ANSYS二次开发在桥上无缝线路中的应用

利用大型通用有限元软件ANSYS进行二次开发,采用APDL语言编制了桥上无缝线路纵向附加力计算程序ALFCWR,建立线-桥-墩-基础一体化计算模型,对无缝线路纵向力的计算方法提供一种新的思路。结合工程实际,以客货共线铁路常见的40m＋64m＋40m有碴轨道连续梁为例,分析了在列车制动力作用下,桥墩纵向水平线刚度对钢轨、墩（台）纵向力及梁轨相对位移的影响规律。     

双线铁路桥梁桥墩结构与经济性分析

为分析双线铁路桥梁桥墩结构(含基础)的经济性,以某设计车速200km/h的客货共线铁路为依托。在比较2种适用桥墩形式的基础上,基于墩顶纵向水平线刚度限值和地质条件的差异,对桥墩基础进行合理布置,并对其经济性进行分析。结果表明,不同地质条件下,通桥(2012)4104桥墩和空心墩之间经济性的临界墩高均为20m;墩高20m以内时,通桥(2012)4104桥墩经济性优于空心墩;墩高大于20m时,空心墩经济性更优。     

梁桥桥墩纵桥向计算长度系数研究

采用静力法建立墩底固结墩顶具有弹性约束的桥墩弯矩平衡微分方程,引入边界条件,得到在竖向临界荷载下桥墩的稳定方程为关于桥墩计算长度系数μ、墩顶纵向约束刚度与桥墩抗推刚度比m、墩顶扭转约束刚度与桥墩线刚度比n的超越方程。编制计算程序求得不同刚度比下桥墩计算长度系数的数值解,制成可供设计使用的计算表格并拟合了简化计算公式。计算结果表明:梁桥设置支座时,桥墩的计算长度系数为1.4～1.9;采用固结墩可以显著降低桥墩的计算长度系数,其最小值接近于1.0。     

考虑碰撞效应的混凝土连续梁桥纵向挡块参数分析研究

以中小跨度典型梁式桥为工程背景,利用有限元软件建立桥梁结构的多尺度模型,基于接触单元理论,提出能考虑碰撞过程中能量消耗的碰撞模型,考虑地震作用下桥梁结构梁体与纵桥向限位挡块间的碰撞效应,对比分析是否设置挡块,以及墩高、碰撞刚度、碰撞阻尼等对桥梁结构地震响应的影响。结果表明:设置纵向挡块之后,过渡墩的墩底剪力和墩顶位移有所增加,但墩梁相对位移大幅度降低,可很好地防止纵向落梁震害的发生;碰撞刚度的增大,会增大墩底剪力和墩顶位移,减小主梁位移和墩顶相对位移,对于与本文分析类似规模的桥梁,建议纵向挡块的碰撞刚度取10~8N/m较合适;纵向挡块的碰撞阻尼对桥梁的地震响应影响相对较小,在设计时可不予特别考虑。     

文山马鹿塘特大桥主桥设计关键技术

文山马鹿塘特大桥主桥为(63+137+480+137+63) m双塔双索面斜拉桥,大桥单侧与连拱隧道相接。主梁采用双工字形钢-混组合梁,桥面全宽32.2 m;桥塔采用钻石形混凝土塔,两岸桥塔塔高分别为247 m和254 m;斜拉索按空间双索面对称布置。整幅式桥梁桥隧顺接采用双线分离设计,避免了桥梁整体加宽或设置整体式大跨隧道,同时缩短了连拱隧道长度。为降低汽车、温度和风等荷载作用下的结构响应,在塔梁间设置了弹性刚度为12 MN/m的纵向弹性约束体系,静、动力作用下梁端位移分别下降37.4%和35.9%、桥塔塔柱底纵向弯矩分别降低19%和20%,静力作用下钢主梁应力减小约30 MPa、桥面板抗裂应力储备提高1.13 MPa。辅助墩墩顶主梁采用10 cm落梁设计,墩顶组合梁桥面板抗裂应力储备提升117.7%,且其它主体结构受力未发生显著变化。组合梁采用双节段循环施工方案,有效缩短了主梁施工工期。     

