考虑滑道脱空的多滑道PC箱梁顶推过程中受力性能研究

通过建立某顶推连续PC箱梁ANSYS参数化模型,分析顶推过程中滑道脱空工况下支反力及主梁受力变化规律。计算结果表明:滑道脱空对支反力影响较大,多滑道同时脱空可引起相邻滑道支力剧烈增大;在脱空状态下,主梁顶板压应力降低,底板压应力增大,节段变形基本呈横向分布,多滑道脱空时节段变形影响大于单滑道脱空。     

考虑初始偏位脱空的板式橡胶支座滞回性能

在运营期长期复杂荷载作用下，部分桥梁板式橡胶支座可能处于偏位脱空的非理想支承状态。为定量分析其对板式橡胶支座滞回性能的影响，设计开展了3组共11种工况的压剪试验，对支座在10%～50%五种初始偏位脱空面积比例及2种初始偏位方向下的滞回曲线、骨架曲线、等效剪切刚度和等效阻尼比等进行了对比分析。结果表明：当支座偏位脱空方向与剪切方向平行时，脱空面积比例对支座力学性能的影响更为显著。在此状态下，支座向偏位正、反两方向剪切时的变形形态迥异，其中向正方向剪切时翘起卷曲严重；支座滞回曲线关于零点不对称，脱空面积比例为40%、50%的2块支座在加载过程中即已破坏；支座等效剪切刚度随初始偏位脱空面积的增大明显降低，与无偏位支座相比最大降幅为32.9%;当支座初始脱空面积比例不超过30%时，不同剪应变对应的等效阻尼比在11%～14%范围内小幅变化，超过30%后因支座损伤加剧，该值显著增加。当偏位方向与剪切方向垂直时，支座损伤程度较小，滞回曲线对称性好，等效剪切刚度随初始脱空面积的增大略有降低，最大降幅仅为9.7%;支座的等效阻尼比始终在10%～16%范围内变化，与无偏位支座相差甚小。最后，拟合出了反映偏...     

曲线钢箱梁桥支座最不利反力分析与试验研究

为研究小半径曲线钢桥的最不利支座反力变化和脱空情况,以一曲线钢箱梁实体工程为对象,先建立理论模型,求解出理论最不利支座反力的加载影响线,并据此计算出现支座反力最不利情况的荷载分布,然后对梁体支座反力变化进行实际加载测试,利用不同载位检验支座的实际刚度,根据实际变形检测钢箱梁支座的反力变化,检验是否存在支座脱空情况。试验数据表明:该分析试验方法具有较好的可靠性;试验结果显示在最不利荷载作用下,分联墩处内支座受力最为不利,宜在设计施工中引起重视。     

有限元法在连续梁落架方案可行性模拟中的应用

以某铁路客运专线上的一联预应力混凝土连续梁桥为对象,采用有限元分析软件MIDAS/Civil建立连续梁桥模型,通过改变边界条件的方法来模拟各种工况,得出不同工况下梁体的应力、变形和支座处支座反力。结果表明:土模边跨横向的不均匀落架会造成跨中区出现较大拉应力,应横向对称拆除;不移除土模时,拆除右边跨和中跨比仅拆除中跨产生的压应力要小;在拆架前对梁体进行临时堆载,降低未落架梁跨的上挠。     

曲线钢箱梁支座反力分析及处理措施探讨

小半径曲线连续钢箱梁桥在初始设计支承条件下,在最不利工况时,支反力出现较大负值。如果不采取措施,桥梁运营期支座可能会脱空,对桥梁及桥墩正常使用带来不利影响。根据曲线梁桥的特点,防止支座脱空一般采用设置拉压支座,或者梁端配重、支座横向调整等构造措施。文中结合设计实例,根据有限元计算,比较配重前后支座反力,结合钢箱梁自身特点,确定采用的最优构造措施,理论上解决支座脱空的问题。通过成桥静载试验证实采取的措施具有良好效果。     

多跨连续梁桥体系转换时支座反力与位移计算方法

为方便计算多跨连续梁桥体系转换过程中的支座反力与梁体位移,提高其计算效率,基于力学基本原理,推导了适用于不同截面与节段长度的连续梁支座反力与位移计算公式。以15跨一联连续梁桥——海子湖特大桥为对象,采用有限元法对所提出的理论公式进行验证,并对该桥多次体系转换过程中支座反力与梁体位移的变化规律进行研究。结果表明:有限元模拟值与所提出的理论公式的计算值吻合较好,支座反力与梁体位移的相对误差不超过5%;支座反力主要受两侧梁节段的合龙温度影响,在截面面积相等的情况下,温度作用导致的支座反力不受后续施工过程的影响。与有限元建模计算相比,所提出的理论公式可更方便快捷地计算温度作用下连续梁的支座反力与梁体位移,便于实际施工应用。     

