斜交框架地道桥的设计探讨

斜交框架地道桥的受力情况复杂,不仅有弯矩、剪力、轴向力,还有扭矩作用,且扭矩随着斜交角度的减小而变得不可忽略。采用薄板单元对斜交框架地道桥的结构进行空间受力分析,重点研究随着斜交角度的减小,框架桥顶板、底板各单元弯矩的变化,为斜交框架地道桥的结构设计,特别是顶板、底板的配筋设计提供参考依据。横向钢筋的配置应保证相当的直径及足够的密度;可根据顶、底板荷载传递的规律估出主要钢筋的配置方向;顶、底板钝角处要增设加强钢筋。     

下穿铁路斜交框架地道桥主要设计参数分析

为了研究设计参数对铁路斜交框架地道桥受力特性的影响,依托某实际工程,建立数值模型进行分析。以原结构为基础,分别改变框架地道桥的宽跨比、斜交角、高跨比、腋角尺寸并分别建立有限元模型计算分析,研究设计参数增长15%时受力特性的变化规律。并设计正交试验以找出参数的影响程度及优化方案。研究结果表明:设计参数变化时,结构受力的变化规律相似,但受力特性的影响程度不同;宽跨比、高跨比、腋角尺寸的增加可使顶板主拉应力减小;宽跨比、腋角尺寸的增加可使顶板竖向位移减小;在4个设计参数中高跨比对顶板主拉应力的影响最大;提出的优化方案与原结构相比,可使顶板在单列车荷载下最大主拉应力降低35.4%、在双列车荷载下最大主拉应力降低45.7%。     

基于力法的斜支承连续箱梁挠曲扭转内力分析

为研究斜支承连续箱梁的内力分布规律和斜交角变化对内力分布的影响,分别给出均布扭矩荷载和集中扭矩荷载作用下,简支箱梁约束扭转控制微分方程初参数解的简化结果.以简支箱梁为基本结构,斜支点的约束反力为多余未知力,建立多跨斜支承连续箱梁的力法方程.选取斜支承两跨连续箱梁为算例,用本文方法和ANSYS软件计算其在竖向均布荷载作用下的各项内力,并分析斜交角变化对各项内力的影响.研究结果表明:按本文方法计算的弯矩和扭矩与ANSYS计算值吻合良好;在竖向对称均布荷载作用下,弯矩和扭矩沿梁轴对称分布,双力矩反对称分布,各项内力随斜交角的变化具有单调性;在竖向偏心均布荷载作用下,各项内力均不再对称分布,其随斜交角的变化规律也更加复杂.     

桥下开挖地铁对地道桥结构的影响

借助大型有限元分析软件 ,探讨大跨度斜交地道桥底板下开挖地铁对地道桥结构的影响。通过对开挖地铁前、后地道桥的受力和变形分析 ,得出不影响地道桥安全受力状态的最小开挖深度。     

桥下开挖地铁对地道桥结构的影响

借助大型有限元分析软件,对大跨度斜交顶进框架式地道桥底板下开挖地铁对地道桥结构的影响进行较深入的探讨。通过对开挖地铁前、后地道桥受力和变形分析,给出不影响地道桥安全受力状态的地铁开挖最小深度值。     

斜腹板薄壁箱梁横向内力分析及其参数影响研究

基于薄壁箱梁畸变理论,考虑畸变位移与框架位移之间的协调条件,建立斜腹板单箱单室箱梁横向内力计算的解析公式。在刚性支承框架分析基础上,通过引入横向弯矩修正系数,反映箱梁畸变变形对横向弯矩的影响。详细分析竖向偏心荷载作用下,斜腹板倾斜程度及梁高变化对横向弯矩的影响规律。研究结果表明:按文中公式求得的箱梁横向弯矩与有限元软件Ansys壳单元计算结果吻合良好,从而验证了本文公式的正确性;在通常的偏心荷载作用下,当斜腹板的俯角约为12°,箱室高宽比约为0.55时,顶板的横向弯矩峰值最小;随着俯角及高宽比的增大,离偏心荷载较近的顶板角点横向弯矩修正系数逐渐增大,而较远的角点横向弯矩修正系数急剧减小,当俯角及高宽比很大时修正系数均趋近于1。     

在斜交箱形梁桥下开挖地铁时梁体有限元分析

采用有限元方法对两孔相连的斜交箱形梁桥在地铁开挖前和开挖后的受力状态进行了分析。通过分析得到了斜交箱形梁桥在不同工况下的受力特点,由所得成果可知底板在各个工况下的弯矩分布规律及底板各点的下沉位移规律等。     

交角对路基斜跨坎儿井暗渠临界深度的影响

研究目的:路基修建过程中倾斜跨越对地下坎儿井暗渠的扰动会引起暗渠不同的破坏模式.因此,需要明确既有坎儿井暗渠在新建高速铁路路基工程下的响应,通过三维数值模拟,进行斜交的路基工程荷载-地基土-坎儿井暗渠相互作用的研究,确定不同交角对应的高铁斜跨坎儿井的稳定临界深度.研究结论:(1)由于线路与已有坎儿井暗渠的斜交,既有坎儿...     

