装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型建立方法

新型的钢桁-混凝土组合连续刚构桥(Prefabricated Steel Truss-concrete(PSTC)Composite Continuous Rigid Frame Bridge)采用全装配式施工,并通过焊接预埋于混凝土桥道板内的剪力联结钢构件,将预制混凝土桥道板与钢桁联结为一体,无需预留剪力键后浇孔洞和现浇预制桥道板间湿接缝。为探索一套适用于装配式钢桁-混凝土连续刚构桥的非线性动力模型建立方法,掌握全桥动力计算中的新型装配式栓钉剪力键(PCSS剪力键)、预制混凝土桥道板、拼接缝及桥墩的非线性模拟方法,基于前期已经开展的PCSS剪力键推出试验和精细化有限元分析,建立了钢桁-混凝土组合连续刚构桥中2 m节段PCSS剪力键的实体有限元模型,得到了顺桥向、竖向以及横桥向的荷载-滑移曲线、刚度及承载能力,并作为非线性弹簧单元的特征值代入全桥计算模型;借用动力分析中的P-M-M塑性铰模拟了预制混凝土桥道板间接缝可能出现的开裂,并利用Ucfyber程序计算塑性铰的P-M参数,代入有限元程序中计算得到P-M-M塑性铰特征值;利用以上方法,建立了l=386 m装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型,得到了该桥的动力特性。研究成果为后续研究该桥型的动力性能或抗震响应奠定了基础,亦可供同类装配式桥梁参考。     

大跨连续刚构桥施工阶段地震响应分析

为了研究大跨度连续刚构桥施工阶段桩-土效应对地震响应的影响,以赤水河大桥为例建立考虑桩-土效应和不考虑桩-土效应的两种MIDAS有限元模型,分别采用响应谱法和动态时程分析法对施工过程中最大悬臂端进行地震响应分析,通过对最大悬臂端位移、加速度及墩梁刚接处和墩底的弯矩、剪力的对比分析,得知考虑桩-土效应时,桥梁整体刚度下降,结构变柔,桩-土效应影响桥梁的某种动力特性;桥梁最大悬臂端位移、加速度及墩梁刚接处和墩底弯矩、剪力随着激励方向不同产生不同的变化。     

五里坡特大桥超高墩在风荷载下的安全性分析

五里坡特大桥为85 m+4×160 m+85 m预应力混凝土连续刚构桥,其最高主墩墩高153 m,墩高居全国第二。基于超高墩具有的特殊受力和变形特征,考虑钢筋、劲性骨架及混凝土的作用,建立了高墩精细化数值模型,分别采用静力风压荷载和动力冲击风荷载对超高主墩在施工过程中的典型工况进行了安全性分析。结果表明增加的风撑横系梁构造可显著改善高墩的抗风性能,施工阶段全桥应力满足混凝土结构强度要求,施工过程整体抗风性能良好。     

装配式T梁连续刚构桥设计

装配式T型连续刚构桥具有施工快、行车舒适、后期养护少等诸多优点,在公路工程中的应用日益广泛。文中介绍了装配式T梁连续刚构桥的结构特点、分析方法、墩梁固结构造等,并以清远~连州高速公路中的石坑大桥为例,通过对不同结构体系的对比分析,对该类结构的力学特性、设计方法做了初步探讨。     

平潭海峡公铁大桥墩旁托架施工关键技术

平潭海峡公铁大桥3座通航孔桥均为钢桁混合梁斜拉桥,桥塔墩墩顶节段及辅助跨大节段钢梁均采用墩旁托架辅助安装。墩旁托架采用空间异型结构,由钢管支架和滑道梁结构组成。施工前采用MIDAS Civil有限元软件建立墩旁托架模型进行施工过程分析,结果表明墩旁托架结构满足施工要求。墩旁托架采用工厂预制组拼、现场整体吊装的方案施工,现场一次快速安装到位。在墩旁托架施工过程中,单元件制作及组拼均在工厂内进行,保证了制作精度,减少了现场工作量;托架采用大型浮吊整体吊装,在空中通过浮吊多钩配合实现其竖向及水平转体,快速将其调整至安装姿态;墩旁托架悬臂部分平联提前安装,在底部承台预埋件上焊接下放导向限位装置,提高了安装精度。     

