塔梁弹性支座刚度对三跨连续悬索桥结构体系影响的研究

为研究塔梁竖向弹性支座刚度对三跨连续弹性支承钢箱梁悬索桥结构静动力特性的影响,以主跨926 m的浙江秀山大桥为依托,采用有限元通用软件midas Civil 2013建立4种方案模型,并对比4种方案结构静动力特性,提出合理的塔梁竖向弹性支座刚度控制因素。结果表明,随着塔梁弹性支座刚度增大,梁端和塔梁支座处钢箱梁转角、钢箱梁塔梁支座处和跨中位移也随之减小,但塔梁支座处钢箱梁的弯矩和应力会随之增大;成桥恒载状态下塔梁弹性支座反力也逐渐增大,其相邻的长吊索索力减小60%,但只有合适的塔梁弹性支座刚度,才可显著减小相邻长吊索的应力幅;钢箱梁底板应力和长吊索应力幅是塔梁弹性支座刚度取值的控制因素;结构基频有轻微减小,结构横向刚度有所降低。     

大跨预应力钢箱梁天桥设计在城市建设中的应用

从钢箱梁天桥结构设计、基频控制等方面阐述了钢箱梁人行天桥设计时需要注意的几个问题,将预应力技术引入到大跨钢箱梁天桥设计当中,采用桁架单元温度骤降法施加预应力,分析钢箱梁结构性能,并在港工建设工程上得到了应用。     

环形连续钢箱梁结构设计分析

摘要：结合一座上跨一交通繁忙路口的环形连续钢葙梁人行天桥,说明了环形连续钢箱梁的结构设计,并采用MIDASCivil2012建立计算模型,对该桥进行了结构受力分析,验算其结构强度、挠度等受力情况,为同类型桥梁设计提供参考。     

三跨连续曲线钢箱梁支反力计算分析

某工程三跨连续曲线钢箱梁采用板单元进行计算分析,分别对曲线半径为50 m、75 m、100 m、125 m、150 m、175 m和200 m的三跨连续钢箱梁建立模型,计算并提取支反力。三跨连续曲线钢箱梁在最不利工况下内侧支座反力随着平面曲线半径的增大而增大,外侧支座反力随着平面曲线半径的增大而减小,端部内侧支座最小反力在平面曲线半径为50~150 m时为负,其余情况下均为正。由于最不利工况下端部内侧支座出现了负反力,故需对钢箱梁内侧进行适量压重,以防钢箱梁在使用过程中发生侧翻,确保行车安全。     

大跨连续曲线钢箱梁桥静力特性分析

对大跨连续曲线钢箱梁桥的静力特性做了研究分析,并以某工程实例桥为背景进行了结构有限元仿真分析,分析结果表明:曲线钢箱梁桥扭转效应影响着支座的反力,支座的脱空和“爬梁”等病害应通过结构分析予以避免,钢箱梁桥的承载能力、容许应力不是结构设计的主要矛盾,而钢箱梁较柔的特点使得挠度是控制设计的重要因素.     

连续钢箱梁抗火性能试验与演变机理

为研究火灾下具有板式橡胶支座支承条件的连续体系多室钢箱结构桥梁的高温响应,设计并制作了两榀两跨连续双室钢箱结构模型试验梁,对其开展了跨中区域与负弯矩区域的耐火试验。采用横向偏位加载实现弯扭耦合作用效应,制作了板式橡胶支座以研究火灾过程中支座性能的退化。通过试验获取了双室钢箱梁的截面温度分布特征、高温变形规律、钢梁屈曲模式以及裂缝开展过程,探析了火灾后钢材与橡胶支座的性能;然后建立了数值分析模型进行验证,结合模型计算剖析了其内力重分布规律与破坏过程,分析了负弯矩区功能失效路径,并开展了参数对比分析,揭示了连续钢箱梁抗火性能演变机理。研究结果表明：火灾下双室钢箱梁中腹板与边腹板的最大温差超过160℃,截面温度梯度分布受火灾强度的影响较大;单跨受火时受火跨持续下挠,而非受火跨先上拱后下挠,中支点受火时仅在末期出现位移激增,弯扭-高温耦合作用下双室钢箱梁出现随受火时间明显增长的横向扭转变形,破坏时截面两侧的挠度差值达到94 mm;连续钢箱梁在受火前期会发生剧烈的内力重分布,负弯矩区急剧扩大,中支座反力骤增至常温时的2倍以上;单跨受火时钢箱梁破坏状态表现出随着中支点附近的塑性扩展最终发展至受火跨...     

