大跨度斜拉桥摩擦摆式支座减震性能分析

为选用合适的摩擦摆支座设置方案,以改善地震作用下大跨度斜拉桥下部结构的受力性能,以安庆-九江高铁鳊鱼洲长江大桥主航道桥为背景,利用有限元软件建立全桥模型,比较不同摩擦摆支座设置方案下桥梁下部结构的地震反应。结果表明:在地震作用下,不设置摩擦摆支座时,承台底轴力及墩梁之间相对横向位移不满足减震要求;仅边墩设置摩擦摆支座墩梁之间相对横向位移不满足设计要求;边墩及辅助墩均设置摩擦摆支座后,下部结构最不利轴力显著提高,墩梁之间相对横向位移响应明显下降,安全系数大幅提高,均能满足结构减震要求。鳊鱼洲长江大桥主航道桥最终采用边墩及辅助墩均设置摩擦摆支座方案。     

常泰长江大桥主航道桥结构体系及钢梁设计

常泰长江大桥主航道桥为主跨1176 m的公铁两用斜拉桥,上层为高速公路,下层为城际铁路与普通公路(采用非对称布置).该桥首次采用温度自适应塔梁纵向约束体系,该体系采用塔梁分离、塔墩固结形式,塔梁之间设置支座和纵向阻尼器,有利于降低梁端位移和桥塔内力;辅助墩采用压重+锚索方案,以消除活载负反力.主梁采用N形桁式两主桁钢桁...     

加劲梁形式及支承体系对三塔悬索桥整体刚度影响研究

为探讨加劲梁形式及支承体系对三塔悬索桥整体刚度及中主鞍座槽内主缆抗滑移稳定性的影响,以(225+850+850+225)m的鹦鹉洲长江大桥为背景,选取不同加劲梁形式及支承体系,拟定6种组合工况,通过桥梁结构非线性分析系统BNLAS对不同组合下结构竖向、横向刚度及主缆抗滑移稳定性进行计算分析。结果表明:加劲梁采用钢-混组合梁形式,结构竖向和横向刚度较采用钢箱梁时大;加劲梁支承体系对结构整体竖向刚度影响不大,但对加劲梁局部竖向转角影响明显,简支支承体系梁端转角较大;加劲梁支承体系对结构整体横向刚度影响明显,表现为简支体系横向刚度较小,飘浮和半飘浮体系横向刚度较大;加劲梁采用自重较大的钢-混组合梁形式以及设置纵向固定支座,对主缆抗滑移稳定有利,此外考虑荷载偏心计算主缆抗滑移稳定性更偏于安全。     

铜陵公铁两用长江大桥主桥钢梁设计

铜陵公铁两用长江大桥主桥为(90+240+630+240+90)m五跨连续钢桁梁斜拉桥,上层布置6车道高速公路,下层布置4线铁路。该桥采用飘浮体系,在主梁和桥塔间设置阻尼装置;主梁采用板桁结合钢桁梁,3片主桁,N形桁架,单片主桁杆件的最大杆力为62 500kN;主桁采用全焊接桁片结构,单片主桁每2个节间为1个单元,桁高15.5m,节间长15m;公路、铁路桥面均采用密布横梁的正交异性钢箱桥面板;索梁锚固采用锚箱式,将斜拉索直接锚固在节点板下部;在铁路桥面系的钢箱梁内采用素混凝土集中压重;主桁采用桁片式架设方案,最大吊重约330t。     

钢桁梁桥密支座体系钢桥面板高温摊铺受力分析

公铁两用钢桁梁桥上层公路改造时常采用密支座体系钢桥面板,为选择合适的铺装方案,保证高温摊铺期结构安全,以九江长江大桥公路桥加固改造工程为背景,通过现场摊铺试验,测试高温摊铺期结构温度场;采用ANSYS软件建立钢桥面板局部模型,基于测试结果,考虑高温摊铺作用,对比分析不同摊铺分幅方案(1次整幅摊铺、分2次半幅摊铺、分4次四分幅摊铺)钢桥面板应力和支座反力。结果表明:摊铺区域钢桥面板受高温影响明显,实测顶板与底板局部最大温差为69.8℃;各分幅摊铺方案下钢桥面板均受力安全(最大应力115 MPa);仅分4次四分幅摊铺方案下全部支座符合设计要求;分幅宽度较小时钢桥面板应力和支座反力均较小。该桥采用分4次四分幅摊铺方案,结构安全,效果良好。     