考虑纠偏内力影响的框架式地道桥结构优化设计

桥涵顶进施工中常出现抬头、扎头或方向偏差等问题,对此除应加强观测、认真预防外,还必须及时纠偏。运用大型有限元软件ANSYS计算某大型斜交框架式地道桥顶进纠偏施工时桥体产生的剪应力和主拉应力,并依此应力作为施工顶进纠偏的控制参数之一,对该地道桥体结构尺寸进行优化设计。     

地基空洞对框架式地道桥结构的影响

建立了地道桥与地基空洞的静力、动力模型,并进行非线性有限元计算.考察地基空洞对框架式地道桥受力状况的影响,分析了由地基空洞引起的框架式地道桥裂缝的发生机理,为框架式地道桥的设计、施工和裂缝防治提供了参考和依据.     

立交桥与地铁车站共站位条件下施工顺序对车站变形及受力的影响

为了解立交桥与地铁车站共站位条件下地铁车站在施工全过程中的力学特性,探索站桥施工顺序对地铁车站结构变形及受力的影响。通过拟设标准工程案例,借助有限元软件建立较为精细的三维模型,明确不同施工顺序下车站结构力学特性的差异。研究结果表明:先桥后站施工车站楼板竖向位移在每一跨内均表现为梁柱支座大跨中小,整体呈弓形的变化趋势,而先站后桥施工车站楼板位移表现为不同规律;先站后桥施工引起车站顶板及中板竖向位移较先桥后站有一定程度的升高,且中板增幅较顶板增幅大。站桥施工顺序对车站楼板横向弯矩影响较大,最大达到92.15%,发生在顶板侧墙处;纵向弯矩最大差异为55.05%,发生在顶板位置。先桥后站施工钢管柱水平位移及柱端弯矩大于钢筋混凝土柱,而先站后桥施工表现恰好相反。两种施工顺序下钢管柱与钢筋混凝土柱的轴力相差不大,最大的差异发生在钢管柱位置,仅为8.53%。     

黄土地区地铁盾构隧道近距离下穿既有线影响规律及控制标准研究

为研究黄土地区盾构隧道近距下穿既有线的影响规律及控制标准,以西安地铁5号线盾构隧道下穿既有2号线隧道工程为背景,分析在既有隧道与下穿隧道竖直净距为盾构隧道管片外径0.2倍、0.4倍、0.6倍、0.8倍及1.0倍5种工况下的地表沉降和既有隧道在其与新建隧道正交截面上的拱顶及拱底位移、附加应力情况。由结果可知:随着既有隧道与新建隧道竖直净距的减小,地表和既有隧道的拱底拱顶位移均呈线性增大的趋势;地表沉降曲线与既有隧道拱顶沉降曲线呈单峰形态,而拱底位移曲线呈双峰形态,且左峰值小于右峰值;既有隧道在盾构过程中产生正弯矩,应力在盾构穿越其正下方时出现分化;应尽量避免竖直净距小于0.2倍洞径的双线盾构下穿,当采用0.4倍洞径竖直净距下穿时,应将新建隧道拱顶沉降值控制在13 mm以内。     

大断面越江电力管廊隧道管片接头力学行为研究

为了探究盾构隧道管片接头力学性能,基于苏通GIL综合管廊隧道工程,采用有限元软件ANSYS建立用三维精细化数值模型对其接头力学参数和破坏过程进行计算和分析,并采用试验方法对接头力学行为进行分析,将试验结果与数值计算结果进行对比分析。结果表明:接头竖向位移、接头转角和接头抗弯刚度与接头内力关系曲线具有明显的分段线性或非线性特征,其中接头竖向位移和接头抗弯刚度与弯矩的关系曲线可以分为两段,接头转角与弯矩的关系曲线可以分为3段;轴力对管片接头的各项力学参数均有不同程度的影响;正弯矩接头的破坏始于外弧面混凝土压溃;试验得到的接头力学参数和数值计算结果均呈现出相同的变化规律,验证了数值计算的可信度。     

