某高速铁路连续梁拱组合桥结构设计

连续梁拱组合桥将连续梁和拱两种结构体系有机结合在一起,具有结构刚度大、建筑高度低、造型美观等优点,使得这种桥型成为高速铁路最具有竞争力的桥型之一。针对某高速铁路(70+136+70)m连续梁-拱组合结构,研究了其受力特点、动力性能等特性。研究结果表明,该组合结构,梁拱共同受力,结构效应主要表现为拱受压、梁受弯的受力特性,使拱与梁在受力方面的优点得以充分发挥。由于梁拱共同参与二期恒载和活载的受力,所以与同跨度的连续梁相比,主梁承受弯矩峰值显著降低因而结构高度可大大减小。介绍梁拱组合结构设计及关键技术,对今后类似工程应用具有一定的借鉴意义。     

高速铁路连续梁拱组合桥钢管拱拼装方案设计研究

连续梁拱组合桥作为高速铁路大跨结构的重要桥型,一般采用先梁后拱的施工顺序。本文结合某实际工程案例,从施工难度、施工质量、施工安全、经济性、施工进度五个方面对比分析了原位支架大节段浮吊拼装和异位支架+滑移+竖直提升法两种钢管拱施工方案,最终选定原位支架大节段浮吊拼装法施工,并建立有限元模型,对支架和拱肋进行验算,验证了方案的可行性及安全性。     

黏滞阻尼作用下高墩大跨度连续刚构-拱组合桥减震效果分析

以西安至延安高速铁路大跨度箱形截面(124+248+124)m连续刚构-拱组合桥为研究对象,利用MIDAS/Civil有限元软件建立三维模型,通过非线性时程分析法研究在连续刚构-拱组合桥边墩设置黏滞液体阻尼器后桥墩内力及主梁位移的变化情况,在此基础上对阻尼器参数进行优化,探究黏滞阻尼器减震效果最佳时的参数组合.结果表明...     

斜拉-连续刚构组合梁桥车-桥耦合动力响应分析

以某斜拉-连续刚构组合梁桥为例,通过建立列车与桥梁的车-桥耦合动力分析模型,并根据势能不变值原理及形成结构矩阵的"对号入座"法则,导出了车桥系统的空间振动矩阵方程。计算了国产CRH2型列车以不同速度通过该组合体系桥梁时的空间振动响应,基于列车走行性评价指标,检算该桥是否具有足够的横向、竖向刚度及良好的运营平稳性等动力特性,并对不同车速下桥梁响应的变化规律进行了研究,所得结果可为同类桥梁的相关评价分析提供参考。     

高速铁路连续刚构加拱组合结构设计及创新技术——以西延高铁王家河特大桥主桥为例

以西延高铁王家河特大桥为工程背景,首先,对3种混凝土连续刚构组合结构(连续刚构加拱、连续刚构加桁、连续刚构部分斜拉桥)从受力性能、无砟轨道适应性、经济性等方面进行比选,确定连续刚构加拱组合结构为最优方案;其次,阐述连续刚构加拱组合结构设计细节,通过有限元软件对结构的静、动力学性能、抗震性能、车-桥耦合计算分析;再次,对墩、梁、拱结合部位受力情况进行模拟检算,对梁、拱合理刚度分配规律进行总结。主要结论及创新点：(1)桥梁的强度、刚度指标满足规范要求,抗震性能良好、乘车舒适性优良;(2)梁拱结合部位混凝土处于均匀受压状态,局部受力安全可靠;(3)混凝土连续刚构加拱组合结构中拱肋承担活载的比例约占45%,活载有效转化为拱肋的压力和弯矩;(4)提出的高位拱肋单侧竖转施工方法可为类似工程提供参考借鉴。     

基于车桥耦合的三跨连续拱梁组合桥冲击系数研究

为合理分析和计算桥梁结构各关键部位的冲击系数,以三跨连续拱梁组合桥为例进行分析。分别利用MATLAB和ANSYS建立11自由度的三维车模型和有限元模型。采用车桥耦合迭代的方法,得到桥梁关键部位在车辆荷载作用下的振动响应。研究结果表明:车辆在任何车道行驶时,边主梁、边拱肋及斜吊杆的冲击系数都大于相应中主梁、中拱肋及直吊杆;随着桥面平整度等级的增加,各关键部位的冲击系数与振动系数的关系满足均幂函数,且呈非线性增长;随着车速的增加,车辆在不同车道行驶时其规律性不一致,在快车道冲击系数呈现先增大后减小的趋势,在中车道呈现先增大后减小再增大的趋势,在慢车道呈现一直增大的趋势;随着车重的增加,冲击系数减小的幅度呈现逐渐减小的规律,轻车低速对桥梁的冲击效应更加显著;大多数工况下端部短吊杆的冲击系数均大于规范值,因此,在桥梁设计中应更加注重短吊杆的抗疲劳设计。     