黄冈公铁两用长江大桥主桥钢梁设计

黄冈公铁两用长江大桥主桥为(81+243+567+243+81)m五跨连续钢桁梁斜拉桥。该桥采用塔墩固结、塔梁分离的结构体系;采用双层钢桁梁结构,上层为双向4车道高速公路,桁宽27.5m,下层为双线铁路,桁宽16m;钢桁梁采用倒梯形斜主桁断面,桁高15.5m,节间长13.5m;主桁为N形桁架,主桁上、下弦杆均采用平行四边形截面,斜杆采用平行四边形截面或斜工字形截面;节点为焊接整体节点,节点位置的杆件均采用等强对拼连接,斜拉索通过内置式钢锚箱锚固在上弦节点内部;公路及铁路桥面系采用板桁结合的正交异性板整体桥面系;在上弦节点位置设置三角形桁架式横向联结系。     

不同支座形式对临猗黄河大桥地震响应影响研究

以临猗黄河大桥主桥(112+14×128) m+(14×128+120) m高墩长联组合梁桥为背景,研究不同支座形式对高墩长联组合梁桥地震响应的影响。建立该桥有限元模型,考虑支座在强地震动作用下发生的滑动特性,采用非线性动力时程分析方法对摩擦摆支座和球型支座约束条件下桥梁的地震响应进行分析及损伤评价,从而提出合理的支座约束形式。结果表明:高墩长联桥梁中矮墩支座地震响应对地震动强度增长较为敏感,在桥梁抗震设计中应关注矮墩支座的地震响应;纵向支座位移响应大于横向支座位移响应,纵向墩底弯矩响应小于横向墩底弯矩响应;2种支座约束下的桥梁地震响应均满足两水准两阶段的抗震设防要求,只考虑支座位移响应峰值而不考虑支座自复位等属性时,球型支座更能有效降低高墩长联组合梁桥地震响应。     

基于温度效应的小半径曲线箱梁支座布置

以某3×25m小半径曲线混凝土箱梁桥为工程背景,提出5种曲线梁桥支座布置方案。分别考虑季节性温度变化及日照温差效应,建立实体有限元模型,对不同支座布置形式下的箱梁支座受力、结构应力及变形进行分析。研究结果表明:季节性温度变化对曲线箱梁的扭转效应影响较小,而日照温差则会引起曲线箱梁发生明显的扭转;小半径曲线箱梁桥的温度效应可通过合理的支座布置进行缓解。     

九江长江大桥主桥公路桥改造设计

针对九江长江大桥主桥公路桥存在的两方面问题(原设计标准低于现在的运营要求;桥面系结构出现的病害使整个结构存在安全隐患且影响结构的耐久性),分析病害原因并进行结构检测评估,在此基础上提出加固改造方案。在不改变原有结构受力体系的前提下,采用较轻的正交异性钢桥面板整体更换原公路桥面系,所有纵向构件全联连续,取消原桥一联中间设置的小型伸缩缝;将原横梁加劲板的上、下两端分别与横梁的上、下翼缘固定,同时在原加劲板两侧增设加劲板改善支座附近横梁腹板的受力状况;对原公路托架采取安装新增构件和更换部分节点板及杆件的措施进行加固。改造方案提升了公路桥的技术标准,并且修复了存在的病害。     

