力状态具有很大影响.采用SAP2000有限元软件对某跨径为30 m双柱式高墩连续梁桥进行模态分析和反应谱分析.分别讨论了横系梁的数量、不同的布置方式以及不同的截面几何尺寸对桥墩在设计地震动作用下的各主要关键截面处内力的影...     

墩高对高烈度区连续梁桥抗震体系的影响

为研究桥墩高度对高烈度区连续梁桥抗震体系的影响，确定不同抗震体系的墩高适用范围，以黄茅海西引桥60 m连续梁桥为工程背景，进行了不同墩高下的约束体系对比分析，并在中间墩墩梁固结体系的基础上进一步分析了过渡墩约束体系对地震响应的影响。结果表明，当墩高较低时，减隔震体系地震响应明显小于墩梁固结体系，减隔震体系优势较大；随着墩高的增加，桥墩刚度减小，桥梁的自振周期增加，墩梁固结体系的地震响应逐渐减小，减隔震体系的优势减小。因此，建议墩高相对较矮时采用减隔震体系，墩高较高时采用墩梁固结体系。由于过渡墩设置减隔震支座可明显减小横向地震作用下结构内力，且不会大幅增加纵向地震响应，因此采用中间墩墩梁固结体系时，仍然可以考虑在过渡墩位置设置摩擦摆减隔震支座进行减隔震设计。     

缆索协作体系桥梁静力特性研究

缆索协作体系是一种融合了悬索桥和斜拉桥优点的新型缆索承重桥梁结构,为研究此类桥梁结构的主要静力特性,指导设计,以某主跨1 700m双层缆索协作体系桥梁方案(主跨跨中1218m为悬吊部分,其余为斜拉部分)为背景,采用桥梁非线性分析程序BNLAS对桥梁主要结构进行计算分析。结果表明:缆索协作体系与常规悬索桥相比具有较大的竖向刚度,采用钢混接头断开方案,可释放钢混接头处的较大内力,过渡段悬索部分加劲梁会产生纵向相对位移和梁端转角,可考虑设置纵向拉杆作为限位装置;通过在边跨设置辅助墩、采用混凝土主梁及塔梁固结等措施增加结构刚度,可适当改善长拉索及端吊索的疲劳问题;缆索协作体系与相同跨度的悬索桥相比,主缆截面有所减少;悬索-斜拉组合体系交汇处吊索可采用刚性吊杆。     

临沂南京路沂河大桥主桥设计

临沂南京路沂河大桥位于8度强震区且跨越断裂带,主桥采用飞雁式异形拱桥与V形墩结合的组合体系,采用大吨位摩擦式减隔震支座,以提高结构抗震性能。主桥两侧(30.3+34.2)m采用预应力混凝土连续梁;中间(135.5+135.5)m为飞雁式异形拱桥,拱桥采用双边箱钢-混叠合梁,主拱采用矩形钢箱变截面拱肋,拱肋轴线为异形偏态拱轴线,不设风撑,拱梁固结,梁端设水平系杆平衡水平推力。下部边、中V形墩均采用大悬挑箱形截面混凝土结构,群桩基础。大桥采用先梁后拱的施工顺序,叠合梁采用多点平衡顶推施工,拱肋采用桥位少支架大节段拼装施工。     

大跨径预应力混凝土盖梁主动托换参数分析与结构优化设计

为了探讨结构参数对大跨径预应力混凝土盖梁托换后的影响和盖梁截面的优化设计,对截面优化方法的比较和不同计算参数下截面的受力特性进行研究。以广河高速公路春岗互通主线桥右幅82~#墩为依托,采用MIDAS Civil建立有限元模型,分析墩梁连接方式、盖梁跨高比、墩刚度比和预应力钢束数量对盖梁挠度和内力的影响规律,结合ANSYS和MATLAB对盖梁进行截面优化。结果表明:在设计截面不变时,盖梁与墩的连接方式对挠度值的影响较小;在相同的连接方式下,盖梁跨高比对跨中截面的挠度和弯矩影响较大,墩刚度比对跨中截面的挠度和弯矩影响较小,预应力钢束数量对其跨中截面处的挠度和弯矩影响较大;两端固结的连接方式引起的挠度值和弯矩值略优于其它连接方式。ANSYS有限元软件和遗传算法优化的最终结果相接近,两者优化后的截面宽度相对误差为5%,高度相对误差为3%。     