复杂环境下连续弯钢箱梁耐火性能提升方法

交通类火灾严重威胁钢结构桥梁的耐久性和安全性。为提升复杂环境(开放火灾和弯桥荷载)下连续弯钢箱梁的耐火性能,增强钢结构桥梁的安全服役寿命,选取大型立交桥枢纽工程中两跨连续弯钢箱梁为研究对象,通过建立耐火试验验证的钢箱梁与混凝土刚性基层协同工作的数值预测模型,深入揭示开放环境碳氢火灾下传热模式和结构特征耦合的箱梁力学行为演化规律。研究了局部环境火灾作用下结构的高温响应与失效模式,分析了复杂荷载状况、弯曲半径与支座布置方式对连续弯钢箱梁火灾响应行为的影响,提出了复杂环境下连续弯钢箱梁的耐火性能提升方法。研究结果表明:连续弯钢箱梁在火灾下的内外侧挠度差值不断增大,主梁内外侧支座反力的变化呈相反趋势,并且在受火初期支座反力变化程度剧烈;受火区域边缘靠近中支点的底板与腹板严重屈曲从而先形成塑性铰,然后在受火跨跨中形成塑性铰,随即整跨结构发生突然性垮塌;荷载水平的增大会显著缩短其耐火极限,受火前期及时撤离桥上的车辆荷载能够有效地延缓变形发展并且避免结构的突然性垮塌;曲率半径小于200 m会显著加剧连续弯钢箱梁高温下的弯扭耦合效应,增大主梁内外侧挠度差值与内外侧支座反力变化幅度,削弱火灾下结构的整体稳定性能;在钢结构桥梁抗火设计时中支点应设置抗扭支座,常温下支座的布置方式对火灾下连续弯钢箱梁的支座受力状况改善甚微,应在支座与梁端附近增设外部限位装置以防止结构变形过大。研究结论可为提升复杂环境下钢结构桥梁抵抗火灾的能力以及增强安全服役寿命提供设计依据。     

小半径连续钢箱梁设计

在线路曲线半径较小时,通常选择跨载能力强的钢箱梁,其结构自重轻,在实际布置时避免支座受力过小,出现支座脱空;在满足安全的前提下,适当增大梁高,减小挠度及顶、底板应力.通过对昆明南二环的小半径钢箱梁的设计进行分析总结,供同类型连续钢箱梁的设计提供借鉴和参考.     

集宁南绕城公路连续钢箱梁桥静力分析

内蒙古集宁南绕城公路跨二广高速分离立交主桥采用3×70 m连续钢箱梁,通过对上部连续钢箱梁进行结构有限元仿真分析,总结了本桥钢箱梁设计,为同类型连续钢箱梁桥设计提供借鉴与参考。     

环形钢桁架人行天桥概念设计

某市中心环形钢桁架人行天桥平面呈八边形,主梁采用钢桁架简支梁与钢箱梁钢架结构相组合的形式,有效解决了环形钢桁架人行天桥温度变形的释放问题。基于天桥的设计过程,重点介绍了此类型桥梁设计过程中桥型结构选择、主梁断面构造与景观设计。采用空间有限元程序对该桥逐跨进行动力特性分析。结果表明:该环形钢桁架人行天桥结构安全,各节段竖向自振频率均大于3Hz,动力特性满足规范要求。     

