高速铁路大跨度梁拱组合桥抗震分析

大跨度梁拱组合桥由于竖向刚度较大、梁高较小成为高速铁路常用桥型。为研究梁拱组合桥的地震反应特点,对一(60+128+60)m梁拱组合桥建立动力有限元分析模型,并进行特征值分析,根据其振动模态分析梁拱组合桥的振动特点,并采用时程分析方法对该桥进行弹性和弹塑性地震反应分析。结果表明:该桥在多遇地震下满足截面偏心距要求;在罕遇地震下满足延性率要求;结构满足小震不坏、大震不倒的抗震设防目标。     

高烈度区高速铁路大跨度梁拱组合桥设计

徐宿淮盐铁路徐洪河特大桥采用(100+200+100) m梁-拱组合结构桥式方案,以小角度、低净空跨越通航河道。主梁为预应力混凝土连续箱梁,拱肋设计为哑铃形钢管混凝土截面,吊杆采用平行钢丝束并锚于箱梁外侧。为解决大跨度连续梁-拱桥徐变上拱大的技术难点,通过适当加大梁体竖向刚度、优化预应力钢束布置、选择合理的混凝土加载龄期等一系列措施,将主梁最大徐变变形控制在20 mm以内。另外,桥址区地震动峰值加速度为0.34g,采用双曲面摩擦摆支座进行减隔震设计,以延长结构周期,达到有效削弱地震力作用的目的。     

铁路大跨度连续梁拱组合桥结构参数研究

为了解结构设计参数对铁路大跨度连续梁-拱组合桥受力特性的影响,进而对今后同类桥梁设计提供引导作用,以兰渝线广元嘉陵江特大桥为工程背景,研究矢跨比、拱轴线形状、拱梁刚度比这3个设计参数对桥梁结构力学特性的影响。分析结果表明:矢跨比对拱肋轴力和拱脚、主梁中跨弯矩影响显著,取值在1/4~1/5时较为合理;1.6次抛物线、2.4次抛物线及圆弧线作为拱轴线时,拱脚截面弯矩过大,2次抛物线或悬链线作为此类桥型的拱轴线较为合理;拱梁刚度比对结构轴力影响较小,对拱肋弯矩影响较大,随拱梁刚度比的增大,拱肋分担的弯矩显著提高。     

V形刚构拱组合桥的梁拱组合效应分析

研究目的:大跨度V形刚构拱组合桥利用V形连续刚构的主跨斜腿与钢管混凝土拱的拱座连接形成,具有拱和V形连续刚构共同受力的特点,其结构性能已不同于一般的梁拱组合体系桥。通过本研究,揭示V形刚构拱组合桥的梁拱组合效应。研究结论:由于拱肋对V形连续刚构桥的加劲作用,V形刚构拱组合桥中跨在活载作用下的最大弯矩和最大挠度均减小约50%;组合结构桥由于混凝土收缩徐变引起的中跨后期下挠仅为V形连续刚构桥跨中下挠量的12%;V形刚构拱组合桥的竖向刚度是V形连续刚构桥的2.56倍以上,V形刚构拱组合桥的梁拱组合效应非常明显。     

梁拱组合桥吊杆力优化及工程应用

吊杆是梁拱组合桥梁主梁和拱肋之间的传力构件,吊杆内力对主梁和拱肋协作受力合理与否起着关键性作用。以包西铁路跨黄延高速大桥主桥的简支梁拱组合桥为工程背景,运用已经在斜拉桥索力优化领域比较成熟的影响矩阵法原理,以结构应变能最小为优化目标对成桥吊杆力进行优化,最终取得了很好的优化效果,进一步证明了影响矩阵法在梁拱组合桥吊杆力优化中具有很好的应用效果。同时本文的优化计算方法也为同类桥梁的优化问题提供了参考。     

高铁大跨径梁拱组合桥吊杆测试技术研究

新建连镇铁路京杭运河桥位于江苏镇江市,上部结构采用(76+136+76)m梁拱组合桥,为保证成桥阶段结构受力状态与理论成桥状态一致,施工过程中需对吊杆力进行监测。目前,吊杆力监测可采用振动法、压力环、磁通量等方法,但是由于磁通量等监测方法费用高昂,故振动法仍然是普遍采用的方法,但是吊杆边界条件、吊杆长度等因素影响,导致振动法测吊杆力时会存在较大误差。本文以京杭运河特大桥为依托,提出了线性修正测量法,显著提高了振动法测量吊杆力的精度,并在京杭运河特大桥施工中取得了良好的应用效果,可为同类工程提供借鉴。     

槽形梁拱组合桥多向曲线的线形控制技术

槽形梁拱组合桥梁在悬灌过程中的线形控制是桥梁施工的主要控制环节和重难点,梁拱组合结构桥梁不仅要对连续梁进行线形控制,还要对拱肋安装精度和吊杆张拉力进行控制,以对整体结构的线形和受力进行控制。介绍了对武汉轻轨槽形梁拱组合桥梁施工过程中,通过理论计算和现场观测形成主动和被动控制系统,成功实现了对国内首座槽形梁拱组合桥梁进行线形控制。     

