长联高墩大跨不对称连续刚构桥设计与施工研究

研究目的:在山区不对称峡谷设置桥梁时,可采用长联高墩大跨不对称连续刚构桥。这种桥型与刚构连续体系相比,具有稳定性好、施工相对简单、桥型美观、养护维修方便等特点。本文结合工程实例,对具有这种特征的桥梁从结构受力与变形特点、合龙顺序与合龙措施、大的边中跨比值对结构的影响、T构悬臂施工阶段安全性等方面作了分析研究,以期能供类似桥梁工程设计施工时参考。研究结论:长联高墩大跨不对称连续刚构桥梁部弯矩、桥墩的水平位移、桥墩截面弯矩等均不对称,合龙段顶推能使结构墩顶、墩底弯矩有明显的减小,其减小幅度与桥墩刚度以及桥墩离不动点的距离有关,合龙时是否施加顶推力对箱梁弯矩影响很小。对于这种桥型,需要合龙顶推时,中跨→次边跨→边跨的合龙顺序有利于减小合龙成本,加快施工进度。顶推时合龙段处普通钢筋、临时锁定杆件等不能焊死,必须保持水平向的活动。当边中跨比值偏大时,应采取有效措施防止腹板开裂。由于全桥合龙后受力需要,在边主墩的双肢之间不设永久横撑,但为了保证没有设置永久横撑的高桥墩在T构悬臂浇注阶段的稳定性,可考虑设置型钢临时横撑。     

系梁对双肢薄壁高墩抗震性能影响分析

双肢薄壁桥墩是连续刚构桥采用较多的桥墩形式,超过40 m的高墩纵桥向抗弯刚度一般较小,故工程设计中一般采用设置系梁的形式来降低桥墩计算高度,改善高墩的受力特性。本文以一座典型的高墩大跨连续刚构桥双肢薄壁高墩为工程背景,利用ABAQUS建立精细化有限元模型,分析系梁纵筋配筋率、配箍率、系梁-桥墩的刚度比及系梁设置数量对高墩抗震性能的影响。研究结果表明:系梁设置数量和系梁-桥墩刚度比对高墩滞回性能影响较大,系梁配筋率、配箍率影响较小。     

高烈度区实体双薄壁矮墩连续刚构桥抗震设计

研究目的:以高烈度区实体双薄壁矮墩连续刚构桥为研究对象,以桥梁下部结构的整体抗震性能为分析重点,基于三水准设防目标,提出实体双薄壁矮墩连续刚构桥的延性抗震体系选择方法,系统探讨实体双薄壁矮墩的截面尺寸、纵筋配筋率与结构抗震性能的关系。研究结论:(1)对于高烈度区连续刚构桥实体双薄壁矮墩,应根据桥墩的剪跨比判断其破坏模式,并选择相应的延性抗震类别和设计方法;(2)在多遇地震激励下,主墩截面尺寸及配筋设计由纵桥向地震反应控制,随着墩壁厚度的增加,主墩控制截面纵桥向弯矩显著增大,且增幅显著大于横桥向激励的结果;(3)在横向罕遇地震激励下,因实体双薄壁矮墩横桥向的剪跨比较小,桥墩横桥向只能采用完全弹性或基本弹性结构,导致桥墩及桩基的配筋率显著增大,成为控制桥梁下部结构设计的主要因素;(4)纵向罕遇地震激励下,壁厚增大,主墩塑性转角需求减小,在壁厚与纵筋配筋率的三种组合条件下,主墩塑性铰区截面塑性转动能力均能达到"大震不倒"的抗震性能需求,且其变形能力安全储备基本相当;(5)该研究成果可为类似桥梁的抗震设计提供参考。     

高墩连续刚构桥地震响应影响因素分析

以某(84+160+84)m连续刚构桥为背景,建立考虑主梁-桥墩-桩基-土层的有限元模型,对桥墩高度、桥墩截面、双肢薄壁墩间距等影响因素分析,同时也对典型截面的内力与位移计算分析。研究结果表明:在桥墩高度为60~100 m范围内,中墩顺桥向剪力基本稳定,不再随桥墩高度的增加而递减。桥墩高度为100 m时梁体中跨跨中截面顺桥向与横桥向位移达到139.1和97.5 mm;从抗震角度分析,圆形截面桥墩对位移影响较大,空心矩形桥墩截面与实心矩形桥墩截面形式对墩顶内力的影响不大,故空心墩较节约材料;对于文中连续刚构桥分析,双肢薄壁墩间距为8 m时,梁体位移与桥墩墩顶内力均达到最小,合理的双肢薄壁墩间距能有效降低墩顶受力与梁体位移,能有效提高地震作用下的安全系数。     