西堠门大桥北边跨锚侧钢箱梁安装技术

西堠门大桥为国内最长的两跨连续跨海钢箱梁悬索桥,桥址处恶劣的自然环境,使得大桥北边跨锚侧钢箱梁安装面临诸多难题,其中北跨锚侧9段钢箱梁的安装是大桥安装的关键技术问题之一,经多方比选,最终采用航道拓宽安装方案,并介绍了该位置钢箱梁安装与线形调整关键技术与施工工艺。     

大跨度空间三向交叉钢结构人行天桥设计与结构受力分析

为解决人行天桥跨越丁字路口并使行人快速到达任一方向的问题,设计采用大跨度三向交叉钢结构天桥。天桥三向主梁夹角120°,环岛中心至每侧梁端35.1m,仅在人行道设置桥墩,两个墩支承中心线之间沿跨度方向距离为59.83m。主梁采用直腹板的箱形截面,梁端与立柱结合处箱内填充C40微膨胀混凝土,每侧梁端与下部4根立柱刚接,柱底设置拉压球形支座,主墩基础采用9根桩径为1m钻孔灌注桩,天桥梯道采用钢箱连续梁结构。经过有限元结构分析,钢箱梁截面应力、主桥竖向自振频率、支座竖向力均满足规范要求。该天桥已投入实际运营,应用良好,可为解决丁字路口机动车辆与行人过街的冲突提供技术支撑和参考。     

跨海超大跨悬索桥适宜结构体系研究

悬索桥因其较大的跨越能力以及优美的造型，常常被应用于跨海跨江工程中。本研究以跨越茅尾海的龙门大桥为研究对象，提出了采用设置外伸跨的地锚式悬索桥结构体系，主桥钢箱梁向两侧引桥各延伸50 m,同时取消了主塔中受力复杂、施工工艺繁琐、后期运营易开裂的中横梁，并且在过渡墩处设置竖向支座、纵向阻尼器和新型横向减震耗能抗风支座，形成全飘浮体系单跨吊钢箱梁悬索桥。研究结果表明，设置外伸跨可以有效减小结构地震响应，增大竖向转动刚度，使得行车更加平顺，是一种较为有效的结构形式；纵向阻尼器和新型横向减震耗能抗风支座的设置进一步减小了结构在地震作用下的动力响应，提高了悬索桥的抗震性能。本研究结果可为其他类似桥梁的设计提供参考。     

公铁合建段公路大跨度钢箱梁施工技术

合福铁路铜陵长江大桥公铁合建段公路引桥(47.35+80+47.35)m三跨连续钢箱梁位于铁路桥面以上,分上、下游2幅,单幅采用单箱单室结构,顶板宽16.5m,腹板间距8.5m,两侧挑臂宽各4m。钢箱梁离地面高度约52m,为超高空作业。在上游幅铁路梁面上设置拼装平台和滑移支架,钢箱梁在工厂分块制造,经水路运输、工地码头上岸和陆上运输至墩位,再通过墩位固定式架梁吊机起吊梁块至拼装平台上组拼成节段梁,经滑道纵移与前一梁段对接,下游幅钢箱梁经整体横移就位,将钢箱梁落于支座上,完成钢箱梁施工。该桥钢箱梁整个施工过程工序简便、安全可控。     

无锡金匮大桥钢梁安装技术

无锡金匮大桥主桥为(55+105+55)m的三跨连续钢桁梁桥,该桥采用2片主桁结构,桥面系采用整体钢箱梁结构,钢箱梁宽30 m,最大节段长14 m,重约230 t。该桥钢梁采用架桥机由两端边跨向中跨对称架设、中跨合龙的方法安装。边跨钢梁在支架上安装,利用汽车吊安装陆上钢梁,架桥机将钢梁吊至滑道上并滑移至安装位置,并利用三向千斤顶进行调整定位。中跨钢梁采用架桥机逐段悬臂拼装施工,同时在边跨进行平衡压载。跨中合龙采用千斤顶调整边支点高差,调整合龙口误差的强制合龙施工工艺。     

