金海特大桥主桥抗风性能试验研究

为检验主跨3×340 m的挑臂式钢箱梁斜拉桥在施工阶段和运营期的抗风安全性,分别开展节段模型和全桥气弹模型风洞试验,模拟该桥在成桥状态和最不利施工阶段的风致响应.节段模型风洞试验结果表明:施工阶段和成桥状态下,该桥主梁的颤振临界风速均远大于颤振检验风速,未发生明显涡激共振.全桥气弹模型风洞试验证实在施工阶段和成桥运营阶段,实桥风速达到109.5 m/s时桥梁未发生颤振、扭转发散等静力失稳现象.增设抗风缆后,在各个试验风速下,均匀流场和紊流场中主梁竖向位移均方根最大减小幅度分别为84％和94％,扭转角均方根最大减小幅度分别为64.6％和53.8％,显著降低了施工阶段主梁风致响应,提高了桥梁施工安全性.     

隧道横通道附近火源最不利位置的确定

通过量纲分析推导横通道附近火源最不利位置与火源功率、隧道纵向风速的关系式。采用1∶20隧道模型对不同火源功率、不同隧道纵向风速时横通道附近火源最不利位置进行研究。结果表明:随着火源功率增加,横通道附近火源最不利位置保持不变,说明改变火源功率并不影响横通道附近火源最不利位置;随着隧道纵向风速增加,横通道附近火源最不利位置的最小值基本不变,而其最大值则在风速小于2.5m·s~(-1)时呈0.8次方增加趋势,在风速大于2.5m·s~(-1)时横通道附近火源最不利位置的最大值基本不变。对模型试验数据进行拟合,明确了隧道横通道附近火源最不利位置与隧道纵向风速、火源功率之间的关系,得到横通道附近火源最不利位置的无量纲计算公式。     

花土坡特大桥施工过程中桥墩抗风受力分析

对110 m高墩大跨悬臂现浇梁在最大悬臂状态下的桥墩和梁部最不利恒载和风载进行了分析和计算,并对施工阶段可能发生的最不利荷载组合下桥墩受力和稳定进行了验算.     

中央扣对大跨悬索桥动力特性和地震响应的影响研究

为了探讨大跨悬索桥在动力激励下中央扣的作用,以四渡河悬索桥为研究对象,建立该大跨钢桁架加劲梁悬索桥的3种中央扣模式的空间动力计算模型,对其动力特性和在地震激励下的时程反应进行空间非线性分析。研究结果表明,中央扣提高了结构的反对称抗扭刚度和限制了结构的纵飘特性,同时加强加劲梁-主缆-主塔的动力耦合作用;1对柔性中央扣的设置方式对加劲梁的纵桥向位移和应力响应的影响均不利,因而是不可取的;而刚性中央扣和3对柔性中央扣的设置方式对限制加劲梁纵桥向振幅有较显著作用,但是由此导致结构地震应力响应大幅增加,因而从抗震设计角度设置中央扣是"有得有失"的。     

重庆鹅公岩轨道专用桥加劲梁合龙关键技术

重庆鹅公岩轨道专用桥桥跨布置为(50+210+600+210+50)m,是目前世界上跨度最大的自锚式悬索桥.该桥加劲梁为5跨连续梁,锚跨和锚固段为混凝土梁,其余为钢箱梁.加劲梁锚固段采用可滑移现浇支架施工,锚跨采用常规现浇支架施工,边跨采用顶推法施工,中跨采用斜拉扣挂法施工.加劲梁先合龙边跨,后合龙中跨,最后合龙锚跨.通过在塔梁交叉处设置纵向位置调整系统、在混凝土锚跨下设置可纵向滑移支架主动控制合龙时机,避免了天气条件的不利影响,缩短了工期;通过有效控制锚固段及锚跨混凝土梁段的变形,减少施工对混凝土的扰动,从而控制混凝土梁段的质量;通过优化支架结构降低支架复杂程度和安全风险,从而降低支架费用.该桥加劲梁的合龙技术,可为同类桥梁施工提供借鉴.     

