小边跨梁拱组合体系桥梁静动力荷载试验与结构评定分析

为验证小边跨梁拱组合体系桥梁在正常运营状态下结构受力性能是否与设计目标吻合,基于现场荷载试验研究了该桥在中载及偏载作用下桥梁各构件内力、变形及应变,同时基于脉冲试验、行车试验、刹车试验研究该桥的自振频率、冲击系数,并最终同有限元计算结果进行对比。试验结果表明:该小边跨梁拱组合体系桥梁静载试验荷载效率系数在0. 86～1. 04,介于0. 85～1. 05之间,满足JTG/T J21-01—2015《公路桥梁荷载试验规程》规定;不同部位控制截面实测挠度均小于计算值;实测振型与有限元结果具有很好的相关性,且实测频率值均大于计算值,同时实测冲击系数平均值小于计算值,表明桥梁结构整体性能及技术情况良好。该小边跨梁拱组合体系桥梁在正常使用状态下主桥承载能力均满足城市-A级荷载等级要求。     

双线系杆拱桥对不同列车荷载的适应性分析

以一座跨度为128 m铁路双线系杆拱桥为例,基于TB 3466—2016《铁路列车荷载图式》,在ZK,ZC,ZKH,ZH(Z=1. 3)列车荷载作用下,分析系杆拱结构受力及变形性能,探讨其适应性及控制因素。研究结果表明:主梁结构在4种列车荷载作用下均满足规范要求,在ZK,ZC列车荷载作用下,主梁结构强度及抗裂安全系数均较大,可采用适当减少预应力配置等形式进行优化调整;在ZH(Z=1. 3)列车荷载作用下,拱肋横向稳定安全系数接近限值,且拱肋与拱脚连接位置8 m范围内强度安全系数超规范限值,钢管厚度需增加,表明该桥型控制因素为拱肋结构受力及拱肋横向稳定性;结构刚度均满足规范限值,挠跨比最小值亦达1/5 000,反映了系杆拱桥刚度大的特点;双线系杆拱仅在ZH(Z=1. 3)列车荷载作用下需局部调整结构尺寸,其余均可满足结构受力及变形要求,表现出良好的适应性。     

重庆朝天门长江大桥成桥荷载试验研究

重庆朝天门长江大桥为主跨552 m的中承式连续钢桁系杆拱桥,为世界上跨度最大的拱桥,采用公轨两用的双层桥面布置,具有结构新颖、荷载重、跨度大等特点。本文介绍了该桥成桥荷载试验过程,将试验结果与有限元计算结果进行比较分析。试验结果表明,该桥在试验荷载作用下具有足够的强度和刚度,桥梁的自振特性及在汽车荷载作用下结构的动力响应均满足设计和规范要求。     

预应力混凝土连续箱梁桥静、动荷载试验研究

研究目的:通过对连续箱梁桥控制截面和典型位置的应力和变形观测,得到桥梁实际应力分布和变形情况,通过测试桥梁的实际受力情况,可以评估和鉴定桥梁的实际承载能力,为工程竣工验收提供实测依据.研究结论:通过对预应力混凝土连续箱梁桥的静动荷载试验,得到了桥结构的实际应力、变形及频率等参数.试验结果表明,对该桥的理论分析和设计计算方法可行,能控制和保证施工质量,使桥梁刚度和承载能力满足设计和规范要求.     

高速移动荷载作用对桥上轨道竖向动力特性的影响

以成灌铁路简支箱梁桥及轨道结构为背景,建立了移动荷载作用下桥梁轨道力学模型,推导了其竖向振动位移响应并编制计算程序,分析了荷载移动特性对桥上轨道竖向振动位移特性的影响。计算单个荷载以不同速度通过轨道时的竖向位移变化,得出即使没有轨道不平顺影响,高速移动荷载作用仍然会引起桥上轨道竖向振动,且振动频率与速度有关;与静荷载作用相比,轨道的竖向振动振幅大大增加,就成灌铁路而言,竖向位移最大值出现在速度350 km/h时。研究结果对深入了解高速列车通过桥上轨道时的动力特性有重要指导意义。     

静风荷载对高墩大跨桥梁位移影响分析

为了研究静风荷载对高墩大跨桥梁纵横向位移的影响,为高墩大跨桥梁上铺设无缝线路、无砟轨道提供理论依据,运用有限元软件ANSYS,建立桥梁—墩台—基础相互作用一体化模型,分析了静风荷载对桥梁纵向位移、横向位移的影响以及不同桥型对静风荷载抵抗能力的影响。结果表明,静风荷载作用下,高墩大跨桥梁会产生较大的纵横向位移;在最大风荷载作用下,横向位移产生的轨向不平顺值未超过高速铁路轨向不平顺管理值,且不会影响无缝线路的稳定性;静风荷载下引起梁体和墩台纵向位移会影响梁轨相互作用;采用刚构桥较连续梁桥有利于控制风荷载对桥梁变形的影响。     

