连续刚构桥高墩设计关键技术及选型研究

随着我国山区铁路建设事业的发展,高墩大跨桥梁的应用更加广泛。为了研究高墩设计中的关键技术,以准朔铁路大沙沟桥刚构主墩为工程背景,对墩身纵、横向刚度,墩顶弹性水平位移以及高墩的稳定性进行详细论述,介绍不同墩身截面形式的构造特点和适用范围,对刚构墩不同的横向墩身结构类型进行对比分析,并对大沙沟桥横向墩型进行优化设计。总结了高墩设计中的一些关键技术,为类似高墩桥的设计及墩型选择提供参考。     

铁路高墩桥梁基底摇摆隔震与墩顶减震对比研究

为提高铁路高墩桥梁抗震性能,探讨强震下高墩桥梁减、隔震设计,提出一种适用于顺、横桥向的高墩基底摇摆隔震设计方法。根据铁路高墩减、隔震设计参数确定原则,给出高墩摇摆隔震力学计算模型及其主要参数计算公式。结合某铁路高墩桥梁,采用数值方法分析其基底摇摆隔震效果与墩顶铅芯橡胶支座减震效果,并进行比较。结果表明:墩顶铅芯橡胶支座具有一定减震效果,基底摇摆隔震高墩能靠自重平衡地震作用,隔震效果比墩顶减震效果更好、更稳定;基底摇摆隔震技术还可实现墩底最大地震弯矩不受输入地震动频谱特性的影响。     

重载铁路桥梁高墩施工质量控制

在丘陵山区等地区,重载铁路桥梁常采用大跨高墩的桥梁形式,常见墩柱类型有圆端形实心墩、圆端形空心墩、矩形空心墩等,重载铁路桥梁高墩施工质量控制已是铁路桥梁施工领域的一项重要课题。以神华集团准池铁路大沙沟特大桥为依托,根据其现场高墩施工情况,阐述重载铁路高墩施工质量控制的重点项目及主要质量控制措施。     

新型曲线柱板式空心超高墩施工技术

黄韩侯铁路纵目沟特大桥5#墩为105 m新型曲线柱板式空心高墩,也是国内铁路首次采用曲线柱板式设计。主要介绍了新型柱板式空心超高墩施工方案选取,墩身液压爬模工艺、线形监测控制及混凝土养护等关键技术,同时对施工中出现的问题与改进措施提出了建议,可为同类桥梁墩身提供借鉴。     

铁路桥梁高墩适应性研究

研究目的:艰险山区修建铁路,需要跨越深沟峡谷,必然出现大量的高墩大跨桥梁。随着新建铁路运行速度及墩高的增加,为满足桥梁动力性能,针对山区地形地质特点,采用不同的高墩型式,对墩身工程数量及经济指标影响较大。本文重点围绕铁路桥梁高墩的墩型适应性展开研究,掌握不同类型高墩的受力特点、合理墩高适用范围以及经济指标等。研究结论:(1)提出了不同高墩墩型的经济合理的适用范围:当墩高H≤80 m时,应首选单坡空心墩;当墩高100 mH80 m时,扫帚型墩经济性更优;当墩高H100 m时,A型(含人字)桥墩具有明显的经济优势;人字墩适宜于墩高在100~120 m的高墩梁桥,当墩高大于120 m时,宜首选A型高墩。(2)提出了针对艰险山区不同地形地质条件下A型(含人字)墩基础合理采用形式:对于地形坡度相对较陡、地质相对较好的场地,可采用不等高A型斜腿的分离式基础;对于地形坡度相对较缓、地质相对较差的场地,可采用A型墩哑铃型基础或整体式基础。(3)本文研究成果对艰险山区铁路桥墩墩型的合理选用具有指导意义。     

铁路薄壁空心墩盖板封顶的施工

薄壁空心墩施工是准池铁路桥梁下部结构施工中最复杂的环节之一,上实体部分更是薄壁空心墩施工中的难点,普通方法施工薄壁空心墩上实体的施工用期较长,而盖板法在ZCZQ-1标下恼亥特大桥薄壁空心墩施工过程中成功应用。详细讨论了薄壁空心墩上实体部分采用盖板封顶的施工工艺及质量控制,同时从工期、施工周期、成本等方面与传统施工方法做了比较。详细阐述了用作封顶的盖板制作方案、几何尺寸及配筋情况等,以供今后薄壁空心墩尤其是空心高墩施工时借鉴。     

基于Opensees的铁路空心高墩地震反应研究

研究高墩在强震作用下的地震反应。以铁路连续梁桥为例,基于抗震模拟软件Opensees,建立一个90 m的空心高墩,考虑高阶振型,进行非线性动力时程分析,求出加速度从0.1g至0.6g时墩顶位移、墩底弯矩的变化规律及塑性铰的形成和扩展情况。结果表明,加速度从0.1g调整为0.2g,0.4g,0.6g时,墩顶位移分别增加1.35,2.79,4.6倍,墩底弯矩分别增加1.49,2.54,3.38倍。墩底首先进入塑性区,墩中部后进入塑性区,塑性区的长度分别向墩底和墩顶扩展,向墩底比向墩顶扩展的更快更广泛。因此,高墩设计中不仅在墩底部位,也要在墩身中部布置足够的箍筋。     