高速铁路矮墩大跨连续刚构拱桥设计研究

商合杭高速铁路跨越亳州涡河、阜阳颍河等多处特殊工点,需要选择一种跨度较大,而墩高较矮的桥式,根据铁路桥梁既有的设计成果,对连续刚构、V形墩连续刚构及连续刚构拱桥3种方案分别进行研究,从适用、经济、受力性能、轨道长波不平顺等方面,对3种方案的轨道长短波不平顺性进行对比分析,最终确定(88+168+88)m连续刚构拱桥方案为最佳方案。通过对连续刚构拱桥梁高、刚壁墩间距、刚壁墩壁厚、拱肋截面等结构尺寸的计算调整,使结构的受力得到了很大的改善,并且使长短波不平顺值满足规范要求,成功地实现了矮墩大跨连续刚构拱桥在高速铁路桥梁设计中的运用。     

铁路高墩大跨刚构-连续组合梁桥设计

吴堡黄河特大桥主桥为(70.75+4×120+70.75)m预应力混凝土刚构-连续组合梁桥,该桥具有“高墩、大跨、长联”的特点。概要介绍主桥上、下部结构构造设计特点及结构分析计算要点;并通过不同合龙方案对上、下部结构内力影响的研究,选取了合理的施工合龙方案,有效地改善了桥墩和基础受力状态。本桥的设计,为铁路高墩、大跨度铁路预应力结构的设计积累了有益的经验。     

高速铁路连续梁桥三分力系数的数值模拟分析

连续梁桥是高速铁路上的一种典型桥梁,利用计算流体力学软件对其不同截面在不同工况下的静气动性能进行了数值模拟,研究了平均风速、风攻角、宽高比以及桥上列车分布状况分别对桥梁截面三分力系数的影响.研究结果表明:风速和风攻角对桥梁的静气动性能影响显著;梁高的增大使桥梁处于不利的风荷载作用下;在桥上有列车状态下桥梁的静气动性能不如无车时稳定.     

高速铁路连续刚构加劲钢桁组合结构桥梁设计研究

以银西高铁漠谷河2号特大桥(97+2×180+97)m连续刚构加桁组合结构为工程背景,计算不同桁长及桁高对主梁变形的影响,分析梁桁连接方式以及钢桁的加劲效果,提出控制主梁徐变变形的有效措施,解决大跨度连续刚构加劲钢桁组合机构桥梁设计中的关键问题,为该结构的发展提供借鉴和参考。     

刚构-连续组合梁桥主梁合龙关键技术

以郑少高速航海路连接线南水北调大桥辅线桥——大跨径预应力混凝土刚构-连续组合梁桥为实例,利用有限元软件Midas/Civil建立桥梁施工阶段的有限元计算模型,采用数值仿真技术探讨主梁合龙顺序、边跨现浇段满堂支架拆除时机和主梁中跨合龙段顶推力的优化调整等关键技术问题。研究结果表明:先合龙边跨主梁,然后拆除边跨现浇梁段满堂支架,最后合龙中跨主梁的桥梁合龙方案对桥梁线形和结构后期受力有利;在一定变化范围内,顶推力、温度变化均与顺桥向位移成线性关系,拟合计算结果可以得出顶推力与温度变化关系的计算公式,根据该公式可以对设计顶推力进行优化调整。论文所得结果指导了该刚构-连续组合梁桥的主梁合龙施工,并对类似桥梁主梁合龙施工具有借鉴意义。     

高速铁路连续梁-拱组合桥拱肋施工方案比选

针对高速铁路连续梁-拱组合桥拱肋施工,依托工程案例总结原位拼装法、节段提升法、顶推纵移法、竖向转体法4种不同的施工方案,对各施工方案的临时结构设计、工艺工法及工装设备进行详细描述,分析各施工方案的优缺点及不同条件下的适用范围,并对各施工方案应用时提出指导性意见及建议。比选分析表明：4种拱肋施工方案在不同的桥址现状、桥梁跨度、施工环境等条件下均表现出一定的适用性,随着桥梁跨度的不断增大及施工工装设备不断进步,拱肋施工技术也朝着整体架设方向发展,从而导致节段提升法、顶推纵移法及竖向转体法的技术优势更加显现,应用时需根据施工现状、技术条件等择优选择。     

双线铁路下承式连续梁拱组合桥列车-桥梁时变系统空间振动随机分析

在列车-桥梁时变系统横向振动能量随机分析理论的基础上,采用26个自由度的列车空间振动模型,以空间梁单元模拟桥梁结构,以普通空间梁元即12自由度的空间梁元来模拟拱及吊杆结构,建立了双线铁路下承式连续梁拱组合式桥列车-桥梁时变系统空间振动分析模型,分别以构架人工蛇行波及前苏联规律性的竖向不平顺函数为横向及竖向激振源,进行双线铁路下承式连续梁拱组合式桥列车-桥梁时变系统空间振动响应分析。计算了列车以不同车速通过桥梁的空间振动响应,所得结果可供设计参考。     

大跨度铁路连续刚构-CFST拱桥动力特性试验研究

宜万铁路宜昌长江大桥主桥为连续刚构-钢管混凝土(CFST)拱组合结构,为了评价其在列车荷载下的动力特性及行车安全,利用现场行车、制动及环境振动试验数据,结合有限元模型对其进行动力特性分析.首先,介绍桥梁的工程概况及动力试验安排.其次,利用环境振动试验得到结构的加速度响应,结合频域和时域分析获得桥梁的频率、阻尼比和振型;...     