超大直径盾构出井吊装对工作井影响研究

以济南黄河隧道南岸接收工作井盾构机出井吊装为工程背景,借助有限元分析软件,重点分析东线隧道贯通及吊装施工对黄河隧道南岸工作井的变形及受力影响。结果表明:(1)东线隧道贯通时,地连墙最大水平位移为-1.13 mm,主体结构最大水平位移为-0.92 mm;吊装施工时,地连墙最大水平位移为-1.06 mm,主体结构最大水平位移为-0.86 mm,受吊装荷载的影响,地连墙顶部出现向坑外的位移。(2)东线隧道贯通、吊装施工时环框梁的最大弯矩值为16325 kN·m,出现在第二道环框梁中部位置;受履带吊吊装施工超载影响,主体结构最大弯矩值为3915 kN·m,出现在东墙(竖向)支座处。(3)受隧道开洞及施工超载影响,主体结构最大弯矩值为2837 kN·m,出现在北墙支座处;受结构埋深影响,环框梁最大弯矩值为9634 kN·m,出现在第三道环框梁端部位置。盾构出井吊装方案可行,施工过程对工作井影响较小,能保证工作井安全;此外,在满足吊装要求的同时,履带吊应尽量远离接收井,以减小对主体结构的影响。     

基于颗粒流的高填黄土减载明洞土拱效应分析

实际工程表明,在高填方明洞顶部铺设EPS板可以明显降低洞顶竖向土压力,然而,铺设EPS板会将明洞上方的土体荷载向其两侧土体转移,导致其侧墙所受水平土压力及弯矩增大。为了进一步减小明洞受力,提出一种新型减载明洞体系,利用颗粒流软件建立相应数值模型,从竖向、水平土压力、颗粒竖向位移、颗粒间接触力和孔隙率等细观层面研究该减载明洞的荷载传递机制。此外,基于该减载体系,分析EPS板距拱顶位置、宽度和填土压实度对明洞土拱效应的影响。研究结果表明:该减载体系可以扩大土拱效应的影响范围,同时减小洞顶与洞侧土压力;土拱效应的发展与洞顶土体孔隙率的变化相关,孔隙率随EPS板距拱顶距离的增加逐渐减小,土拱效应逐渐减弱,洞顶土压力逐渐增大;随EPS板宽度的增加先增大后减小,当EPS板宽度W=1.5D时,孔隙率达到最大值,土拱效应最强,洞顶荷载分布最少;填土压实度越大,柱土应力比越大,洞顶土压力越小。     

三塔超大跨公铁两用斜拉桥活载加载标准研究

为探究公路铁路活载对三塔超大跨公铁两用斜拉桥结构的影响,以某公铁长江大桥为研究背景,建立有限元全桥模型。利用影响线确定活载最不利加载位置,分析铁路活载和公路活载对主梁、主塔、斜拉索的影响。研究结果表明:随着铁路和公路活载加载长度的改变,桥梁结构响应在主梁竖向位移、主梁压应力、主塔顺桥向位移、主塔顺桥向弯矩、斜拉索索力增幅等方面表现出一定的规律性,铁路活载引起的桥梁结构响应是公路活载的3.2~4.2倍;对于主梁和主塔,当铁路活载加载长度分别增加5.4%、22.2%、18.2%,结构响应对应增大35.90%~36.90%,8.27%~13.07%,4.40%~8.38%;对于斜拉索,活载作用下索力最大增幅位于跨中附近;按照偏安全的到发线长度加载比按照列车可能最大长度加载,在桥梁设计上更具有安全冗余度。研究成果可为超大跨度铁路桥、公铁两用桥的设计提供参考。     

60TY钢轨弯折有限元仿真模拟分析

60TY钢轨作为可动心单开道岔用翼轨,采用计算仿真模拟60TY钢轨弯折过程,找出最大应力位置和最大弯折角度,根据弯折变形制定合理的翼轨弯折工艺。     

山岭隧道突水对衬砌结构受力影响数值分析

用有限元数值模型,分析隧道断面上8个不同位置10种不同水压突水条件下衬砌结构的受力特征。结果表明:突水位置发生在仰拱或墙脚位置时,对衬砌结构的受力影响显著;突水对衬砌结构上的最大正弯矩和最大剪力影响最显著,而对最大负弯矩和最大轴力影响要相对小一些。运用结构力学的弯矩影响线理论,把突水压力作为衬砌结构上的移动荷载,给出不同突水压力下衬砌结构的弯矩包络图。     

桥上CRTSⅡ型板式轨道梁端高强度挤塑板的合理弹性模量研究

依据梁端CRTSⅡ型板式轨道的结构受力特征,采用梁模拟钢轨、轨道板和底座板,线性弹簧模拟扣件与CA砂浆的弹性作用,采用单向受压弹簧模拟滑动层与挤塑板的支撑作用,建立梁端轨道叠合梁计算模型,分析挤塑板弹性模量对无砟轨道承受轮载以及梁端位移时的受力变化规律。分析表明:由于梁端挤塑板弹性模量相对较低,列车通过时容易引起刚度不平顺、增大轨道受力,应适当提高挤塑板弹性模量;而梁端位移作用时,较大的挤塑板弹性模量则会引起较大的附加弯矩。综合考虑两方面作用,在常用32 m梁上,挤塑板弹性模量在10~50 MPa时,轨道受力状态最佳,其他梁型应根据实际梁端位移适当调整挤塑板弹性模量。