桥墩结构形式对大跨连续刚构桥抗震性能影响分析

以大准铁路增二线某大跨度连续刚构桥为工程背景,利用Midas/Civil建立有限元模型,比较单薄壁实心墩、独柱圆形实心墩、双薄壁实心墩三种桥墩对连续刚构桥抗震性能的影响。计算结果表明:单薄壁实心墩、独柱圆形实心墩、双薄壁实心墩对应结构自振频率依次增大,单薄壁实心墩与独柱圆形实心墩以桥面振动为主,而双薄壁实心墩以桥墩弯曲为主。同时,在横桥向地震波作用下,独柱圆形实心墩桥梁墩顶位移与中跨跨中位移峰值最小,双薄壁实心墩桥梁墩底剪力峰值最小;在纵桥向地震波作用下,双薄壁实心墩桥梁墩底剪力、墩顶位移与中跨跨中位移峰值最大,独柱圆形实心墩峰值最小。     

大跨连续刚构桥墩结构形式方案研究

大跨连续刚构桥墩除了需要满足结构以及施工运营阶段的最小纵、横向刚度要求外,应尽可能使其具有较大的抗弯刚度和较小的抗推刚度,同时使其经济性最优。以兴保铁路安家山河大桥刚壁墩为工程背景,论述大跨高墩设计中的控制因素及要求。分析比较A形墩、矩形空心墩和双薄壁墩的构造特点及适用条件,对安家山河大桥刚壁墩不同墩形的设计指标进行深入的研究比较,并对其刚壁墩选型提出合理建议。研究表明,对于大跨高墩连续刚构桥,当相邻刚壁墩墩高相差过大时,矩形空心墩和双薄壁墩在更好地提供纵向柔度的同时,其纵向刚度匹配合理,且墩身圬工量较省。     

在ANSYS中实现双肢薄壁桥墩参数优化设计的方法

在双薄壁墩连续刚构桥设计中,选择合理优花的双薄壁墩的墩距和壁厚等参数是至关重要的。根据主梁与桥墩共同变形协调条件,考虑单墩强度和稳定约束,应用ANSYS通用程序提供的参数优化设计方法进行优化设计,通过实例计算并与传统统计拟合方法进行比较,结果基本一致,验证了此方法的可行性。     

双肢薄壁墩温度效应仿真分析

在日照温度分布理论以及有限元分析方法的基础上,利用ANSYS的二次开发功能,编制了双肢矩形薄壁空心墩结构的温度场和温差效应分析的专用程序,并结合实例验证了仿真分析的准确性。同时以某高墩大跨连续刚构桥的双肢薄壁墩为研究对象,利用二次开发成果,对双肢矩形薄壁空心墩在日照温度荷载作用下的温度效应进行了分析,得出了双肢薄壁墩结构在悬臂状态与铰支状态两种不同的工况下,桥墩的温度应力与整体变形。结论可以为双肢薄壁墩的设计和施工提供参考。     

钢筋混凝土T形桥墩盖梁开裂若干问题的探讨

针对钢筋混凝土T形桥墩盖梁开裂问题,以某城市大型立交桥中钢筋混凝土T形桥墩的检测试验结果为基础,采用三维仿真数值模型,分析了钢筋混凝土T形桥墩盖梁的开裂机理。研究结果表明:钢筋混凝土T形桥墩的盖梁开裂问题,一般是由于其自身内部拉应力超出混凝土材料的抗拉强度允许值造成的,属于结构性裂缝,设计中应予以重视。这类桥墩盖梁的内部应力情况复杂,采用通常的空间杆系模型难以掌握其内部应力状态,设计中应采用三维仿真数值模型分析。此外,从盖梁开裂机理的角度,探讨了相应的设计对策。     

高墩大跨刚构—连续梁桥施工过程中的抗风分析

采用悬臂施工的高墩双薄壁柔性墩的刚构—连续刚构桥,由于桥梁施工期不断增长,气候变化无常,最大双悬臂状态通常为最不利的抗风状态。本文以某在建特大桥为工程背景,围绕施工期间的刚构—连续刚构桥双薄壁高墩的抗风性能进行研究。     

空心墩和实心墩对连续刚构桥受力影响的比较

针对连续刚构桥中经常采用的薄壁空心墩和实心墩,通过有限元的分析计算,比较在不同墩高情况下二者对主梁弯矩、墩身水平力和弯矩及全桥稳定性等方面的影响,对连续刚构设计中桥墩结构形式的选择提出看法。     

横系梁对双肢薄壁高墩刚构桥稳定性的影响分析

研究目的:高墩桥梁稳定性一直是影响桥梁结构安全的关键因素,如何在保证桥梁外形美观、结构受力合理的情况下提高高墩桥梁的稳定性,是工程技术人员一直在探讨的问题.本文以京承三期清水河2#桥为工程背景,采用三维有限元分析软件SAP2000对双肢薄壁高墩刚构桥进行空间稳定性分析,并对比分析在有无横系梁的情况下最大悬臂施工阶段和成桥阶段桥梁的稳定性.研究结论:初步得出了墩间横系梁对双肢薄壁高墩桥梁稳定性的影响:墩间横系梁主要对顺桥向的桥梁稳定性贡献较大,对桥梁横向稳定性基本上没有影响;随着墩间横系梁数量的增加,对稳定性的贡献也趋于稳定.恰当地设置横系梁能有效地提高双肢薄壁高墩刚构桥梁的稳定性,但随着横系梁数量的增加稳定性提高并不明显.     

