贝雷梁组合支架在特大桥现浇段施工中的应用研究

贝雷梁因其良好的使用性能在铁路建设中被广泛使用。在实际施工中,贝雷梁正交新建线路的情况较为普遍,研究文献也较多,但斜交新建线路的案例较少,文章结合某铁路特大桥现浇段箱梁的专项施工方法,对路线斜交现浇箱梁段的贝雷支架组合施工应用的关键技术进行分析论证,通过有限元软件Midas civil分析贝雷支架组合系统的受力特点和验算结构的安全性,结果显示:贝雷梁支架的最大组合应力为267.2MPa,小于规范允许值310 MPa,最大正应力位于A1钢管柱顶竖杆处;剪应力为155.3MPa,小于规范允许值180MPa,最大剪应力位于A2钢管柱顶下弦杆处;最大位移为6mm,小于允许值26.25mm,最大位移位于A1与A2跨中处;A3列第11个钢管柱柱底反力最大值达到936.6kN,A1列、A2列钢管柱的弯矩值由两边到中间呈现先增大后减小的趋势,最大弯矩值为272.84kN·m,最大值位于腹板下的钢管柱底。单根钢管柱承受的允许压力。     

傅山路云中河大桥力学性能分析

采用MIDAS/Civil有限元软件建立傅山路云中河大桥—5跨下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的空间有限元计算模型,分2种工况计算该桥在永久作用效应和永久作用效应十可变作用效应下的桥梁力学性能,计算结果表明:该下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的主梁最大压应力值为-14 MPa,拱肋最大压应力值为-148 MPa,均小于材料的设计抗压强度;吊杆安全系数最小值为3.1,满足桥梁规范关于吊杆最小安全系数不得小于2.5的规定,具有较大的安全储备;该桥梁在汽车荷载作用下位移满足桥梁设计规范关于正常使用极限状态下的变形要求;并采用Lanczos法对该桥进行动力特性分析.计算结果已为该拱桥的设计复核提供了参考.     

钢管立柱与贝雷梁组合拱架结构形式比选分析

以钢管立柱与贝雷梁组合拱架结构的某六连拱渡槽施工为工程背景,对于高次超静定组合拱架结构,应用有限元理论计算分析了拱式、简支与连续组合、简支等3种贝雷梁组合拱架结构形式。基于应力、变形、稳定性基本参数的控制,分析贝雷梁组合拱架在3种结构形式中的不同表现,理论上得出钢管立柱上部贝雷梁组合拱架更合理的结构形式。其中,拱式结构在相同工况下比另外两种结构形式最大可以减少约24.7%的最大竖向变形值,对应3种工况,拱结构形式拱架应力相应减小;稳定性增强了约28.6%。     

南洞庭胜天大桥塔上钢锚梁受力性能研究

以主跨450 m的南洞庭胜天大桥为工程背景,采用整体杆系有限元计算和局部精细化的实体板壳有限元计算相结合的方法,基于5种受力工况条件,研究了大跨度斜拉桥塔上钢锚梁的传力机理和受力特性。研究结果表明:钢锚梁的构造合理,整体受力性能良好,传力路径明确;通过模拟钢锚梁边界条件的变化,优化其制造及安装工序;恒载、标准组合、超载工况下钢锚梁Mises等效应力绝大部分区域分别小于47.1、70.6、102 MPa, Mises等效应力最大值分别为141、212、307 MPa。超载工况下,钢锚梁最大Mises等效应力大于钢材应力容许值,但小于钢材屈服强度,钢锚梁能满足桥梁的正常使用和极限状态下的受力要求。     

匝道爆破开挖中保护埋地管线的贝雷梁应用研究

以泸州市沱江四桥及连接线工程为背景,介绍并分析了爆破开挖时利用贝雷桁架结构保护管线的措施。首先在静力条件下,利用解析法和数值模拟方法对结构进行安全检算;其次,运用ANSYS/LS-DYNA模拟爆破开挖,将得到的振动加速度施加到结构上并进行动力响应分析,得到贝雷梁最大变形19.9 mm,最大压应力90.5 MPa,最大拉应力36.1 MPa,满足变形及强度要求;最后,运用ANSYS分析结构的动力特性。结果表明:结构的自振频率远小于爆破振动频率,且在水平面上垂直顺梁的方向结构最易变形。     