大跨度连续刚构柔性拱组合桥式研究

宜昌长江铁路大桥主桥采用130 m+2×275 m+130 m预应力混凝土连续刚构与钢管混凝土柔性拱组合桥式结构,大桥全长2 446 m,桥型与跨度在世界铁路桥梁中均居领先地位.研究了130 m+2×275 m+130 m刚构拱受力特性、承载能力、非线性、抗震、车桥动力响应等结构特性.研究结果表明,该新型组合桥梁结构,梁拱共同受力,结构弯矩效应主要表现为拱受压、梁受拉的受力特性,主梁承受弯矩及截面尺寸显著减小,拱的水平推力与梁的轴向拉力相互平衡,使拱与梁在受力方面的优点得以充分发挥,结构竖向刚度大,外形轻巧.     

双线铁路下承式连续梁拱组合桥列车一桥梁时变系统空间振动随机分析

在列车一桥梁时变系统横向振动能量随机分析理论的基础上，采用26个自由度的列车空间振动模型，以空间梁单元模拟桥梁结构，以普通空间梁元即12自由度的空间梁元来模拟拱及吊杆结构，建立了双线铁路下承式连续梁拱组合式桥列车一桥梁时变系统空间振动分析模型，分别以构架人工蛇行波及前苏联规律性的竖向不平顺函数为横向及竖向激振源，进行双线铁路下承式连续梁拱组合式桥列车一桥梁时变系统空间振动响应分析。计算了列车以不同车速通过桥梁的空间振动响应，所得结果可供设计参考。     

简支槽形梁-拱组合桥在宁启线的应用研究

宁启线增建二线跨越新建沪通铁路时因纵断面受限,采用64m简支槽形梁-拱组合的大跨、低高度新型桥式,有效地解决了立交跨越问题。文章通过对该结构与其他桥式进行综合比较,阐述采用简支槽形梁-拱组合桥式的可行性、经济性及优越性,为类似工点提供设计借鉴。     

不同设计参数下刚构-连续组合曲线梁桥地震响应敏感性分析

结合大跨、高墩、长联曲线铁路梁桥的工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS,采用反应谱的分析方法,给出了该桥在不同的曲线半径、桥墩墩高、墩梁约束方式下的自振频率和振型,分别按纵桥向和横桥向的激励方式,分析了中跨跨中位移,墩顶位移及墩底弯矩随设计参数变化的规律。结果表明:自振频率受桥墩墩高和墩梁连接方式的影响较大,受曲线半径的影响较小;曲线半径在一定范围内变化时,地震响应变化较小;在纵向反应谱的作用下,桥墩墩高的改变对地震响应的变化规律比较复杂,在横向反应谱的作用下,地震响应有一定的变化规律;墩梁约束方式为约束7的地震响应最小,但综合考虑温度、制动力学因素,应该是原设计约束5最优。     

高速铁路大跨度混合梁连续刚构设计关键技术研究

广湛高铁采用(109+2×200+109) m混合梁连续刚构跨越西江主航道,主梁采用预应力混凝土梁+钢混结合梁的混合梁形式,与预应力混凝土连续刚构相比,减轻了结构自重,降低了主梁弯矩和剪力,提高了桥梁跨越能力;跨中采用钢混结合梁,减小了因混凝土收缩徐变对结构后期变形的影响,改善了结构受力和高速行车条件。钢混结合段为钢主梁与预应力混凝土主梁的连接构造,是混合梁桥关键传力部位,根据刚构桥的钢混结合部受力模式,设置于主梁受力较小位置,采用有格室后承压板式结合部构造。通过对钢梁截面分析比选,采用符合结构受力特点、经济性较好的槽形钢箱混凝土结合梁,并对槽形钢梁超高腹板稳定性、空腹桁架式横隔板构造等关键技术进行研究。建造方案推荐采用挂篮悬臂浇筑混凝土梁,钢梁采用整体吊装安装,混凝土桥面板采用分块预制,可有效保证施工工期。     

连续梁拱组合体系桥应用实践

连续梁拱组合体系桥具有节省材料、降低造价、对地基要求低、适应性强、施工工艺简单等优点,是一种很有发展潜力的桥型,目前在我国南方某些地区应用比较广泛。文章主要介绍该类型的桥梁在我国北方某地的应用情况,为同类桥型的应用推广提供有益的参考和借鉴。