省道S243线惠东县上鉴大桥桥墩纵向水平力计算

文章对广东省省道S243线惠东县上鉴大桥桥墩纵向水平力了计算,并给出桥墩墩顶抗摊刚度、支座抗推钢度的计算公式及参数。     

西湖冲特大桥主桥结构设计关键技术

新建黔张常铁路西湖冲特大桥位于武陵山区,主桥采用60m+2×100m+60m连续梁,由于谷深、墩高,主桥抗推刚度满足行车要求较困难,边跨现浇段支架搭设、预压施工风险高。设计中采用中墩固接、边墩及次中墩设竖向支座的连续刚构体系解决了抗推刚度的问题,先中跨合龙、后边跨悬浇至边墩顶、最后在墩顶现浇剩余部分的工法取消了边跨现浇支架,规避了预压施工风险。     

杭绍台铁路椒江特大桥主桥钢桁梁架设关键技术

杭绍台铁路椒江特大桥主桥采用(84+156+480+156+84) m双塔双索面四线高速铁路钢桁梁斜拉桥,纵向为半飘浮体系。钢桁梁采用2片主桁、N形桁式;桥面采用正交异性钢桥面板,与主桁下弦杆结合。由于下游既有椒江大桥通航净高的限制,且主桥台州侧边墩及辅助墩位于陆地上,经研究采用“边跨顶推+主跨悬臂拼装”的总体施工方案,先采用“无浮吊”法完成钢导梁及架梁吊机拼装,再利用架梁吊机完成钢桁梁整节段吊装。边跨钢桁梁施工时,在桥塔墩和辅助墩之间设置临时支墩,在边墩、辅助墩、桥塔墩设置墩旁托架,利用顶推系统将边跨钢桁梁分批次顶推到设计位置;主跨钢桁梁采用架梁吊机悬臂拼装,跨中合龙段采用2台架梁吊机共同起吊,结合温度变化及施加纵向荷载等调整措施实现精确合龙。     

大跨度梁拱组合桥的梁轨相互作用设计参数研究

为了解梁轨相互作用设计参数对大跨度梁拱组合桥无缝线路的影响,以兰渝线广元段某(82.9+172+82.9)m梁拱组合桥为例,采用ANSYS软件建立了考虑拱肋-吊杆-主梁-桥墩-桩基-轨道梁轨系统一体化有限元模型,分析了拱肋与吊杆升温、纵向阻力模型、吊杆间距、桥墩高度、制动力率、风荷载等参数对钢轨纵向力的传递规律。结果表明:拱肋升温对钢轨应力的影响较大,计算钢轨伸缩力时,按梁体升温15℃考虑较为安全;梁拱组合桥的梁轨相互作用根据《铁路无缝线路设计规范》计算较为安全;钢轨制动力随固定墩高度的增加而增大,固定墩的墩顶水平力与其墩高基本呈线性递减关系;钢轨应力随吊杆间距的增大而增加;钢轨的最大制动拉、压应力和固定墩的墩顶水平力均与制动力率呈线性关系;风荷载作用下,钢轨应力可达5.8 MPa以上,风速较大区域需考虑风荷载对钢轨的影响。     

考虑支座摩阻效应柔性墩纵向水平力优化设计

为研究支座摩阻效应对柔性墩台纵向水平力的影响,基于墩顶抗推刚度集成法,提出了考虑支座摩阻效应墩顶纵向水平分配力的二次分配理论框架。基于某一简支梁桥采用本文理论方法进行摩阻系数为0,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06下的墩顶水平力分析,并获取最优摩阻系数取值。结果表明：墩顶纵向水平力的分配与支座摩阻系数有关,不考虑支座摩阻力会使得墩顶水平力离散性较大,各墩顶水平力差异化明显。在计算汽车制动力对墩顶纵向水平分力影响时,支座的摩阻效应不可忽略。通过对某一实际简支梁桥计算分析,采用摩阻系数为0.03的支座可使得墩顶在纵向水平力分配更为合理。本文的研究成果可为桥梁结构的支座选用提供参考。     