大跨度空腹式连续刚构桥设计理论与方法

为寻求常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的合理、经济桥型,在常规连续刚构桥的基础上结合拱桥的力学特点提出空腹式连续刚构桥型。该桥型在常规连续刚构桥的形式上加大箱梁根部高度,并对箱梁根部的腹板进行挖空,减轻自重,形成梁-拱组合力学效应,从而提高结构承载效率,增强桥梁跨越能力。空腹式连续刚构桥可布置为单主跨、多主跨以及单T的形式,也可与常规连续刚构组合,桥墩可采用双肢薄壁墩或箱形柱式墩。采用正交试验法对该桥型关键结构参数进行研究,并根据实际工程对总体结构参数取值提出建议。该桥型采用平衡悬臂方法施工,工程造价指标、运营维护技术要求及费用与常规连续刚构桥相当,适用跨径在200~400 m,可望填补常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的空白。     

单肢空心薄壁高墩大跨连续刚构桥稳定性分析

单肢空心薄壁墩作为高墩连续刚构桥桥墩的主要形式之一,在工程中广受青睐,但其稳定性计算与分析较少见诸于文献。以墩高132m的黄石特大桥为依托,运用Midas/Civil建立空间有限元模型,对单肢空心薄壁高墩大跨连续刚构桥的各个施工阶段的稳定性进行计算,并将计算结果与理论推导公式进行对比检验。计算结果表明,其各阶段稳定性满足要求;最不利稳定状态出现在最大双悬臂阶段;横向的墩顶系梁可以显著增加稳定性;风荷载及温度荷载对稳定性的影响不明显。运用理论公式进行静定状态的墩顶临界荷载计算,其结果和有限元计算结果吻合,既简单又符合实际情况,可以在设计中直接运用。     

基于特征值屈曲分析的高墩大跨连续刚构桥稳定性研究

分析了1座山区高墩大跨连续刚构桥在施工期裸墩、最大悬臂阶段和成桥阶段不同结构体系状态下的稳定性差异。研究结果表明:裸墩状态下,风荷载对结构稳定的影响可以忽略;T构最大悬臂状态刚构桥稳定性风险最大,应重点控制施工误差及偶然因素的发生;墩间横系梁的设计对结构稳定性的贡献可以忽略。     

南京大胜关长江大桥六跨连续钢桁拱梁施工控制测量

南京大胜关长江大桥六跨连续钢桁拱梁施工测量采取钢梁施工前对主桥控制网进行复测和加密,对六跨连续钢桁拱梁范围内墩、台进行贯通测量;施工监测阶段建立钢梁监测局部控制网;桥面系施工时建立桥面控制导线的方法,满足钢梁施工各阶段控制测量的需要。既保证主桥钢梁中心线与南京大胜关长江大桥桥梁中心线、京沪高速铁路线路中心线协调一致,又保证钢梁各个节间监测数据的测量精度,满足钢梁安装线形及合龙口线形调整的需要。     

高墩大跨曲线连续刚构桥结构形式与参数研究

依托主跨100m、墩高58m的贵州省坞家塆大桥,分别研究墩梁刚度比、箱梁超高方式、体系转换方式和桥墩结构形式对高墩大跨曲线连续刚构桥力学行为的影响。建立了考虑施工阶段的桥梁midas Civil有限元模型,分别调整相关参数,提取关键节段和截面的内力,并进行对比分析。结果表明,墩梁刚度比能改变桥梁横向振动形式;底板平置和底板斜置2种超高方式对结构内力影响不明显,但底板平置施工相对容易;"先边后中"和"先中后边"2种体系转换方式会影响截面应力变化方式;双薄壁墩比单墩稳定性及受力性能要好,但施工难度更大。     

某连续刚构桥0号块局部应力分析

预应力混凝土连续刚构桥的0号块箱梁段由于其构造及受力及其复杂,因此保证其安全十分重要。结合某连续刚构桥,使用MIDAS/FEA软件建立0号块局部有限元模型,从整体模型中提取结构内力作为局部模型的边界条件,对其在施工、成桥及运营阶段等荷载工况下进行了应力分析,分析结果表明,该桥墩0号块受力均满足规范要求,计算结果已为该桥设计提供依据。     

刚构-连续组合梁桥在矮墩大跨桥中的应用分析

以某主跨为(70+120+70)m的矮墩大跨桥为例,通过对预应力砼连续梁桥、预应力砼刚构桥、预应力砼刚构-连续组合梁桥在持久状况正常使用极限状态下正截面抗裂和持久状况下正截面压应力对比,分析预应力刚构-连续组合梁桥用于矮墩大跨桥的优势。     

