铁路圆端空心墩等效塑性铰长度试验研究

等效塑性铰长度通常用于估算桥墩顶部的位移能力,是空心墩抗震性能分析的重要指标之一。鉴于目前塑性铰长度公式大多源于实心构件的试验和理论成果,铁路圆端空心墩的塑性铰特性、现有计算模型的适用性等亟待深入研究。因此,对4个1/6缩尺的圆端空心墩模型进行拟静力加载,观测试件损伤演化历程,分析桥墩塑性铰和曲率分布特性,并比较既有塑性铰长度公式计算值与实测值。结果表明:最终墩身裂缝分布范围约占桥墩高度的2/3,塑性损伤主要集中在墩底空心墩倒角附近区域;由于墩底实心段、倒角过渡段和墩身变截面的影响,墩底塑性铰区相对延长并整体上移;Eurocode8模型计算结果与试验值最为接近,可用于估算铁路圆端空心墩等效塑性铰长度。     

大准线万泉河大桥桥墩加固设计及分析研究

以桥梁动力检测结果为依据,结合万泉河大桥钢筋混凝土矩形及圆端形板式墩等结构特点,提出了两种桥墩加固方案,并选取6个典型桥墩,采用大型通用有限元程序对两种方案的加固效果进行分析对比,结果表明两种方案的加固效果均比较明显。在考虑经济效益的前提下,推荐的桥墩加固方案为:对于钢筋混凝土矩形板式墩,由于墩身较低,仅在桥墩横向两侧进行加固;而对于钢筋混凝土圆端形板式墩,由于墩身较高,建议对桥墩横向和纵向都进行加固。     

提高重力式桥墩动力性能的加固机理与实践

分析各种墩身形状和基础形式的重力式桥墩的动力特性,认为圆形墩的动力特性相对较差,其加固原理是增加其横向刚度,提高自振频率;其加固方法是将圆形墩改建为圆端形墩。通过对实例的检测,表明该加固理论是正确的,方法是可行的。     

大砂坪特大桥超宽薄壁空心桥墩温度效应分析

兰渝铁路兰州枢纽大砂坪特大桥为四线桥梁,桥墩采用圆端形空心墩,属超宽薄壁结构。本文以此桥为研究对象,首先简要介绍了超宽空心墩计算温度应力时所需的温度分布场相关参数,然后通过有限元软件ANSYS建立数值模型进行了温度效应理论分析,结果显示由温差引起的空心墩环向和竖向应力值较大,需要合理设置墩身钢筋来解决混凝土开裂问题,最后根据计算结果对墩身进行了配筋设计。     

模板外侧搭设操作平台桥墩内侧搭设脚手架施工

郑西客运专线桥梁所占比例大,桥墩多在30~40 m高,最高47 m,结构形式为双线圆端(矩形)空心桥墩墩,主要介绍在墩身施工中,如何采用在桥墩模板外侧搭设操作平台空心墩内侧搭设脚手架的方案,加快施工进度、节约工程成本的成功经验。     

刚构-连续梁桥船撞桥墩最不利位置及安全性评价

以湘府路湘江大桥(65+5×120+65)m刚构-连续梁桥为工程背景,采用2种方法研究了桥墩在纵横向船舶撞击力作用下的墩身弯矩随船舶撞击高度的变化规律,以确定船撞桥墩的最不利位置。方法一采用简化计算模型进行桥墩弯矩公式推导,方法二采用Midas Civil建立空间有限元仿真全桥模型进行墩身弯矩计算。计算结果表明:有限元仿真全桥模型计算得出的墩身弯矩与简化计算模型推导出的结论是一致的,在船撞力作用下整个桥墩中墩底弯矩最大,且墩底弯矩随着船撞力作用点的升高而增大;简化计算模型中采用了若干简化处理,在进行桥梁船撞安全性评价时宜采用有限元仿真全桥模型计算。本文结果对桥墩设计与船撞安全评价具有一定的指导意义,并在此基础上对此刚构—连续梁桥船撞桥墩安全性进行了评价。     

城际铁路长联大跨高墩刚构-连续组合梁桥设计分析

西北一城际铁路特大桥主桥采用(80+4×144+80)m刚构-连续组合梁,梁体采用单箱单室直腹板截面梁,利用MIDAS/Civil软件建立主桥计算模型进行动力特性计算,并对比不同固结方式、桥墩墩身壁厚、横系梁设置方案下桥梁的自振特性,得出最优桥墩设计方案。通过主桥结构静力计算验证桥梁设计方案的合理性并确定合龙顺序,中跨合龙时施加6 000 kN顶推力以改善墩身内力。箱梁纵向计算及横向环框计算表明,本桥采用的双薄壁刚构墩在最不利荷载工况下能满足结构安全使用的要求。     