“公轨合一”型高架桥系统的城市轨道交通列车运行平稳性分析

"公轨合一"型高架桥具有上下桥桥幅不相当的特点,桥梁结构在单侧汽车荷载作用下的空间扭转效应明显,振动传递到轨道梁上会对列车运行的平稳性造成影响。通过ANSYS有限元软件建立有限元模型,推导了10自由度列车垂向模型并通过分离迭代方法求解。考虑轨道不平顺,将汽车荷载考虑为移动力模型,分析了高架桥上汽车运行对列车运行的平稳性影响,以及轨道不平顺对列车运行的影响。     

新建桥运营状态下对邻近高铁桥基础水平变形的影响分析

临近既有高铁桥梁新建与之并行的桥梁,新建大跨度桥桩基础将荷载作用传递至较深的土体中,并引起既有桥桩基础的附加变形.运用ABAQUS有限元法,采用Mohr-Coulomb弹塑性模型,选取新建桥运营状态下的荷载作用,研究对既有桥桩基础横桥向附加水平变形的影响.研究结果表明:新建桥荷载作用会使桩在横桥向产生转动和局部弯曲并产生附加应力;由于承台的约束作用,群桩在桩顶变形较统一,而在桩底有较大差异;在横桥向变形方面,既有桥前排桩对中后排桩有着明显的遮挡效应;适当增加新旧桥中心距可以减小新建桥对既有桥横桥向附加水平变形的影响;增加新桥桩长可以减小新建桥对既有桥横桥向附加水平变形的影响,但应避免出现较大反向变形的情况.利用有限元方法根据具体工程要求,可以对工程选址提供指导意见.     

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。     

钢—混凝土组合曲线箱梁桥静载试验研究

结合某立交桥匝道钢-混凝土组合曲线箱梁的静载试验实例,分析在自重及汽车荷载作用下曲线梁的内力及变形特点,通过有限元模型与试验结果的对比,探讨城市立交桥匝道曲线箱梁的仿真模型分析与荷载试验方法,并依据试验结果对该桥当前结构性能作出了评价,为此类桥型的设计和试验提供借鉴.     

曲线部分斜拉桥成桥阶段模型试验研究

为研究曲线部分斜拉桥结构受力特性,根据相似理论,对依托工程进行1/40的全桥缩尺模型试验。主要研究在等效车道荷载作用下模型桥主梁跨中弯矩、塔顶偏位、斜拉索索力及边支座支反力等工况下控制断面的最不利效应,并将试验实测值、模型计算值与按相似理论进行换算后的实桥计算值对比分析。研究结果表明:在各自对应的最不利荷载作用下,跨中截面仍有充足的压应力储备,拉索应力仍满足规范1.67的安全系数,支座亦不会出现脱空现象,表明该结构在设计荷载作用下安全性较高;在对称荷载作用下,2主塔偏位基本一致,表明该体系对称性较好;试验测试数据与理论计算值吻合较好,模型桥能较准确地反映实桥的受力特点,验证了结构计算理论。     

预应力混凝土箱型弯梁桥温度效应分析

以某预应力箱型弯梁桥为研究对象,考虑4种温度场与行车荷载共同作用的情况,采用ANSYS建立三维实体模型,分析计算了该4种工况下作用短期效应组合应力,重点对比分析了温度应力对其控制组合应力的影响。对比分析得出,桥梁设计时应力应考虑均匀升温与行车荷载共同作用的影响,径向位移和轴向位移应考虑均匀降温与行车荷载共同作用的影响,竖向位移应考虑升温温度梯度作用与行车荷载共同作用的影响。     

多阶适时控制连接装置性能试验及应用研究

针对多阶适时控制连接（MTC）装置,开展连接刚度计算和性能试验研究,并以某7跨连续梁桥为研究对象,运用ANSYS软件建立有限元模型,通过非线性时程分析,研究考虑行波效应时MTC装置对连续梁桥的减震效果。结果表明：不同程度地震动作用下,MTC装置可进入弹性、弹塑性、塑性、滑移的工作状态;MTC装置具有良好的滞回特性、耗能能力、承载能力及连接限位能力,其滞回曲线呈较为饱满的梭形,最大等效黏滞阻尼系数大于0.2,可承受300 kN以上荷载,且在加载过程中可提供一定连接刚度;不同程度地震作用时3种不同视波速下配备MTC装置的连续梁桥固定墩墩底剪力、弯矩及梁端位移的地震响应降低程度均在50%以上,MTC装置可明显提升连续梁桥结构的抗震性能;地震动视波速对MTC装置在连续梁桥中应用时的减震效果具有一定影响,长联大跨度连续梁桥应用MTC装置进行减震时有必要考虑行波效应影响。     

双曲拱桥检测与评估

通过对某运营近40年的双曲拱桥的外观检查、混凝土强度和碳化深度检测及现场结构静动栽试验,从桥梁结构外观现状、现有混凝土强度、结构在静动力荷载作用下的变形和受力特性等诸方面分析了该桥目前的实际工作状态,并作了较为全面的性能评估,为该桥的今后运营管理及检修提供参考.     