板式橡胶支座滑动性能试验研究

为了研究板式橡胶支座的滑动性能,对其进行了压剪试验,重点考察了竖向面压大小和水平加载速率对支座摩擦系数的影响,以及支座滑动过程中的力学性能。试验结果表明:摩擦系数随着竖向面压的增大而减小,随着水平加载速率的增大呈现先增大后减小的趋势;在加载过程中,支座会出现滑动、脱空和卡压现象,应力应变关系曲线上出现应力突变点;支座滑动前的极限剪应变可达到120%以上。建议设计时,在经济可行的条件下,尽量减少面压;在分析支座的滑移现象时,可偏安全地选取较小的摩擦系数,并关注支座脱空和卡压带来的不利影响。     

地震中斜拉桥支座脱空现象及控制方法研究

为了探讨地震作用下斜拉桥支座脱空现象及其对结构地震响应的影响,分析支座脱空的影响因素。根据一座独塔斜拉桥建立考虑支座脱空的全桥三维非线性有限元模型,以7条实际地震动作为地震输入,采用非线性时程方法研究地震作用下斜拉桥支座脱空现象及其效应,探讨塔梁间纵向设置黏滞阻尼器和墩梁间竖向设置抗拉装置这2种方式对支座脱空的控制效果。结果表明:在纵向地震作用下,支座脱空后梁端产生了较大的竖向位移,当梁体与支座再次接触时会产生较大碰撞力;支座脱空对结构整体地震响应的影响不大,如墩底弯矩、塔柱弯矩、梁端纵向位移等受支座脱空的影响较小;竖向地震动对支座脱空影响明显,考虑竖向地震动后,在输入地震波地面加速度峰值PGA较小时可能产生支座脱空现象;对于背景工程,仅在塔梁纵向设置黏滞阻尼器不能达到支座脱空的控制目标;在墩梁竖向设置抗拉装置能满足要求,但抗拉装置的弹性刚度和拉力均较大;黏滞阻尼器和抗拉装置联合使用可以优化抗拉装置参数,满足支座脱空控制目标时对应的抗拉装置弹性刚度和拉力均大幅度减小。     

桥梁纠偏复位控制技术及应用

在支座施工偏差条件下,先简支后连续桥梁在长期运营过程中,因温度效应和汽车制动力的作用,可能会出现墩柱倾斜、梁体纵向移位、伸缩缝卡死、支座滑移脱空等病害。以某高速公路桥头大桥上述病害为例,概述其病害成因,结合维修加固工程实践,阐述采用多跨径整体同步顶升梁体并利用上部结构作为反力架对桥墩进行纠偏的技术,为日后类似桥梁纠偏问题提供参考和依据。     

北江大桥引桥整体顶升施工仿真分析

北江大桥为多跨连续梁桥,由于佛开高速扩建,该桥引桥采用整体同步顶升施工,需顶升0.150~1.491m。为分析该桥在顶升施工中的梁体受力,为施工提供指导,采用ANSYS软件建立该桥15~22号墩连续梁模型,对同步顶升力、落梁调整到位后梁体的受力进行计算分析,并研究纵、横向误差对梁底应力和支座反力的影响。结果表明:在同步顶升过程中,理论顶升力与实测值接近;落梁后梁体应力变化的理论值与实测值接近,梁体仍处于受压状态;1cm的纵向顶升误差不会使梁体出现拉应力,也不会使支座反力出现较大变化;1cm的横向顶升误差使梁体出现拉应力,使支座反力出现较大变化。因此须严格控制顶升误差,建议纵向顶升误差不超过10mm,横向不超过5mm。     

横向四滑道步履式顶推宽幅钢箱梁局部应力分析

采用横向四滑道步履式顶推的宽幅钢箱梁,其与顶推支撑接触区域的局部受力特性如何缺乏研究,且对能否确保顶推安全与顺利至关重要。以泸州沱江四桥变曲率竖曲线钢箱梁顶推施工为背景,采用通用有限元软件ABAQUS建立典型不利工况下"梁-壳-实-接触"混合有限元模型,对局部受力最不利的L5临时墩滑道处钢箱梁的应力及其对材料参数、施工误差的敏感性进行了分析。结果表明:典型不利工况下滑道处钢箱梁线弹性局部稳定安全系数和应力满足规范要求;无应力状态横向四滑道顶面标高相同,梁底横向标高相同;在钢箱梁自重作用下,横向四滑道支反力不等,内外侧滑道支反力分配比为1.69∶1;垫块在采用设计面积条件下,等效弹模降低至钢材的60%,滑道处钢箱梁局部受力最佳;滑道处钢箱梁主要受力构件应力对横向四滑道顶升不同步、转角偏差较为敏感;竖向顶升高差的安全阈值为±5 mm,外侧钢垫块顶面标高宜比内侧钢垫块顶面标高高2 mm;《公路桥涵施工技术规范》顶推施工轴线偏位的允许值为10 mm,对横向四滑道的钢箱梁顶推施工具有一定的富余度。     