群桩基础桥墩的自振特性计算

在已有的研究基础上，将群桩基础桥墩作为一个空间整体，改进了群桩基础桥墩自振特性的三维计算模型。该模型采用半数值半解析的方法对群桩基础进行了模拟，建立了桩基新的等效刚度矩阵，可以充分考虑群桩的布置、地基土的状况，具有较强的适应性，并且计算方便。在些模型基础上编制了有限元程序，其计算结果与通用程序及实测值吻合较好。利用该程序分析了桥墩的参数对自振特性的影响，这些分析对于桥墩的抗震设计和病害检测都具有参考价值。     

铁路桥梁基础受冲刷对桥墩自振特性的影响分析

以城鸡线2K+614 m桥5号桥墩为研究对象,通过挖开桥墩基础周围覆盖层土体的不同厚度模拟基础受冲刷程度,运用冲击振动试验法进行桥墩自振特性测试,分析桥梁基础受冲刷对桥墩自振特性的影响。结果表明:桥墩基础周围覆盖土层厚度的减少会降低桥墩的自振频率,并使桥墩的刚体摆动趋势增强;减少的土体越靠近地面对桥墩自振频率的影响越大。采用弹性系数模拟桥墩基础周围土体对桥墩的约束,建立有限元模型,并通过改变弹性系数值模拟覆盖土层厚度变化对基础的约束影响,分析基础在不同冲刷程度下桥墩自振特性的变化规律。用有限元法、能量法和回归法分析覆盖土层厚度变化对桥墩自振特性影响的结果与实测结果的比较表明:有限元法比能量法和回归法能更好地预测基础受冲刷对桥墩自振特性的影响。     

城际铁路双线圆端形实体桥墩设计研究

介绍某城际铁路双线圆端型桥墩设计,综合同类结构的应用情况,对该桥墩适用条件及有关注意事项进行总结。介绍了顶帽尺寸确定的要求,荷载取值、墩身受力计算的方法,提出了减小刚度限值的思路,对横向折角的计算办法进行了探讨。通过减小刚度限值、支座悬出墩颈等措施,实现了墩身尺寸的优化,并对顶帽受力计算提出了建议。     

罕遇地震作用下高速铁路减隔震简支梁桥合理计算模型的探讨

以往在分析减隔震桥梁的地震响应时,由于考虑到桥墩和基础应保持弹性工作状态,在基于强度的设计中偏于安全考虑桥墩一般采用毛截面刚度建立弹性梁单元模型。实际上,在罕遇地震作用下,桥墩墩底截面虽然未达到屈服状态,仍然会出现保护层混凝土开裂,并导致桥墩刚度降低。此时,应考虑对桥墩刚度进行适当修正以估计桥梁的各项地震响应参数,这也有利于实现减隔震桥梁基于位移的抗震设计。结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,分别采用弹塑性纤维梁柱单元、弹性梁柱单元、考虑刚度修正的弹性梁柱单元模拟桥墩建立3种计算模型,探讨适用于罕遇地震作用下的高速铁路减隔震桥梁的合理计算模型。结果表明,当罕遇地震作用下桥墩位移延性超过0.5时,考虑刚度修正的弹性梁柱单元模拟桥墩的计算模型能够较好地估计桥梁各项地震响应参数。     

混凝土收缩对空心墩墩顶实体段的应力影响研究

为分析混凝土收缩荷载对空心墩墩顶实体段应力的影响,以某单线铁路空心墩为例,对墩顶实体段进行结构有限元建模分析。分析表明:仅考虑竖向荷载(含动力系数)时,最大拉、压应力出现在顺桥向;考虑混凝土收缩荷载后,最大拉、压应力出现在横桥向,且拉应力数值增加明显,尤其是横桥向拉应力增加2~3倍,混凝土收缩荷载对墩顶实体段应力影响很大,设计配筋时应予以考虑。     

桥墩及桩基形式对墩底平转施工转盘设计的影响

以新建福厦(福州—厦门)高速铁路17500 t转体刚构为背景,采用实体有限元方法分析了不同桥墩类型及桩基布置对墩底平转转体中转盘受力的影响,并对桥墩及桩基进行了优化。结果表明:实体墩对上转盘受力最有利,其次是空心墩,最不利的是双薄壁墩;增加墩底实体段能够有效降低空心墩、双薄壁墩上转盘的主拉应力;随着墩底实体段高度的增加,主拉应力降低的幅度逐渐变小;球铰正下方有桩基时对下转盘底部受力更加有利;距离球铰中心越远,桩基受力越小,适当增加中桩桩径,可使各桩基应力状态更加均衡。     