大跨度铁路连续梁-拱组合桥与无缝线路相互作用研究

研究大跨度铁路连续梁-拱组合桥与无缝线路的相互作用问题,采用非线性弹簧单元模拟梁轨接触,以某桥(82.9+172+82.9)m连续梁拱桥为例,建立考虑拱肋、横撑、斜撑、吊杆、主梁、轨道以及相邻路基梁轨相互作用模型,系统分析温度荷载、活载、制动力、风荷载、混凝土收缩徐变、支座不均匀沉降作用下连续梁-拱桥无缝线路纵向力的分布规律。研究结果表明:钢轨在跨中位置对梁体升温敏感程度大于梁端位置;单线活载与制动或牵引作用下,钢轨应力在中间加载时比左、右侧加载大;纵向风力达到1 k N/m以上的地区,须考虑风荷载的影响;同时,混凝土收缩徐变在降温荷载工况下,对钢轨应力有不利影响;支座沉降作用下,钢轨最大应力为4.9 MPa,设计时应予以考虑。     

斜塔斜拉—梁拱组合结构桥力学性能试验研究

上饶丰溪大桥主桥是一座双索面斜塔斜拉—梁拱组合结构桥,为测试该桥的力学性能和工作状态,对该桥进行了现场的静动载试验,通过试验数据与建模计算对比分析,正确评定结构的工作性能。研究结论为:试验桥结构受力变形及内力分布规律与理论吻合,动载试验验证了结构在30 km/h以上车速的冲击系数超出限值,结构振动属小阻尼振动,桥梁结构整体竖向抗弯刚度和抗扭刚度符合设计要求,抗扭能力稍欠。     

单拱肋预应力混凝土梁拱组合桥受力性能分析

研究目的:本文以某单拱肋预应力混凝土梁拱组合桥为例,该桥型将预应力混凝土梁及拱两种结构体系有机地结合在一起,具有结构刚度大、建筑高度低、造型美观等优点,但该类结构为多次超静定结构,受力性能复杂,设计难度较大,为揭示其受力特性,于文中展开详细地分析及探讨。研究结论:(1)该类桥梁拱和梁组合起来共同承受荷载,拱肋受压,主梁受拉,该平衡体系的相互作用,使得拱与梁的弯矩大大减小,拱梁受力均匀,结构静动力性能及使用性能均较好;(2)主梁采用刚性系梁、拱肋采用桁架式,增大了结构的刚度及承载能力,提高了结构的跨越能力,通过优化拱肋及主梁刚度比例,可以进一步地减小主梁结构的建筑高度;(3)当进行跨线桥设计时,建筑高度受限,该类桥梁通过顶推法施工主梁,在顶推就位后的主梁上拼装单拱肋的施工方法,极大地减小了施工过程及后期养护维修对桥下繁忙交通的影响;(4)该研究成果适用于单拱肋梁拱组合体系桥的设计及相关计算分析。     

梁拱组合体系桥整体节点有限元分析方法对比研究

采用基于力边界条件的节段模型分析方法、基于位移边界条件的节段模型分析方法以及多尺度模型分析方法,对大跨度梁拱组合体系桥梁中的某个整体节点进行有限元仿真分析,并结合现场试验,分析该整体节点的力学性能,对比研究梁拱组合体系桥梁复杂整体节点结构有限元分析方法。研究结果表明:各测点的理论值与实测值差异大多在20%以内,较为吻合;由于整体节点的处理方式不同,导致整体节点的节段模型计算结果与多尺度模型计算结果有所差异;对于复杂梁拱组合体系桥梁局部结构分析,多尺度模型分析方法能够较准确的描述其实际状态和刚度,具有较高的分析精度。     

大跨度铁路连续梁拱组合桥的合理边中跨比研究

为了解边中跨比对大跨度铁路连续梁拱组合桥受力特性的影响,对目前大跨度铁路梁拱组合桥的边中跨比进行统计,并以兰渝线某(82+172+82)m连续梁拱组合桥为工程背景,分析边中跨比对该桥内力、变形、支反力、稳定性等方面影响。研究结果表明:大跨度铁路连续梁拱组合桥的合理边中跨比取值为0.46~0.51;边中跨比取值较小时,对结构受力和变形有利,但边支座负反力的出现限制其值应大于0.43;边中跨比的取值对该桥基频和结构稳定性影响较小,随边中跨比由0.447增加到0.506,该桥的稳定安全系数仅增大7.6%。     

黏滞阻尼作用下高墩大跨度连续刚构-拱组合桥减震效果分析

以西安至延安高速铁路大跨度箱形截面(124+248+124)m连续刚构-拱组合桥为研究对象,利用MIDAS/Civil有限元软件建立三维模型,通过非线性时程分析法研究在连续刚构-拱组合桥边墩设置黏滞液体阻尼器后桥墩内力及主梁位移的变化情况,在此基础上对阻尼器参数进行优化,探究黏滞阻尼器减震效果最佳时的参数组合.结果表明...     