双曲拱桥检测与现状评估

本文通过对某运营近40年的双曲拱桥的外观检查、混凝土强度和碳化深度检测及现场结构静动载试验,从桥梁结构外观现状、现有混凝土强度、结构在静动力荷载作用下的变形和受力特性等诸方面分析了该桥目前的实际工作状态.并作了较为全面的性能评估,研究成果可为该桥的今后运营管理及检修提供参考。     

速度锁定 E 型钢阻尼支座及其应用

介绍一种新型桥梁减震支座即速度锁定 E 型钢阻尼支座的结构特点和减震原理,并对其在连续梁桥中的应用效果进行分析.该支座采用一种复合抗(减)震模式,即通过 E 型钢阻尼元件减震耗能,通过速度锁定器分散地震能量.本文重点介绍速度锁定 E 型钢阻尼支座对减少大型连续梁桥梁固定墩地震荷载,发挥活动墩抗震能力的重要作用,从而使全桥地震荷载均衡,各墩能够协调抗震.     

悬挂式单轨小半径弯桥风-车-桥耦合动力分析

悬挂式轨道交通是一种新型的中、低运量的城市轨道交通运输系统,结构轻盈、美观,恒活荷载比较小。近年来在国内应用广泛,悬挂式轨道交通车体为下摆结构,受风荷载影响较大,有必要进行风-车-桥模型耦合振动研究。结合有限元软件Ansys、Fluent以及多体动力学软件Universal Mechanism建立了半径100 m、跨径20 m曲线梁桥风车桥耦合分析模型,对比分析列车在离心风以及向心风作用下车体及轨道梁的动力响应差异。并通过平稳性指标对列车过桥情况进行判断。结果发现,横风对于车体横向平稳性影响较大,随着风速增加,车体横向平稳性系数逐渐增高,平稳性降低。对于风-车-桥而言,离心风较向心风更加加剧了桥梁以及车辆的动态响应。相同风速下,离心风荷载作用相较于向心风荷载作用,桥梁动位移最大值增大约36%;列车平稳性系数也增幅明显,增大10%～20%。     

风荷载作用下大跨度桥梁的动力响应及行车安全性分析

根据桥梁结构动力学、车辆动力学、轮轨相互作用以及结构风振的基本原理，研究风、列车、桥梁构成的动力相互作用系统的振动机理。结合实桥的动力研究，建立风荷载作用下的列车和大跨度桥梁系统动力相互作用分析模型，研究桥梁在脉动风荷载和列车荷载同时作用下的振动特性，以及桥上列车受风荷载作用下运行的安全性和平稳性，从而得出风速、车速、桥型等多种因素对风-车-桥动力系统振动特性等影响的研究结论。主要研究内容如下。     

天津南疆港预应力连续梁桥悬臂施工监控

研究目的:天津南疆港复线公路桥是大型车辆进出南疆港的重要交通通道.设计中考虑一个车道承受特殊荷载,车辆为750 kN三轴车,车距为10 m,该桥的设计荷载远大于公路-Ⅰ级荷载,有必要解决梁部悬臂在施工中的挠度控制和应力控制问题,以保证桥梁顺利合龙并达到理想的线形及施工过程中的安全.研究结论:只有合理控制桥梁各阶段挠度、应力,合理确定立模高程,才能保证桥梁线形和应力分布达到设计要求;挠度的测量应安排在日出之前进行,以消除日照温差的影响;计算中混凝土弹性模量应取用现场实测值;本桥施工监控中,使用参数识别法对施工中产生的误差进行调整,效果良好,行之有效;应力测试中收缩、徐变的影响较大,分阶段计算它的影响,概念清楚、使用方便.     

变速移动荷载作用下简支梁的动力响应分析

以变速移动荷载模拟车辆变速过桥,建立车轮加弹簧—阻尼器—簧上质量和均布质量2种变速移动荷载下欧拉梁的动力分析模型,并推导其运动控制方程。运用数值分析,研究简支梁在不同上桥初速度和加速度的匀变速移动荷载作用下的动力响应。结果表明:荷载以不同的加速度变速过桥时,桥梁的跨中挠度时程和动力放大系数曲线与匀速过桥时相似;变速移动荷载对桥梁动力响应的影响与荷载上桥初速度、加速度以及桥梁跨度等因素有关;移动车辆荷载使梁发生极大动力响应的上桥初速度出现在若干速度点上,是不连续的;跨中挠度不随移动荷载加速度的变化单调变化;简支梁跨度越大,变速移动荷载对跨中挠度的影响越大。