高墩桥梁纵桥向减震设计方法研究

运用有限元软件SAP2000,对等墩高、对称和非对称三种高墩某连续刚构桥纵桥向进行不同地震强度水平非线性时程分析,得到各模型纵桥向线性地震反应规律。通过对比三种模型可知,等墩高模型各墩纵桥向基本为一致振动,地震力分配模式最优,对称模型和非对称模型由于墩高相差较大,各墩振动不一致,故各墩地震力分配相差较大。为使各墩振动趋于一致,使各墩质量、刚度趋于平衡,采用活动盆式支座加钢悬臂梁弹塑性阻尼器的方法来调整对称模型和非对称模型各墩刚度,利用一系列的设计流程达到高墩桥梁减震设计的目的。     

Y型墩连续刚构桥的设计

南京市六合区冶浦桥为25 m+40 m+25 m预应力混凝土Y型墩连续刚构桥,该文以该桥为例介绍了Y型墩连续刚构桥的设计,并总结了Y型墩连续刚构桥梁的结构特点和施工方案。     

崇启大桥主桥钢箱梁高腹板设计

崇启大桥主桥采用(102+4×185+102)m六跨变截面钢箱连续梁桥,主桥钢箱梁最高达9 m.在该桥高腹板设计过程中,对国内、外相关标准和规范进行研究,制定高腹板结构设计和验算思路.腹板在顺桥向不同区段采用4种不同的板厚,在箱梁内侧保持平齐.腹板横肋纵向间距1.4m,加劲肋均采用T形构造;腹板纵肋采用扁钢构造.墩顶附近梁段靠近底板的腹板纵肋与横肋焊接,其余部位腹板纵肋在横肋处断开.按照规范方法对腹板强度、最小厚度及纵肋设置位置合理性、纵肋刚度、横肋间距和刚度、区格局部稳定性进行验算,并采用ANSYS建立半桥板单元模型,对腹板强度和局部稳定性进行校核,结果表明,腹板设计满足规范要求.     

高墩大跨度连续刚构桥空间动力特性分析

连续刚构桥动力特性是桥梁结构动力分析的前提和基础。以一高墩大跨度连续刚构桥为研究对象,运用有限元软件ANSYS建立其有限元模型,分析其结构参数对动力特性的影响。分析表明：1）主梁刚度增大,各阶振型频率也随之增大,且侧弯和竖弯振型的频率变化较为明显,对纵飘振型影响较小;2）桥墩刚度的变化对侧弯和纵飘频率影响较大,而对竖弯频率影响相对较小;3）纵向约束弹簧刚度对竖向和横向各阶频率无任何影响,但是可以显著增加纵向频率。     

桥墩截面形式对弯连续刚构桥地震响应的影响

为了研究桥墩截面形式对弯连续刚构桥动力及地震响应的影响,以某工程实例为背景,建立了空间有限元分析模型,研究了桥墩外形尺寸、截面面积、截面纵向刚度等参数对结构自振特性的影响,在此基础上,利用线弹性时程法,对比分析了这些参数变化对空心墩与实心墩结构地震响应的影响。研究结果表明,桥墩截面形式的不同使得结构的振型系列发生了改变,具有空心墩的连续刚构桥与具有实心墩的连续刚构桥相比,当两者的外形尺寸相同时,前者的频率较低,当两者桥墩面积相同时,前者频率较高,在纵向刚度相同的情况下,前者频率稍低;采用空心墩时,墩底应力及主梁位移比相应实心墩的小,当桥墩纵向刚度相同时,空心墩和实心墩的地震响应基本相同。     

大跨Y型墩连续刚构桥设计

安庆市勇进路大桥的主桥是采用跨径组合81 m+148 m+81 m=310 m的三跨变高度连续刚构桥，大桥整体线形呈平面“S弯”，达到“直曲有度，相得益彰”效果，主墩采用Y型墩造型，通过对大桥的总体设计、对主桥的主梁、主墩等结构设计与计算，可以达到在满足通航净空的前提下，有效减小主跨跨径、降低主墩处梁高、改善墩底截面受力，又能使整体造型典雅优美，使之能融入宽广湖面而具有自然意境，可为类似桥梁的设计提供相关经验和参考。     