斜拉桥节段纵移悬拼法足尺模型试验研究

为验证节段纵移悬拼工艺的可行性、合理性及可操作性,研究施工过程中结构的动力响应,以北盘江大桥为背景进行了足尺模型试验,试验工况涵盖了工艺中每个不确定的、有待验证的状态;并基于耦合系统动力分析理论,将结构简化为两自由度的弹簧-质量块振动系统,建立了试验过程大系统动力学方程进行理论计算,动力模型包含了5个典型动力状态,即地面提升、运梁小车纵向运输、运梁小车与桥机吊点协同前进、桥机吊点前移、桥机整体提升。研究结果表明:各工序下运梁轨道及主桁架测点加速度幅值较小,桥面吊机吊点前移时结构响应最为显著,桥面吊机端部最大加速度为0.212g;轨道梁测点的最大加速度方向为纵向,下弦杆测点的最大加速度方向为竖向,高速挡下轨道梁测点的纵向、竖向加速度实测幅值较低速档分别增大约54%,51%,下弦杆测点的纵向、竖向加速度实测幅值较低速档分别增大约31%,36%,轨道梁应力峰值在高速挡时也有所增大,跨度最大位置的测点对车速最为敏感;测点理论竖向加速度幅值、理论轨道梁应力峰值与实测值吻合较好,验证了理论模型的准确性;试验过程平稳且连贯性较好,节段纵移速度快、整体对接耗时少,较散拼法有较明显的工期优势。     

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。     

现浇箱梁贝雷-扣件钢管组合支架有限元分析

针对某一现浇桥梁贝雷-扣件式钢管组合支架设计方案,分析一般工程简化计算中按321装配式公路钢桥桁架的允许内力值进行校核的不足,同时应用MIDAS/Civil 2006程序对其进行空间内力计算分析,并根据原组合支架计算结果,从设计荷载、结构构造措施和局部应力等方面分析两者结果差异的原因。同时有限元分析显示,纵向贝雷梁的结构形式对扣件钢管应力结果有较大的影响。根据原方案分析结果,给出了两种修改设计方案,并分别建立有限元模型进行计算分析与比较,其结果可为同类桥梁贝雷-扣件式钢管组合支架方案的设计与验算提供一些参考。     

横隔梁对波形钢腹板PC连续梁桥纵向正应力的影响研究

目前关于横隔梁对波形钢腹板PC连续梁桥纵向正应力的影响,都是基于小梁试验或理论分析的基础,与实际有差别。鉴于此,依托一在建单箱九室波形钢腹板PC组合连续箱梁桥,建立该桥有限元模型,分析3车道偏载作用下有无横隔梁2个工况下箱梁顶、底板的纵向正应力分布规律和剪力滞效应。结果表明:未设横隔梁的桥梁纵向正应力分布变化剧烈,距墩顶越近,顶、底板正应力横向分布变化越大;设置横隔梁后桥梁纵向正应力分布较为均匀,顶、底板正应力横向分布在跨中截面附近变化较大;未设横隔梁与设置横隔梁时顶、底板正应力最大比值分别为1.47、1.32;设置横隔梁的桥梁在汽车荷载下剪力滞效应最大,3车道偏载与6车道对称荷载作用下箱梁顶板剪力滞系数比值为1.04,底板剪力滞系数比值为1.06;横隔梁对改善箱梁正应力分布、降低剪力滞程度具有显著影响。     

板桁组合结构主桁节点板应力集中系数研究

为给板桁组合结构节点板的设计提供参考,以沪通长江大桥为背景,针对板桁组合结构的传力特点,采用ANSYS建立节点区域梁段的板壳模型,计算轴力、弯矩单项荷载作用下节点板区域的应力分布特征和应力集中系数。分析弦杆腹板高度、腹杆翼缘宽度、弦杆与腹杆间圆弧半径、腹杆间圆弧半径4个参数对应力集中系数的影响,并拟合出应力集中系数的计算公式。结果表明:单项荷载作用下的应力最大值均出现在所加载的杆件与相邻杆件间的节点板圆弧过渡起始位置;不同杆件在轴力、弯矩作用下的节点板区域应力集中系数不同;下弦杆在轴力、弯矩作用下的节点板区域应力集中系数均较大;下弦杆在轴力作用下的节点板区域应力集中系数与现有公式计算值吻合较好,其他情况下节点板区域的应力集中系数均较现有公式计算值大,需引起重视。     