32m T梁桥梁墩高对工程经济延米指标的影响

32m简支T梁是铁路桥梁的传统梁型,设计简支T梁时考虑到新规范在纵向线性刚度和横向刚度方面的要求,对其进行技术经济分析,对设计的不同墩高的数量进行统计,对其基础和墩台所用材料的消耗指标进行比较,判断他们之间存在的递增关系。为便于统计分析,将引桥区段的墩高按一定范围划分,分析寻求其规律性,结果是随着墩高的增减其延米指标也...     

高墩大跨铁路桥梁动力特性分析

近年来,随着我国铁路桥梁的迅速发展,桥梁的跨度越来越大,桥墩越来越高,体系越来越柔。高桥墩体自重大、柔度大、阻尼小。本文以某大跨高墩连续刚构桥为计算模型,应用通用软件Midas/Civil建立了三维动力有限元模型,对该桥进行动力特性分析,得出该桥的前十阶振型。并就加弹性阻尼器对结构的动力影响进行分析,得出加弹性阻尼器能够改变结构的动力性能。     

温度应力对铁路预制装配式空心桥墩壁厚及预应力的影响分析

和(田)若(羌)铁路预制装配式桥墩采用了双柱圆形空心墩的结构形式和预应力钢筋的连接形式.由于线路所在区域昼夜温差大,墩壁内外侧易产生较大的温度应力.本文通过建立实体单元有限元模型,分析温度应力在墩身的分布情况.结果表明:在不同墩柱壁厚设计条件下产生的温度应力差异较大,采用预应力钢筋连接方案时需要施加的消压预应力不同.壁...     

重载既有线路桥过渡段动力响应特性分析

结合朔黄铁路路桥过渡段实际,基于有限元和无限元理论建立车-轨动力分析模型,并通过实测数据对模型进行了验证.以实测过渡段不平顺为基础,分析了C80货车通过过渡段时动力响应规律.计算结果表明:重载既有线路桥过渡段运营造成的不平顺对车辆振动加速度、轮轨力等影响较大,不平顺条件下轮轨力可达221 kN,接近容许限制;在路基深度...     

泥石流作用下桥墩的动力响应分析

由于部分山区桥梁跨越发育冲沟,会受到泥石流的冲击作用,基于桥梁构件能力保护原则,对泥石流作用下桥梁动力响应分析的研究就显得尤为重要。应用有限元动态接触方法对碰撞过程进行数值模拟,选取某高速公路30 m实心T墩建立三维实体有限元模型,分析其在泥石流作用下的动力响应情况。研究表明,在泥石流冲击作用下,块石与桥墩接触区及下部构件连接处应力较大,墩顶位移随上部荷载压力增大而不断减小,即设计应考虑分别提高桥墩的承载能力及其构件连接处的变形能力。     

拱墩降温对大跨桥上连续式无砟轨道竖向位移影响分析

受季节和日照的影响,高墩大跨拱桥混凝土结构会出现膨胀现象,从而引起桥墩顶部竖向位移的变化。为了研究拱墩降温对高墩大跨拱桥上连续式无砟轨道竖向位移和高低不平顺的影响,根据桥上连续式无砟轨道的结构和受力特征,参考国内某大跨度上承式钢筋混凝土拱桥的实际参数,利用有限元方法,建立线-桥-墩一体化模型,分析拱墩降温对大跨拱桥上连续式无砟轨道的竖向位移和高低不平顺的影响。结果表明:拱墩降温引起的大跨桥上线路竖向位移较明显,设计时不可忽略;拱墩降温会引起线路高低不平顺,且对长波不平顺影响最严重;线路高低不平顺随降温幅度增加而增大,在年温差较大的地区目前不建议高墩大跨拱桥与连续式无砟轨道配合设计使用。     

地震作用下梁式桥碰撞反应分析

在考虑梁间碰撞反应和桥梁结构非线性特性的基础上,建立全桥模型,通过不同桥墩高度和截面刚度简支梁桥在不同地震激励下的时程响应分析,对橡胶支座隔震的简支梁桥体系在地震作用下梁间碰撞响应规律和特点进行研究。结果表明,碰撞在一定程度上显著改变结构的响应状态,增大墩底弯矩和剪力;桥墩的高度、截面刚度以及地震激励的变化会对梁间碰撞产生影响。