京沪高速铁路青阳港大桥设计

京沪高速铁路青阳港大桥主桥采用单孔96m尼尔森体系提篮式系杆拱桥。拱肋矢跨比1∶5,采用悬链线线形,哑铃形钢管混凝土截面;系梁采用单箱三室预应力混凝土箱梁;吊杆布置采用尼尔森体系,间距为8m;系梁内设16根环氧钢绞线系杆;两拱肋之间共设5道横撑;桥墩采用T形钢筋混凝土实体墩;基础采用18根150cm钻孔灌注桩。为满足通航要求,该桥采用先拱后梁法施工。采用桥梁博士V3.2.0软件对主桥进行结构静力计算,计算结果表明:桥梁主体结构各截面应力和位移均满足规范要求。     

逐跨拼装中小跨径连续刚构桥临时固结方案优化研究

为优化中小跨径连续刚构桥逐跨节段拼装施工的边墩临时固结,以南昌市洪都高架桥PM45～PM48为研究对象,采用Midas软件建立"整体杆系+局部实体"的全桥有限元模型。结合现场临时固结方案,分两种优化方案,研究边墩临时固结方法对逐孔节段拼装不同点位的内力及变形的影响。结果表明:临时固结方案不同,主梁顺桥向位移不同,会导致成桥后内力不同。全联拼装完再解除边墩临时固结,有利于施工中线形控制,墩底截面拉应力也能够得到优化。临时固结的刚度越大,顺桥向位移越小,对边墩墩底应力影响就越大。对于完全刚性的临时固结,结构体系转换前后PM48墩底应力幅值变化最大;弱化固结刚度时,边墩顺桥向位移变化幅值最大。     

基于水平抗推刚度的长联刚构桥合理桥墩形式研究

当连续刚构桥梁的联长不断增加时,上部结构整体的纵桥向水平力(汽车制动力、风荷载)和温度力(升温、降温、收缩)对桥墩产生的作用也会不断增大,且对不同位置的桥墩影响大小不同,从而引起一些位置的桥墩在整体结构中承担过大的内力分配。为改善长联刚构结构的内力分配不均问题和解决长联刚构桥梁中各桥墩的结构形式设置问题,采用了单肢墩和双肢墩的墩顶水平抗推刚度的计算理论、长联刚构结构体系的力学分析理论,得到了单肢墩和双肢墩的墩顶水平抗推刚度的相互比值关系和不同位置桥墩之间水平抗推刚度的相互比值关系,并以实际工程为实例,基于上述2个相互比值关系,推导出长联刚构桥梁不同位置桥墩的合理墩顶水平抗推刚度和设置形式的设计方法,为合理设计长联刚构桥的桥墩形式提供依据和参考。     

BRB布置原则对可更换构件桥梁高墩地震反应影响分析

为研究屈曲约束支撑(BRB)布置对其减震效果以及结构的抗震性能的影响,以一种可更换构件新型桥梁高墩为研究对象,基于BRB和墩柱的抗侧刚度比、层间剪力、层间位移角与BRB内芯截面面积成正比的BRB布置原则,采用OpenSees建立全桥分析模型,输入普通地震波和近断层地震波,分析BRB布置原则对层间位移角、墩顶位移、墩身内力的影响。结果表明：可更换构件高墩中1/2墩高以上的BRB较1/2墩高以下的BRB易屈服;可更换构件高墩布置BRB可使层间位移角更加均匀且能减小最大层间位移角,提高结构刚度;在近断层地震动作用下依据层间剪力布置BRB的墩顶位移和墩身内力最小;在普通地震动作用下依据BRB与墩柱抗侧刚度比布置BRB的墩顶位移和墩身内力最小。建议在一般地震动作用下依据BRB与墩柱抗侧刚度比原则布置BRB,在近断层地震动作用下依据层间剪力比原则布置BRB。