矿山法隧道与车站小角度斜接施工研究

为验证以色列红线轻轨东标段8号线矿山法隧道与Em Hamshavot车站12°斜接施工方案的可行性和安全性,利用三维有限元软件和刚度等效理论对车站接口、地下连续墙、不规则C型断面以及邻近4号路挡土墙的稳定性进行研究和分析,同时辅以监测数据进行校核。研究结果表明:有限元位移计算值小于实际监测值,实际监测值小于结构允许值;隧道开挖对挡土墙前排桩基影响较大,但其最大拉应力值仍小于其自身混凝土的抗拉强度;土体对墙梁的最大压应力为0.84 MPa,土体与墙梁间的剪应力最大值为0.29 MPa,超出二者粘结参数40 k Pa,其相互作用不能简单的由墙体或者土体自身来平衡,而是需要横支撑对其进行平衡;隧道开挖过程中,洞口处地下连续墙的压应力增值较大,但仍在混凝土自身抗压强度范围之内。墙梁的拉应力超出混凝土自身抗拉强度,但提供拉应力所需的钢筋量远小于墙梁实际配筋量。     

市政高架桥钢箱梁吊装施工技术

为满足该市政快速路钢箱梁架设施工需求,在钢箱梁架设前需要做临时支墩作为钢箱梁架设的辅助措施。根据现场现有材料状况,经过经济方案比选后选择型钢临时支架。通过Midas civil有限元软件对该支架整体建模分析计算,各杆件计算结果均满足计算要求,证明了该方案选择的可行性,方案的设计充分利用了现有材料,从而实现了项目利润的最大化。最后在支架关键部位(钢管柱和工字钢分配梁)布置应变片来监测钢管柱和分配梁的应力状况,并用全站仪监测分配梁最大位移。通过监测发现钢管柱最大应力为152MPa,分配梁最大位移为6. 4mm,应力及位移值与模型模拟数值接近。目前该快速路已完成施工并投入运营,在此过程中作为施工辅助措施的临时支架为钢箱梁的拼装施工起到了极为重要的作用。该临时支架所采用的模拟计算方法可行,对今后类似工程具有很好的参考价值。     

地震作用下连续梁桥伸缩缝处单边碰撞效应研究

为研究多维地震作用下连续梁桥伸缩缝处的碰撞效应,基于接触单元法中Kelvin碰撞模型,利用Ansys建立了全桥有限元分析模型,并将EI地震波分为单向地震、双向地震、考虑扭转分量的多维地震3种不同工况,对比分析了3种地震作用工况下的连续梁桥伸缩缝处单边碰撞效应对梁体位移、墩顶位移及梁体应力的影响。研究结果表明:3种不同工况地震波作用下,考虑扭转分量的地震波作用工况下碰撞效应对桥梁结构的影响尤为显著,且碰撞效应对梁体各跨跨中的压应力影响非常明显,碰撞效应下桥梁跨中最大压应力结果为不考虑碰撞效应结果的7.8倍。     

无背索斜拉桥塔梁墩固结区有限元分析

为了研究无背索转体斜拉桥塔梁墩固结区的受力性能,以成都市杉板桥为研究背景,利用有限元分析方法,建立塔梁墩固结区精细有限元模型。研究结果表明：在使用阶段工况作用下,结构纵向受力构件均处于受压状态,梁体主跨侧纵向压应力在-8.2 MPa(绝对值)以内,边跨侧在-14.0 MPa(绝对值)以内。主梁负弯矩区存在较大的压应力储备且满足规范要求,纵向预应力钢束布置合理;在5个工况作用下,固结区横向正应力为-8.5～1.7 MPa,小横梁悬臂根部顶板存在部分拉应力,均小于1.7 MPa,可适当加强横向普通钢筋布置;无背索斜拉桥在活载作用下,桥塔产生的顺桥向弯矩应予以重视;转体施工阶段,主梁轴力通过塔墩梁固结,逐渐传递至桥墩,传递过程平稳。     