液压顶升“擎天柱”——七十米抢修高墩顶升成功

铁路高墩抢修器材是国家交通战备办公室批准立项并列入铁道部年度科技发展计划的交通战备重点科研项目。研制中最为关键的技术问题是如何在交通不便、施工场地狭窄、重型起重设备难以到达现场的条件下,快速组装抢修高墩结构,目的是使被破坏的铁路迅速恢复通车。 科研人员提出用液压顶升的方法,即在墩位四周组立导框,墩身的核心部分在地面从墩顶面下分段组装,墩节由底部送入墩位,以安     

芜湖长江大桥铁路引桥横向刚度增强施工

芜湖长江大桥铁路引桥部分墩、梁结构需要加强横向刚度以满足铁路提速要求,为此32 m简支T梁采用增设预应力横隔板联接,双柱轻型桥墩采用增加截面并形成"H"截面、植筋联结技术进行刚度补强.介绍该工程设计施工方案及高墩一次性浇筑时采用组合竹胶板模板施工方法.     

大跨连续刚构桥墩结构形式方案研究

大跨连续刚构桥墩除了需要满足结构以及施工运营阶段的最小纵、横向刚度要求外,应尽可能使其具有较大的抗弯刚度和较小的抗推刚度,同时使其经济性最优。以兴保铁路安家山河大桥刚壁墩为工程背景,论述大跨高墩设计中的控制因素及要求。分析比较A形墩、矩形空心墩和双薄壁墩的构造特点及适用条件,对安家山河大桥刚壁墩不同墩形的设计指标进行深入的研究比较,并对其刚壁墩选型提出合理建议。研究表明,对于大跨高墩连续刚构桥,当相邻刚壁墩墩高相差过大时,矩形空心墩和双薄壁墩在更好地提供纵向柔度的同时,其纵向刚度匹配合理,且墩身圬工量较省。     

采用缆索吊配扁担梁进行深沟峡谷内高墩翻模施工技术

宜万铁路姚家湾大桥全长129.5 m,桥梁结构为高墩悬灌连续梁,1#墩位于深沟峡谷中。介绍采用缆索吊配扁担梁在深沟峡谷地形条件下,充分利用地形、地质条件,进行高墩翻模施工技术,重点介绍缆索吊、扁担梁结构及高墩翻模施工工艺及要点。     

钢筋混凝土圆形空心高墩地震易损性分析

研究目的:截面形式对桥墩的力学性能有很大影响,中空截面的混凝土铁路桥梁的高墩有明显的优越性,然而目前对圆形中空高墩的抗震性能研究有侍进一步深入。本文以圆形空心高墩控制截面的材料发生损伤时所对应的截面曲率为损伤指标,采用增量动力分析方法,研究了圆形空心高墩的抗震性能。研究结论:分析结果表明:(1)圆形空心高墩在地震作用下,墩底、墩身中部、墩顶都是容易发生损伤的部位,但墩底比墩身中部和墩顶发生损伤的概率更大;(2)圆形空心高墩各个截面发生完全损伤的概率较小,说明圆形空心高墩的抗震性能优异;(3)圆形空心高墩地震易损性分析可为实际工程中高墩铁路桥梁的抗震性能研究提供理论依据。     

活塞式拉压限制器在高墩简支梁桥上的应用

研究目的:铁路简支梁桥上部结构纵向力通过梁体传递和分配到各墩,墩高较大时,墩顶变形较大,在遇到较大地震力作用时,墩顶变形过大会引起落梁甚至桥梁倒塌等严重灾害。因此,针对高墩谷架桥研发了一种既能传递拉力又能传递压力的连梁装置——活塞式拉压限制器,以期减小高墩的水平受力,从而控制墩顶的变形。研究结论:(1)活塞式拉压限制器将梁体在纵向上连接起来,并将纵向力传递至端部刚性桥台或中间刚性墩固定点,起到调节桥梁刚度,控制墩梁相对变形的作用;(2)活塞式拉压限制器的应用对桥墩及桥台均有一定的减震作用,且对高墩的减震效果更明显;(3)活塞式拉压限制器有良好的地震调节作用,对高墩简支梁桥桥墩的内力调节作用与其屈服刚度、游间量、墩高等因素密切相关;(4)活塞式拉压限制器的应用可使得桥梁设计不增加桥墩尺寸,并使各墩尺寸一致;(5)活塞式拉压限制器的研发及应用将会加速耗能型连梁装置及防落梁系统的实用化进程。     