转体施工连续刚构桥主墩群桩基础受力分析

转体施工连续刚构桥在跨铁路桥型中具有施工干扰小、工期短的突出优点,其在中国应用日益广泛。桥梁转体施工时,上部结构及主墩自重全部由球铰传递至墩底承台,承台受力状态与成桥阶段差异显著。该文结合武汉市长丰大道跨汉宜铁路、汉丹铁路转体施工连续刚构桥群桩基础设计,建立承台-桩-土整体分析模型,分析转体球铰集中荷载作用下群桩基础的受力性能。结果表明:考虑桩-土接触的数值分析方法模拟球铰集中荷载作用下群桩基础荷载传递机理是可行的,并据此验证了承台结构设计的合理性。     

T构桥墩梁固结处局部应力分析

T构桥、连续刚构桥的0号块结构及受力复杂,为研究墩梁固结处0号块的受力情况,本文采用空间杆系有限元软件MIDAS-FEA进行了施工阶段最大悬臂工况、使用阶段最不利剪力效应组合工况、使用阶段最不利弯矩效应组合工况下的空间应力计算。通过对各种最不利工况下的应力计算分析,保证了0号块的局部设计的准确性。     

连续刚构桥高墩设计及墩梁结合部应力分析

连续刚构桥的桥墩高度和刚度是控制桥梁孔跨布置和结构设计的关键因素。以墩高195 m的赫章特大桥为例,对双薄壁墩、独柱墩2种桥墩形式进行对比分析,得出桥墩采用独柱墩形式的结论。运用大型通用有限元程序ANSYS建立其墩梁结合部局部三维有限元模型,从正应力和主应力角度分析该部位的应力分布特征。分析结果可为同类高墩桥梁设计和施工提供参考。     

墩底对顶施工V型刚构桥的支座和承台设置

上海轨道交通16号线泐马河桥为主跨145 m的V型墩连续刚构桥。该桥采用独特的施工工艺,在中跨合龙后,对V型墩底依靠承台对上部结构施加一对相向的水平顶推力,为主梁结构提供一定的预压力和预拱度。由于采用此工艺,V型墩底及承台之间的连接构造与以往V型刚构桥明显不同。为确保该桥梁在顶推合龙时的结构响应符合设计预想,采用了较为特殊的支座与承台结构形式。对该支座进行了相关试验,确保施工效果符合设计要求,并介绍承台的结构形式以及支座设计与试验过程。实际施工结果表明这些方法是可行的,可为类似工程提供借鉴。     

番禺德兴大桥沉箱施工

德兴大桥位于广州市番禺区市桥镇 ,主桥为三跨下承式砼连续拱梁组合桥型。主墩承台施工采用无底沉箱施工方案 ,在常水位以上完成沉箱的安装及砼完工后沉箱拆卸的所有工作 ,既方便于工程施工 ,又降低了工程造价。     

钢管混凝土劲性骨架超高墩连续刚构桥施工阶段横向非线性变形分析

建立了劲性骨架钢管混凝土超高墩连续刚构桥施工过程的非线性有限元模型。计算了施工过程中含有曲线主梁的桥墩墩顶横向位移与最大悬臂状态桥墩墩顶横向位移。结果表明:几何非线性对于横向挠度影响明显,横向联系梁先于主梁施工有利于控制横向位移,提高整体刚度,减轻几何非线性的影响。     

大跨度钢-混凝土组合结构连续箱梁施工线形控制

上海长江隧桥工程B4标钢-混凝土组合结构连续箱梁是国内最大的组合梁结构,采用梁场预制,浮吊安装的世界先进施工技术,组合梁设置了纵坡,并位于不同曲率半径的曲线上,线形控制非常复杂.介绍其钢梁节段拼装、整孔吊装段的总拼、钢-混凝土叠合、墩顶合龙等关键施工阶段的线形控制措施及效果.     

基于经济性的空腹式连续刚构桥设计参数优化

空腹式连续刚构桥是一种新型的大跨度桥梁结构形式。研究空腹式连续刚构桥各个设计参数对经济性的影响,并对设计参数进行优化。以某主跨280m的空腹式连续刚构桥为工程背景,针对刚构桥梁底线形、墩顶梁高以及下弦梁梁高等设计参数构造正交试验,建立该桥不同参数条件下的有限元模型,确定其材料用量及经济指标,基于经济指标对设计参数进行优化。结果表明,梁底线形对桥梁的经济指标影响最为显著,下弦梁梁高次之,并确定了最优设计参数组合,为同类桥梁设计提供参考。