市域铁路大跨度简支钢系杆拱桥设计方案

市域铁路作为轨道交通体系的重要一环,在城市建设中占有重要地位。结合某市域铁路工程,研究大跨度简支钢系杆拱桥的适应性,分析其受力特性,并进行结构参数的对比研究。结果表明：200 m的简支钢系杆拱桥在市域铁路中的应用合理可行;采用带外伸跨的连续梁系杆拱体系,能大幅改善梁端转角,为该类型桥梁主跨的进一步拓展提供了一个可行的方向;拱桥采用较大矢跨比有利于结构受力;网状吊杆形式较竖直吊杆对结构竖向刚度、梁端转角改善明显。     

大跨度高墩铁路连续梁桥的施工控制

以某铁路高墩大跨度连续梁桥施工控制全过程为例,探讨温度、混凝土收缩徐变、合龙方案和结构体系转换等对悬臂浇筑施工的铁路高墩大跨度连续梁桥施工控制参数的影响,提出以准确仿真分析和精确预测立模高程为基础,以准确控制主梁线形和应力为主要控制目标的施工监控总思路。实测结果和实际控制效果表明了本文方法的有效性。     

铁路大跨度提篮式系杆拱桥全桥模型试验

九曲河大桥是大跨度尼尔森体系钢管混凝土提篮式系杆拱桥设计方案,为了检验结构在施工及运营阶段能否满足高速铁路桥梁的功能要求,进行了该桥的全桥模型试验研究。简单介绍了模型的设计原则、相似关系和技术要点,对模型的加载方法、配重大小、测试截面设置等也进行了讨论。重点是通过对试验结果的分析以及与理论计算的比较,全面研究了结构在多种工况下的结构行为。研究表明,尼尔森体系具有受力匀称、承载能力大的特点;试验研究也验证了计算理论的正确性,同时表明该桥具有足够的横向刚度,具有较大的承受超载和偏载的能力。     

城际铁路大跨度连续梁桥减隔震分析

由于城际铁路大跨度连续梁桥上部结构恒载较大,常规抗震设计难以满足规范要求。以西法(西安—法门寺)城际铁路(77+128+77) m大跨度连续梁桥为背景,采用摩擦摆减隔震支座和黏滞阻尼器相结合的减隔震措施,通过建立MIDAS/Civil有限元模型分析了城际铁路大跨度连续梁桥在高烈度区的减隔震性能。结果表明:所采取的措施可有效协同各墩共同承担地震响应,提高了结构的抗震性能;下部基础均处于弹性状态,墩梁之间的相对位移在合理范围内。     

大跨度铁路连续梁桥线形控制关键技术分析

对福夏铁路大跨度连续梁桥的线形控制关键技术进行分析,揭示影响铁路连续梁桥施工控制精度的主要因素。结合铁路连续梁桥施工工艺特点及线形控制要求,研究总结铁路桥梁线形控制的关键技术及其对策。     

大跨度铁路系杆拱桥静动载试验研究

本文结合格丑沟系杆拱桥的静动载试验,阐述了静动载试验的方法与试验方案,并对试验结果进行了详细的分析。试验结果表明:桥跨结构各测点的竖向挠度和应力校验系数满足规范要求,表明该桥的工作状况良好,具有足够的安全储备;实测桥梁结构的最大横向振幅、最大横向振动加速度、最大冲击系数小于规范限值,桥梁结构的动力特性正常。根据桥梁各项指标的分析结果得出:格丑沟特大桥主桥136 m系杆拱的各项检测结果均符合设计文件及相关规范要求,能够满足设计时速80 km/h的行车要求。该系杆拱桥的试验可为同类桥梁的静动载试验提供参考。     

大跨度双线铁路混凝土桥极限跨径的研究

混凝土桥是我国大跨度铁路桥梁广泛应用的结构形式,但长期以来缺少对不同桥型跨越能力和适用范围的系统研究。大跨度混凝土桥的设计实践表明,支点截面混凝土的抗剪通常是控制其跨越能力的主要因素,以荷载作用下的剪应力达到混凝土容许剪应力为标准,分析得到了双线预应力混凝土连续梁(刚构)桥的理论极限跨径。在此基础上,通过分析主梁与加劲拱、拉索的荷载分配关系,进一步研究得到了连续梁(刚构)-拱桥、部分斜拉桥的理论极限跨径,分析结论与实际工程基本相符。同时在理论值基础上,结合设计经验给出工程实用极限跨径的建议值,对大跨度混凝土桥的桥式方案选择和投资控制具有一定价值。