重载铁路四线高墩大跨连续刚构设计研究

兴保铁路安家山河大桥为重载铁路四线桥,为跨越安家山河而设,主桥采用(80+130+80) m连续刚构,桥高达94 m。该桥面临多线、高墩、大跨等复杂问题,需对结构尺寸优化、主墩墩型比选、墩梁结合部位、中跨合龙顶力、施工阶段安全稳定性等方面开展研究。通过分析得出结论,中支点梁高采用9.2 m,跨中梁高采用4.8 m,梁部的刚度及强度均满足规范要求,整体指标较好;主墩采用空心墩与双薄壁墩组合,在保证足够刚度的前提下,有效降低刚度差;墩梁结合部位采用固结方式,节省大吨位支座及后期维修养护。经局部分析,梁体应力状态较合理;中跨合龙顶推力采用4 000 kN,改善了后期桥墩的受力及线形;主墩在梁体最大悬臂施工状态下安全性较好。     

U形深谷高桥墩及基础设计的探讨

结合包西铁路通道黑龙沟大桥设计,从墩顶纵向水平刚度限值、空心高墩设计、陡坡上桥墩基础设计、主墩桩基直径选择等方面探讨U形深谷高桥墩及基础设计方法,并给出相应参数。     

铁路新型柱板式空心墩刚构桥抗风研究

黄陵-韩城-侯马铁路纵目沟特大桥主桥采用一联(78+2×136+78)m连续刚构,5号主墩高达到105 m,采用新型柱板式空心墩,本结构在国内尚属首例,而且由于高墩大跨连续刚构桥在施工阶段的抗风能力较弱,因此有必要对风致响应进行研究。通过CFD计算分析,确定了主梁及桥墩的三分力系数取值,再采用1∶75的缩尺模型风洞试验,对其抗风性能进行了研究。结果表明:新型柱板式空心墩在设计孔径最大双悬臂状态下,墩顶横桥向最大位移均方根为12.52 mm,墩顶顺桥向最大位移均方根为8.31 mm,风荷载作用下桥墩钢筋应力98 MPa。各项指标均满足规范要求。     

桥梁高墩爬模施工及墩顶临时支承体系转换技术探讨

以云南嵩明至昆明高速公路十三合同段桥梁高墩施工为背景,对桥梁高墩爬模施工及墩顶临时支承简支梁体系向连续梁体系转换技术进行研究,通过分析桥梁高墩结构特征和现场施工条件,优化高墩爬模施工和墩顶临时支承简支梁体系向连续梁体系转换技术,保障桥梁高墩混凝土施工质量和墩顶临时支承的体系转换。     

襄渝增建二线铁路牛角坪特大桥设计

文章针对襄渝增建二线铁路牛角坪特大桥主桥（100＋192＋100）m预应力混凝土连续刚构，介绍了刚构桥的结构设计，分析计算了高墩大跨连续刚构桥的静力特性、墩梁节点关键部位的应力分布、地震及车桥动力响应，较好解决了高墩大跨连续刚构桥的关键技术，实现了铁路大跨预应力混凝土连续刚构桥的突破。     

铁路圆端形空心墩振动台试验研究

研究目的:圆端形空心高墩的试验研究对于铁路桥梁抗震设计理论的发展至关重要,因此本文以配箍率为设计变量,设计3个缩尺比为1/6的圆端形截面空心高墩试件,通过大型振动台试验结果的对比分析,研究圆端形铁路空心高墩的抗震性能,分析多遇、设计和罕遇地震下空心墩的开裂行为、加速度和位移反应、位移延性系数。研究结论:(1)试验桥墩均以弯曲破坏为主,水平向裂缝遍布墩身,侧向斜裂缝不明显;(2)墩底实心与空心过渡段截面为受力最不利位置,在抗震构造设计中应尤其注意;(3)加大箍筋用量可以改善桥墩位移延性,提高桥墩抗震能力;(4)本研究成果可应用于铁路桥墩抗震设计及方法研究领域。     

基于IDA的铁路超高墩地震易损性分析

为探究铁路超高墩结构的抗震性能并对其在双向水平地震作用下的易损性进行评估,以西部山区某高速铁路超高墩结构为研究对象,根据结构自身动力特性,以材料应变状态对应的截面曲率作为损伤指标,描述其不同的损伤破坏状态并确定不同损伤状态所对应的指标限值。基于IDA方法,从PEER数据库中选取10组远场地震动作为双向地震动输入样本,以ANSYS为平台建立超高墩有限元模型进行非线性动力时程分析,得到不同强度地震动对应的结构地震响应。结合能力需求比的对数回归分析,建立超高墩各控制截面的概率地震需求模型对其易损性进行评估,并采用一阶界限法计算超高墩整体损伤概率并建立易损性曲线。结果表明：H形双柱式薄壁空心超高墩在强震作用下各部位均会发生一定程度的损伤,其中墩底部位损伤最为严重,在PGA为1.0g时墩底部位轻微损伤、中等损伤和完全损伤的超越概率分别为98.71%、96.92%和36.02%;结构完全损伤概率较小,满足三水准抗震设防要求并具有良好的抗倒塌能力;易损性分析能够准确地反映超高墩的真实抗震性能,为实际工程中既有超高墩的震后损伤加固或新墩设计提供理论依据。