高墩连续刚构桥施工阶段抗风与P-△效应分析

基于高墩连续刚构桥的特点,以内蒙古黑沟特大桥为工程背景,采用阵风荷载对该桥施工阶段的典型工况进行了抗风分析,并在最大悬臂施工阶段,对风荷载作用下的桥墩进行了P-△效应（重力二阶效应）分析．结果表明,施工阶段全桥应力满足混凝土结构强度要求,箱梁和桥墩的侧向位移在最大悬臂阶段较大,最大悬臂阶段为最不利抗风状态,施工过程整体抗风性能良好,桥墩P-△效应会增加桥墩顶部侧向位移和桥墩底部拉压应力,但影响较小．     

考虑流凌效应的大跨径梁桥最大悬臂施工状态作用响应分析

内蒙古包树黄河特大桥工程在黄河凌汛期恰好处于最大悬臂施工阶段,为保证其安全度汛,对此种不利工况进行作用响应分析及安全性验算.采用计算土弹簧刚度来模拟桩-土摩阻效应,并采用Maxwell模型以模拟墩顶新型粘滞阻尼器的墩梁位移效应,建立了该桥最大悬臂施工阶段数值仿真模型.在流凌期间实测流冰荷载、洪水荷载及风载等作用组合下,计算分析了该桥最大悬臂阶段桥墩和主梁的线形变化和受力特性.结果表明,流冰荷载单独作用对该桥最大悬臂阶段桥墩和主梁线形和内力影响有限,同时在各荷载工况下桥墩及主梁线形和内力均满足桥梁监控要求.     

倾斜荷载下基桩P-Δ效应等效剪力有限元迭代法研究

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,在此基础上引入等效剪力增量概念,提出了基桩P-Δ效应的等效剪力有限元迭代法,相应编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向荷载综合作用下基桩内力位移进行了分析。结果表明:等效剪力有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-Δ效应计算分析是有效的;当墩身较高时,墩身倾斜、墩顶偏心弯矩、水平力等对基桩产生的P-Δ效应显著。     

转体施工大悬臂T构的抗风性能研究

采用平转施工的T形刚构桥梁在转体之前,拆除施工支架,处于大悬臂状态,结构刚度较小,在风的作用下稳定性较差.结合内蒙古集宁市的京包铁路分离式立交桥,桥址处多阵风且风速较大,分析该转体施工T形刚构桥梁的抗风性能,通过对该桥进行了抖振时域分析,得到其位移时程结果.大悬臂T构的结构横向刚度最小,位移最大.结果表明结构在风荷载的作用下较安全,但风荷载的作用不可忽略.     

陡坡桥梁桩基水平承载特性分析

本研究以某陡坡桥梁桩基为研究对象,建立了倾斜荷载作用下桩基的有限元模型,分析了荷载加载顺序、荷载类型、桩身弹模和土体主要力学特性等因素对陡坡桥梁桩基水平承载特性的影响规律。研究结果表明:施加竖向荷载会增加桩顶水平位移和桩基内力,竖向荷载对桩顶水平位移的作用机理应同时考虑“P-△”效应和桩周侧向的土压力效应。本研究提出了坡顶荷载-桩身最大弯矩关系的三阶段特征,揭示了土体黏聚力、内摩擦角和弹性模量均与桩顶水平位移呈递减关系。该研究成果可为山区陡坡桥梁的设计与施工提供参考。     

高墩大跨径弯桥在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析

以非线性稳定理论为基础,以高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段的结构稳定性为研究对象,利用有限元法对其在悬臂施工阶段荷载状态各工况分别进行考虑材料非线性和结构大变形与材料非线性的双非线性稳定性分析,计算了不同工况、不同曲线圆心角、不同墩身长细比、不同系梁个数的刚构桥在悬臂施工阶段非线性稳定系数和悬臂端位移,对计算结果进行了分析,归纳出高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段非线性稳定荷载系数和悬臂端位移与桥梁曲线圆心角、墩身长细比及系梁个数的关系。结果显示:非线性稳定荷载约为特征值屈曲荷载的35%,弯桥曲线圆心角对非线性稳定荷载系数和悬臂端位移的影响更为突出,多个系梁对悬臂施工的稳定并非有利。     

高桥墩矮塔斜拉桥悬臂施工中的稳定性分析

为研究非对称悬臂法施工中高桥墩的稳定性,基于非线性稳定性的理论,以一座高桥墩铁路矮塔斜拉桥为工程背景,建立其三维空间模型对悬臂施工进行正装分析,并对高桥墩在施工中的最不利荷载工况(最大悬臂状态)下的稳定性进行研究。研究表明,高墩矮塔斜拉桥的施工中,桥塔对整个施工稳定性起控制作用,而索力的分布对桥塔的稳定起重要作用。     