哪吒大桥钢桁加劲梁悬臂拼装过程中连接方式研究

研究悬索桥钢桁加劲梁悬臂架设中,节段间连接方式对桥梁施工的影响.以哪吒大桥钢桁加劲梁的架设为工程实例,建立了钢桁加劲梁逐次刚接施工方案、刚-铰混合连接施工方案(全桥对称设置26对双铰)和刚-铰混合连接施工方案(全桥对称设置6对双铰)的有限元计算模型,计算分析了这3种连接方式对钢桁加劲梁结构和吊索受力的影响,综合考虑哪吒大桥施工过程中的结构受力、施工现场环境及施工条件,建议哪吒大桥钢桁加劲梁架设采用全桥对称设置6对双铰的刚-铰混合的连接方式进行施工,并针对哪吒大桥钢桁加劲梁施工架设的特点给出了桥梁施工建议,供哪吒大桥钢桁加劲梁的架设施工,取得了较好的施工效果.     

提高超窄桥面加劲梁悬索桥颤振稳定的措施研究

以刘家峡大桥为例,研究超窄桥面桁式加劲梁悬索桥颤振稳定问题,刘家峡大桥桥面宽度在国内同规模桥梁中最窄,主缆重力刚度低,抗风问题较为突出。通过引入换算用钢量经济性指标,套用平板颤振临界风速的简化计算公式,进行结构措施理论研究,并借助风洞试验手段研究提高临界风速的气动措施。研究结果表明,若想解决超窄桥面加劲梁悬索桥的抗风稳定问题,应从结构措施和气动措施两方面研究入手,首先确定合理的结构形式,然后在此基础上进行气动措施研究,这样才能得到合理的抗风方案。     

大跨度悬索桥抖振的概率疲劳累积损伤分析

为探讨脉动风作用下大跨度悬索桥的抖振疲劳问题,在桥梁抖振时域分析基础上,得到悬索桥构件的应力响应时程.采用雨流计数法对不同等级风速作用下的应力循环进行统计,同时假设构件疲劳寿命服从威布尔分布,得到风振的疲劳累积损伤及可靠度分析方法.最后以东海某大跨悬索桥为对象进行了详细探讨.结果表明:该桥的主缆及吊杆在脉动风荷载作用下有足够的疲劳可靠度,不会出现疲劳破坏;加劲梁在高风速下抖振疲劳损伤较大,在运营过程中,应加强对加劲梁在强风作用后的损伤检测.     

风区停留动车组的纵向气动力仿真及防溜计算

为研究高速动车组在风区的防溜安全问题,首先建立8车编组的CRH2G型动车组的数值仿真模型,计算不同风速、不同风向角下动车组的纵向气动力;然后建立动车组在坡道停留时的力学模型,按照动车组在纵向气动力、起动阻力、停放制动力及铁鞋制动力的综合作用下能够保持停放稳定不溜逸的要求,确定不同工况下需要为动车组设置铁鞋的数量。结果表明:风致纵向气动力的最不利风向角约为30°;在动车组停放制动正常且超载状态下,仅在风速17级(60m·s~(-1))和坡度22‰的工况下需要为头车设置1个铁鞋,其他工况下均无需为动车组设置铁鞋;在动车组停放制动失效且超载状态下,当动车组停留在22‰坡度的线路上时,风速自0级直至14级(47.5m·s~(-1))工况下至少需要设置4个铁鞋,风速达15~17级(51.7~60.0m·s~(-1))工况下,至少需要设置5个铁鞋;在最不利的17级(60.0m·s~(-1))环境风条件下仿真计算出的铁鞋设置数量低于现行铁总办法规定的铁鞋设置数量。     

钢筋混凝土加劲梁自锚式悬索桥施工技术

钢筋混凝土加劲梁自锚式悬索桥利用加劲梁来平衡主缆产生的水平拉力,具有造型美观、造价低、刚度大、对地形和地质状况适应性强等特点,是今后中小跨自锚式悬索桥的发展方向。以浙江省湖州市飞凤大桥为背景,介绍钢筋混凝土加劲梁自锚式悬索桥上部结构施工技术,重点阐述自锚式悬索桥的钢筋混凝土加劲梁施工、主缆架设、线形调整和施工监控等内容。     