斜拉桥双边工字钢-UHPC桥面板组合梁静力性能研究

针对斜拉桥传统钢-混组合梁的不足,提出双边工字钢-UHPC桥面板组合梁。以湖南马路口资水大桥为依托,分别采用有限元软件MIDAS和ANSYS建立全桥模型和主梁节段模型,分析组合梁的受力性能,制作UHPC桥面板模型试件进行弯曲试验,研究UHPC桥面板的受力性能。结果表明:荷载组合作用下,钢主纵梁、钢横梁的最大正应力分别为223 MPa、197MPa,最大剪应力分别为145MPa、65MPa,小于钢材强度设计值;顺桥向、横桥向弯曲构件破坏时的名义拉应力分别为63.2MPa、34.5MPa,初裂应力分别为23.2MPa、10.4MPa,UHPC桥面板的抗弯承载能力满足要求,且具有良好的抗裂性能。     

溶洞对钢管混凝土拱桥地震反应分析的影响

为了研究溶洞对钢管混凝土拱桥地震反应影响,利用有限元法建立钢管混凝土拱桥三维空间有限元模型,考虑地基基础相互作用,建立有限区域地基有限元模型,基于EL-CENTRO地震波的地震动数据,采用时程分析方法计算溶洞存在对钢管混凝土拱桥地震反应的影响。结果表明:强震作用下,地基土有溶洞的钢管混凝土拱桥各关键部位的位移、加速度、内力值均大于不含溶洞地基土的结果,拱肋弦杆等薄弱部位增幅较为明显,拱肋弦杆位移量、加速度及弯矩值最大。因此,建议在有溶洞地基的钢管混凝土拱桥建设中,应加强针对拱肋弦杆等关键部位的抗震设计,以减轻或避免地震作用对钢管混凝土拱桥结构的破坏。     

公路路基FRPM管涵洞受力变形特性研究

涵洞是公路工程的重要组成部分,采用柔性、高强度的玻璃钢夹砂管涵洞,可有效解决地基基础不均匀沉降导致涵洞破坏的问题。该文通过对玻璃钢夹砂管涵洞通车运营检测试验,分析了玻璃钢夹砂管在不同工况和不同车辆荷载作用下环向和轴向的受力与变形特性以及径向相对位移变化规律。结果表明:环向最大应力值小于0.98 MPa,轴向最大应力值小于0.49 MPa,远低于涵管抗压强度值,径向最大竖向变形小于涵管竖向变形允许值,说明车辆荷载对埋地涵管影响不大,验证了涵管运营状态良好,为玻璃钢夹砂管在公路工程上的推广应用提供了理论依据。     

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。     

桥面板对悬索桥钢管桁架梁受力的影响研究

以重庆市某钢管桁架梁悬索桥为工程实例,对按照截面特性计算、Midas/civil建模计算和荷载试验3种方法得到的中性轴y值进行对比分析,研究桥面板是否参与受力及对悬索桥钢管桁架梁受力的影响.结果表明,在活载作用下,主梁下挠时,局部桥面板会与桁架梁共同抗弯,使得主梁整体中性轴上移,上弦杆应力大幅度减小,下弦杆应力大幅度增...     

基于静载试验的贝雷梁临时便桥力学状态研究

摘要：贝雷梁作为临时便桥和支架已经广泛应用于在工程实践,但是对加强型贝雷梁实际力学状态的研究较少。就此以浦东大道九号桥临时便桥的静载试验为背景,研究了贝雷梁加强弦杆与桁架之间的协同受力问题,试验结果表明：由于销轴、销孔间空隙的存在,加强弦杆与桁架之间并没有完全协同受力,结构的实际抗弯几何特性小于理论值,也即理论计算是偏于不安全的,应当引起足够的重视。