横系梁对双肢薄壁高墩刚构桥稳定性的影响分析

研究目的：高墩桥梁稳定性一直是影响桥梁结构安全的关键因素，如何在保证桥梁外形美观、结构受力合理的情况下提高高墩桥梁的稳定性，是工程技术人员一直在探讨的问题。本文以京承三期清水河2^#桥为工程背景，采用三维有限元分析软件SAP2000对双肢薄壁高墩刚构桥进行空间稳定性分析，并对比分析在有无横系梁的情况下最大悬臂施工阶段和成桥阶段桥梁的稳定性。研究结论：初步得出了墩间横系梁对双肢薄壁高墩桥梁稳定性的影响：墩间横系梁主要对顺桥向的桥梁稳定性贡献较大，对桥梁横向稳定性基本上没有影响；随着墩问横系梁数量的增加，对稳定性的贡献也趋于稳定。恰当地设置横系梁能有效地提高双肢薄壁高墩刚构桥梁的稳定性，但随着横系梁数量的增加稳定性提高并不明显。     

商杭客运专线系杆拱桥墩设计

以商杭客运专线西苕溪特大桥主桥桥墩设计为例,对T形墩尺寸的拟定进行具体说明,给出采用先拱后梁施工方法施工T形桥墩的设计思路和设计方法。通过对施工阶段及成桥运营阶段外力作用下桥墩受力情况的计算分析,对桥墩的强度、刚度、稳定性、墩身偏心等进行详细检算。     

高墩刚构桥地震响应及减震控制研究

近些年,高墩甚至是超高墩刚构桥大量建设,由于其属于非规则桥梁,使得在抗震设计时需要做专项研究,加之桥墩和主梁采用现浇整体刚结的结构形式,使得隔震支座在高墩刚构桥上无法使用。选取一座典型高墩刚构桥,建立其弹塑性动力分析模型,分析了在设计地震动输入下的结构抗震性能规律,进而选取被动控制阻尼器分析了减震控制效果。分析表明:高墩刚构桥在设计地震作用下,桥墩塑性铰发展程度较低,能够满足设计抗震要求,但采用阻尼器进行减震控制后,桥墩能够在设计地震作用下保证为弹性受力状态,减震控制效果优于防落梁拉杆。     

重载铁路大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究

对某重载铁路一座大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计的桥梁布置、拱肋截面及线形、拱肋横撑形式、拱上桥墩方案、施工方法等若干关键问题展开研究,通过有限元对桥梁的承载力、刚度、自振特性等方面进行计算分析,得出以下主要结论:(1)上承式钢管混凝土拱桥能很好地适应桥址地形、地质条件;(2)拱肋采用四肢桁式截面,横向内倾6.5°,拱轴线形采用m=3.0悬链线,具有较好的受力性能;(3)腹杆采用H形钢构件,与拱肋弦管采用大节点连接方式,能满足重载铁路疲劳性能要求。(4)钢筋混凝土排架式桥墩在受力、景观等方面是最优选择。     

大断面隧道下穿既有高墩大跨连续刚构桥施工技术

成昆铁路扩能改造工程米易至攀枝花段垭口隧道下穿既有高墩大跨连续刚构桥,极大的偏压荷载、近接净距小及连续刚构桥的变形敏感性使得工程难度极大。本文采用数值模拟方法,从桥墩变形与位移的角度分析不同工法的适用性。研究结果表明:从桥墩沉降来看,双侧壁导坑法CRD法三台阶法;从桥墩水平位移来看,CRD法与双侧壁导坑法对桥墩的水平位移控制效果较好,三台阶法的控制效果一般。在保证上部桥梁结构安全的前提下综合考虑造价、进度等其他因素,建议采用双侧壁导坑法。     

高墩大跨连续刚构桥桥墩稳定性分析

对贵阳小关特大桥的稳定性进行了详细的计算,并采用对比的方式,在上部构造刚度恒定以及墩高H不变的情况下,比较桥墩采用双肢薄壁桥墩(即工程采用的桥墩方式)、单箱薄壁墩的稳定性情况,得出了一些结论。     

不同高墩形式下连续刚构桥动力性能分析

应用有限元程序ANSYS,分析了杏沟大桥采用钢筋混凝土四柱式实心桥墩、双薄壁式实心墩、独柱实心墩时的动力性能。研究表明:在桥墩截面积相等条件下,这三类桥梁自振频率依次增大,且采用四柱式实心墩和双薄壁式实心墩的桥梁振型较为接近,而与独柱式实心桥墩相差较大。前两类桥梁振动以高墩弯曲为主,而独柱式实心墩以桥面体系振动为主。     

铁路槽形梁尼尔森体系刚性吊杆拱桥设计研究

研究目的:秦皇岛市旅游铁路上跨和平大街采用56 m双线槽形梁尼尔森体系刚性吊杆拱桥,桥面板横向跨度达到12.7 m,且受建筑高度限制,其厚度只有0.65 m.考虑城市景观要求,拱肋采用1/7坦拱,无法设置横撑.设计中采用空间梁格模型、平面杆系模型、空间实体元模型进行计算,对结构受力进行深入研究分析,以确保结构安全.研究...