沥青混凝土高温摊铺下钢梁支座体系温度效应

沥青混凝土高温摊铺所引起的钢桥正交异性板结构温度效应备受关注,为研究高温摊铺引发的钢梁支座体系温度效应,依托九江长江大桥的公路桥加固改造工程,采用生死单元法模拟了钢桥面沥青混凝土动态摊铺施工过程,建立了密支座钢梁摊铺温度场模型,结合现场温度监测数据确立了高温摊铺下钢梁节段的温度场时空分布规律,在此基础上,仿真模拟了不同工况下钢梁支座体系的力学响应,并剖析了高温摊铺下支座体系温度效应的影响因素。研究结果表明:沥青混凝土高温摊铺下钢桥面板的温度先急剧上升,摊铺完成约12 min后逐渐下降直至稳定,夏季热拌环氧沥青混凝土(摊铺温度为185℃)摊铺下钢桥面板的最高温度达到96.1℃,钢梁节段的竖向最大温差达到55℃;高温摊铺会导致钢梁支座体系产生较大的支反力,摊铺宽度增大,支反力显著提高,当摊铺宽度超过5 m时,支座最大竖向拉力将超出其承载能力,当摊铺宽度超过8 m时,最大横向支反力将超出支座承载能力;对于纵向有连续固定支座的钢梁节段,纵向连续固定支座数目对竖向支反力和横向支反力的影响较小,但高温摊铺时会产生远超支座承载能力的纵向支反力,支座结构存在安全隐患。研究可为类似钢梁支座体系的沥青混凝土摊铺施工方案设计和支座处置提供理论支撑。     

新白沙沱六线铁路长江大桥钢桁梁横断面的合理选择

新白沙沱长江大桥主桥为(81+162+432+162+81)m的五跨连续钢桁梁斜拉桥,上层布置四线客运专线,下层布置两线货运专线,是国内首座六线铁路桥。为合理选择该桥钢桁梁的横断面,从结构的空间构成、受力及经济合理性等方面,对2片主桁与3片主桁、梯形斜桁断面方案与矩形直桁断面方案进行对比分析。结果表明:大桥采用2片主桁的矩形直桁断面方案既能满足线路的布置要求,又具有结构受力合理、钢结构制造安装方便和较好的经济性等优势。因此大桥钢桁梁最终采用2片主桁的矩形直桁断面,桁宽24.5m,桁高15.2m,上层桥面为正交异性板整体结构,下层桥面为纵横梁+道砟槽板结构。     

三主桁结构内力分配影响因素研究

南京大胜关长江大桥主桥为主跨336 m的钢桁拱桥,钢桁拱采用三主桁结构.为减小该桥钢桁拱三主桁间内力分配的差异,以跨径168 m的简支三主桁钢桁梁为例,研究影响三主桁结构内力分配的因素.采用结构分析软件MIDAS Civil对该钢桁梁建立模型,分析比较在对称荷载与偏载作用下结构的静力效应.分析结果表明:在对称荷载与偏载作用下,横联均是影响主桁受力分配的主要因素;在对称荷载作用下,横梁刚度比平联面积对三主桁内力分配影响明显;在偏载作用下,平联面积比横梁刚度对三主桁内力分配影响明显.     

重庆至利川铁路韩家沱长江大桥总体设计

韩家沱长江大桥主桥为(81+135+432+135+81)m双塔双索面钢桁梁半飘浮体系斜拉桥.主梁为平行弦钢桁梁,N形桁架,2片主桁,桁间距18m,桁高14 m,节间长13.5m,采用正交异性板整体钢结构桥面,节点为焊接整体节点结构形式.桥塔为折线H形桥塔,采用C50混凝土,最大塔高187.5 m.全桥共设56对镀锌高强钢丝斜拉索,呈平行的扇形双索面布置.在设计中通过在钢桁梁下弦杆底分段设置导流板经济有效地抑制了钢桁梁的涡激振动,研发了利用带控制开关的新型锁定装置控制列车制动力引起的结构振动、利用粘滞阻尼器控制地震响应的综合控制系统.     