双薄壁墩T构转体桥0号块悬臂施工过程空间应力研究

针对双薄壁墩的T构转体桥0号块内部结构复杂,施工阶段桥梁结构受力情况发生变化,以太白集特大桥T构桥为研究对象,对其悬臂施工阶段控制工况0号块进行空间应力分析。采用实体有限元软件MIDAS-FEA建立0号块与刚构双薄壁墩局部精细化有限元分析模型,以不同施工阶段梁段受力情况为荷载工况,通过圣维南原理在1号块块端施加荷载,分析悬臂施工过程0号块以及双薄壁墩空间受力情况与应力分布特点,为实际工程施工提供相应参考。研究结果表明,在悬臂施工阶段2种最不利状态下0号块与双薄壁墩均处于受压的状态,0号块横隔板受到很小的拉应力,双薄壁墩受到的压应力小于0号块所受到的压应力,T构转体桥最不利施工阶段为桥梁处于最大双悬臂状态时。     

高墩大跨刚构—连续梁桥施工过程中的抗风分析

采用悬臂施工的高墩双薄壁柔性墩的刚构—连续刚构桥,由于桥梁施工期不断增长,气候变化无常,最大双悬臂状态通常为最不利的抗风状态。本文以某在建特大桥为工程背景,围绕施工期间的刚构—连续刚构桥双薄壁高墩的抗风性能进行研究。     

螺栓临时铰在单向力作用下受力模式分析

螺栓临时铰是大跨度悬索桥加劲梁施工中的一种临时连接构件,避免了传统大铰提前制作、安装并参与梁段预拼的麻烦。目前,螺栓临时铰连接件的相关分析匮乏,为了分析其传力和变形模式,利用ABAQUS建立考虑接触非线性、材料非线性的临时铰实体模型,根据单向力作用下的平衡与变形协调条件,建立最不利螺栓剪力计算公式,并通过实桥工程验证其可靠性。研究结果表明:轴力和剪力作用下本文公式和有限元计算结果的相对误差在5.0%以内,弯矩作用下的误差在10%以内,而规范计算方法的相对误差均在25.0%以上。该计算方法的建立,有利于了解螺栓临时铰的传力规律并可在钢桁梁悬索桥实践中推广应用。     

高速铁路连续梁桥三分力系数的数值模拟分析

连续梁桥是高速铁路上的一种典型桥梁,利用计算流体力学软件对其不同截面在不同工况下的静气动性能进行了数值模拟,研究了平均风速、风攻角、宽高比以及桥上列车分布状况分别对桥梁截面三分力系数的影响.研究结果表明:风速和风攻角对桥梁的静气动性能影响显著；梁高的增大使桥梁处于不利的风荷载作用下；在桥上有列车状态下桥梁的静气动性能不如无车时稳定.     

非对称扣挂施工钢箱提篮拱桥稳定性研究

大跨度钢箱提篮拱桥应通过适宜的施工工艺保障主体结构施工过程及成桥阶段安全性,其中对钢箱肋拱桥施工和成桥阶段的稳定性分析至关重要。本文以某钢箱提篮拱桥为背景,采用有限元方法建立全桥三维空间模型,对采用非对称扣挂施工的钢箱提篮拱桥的稳定性进行研究,分析拱桥在非对称缆索悬臂吊装的最不利状态下初始缺陷和扣索失效对稳定性的影响。结果表明：该桥在非对称扣挂施工阶段和成桥阶段稳定系数均满足规范要求;在施工阶段,拱肋最大悬臂阶段和拆除扣索阶段最容易发生失稳,但单根扣索失效对拱肋最大悬臂状态的稳定性影响不大;在成桥阶段,缺陷比例因子小于L/1 000时,初始缺陷对第一阶稳定系数影响不大。     