曲线钢箱梁桥曲率半径影响效应参数化分析

随着我国桥梁设计施工技术的快速发展,国内已建成大量的钢结构曲线梁桥,但由于钢结构桥梁自重较轻,在自重和车辆等荷载的作用下,容易发生支座脱空现象,因此,有必要进行钢结构曲线桥梁的受力特性研究,以避免支座脱空等结构病害的发生,确保桥梁结构的安全。本文以某已建工程实例桥为背景,分析了该桥在其它控制因素不变的条件下,不同曲率半径对主梁应力及支反力等结构受力特性的影响,给出了该类桥梁在不同曲率半径条件下,主梁应力及支反力的变化情况,以供同类桥梁参考。     

预应力混凝土连续梁横向顶推过程仿真分析

对一座预应力混凝土等截面连续箱梁的顶推过程进行了仿真分析,采用ANSYS软件建立了该梁的三维实体有限元模型,研究了顶推过程中滑道沉降对支反力、梁体内力以及梁体应力的影响.得到的结论对既有大跨度预应力混凝土连续梁的横向顶推施工具有一定的借鉴和参考作用.     

桥梁橡胶支座整体更换施工技术研究

由于箱梁顶板和底板在受弯、温差应力作用下,其纵横向应力具有不均匀性,当梁安装结束后,易形成梁体、支座、墩台3者之间不密贴、脱空等现象,影响桥梁运行安全。以312国道汤龙公路大桥箱梁支座整体更换为例,探索公路桥梁支座更换的施工技术发展以及在桥梁养护中的应用。     

钢管拱安装施工过程结构受力特性分析

针对位于曲线上的某新建铁路(66+132+66)m连续梁拱桥,根据先梁后拱的施工方案,对中跨132 m钢管拱安装的支架结构、拱肋的稳定、应力和支座反力等展开计算分析,研究结果显示:此类安装支架设计安全可靠;施工过程中拱肋应力呈对称分布,拱肋各关注截面顶、底部应力实测值和计算值基本吻合;桥跨结构失稳的一阶模态以拱肋横向弯曲为主,稳定系数为37;成桥时主梁边墩的内外侧支座反力相差约4.6%,中墩的内外侧支座反力相差约7.4%。     

水泥混凝土路面板下地基脱空状况的评定与分析

以重复荷载下的接缝工作特性为基础,通过对第一传荷状态临界荷载及其对应弯沉影响因素的分析,指出脱空对弯沉的影响是显著的,并提出以第一传荷状态临界荷载与对应弯沉为指标的脱空评定模型与评定方法,使评定工作在单板系统基础上进行,排除了接缝传荷状况不确定的影响。最后,给出脱空尺寸与弯沉典型回归关系式,从而能够利用FWD对水泥混凝土路面板下脱空进行快速评定。     

曲线连续箱梁桥侧倾和支座脱空原因分析

针对国内曲线连续箱梁桥近年出现的支座脱空甚至侧倾的事故,以钢筋混凝土曲线连续箱梁为对象,采取空间有限元方法,研究在重力、汽车荷载及梯度温度作用下的支座反力,分析汽车荷载对结构抗侧倾性能的影响及可能引起事故的主要原因。研究表明,梯度温度作用对曲线连续箱梁的支座反力有很大影响,而曲线连续箱梁是否发生侧倾不能简单由支座是否脱空来判断,必须进行空间计算才能确定结构整体的抗侧倾性能。     

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.     

预应力混凝土连续曲梁桥支座预偏心设置研究

合理的支座预偏心设置可有效改善曲线梁桥扭矩分布,然而若取值不当,则容易引发支座脱空、梁体翻转等病害。该文以联长为5×25m的某五跨连续曲梁桥为例,采用通用有限元软件Ansys建立板壳单元模型对箱梁进行有限元计算,探讨了不同活载分布状况下支座预偏心对改善箱梁结构扭矩和支座反力的作用,提出了跨径25m独柱支承的单箱双室小半径曲线梁桥在不同曲率半径下合理预偏心的近似计算公式。     

曲线段箱梁采用单梁模型计算时梁顶与支座顶约束刚度模拟取值的讨论

弯桥计算中,支座反力计算结果的准确性直接影响全桥的计算结果及安全性。因此,采用有限元软件进行计算模拟时的边界条件的合理性至关重要。结合有限元计算软件分别建立单梁模型和梁格模型进行支座反力的比较,对梁体与支座之间的简化约束条件进行讨论。