大跨组合连续梁桥不同温度梯度模式的效应研究

选取国内外四种温度梯度规范作为计算工况,对某大跨组合连续梁桥在不同温度梯度模式下的效应进行研究。分析结果表明:不同温度梯度模式下的效应分布具有一定相似性,但随着温差分布形态及特征值的不同,温度效应值相差很大。对于温度梯度各国规范规定了梁顶最大温差,但是自然环境复杂多变,不具有普遍适用性,采用改变梁顶最大温差方法,计算不同规范组合梁下缘应力和主梁线形,分析不同规范组合梁下缘应力和主梁线形的变化规律。     

大跨连续梁桥不同支座体系地震响应对比及参数研究

为解决大跨连续梁桥在不同支座体系下的地震响应及阻尼器参数对主梁位移的影响,以某座大跨(70+110+70)m连续梁桥为例,分别采用盆式支座、摩擦摆减隔震支座和摩擦摆减隔震支座+阻尼器支座体系,通过有限元软件Sap2000模拟分析桥梁在地震作用下的特性。结果表明:1)在地震作用下,采用摩擦摆减隔震支座体系能有效降低桥墩的地震响应;2)在摩擦摆减隔震支座增设阻尼器可减小主梁位移,但桥墩内力随之增大;3)阻尼器的参数应依桥梁的特性合理选用。     

常泰长江大桥专用航道桥钢梁安装方案设计

常泰长江大桥天星洲和录安洲两座专用航道桥为刚性梁钢桁拱桥,跨度布置均为(168+388+168)m,主梁采用2片主桁双层板桁组合结构,N形桁式,焊接整体节点构造,主拱采用与主梁反向的N形桁.针对该桥施工难点,进行钢梁安装方案设计.主桁杆件采用整体节点散拼,联结系采用单根杆件拼装,每节间的桥面板分为3块安装;边跨钢梁在临...     

铜陵公铁两用长江大桥钢桁梁全焊桁片制造技术

铜陵公铁两用长江大桥主桥为(90+240+630+240+90)m五跨连续钢桁梁斜拉桥。主梁采用3片主桁,N形桁架,3片主桁均为双节间全焊桁片结构,双节间全焊桁片长30m、宽2.85m、高18m,单榀桁片最重360t,每榀桁片由上、下弦杆及腹杆全焊接而成。主桥钢桁梁采用双节间全焊桁片及上、下桥面板分块整体制造技术,为了保证桁片制造精度,全焊桁片采用"2+1"匹配制造技术,将桁片上(下)弦杆、竖腹杆及斜腹杆单件制造成型后再进行桁片总拼,3个全焊桁片在胎架上制造完后,其中前两个全焊桁片出胎,最后一个桁片移至前端作为母梁,匹配拼装后续桁片,直至全部匹配完成。目前,该桥钢桁梁已安装完成,制造精度满足规范要求。     

年温差对采用拉索减震支座斜拉桥抗震性能影响分析

通过建立六塔斜拉桥的有限元分析模型并考虑温度改变引起的不同支座位移的各种工况,对多塔斜拉桥结构地震响应影响进行温度敏感性分析。研究表明,拉索减震支座能够在小幅度提高墩底剪力的前提下有效减小地震作用下墩、梁之间的相对位移。年温差作用引起的支座位移会导致多塔斜拉桥各桥墩的抗震需求差异明显,出现部分桥墩内力过大,而其他桥墩的抗震能力未能得到充分利用的情况。随着年温差的增大,各桥墩上的地震剪力分配越不均衡,部分桥墩受力不利的情形亦更加严重。     

南京大胜关长江大桥大跨度钢桁拱桥设计研究

南京大胜关长江大桥是京沪高速铁路的重点工程,主桥采用三主桁空间桁架结构、Q420qE高性能结构钢、板桁组合结构与整体桥面结构、以及长吊杆抑振等关键技术.介绍南京大胜关长江大桥的建桥条件与技术标准、桥型方案比选与总体布置以及钢桁拱结构方案,重点论述所采用关键技术的研究与运用.     

南京长江大桥公路正桥功能提升改造关键技术

以南京长江大桥公路正桥升级改造涉铁工程为背景,在分析病害产生原因后,以修旧如故、消除铁路行车安全隐患、提高结构耐久性能、改善行车舒适性为原则,对公路正桥功能提升改造关键技术进行研究.采用一种适用于既有钢桁梁的多支座支承正交异性钢主梁结构体系,研发与应用适应板桁间多项效应的多功能拉压钢支座;设计兼具施工平台作用的防护隔离...