大断面黄土隧道洞口段施工数值模拟分析

依托平阳高速某黄土公路隧道,采用三维数值模型对隧道洞口段不同施工工法施工过程中围岩变形和支护结构的受力规律进行研究。研究结果表明:(1)各工法下施工阶段最不利状态:台阶法为上台阶施工,CRD法为先行洞上导坑施工,双侧壁导坑法为中上导坑施工,当进行到上述工序时应加强监控量测,开挖后及时施作初期支护。(2)黄土隧道洞口段优先采用双侧壁导坑工法以防止围岩产生过大变形。     

黄河路高架桥顶推施工分析及现场监测研究

沧州市黄河路高架桥为沧州市黄河路改造提升工程中的控制性工程,主桥采用顶推施工法。本文采用有限元方法建立箱梁-导梁-桥墩三维有限元实体模型,合理选取顶推过程中最不利工况以及受力复杂截面,分析计算了梁体以及桥墩关键断面的应力、应变变化规律。为使桥梁工程在施工全过程安全可控,又进行了现场实时监控。结果表明,有限元分析方法与现场监测结果具有良好的对应性;有限元分析方法能有效预测最不利工况及截面,从而精确指导现场的测点布置与安全施工。从测试的数据来看,梁体及桥墩在整个施工过程中处于安全可控状态。     

加劲梁外伸跨对悬索桥静动力特性的影响

为研究加劲梁外伸跨对悬索桥静力、动力特性的影响,以一中等跨度悬索桥为例,利用桥梁非线性分析系统BNLAS,分别建立加劲梁单跨简支、三跨连续以及五跨连续的单跨悬吊体系有限元模型,对结构进行静力、动力特性分析。结果表明:外伸跨加劲梁能够有效降低梁端最大纵向位移及转角,降低了活载作用下加劲梁的挠度,而且有效提高了结构整体面外刚度;外伸跨加劲梁有效减弱了行车下梁端位移的响应,降低了梁端支座的往复式位移总量;在动力特性方面,外伸跨加劲梁同样具有较多的优点。为提高伸缩缝及支座的耐久性,单跨悬吊悬索桥推荐采用带外伸跨的连续加劲梁体系。     

悬索桥施工控制的基本框架

针对悬索桥施工的特点,提出悬索桥施工控制的基本框架.施工前计算的重点应放在提高主缆、吊索、加劲梁段的无应力尺寸(或长度)及鞍座、索夹等预偏量的计算精度上;施工中控制的重点应放在消除悬索桥主塔、主缆的施工误差对加劲梁架设、合龙、线形控制的影响上.最后,以某主跨为1 385 m的悬索桥施工中吊索长度的调整为例,证明了该框架的可行性.     

耐候钢-混凝土组合结构加劲梁悬索桥的技术创新

怀来县官厅水库特大桥是北京冬奥会的配套工程，全国首座采用免涂装耐候钢的组合结构加劲梁悬索桥，720 m主跨为我国北方地区最大跨度桥梁。采用钢-混组合结构作为悬索桥的加劲梁，可从根本上解决钢桥面板开裂、桥面铺装病害等问题，同时大幅降低运营维护费用；免涂装耐候钢，具有经济、环保的特点，但国内缺少大规模成功应用的工程范例，也没有免涂装耐候钢桥设计及施工标准。结合大桥建设的条件和要求，对大跨度悬索桥钢-混组合结构加劲梁、高性能耐候钢轧制及焊接、耐候钢桥梁锈层稳定化及制造架设等三大难题开展了技术研究。研究结果表明：钢-混组合梁采用密横梁结构，设置2道次纵梁作为下稳定板，外侧设置风嘴，颤振临界风速达到51.5 m/s,钢-混组合结构加劲梁与抗风措施对千米级悬索桥具有较好的疲劳受力性能和经济适用性；耐候桥梁钢采用“微合金化、热机械轧制”生产工艺，研制的配套焊材与焊接方法具有“耐候性、高韧性”特点，焊缝耐候指数大于6.2,实现了钢结构桥梁低碳建造、绿色环保；采用免涂装耐候钢，与“普通钢材+涂装”相比，全寿命周期成本降低约55%;耐候桥梁钢采用加速锈层稳定化工艺，以及钢-混组合结构加劲梁架设方法，满足了...