波形钢腹板多室箱梁部分斜拉桥施工期剪力滞 效应分析

为研究波形钢腹板部分斜拉桥在悬臂施工阶段主梁的剪力滞规律,以某单箱四室斜腹板波形钢腹板部分斜拉桥为实例,采用Midas/FEA有限元软件建立精细有限单元计算模型,研究悬臂施工阶段主梁的剪力滞效应分布规律。计算结果表明:在主梁最大悬臂状态,悬臂根部截面主梁顶板的应力分布最不均匀,剪力滞系数最大,其剪力滞系数离开悬臂根部后迅速减小,然后经历增大减小再增大的过程;梁段顶板在自重、斜拉索、预应力荷载共同作用下截面剪力滞效应受预应力荷载效应控制,均多呈现正剪力滞效应;主梁施工过程中,截面剪力滞效应规律不变;在桥梁施工过程分析时以主梁最大悬臂状态下的箱梁顶底板剪力滞系数为参考。     

不同边锚形式下独斜塔斜拉桥的温度效应分析

为探究不同边锚形式对独斜塔斜拉桥温度效应的影响,选取地锚式和自锚式独斜塔斜拉桥,利用有限元方法进行研究。分析了施工阶段最大悬臂状态和运营状态下整体温度、梯度温度和索-梁塔温度差效应。研究表明:无论施工还是运营阶段,地锚式独斜塔斜拉桥温度总变形均大于自锚式;不同边锚形式对整体温度应力影响较大,对温度梯度应力无影响;对最大悬臂状态各温度变形的影响均大于运营阶段,而应力正好相反;运营状态下索-梁塔温度差引起的主梁应力较最大悬臂状态大。     

连续刚构桥悬臂施工阶段的预应力剪力滞效应分析

根据一座主桥为三跨(47m 75m 47m)连续刚构桥的悬臂施工过程,计算分析悬臂施工阶段预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应,研究该类桥在整个悬臂施工过程中,每个阶段预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应,以及一些关键截面剪力滞效应的变化规律;结果表明,在悬臂施工过程中,悬臂预应力束会对箱梁产生正负剪力滞效应,且负剪力滞效应较大。     

双柱式桥墩刚度对桥梁地震响应分析

为研究桥墩刚度对高墩桥梁抗震性能的影响,以带溪高架桥为研究背景,利用midas-civil选波工具选取合适地震波,建立了一致激励地震作用下的连续梁桥,并考虑P-Δ效应和非线性的影响,分析桥墩高度、桥墩截面尺寸及形式对桥梁抗震影响。通过改变墩径（墩径由1.2 m变化至2.4 m）抗震分析表明双柱墩直径对墩顶位移影响效果并不明显,墩径过大会导致桥墩内力较大;对不同墩高（墩高由20 m变化至50 m）地震响应分析表明墩高对墩顶位移起到控制作用,但墩高变化对桥墩所受轴力影响不大;由于P-Δ效应和约束影响,全桥为中间高墩、两边矮墩时具有较小的地震响应;在墩高为30 m情况下,相对于薄壁墩和实体墩,双柱式墩具有较好的抗震性能。     

赤石大桥下拉索施工抗风措施风致振动响应分析

以赤石特大桥为工程依托,针对赤石大桥施工抗风措施"下拉索+TMD"中的下拉索在大风条件下可能产生的大幅振动问题,采用ANSYS软件进行考虑全桥结构的下拉索风致抖振响应分析。计算结果表明:采取施工抗风措施且考虑下拉索脉动风效应后(斜拉索分段建模),最大双悬臂状态桥塔关键截面和主梁塔梁交界处截面应力均满足规范要求,即下拉索脉动风效应不会对桥塔、主梁结构抗风安全产生明显不利的影响;考虑下拉索脉动风效应(且拉索分段建模后),下拉索最大索力值为1.091E+06 N,比单索模型结果偏小约20%左右;下拉索中点顺桥向、横桥向风致抖振位移响应极大值分别为2.94 m和3.44 m。     

高墩大跨连续刚构桥气弹模型风洞试验研究

高墩大跨连续刚构桥在施工阶段的抗风能力较弱,以三水河特大桥为工程背景,通过最大悬臂施工状态气弹模型的风洞试验,对其抗风性能就行了研究。采用1：100的缩尺模型比进行最大悬臂施工状态的颤振及驰振试验,测定颤振、驰振临界风速,据此分析评估该桥的抗风性能。风洞试验结果表明,该桥具有较好的颤振、驰振稳定性。     