Separation Test Method for Bridge Bearing Based on Displacement

为克服传统支座脱空测试方法中存在的传感器安装困难和测试误差大等问题,提出利用支座脱空前后桥梁变形规律的不同,根据理论支反力-实测位移曲线,结合理论位移曲线,判断桥梁支座是否脱空的位移法.采用室内试验和现场荷载试验的方法对位移法测试支座脱空的有效性进行了研究.对一根3跨连续梁的试验表明:支座脱空前后的试验点可以采用2条不同斜率的直线拟合;支座脱空时出现拐点,支座脱空前后的曲线斜率相差8倍以上;位移法不仅可以判断支座是否脱空,还可以给出支座脱空荷载和支座的弹性系数;结合理论分析结果,位移法可判断出支座是在试验前脱空、试验中脱空还是一直未脱空.对一座4跨连续钢箱梁桥的现场试验表明本研究提出的方法可行.     

某下承式钢管拱肋钢箱梁系杆拱桥拱梁接合部设计

某下承式钢管拱肋钢箱梁系杆拱桥主桥为不等跨三连拱桥,跨径布置为(60+136+208+136+60)m。结构体系为墩梁分离、拱梁固结,拱肋由外倾式钢管主拱和空间曲线的钢管副拱组成。边跨60m主梁采用混凝土箱梁,拱跨主梁为钢箱梁。下部结构采用Y形混凝土桥墩。钢管拱肋与钢箱梁连接处采用了一种新型的连接构造形式,在钢箱梁顶面对应纵腹板及横隔板的位置熔透焊一个矩形结构,将钢管拱肋伸入到矩形结构中,拱肋与钢箱梁通过矩形结构连接成整体,内力通过矩形结构顺利传递。利用有限元程序ANSYS建立拱梁接合部局部模型进行分析,结果表明,整体受力性能良好、传力可靠,是一种合理的构造设计。     

九江长江公路大桥塔梁临时约束设计及施工

九江长江公路大桥主桥为(70+75+84+818+233.5+124.5)m六跨不对称双塔双索面混合梁斜拉桥,南边跨及部分中跨为混凝土箱梁,其余为钢箱梁,钢箱梁采用双悬臂拼装施工工艺。为保证钢箱梁双悬臂施工期不平衡力作用下的结构及施工安全,在北塔与钢箱梁间设置了竖向、横向及纵向临时约束:通过钢绞线将设置在北塔下横梁上的竖向混凝土支墩和钢箱梁底部的钢支墩连成整体,形成竖向临时约束;竖向临时约束兼作钢箱梁双悬臂施工期间的纵向临时约束,主要由竖向临时约束产生的摩擦力抵抗在悬臂吊装过程中产生的不平衡力;在合龙阶段增设顶推装置进行纵向临时约束,兼做中跨顶推辅助合龙的顶推装置;横向临时约束主要由抗风支座和塔梁间的临时钢支墩实现。     

顶推施工算法及临时墩支座标高调整优化

以连续梁受力与支座标高调整的关系为指导,对包含预拱度制作线形的钢箱梁顶推过程中可能出现的支座脱空问题进行研究.以主梁不动、改变临时墩支撑位置的方法模拟钢箱梁的顶推,程序自动判断支座顶与无应力状态下钢箱梁底板的距离,分别采用接触单元法和强制位移法模拟临时墩的支撑;比较而言,强制位移法计算速度快,为临时墩支座标高的优化所需要的大量计算提供了快速的算法.据此采用ANSYS程序的APDL语言,对某桥钢箱梁的顶推过程临时墩支座标高调整进行了模拟计算,得出"预拱度曲线上凸点经过处支座标高上调,反之下调"的基本优化原则,给出了支座标高优化调整方案.     

异型曲线钢箱梁桥支座布置方式研究

为了研究支座布置形式对异型曲线钢箱梁桥支座水平反力的影响、提出对结构有利的支承布置方式,以一实际的异型曲线钢箱梁桥为例,采用有限元法建立精细的空间有限元模型,分析其在自重、二期恒载、温度作用和汽车活载等荷载下10种支座布置方式产生的支座水平反力。通过综合分析,提出较合理的支承布置方式,减小支座的水平反力,保证结构的安全使用,为类似异型桥梁的支座设计提供依据。