不同承台结构形式对大跨刚构桥抗震性能的影响分析

为探究高烈度区不同承台结构形式对大跨预应力混凝土连续刚构桥梁抗震性能的影响,以某座108 m+188 m+108 m双幅双肢薄壁墩连续刚构桥为工程背景,采用时程分析方法对该桥进行三向激励,对比研究纵联横离式、纵联横联式、纵离横离式、纵离横联式共4种承台结构形式对两幅桥墩柱和桩基内力、位移动力响应的影响。结果表明：采用纵离的承台形式在纵向地震下,桩基内力需求降低了30%~70%,墩柱内力需求降低了26%~33%,且与纵联的承台形式相比,桩身拉力减少较多;采用横联的承台形式在横向地震下,桩身轴力需求降低11%,且基本不存在拉力,桩基和墩柱的内力响应虽分别增大30%和16%,但与纵向减小量的相比,增加幅度较小。因此,为提高特大桥全寿命周期的安全性和经济性,对于以地震响应为控制设计核心要素的高烈度区大跨连续刚构桥梁,建议采用纵离横联式的承台结构形式。     

柱间系梁对双圆柱高墩受力影响研究

通过对40m跨T梁50m高墩有限元分析,研究柱间系梁对双圆柱桥墩受力的影响。研究表明,设置柱间系梁对桥墩顺桥向稳定、强度及配筋无有利影响,其主要作用是改善桥梁下部结构横桥向受力,略减少盖梁配筋,增加施工、成桥及抗震的横桥向安全储备;然而,一般常规双圆柱排架式盖梁桥墩,采用沿截面周边均匀配筋,顺桥向受力控制墩柱结构及配筋设计,因此,可取消柱间系梁设置。     

昌景黄铁路高框架墩设计关键技术研究

南昌经景德镇至黄山铁路工程设计采用的框架墩最高达43m,为目前国内最高的铁路框架墩结构。本文首先分析了铁路框架墩的受力特点,并结合具体工点开展了双层框架墩方案与原方案的比较,最后通过有限元模型分析了双层结构方案的可行性。研究结果表明：(1)铁路框架墩以承受竖向荷载为主,其结构可以用输入基础刚度刚架模型进行模拟;(2)对于本工点而言,双层框架墩方案较原方案造价节省7%,并且更加安全、美观;(3)本工点采用放坡增大墩宽的方法确保结构纵向刚度,并提出了双层框架墩刚度限值的两种标准;(4)按照本方案提出的结构尺寸及配束方案,横梁、墩柱运营工况及施工工况下各检算结果均满足规范要求。     

奉干公路浦南运河桥设计

该文介绍了上海市奉干公路浦南运河桥设计。奉干公路浦南运河桥是跨径组合为(25+40+25)m的连续组合钢桁桥。主桁采用圆形钢管和型钢构成的三角形截面,一共四榀桁架,上弦通过焊钉连接件与混凝土桥面板连接,上弦之间通过钢横梁连接,下弦按竖曲线变化,上下弦之间通过斜腹杆连接,桥面板宽30.6m。桥梁中墩采用"V"形墩,边墩采用桩柱式桥墩,桩基础均采用Φ800mm钻孔灌注桩。摘要::该文介绍了上海市奉干公路浦南运河桥设计。奉干公路浦南运河桥是跨径组合为(25+40+25)m的连续组合钢桁桥。主桁采用圆形钢管和型钢构成的三角形截面,一共四榀桁架,上弦通过焊钉连接件与混凝土桥面板连接,上弦之间通过钢横梁连接,下弦按竖曲线变化,上下弦之间通过斜腹杆连接,桥面板宽30.6 m。桥梁中墩采用"V"形墩,边墩采用桩柱式桥墩,桩基础均采用Φ800 mm钻孔灌注桩。