大跨径连续刚构桥仿真模型计算分析

利用BridgeKF系统建立大跨径弯连续刚构桥在施工阶段的仿真分析模型,分析了最大悬臂阶段和成桥阶段主梁荷载效应,并得出一些规律和结论。     

锚拉悬臂式挡土墙模型受力特性数值模拟分析

为通过模型试验研究车辆荷载作用下锚拉悬臂式挡土墙的受力特性,先使用ABAQUS有限元计算软件进行数值模拟,为模型试验的设计提供参数依据。研究结果表明:模拟车轮荷载作用下,锚杆轴力最大值出现在锚杆中间位置,向两端逐渐减小,近墙端轴力大于远墙端;挡土墙侧向土压力的竖向分布及横向分布都在锚固端位置出现急剧增大现象;锚杆高度位置、L/2截面处竖向土压力最大值出现在锚杆上方;挡土墙的侧向位移量在锚杆以下迅速减小,最大侧向位移出现在挡土墙顶端。该结论的得出为锚拉悬臂式挡土墙模型试验测量仪器的选取、参数比较及实际工程中锚拉悬臂式挡土墙的设计与施工提供了理论依据。     

Equivalent-shear Finite Element-iterative Method of P-△ Effect of Pile under Inclined Loads

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,在此基础上引入等效剪力增量概念,提出了基桩P-△效应的等效剪力有限元迭代法,相应编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向荷载综合作用下基桩内力位移进行了分析.结果表明:等效剪力有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-△效应计算分析是有效的;当墩身较高时,墩身倾斜、墩顶偏心弯矩、水平力等对基桩产生的P-△效应显著.     

非线性因素对超大跨度斜拉桥活载内力的影响

笔者研究了非线性因素对超大跨度斜拉桥使用阶段内力的影响,分析中同时考虑了拉索垂度效应、P-Δ效应和大位移效应的影响.以一座主跨超千米的斜拉桥为例,给出了各控制截面内力的非线性影响系数,并提出了减小超大跨度斜拉桥非线性影响的措施.     

意外堆土对高架桥结构安全性评估分析

高墩高架桥的桥墩受横向荷载非常敏感,意外堆土对高架桥既有桥墩可能产生重大影响,必须加以控制。为评估意外堆土对某高墩高架桥结构受力性能的影响,通过现场调查,考虑了堆土的侧向刚度,采用midas有限元分析软件建立模型分析了堆土对桥墩及主梁受力性能的影响,理论分析表明:若没有上部结构对桥墩的支撑作用,在上述意外堆土荷载作用下,墩内最大拉应力将接近8 MPa。考虑上部结构对桥墩提供的有效支撑后,在最不利意外堆土压力与恒载的共同组合下,2#桥墩最大会产生约1.13 MPa拉应力,但小于C30混凝土的抗拉强度标准值2.01 MPa。基于分析结果对意外堆土后的桥梁状态进行了评估,并提出了相应的处理建议,可为同类事故的分析和处理提供参考。     

非正交水平荷载作用下局部锈蚀RC矩形墩抗震性能研究

针对锈蚀钢筋混凝土(RC)桥墩,采用OpenSees软件结合已有实验数据,建立其有限元数值模型并加以检验,据此通过拟静力加载和动力时程分析,探究不同锈蚀位置和非正交加载角度对其抗震性能的影响,结果发现:锈蚀位置靠近墩底塑性铰区域,抗震性能退化显著;锈蚀位置上移后抗震性能退化迅速减弱;拟静力作用下,随着加载角度趋向强轴,RC桥墩的屈服荷载和最大侧向荷载明显提高,延性增大,滞回耗能能力显著增强.反之,加载角度偏近弱轴,最大侧向荷载和位移延性系数则受锈蚀影响明显,退化加剧;地震动作用下,墩底位置发生锈蚀时,墩顶最大位移角最大,墩底最大剪力和弯矩最小,随锈蚀位置上升,最大位移角减小,抗弯和抗剪强度提升;地震动输入角度由弱轴偏向强轴时,墩顶最大位移角减小,墩底最大剪力和弯矩增大,其中抗弯强度的提升幅度比抗剪强度大.研究结果可对在役锈蚀RC桥墩的抗震性能评估提供理论依据.     

大跨径变截面连续梁桥悬浇中断施工位移分析

文章以连申线东台段航道整治桥梁工程新灶桥为工程背景,采用有限元程序建立最大悬臂施工工况模型,对长期中断施工状态下悬臂T构的位移进行分析。结果表明,中断施工时间越长,温度荷载和混凝土的收缩对主梁结构变形的影响越大。