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。     

小半径曲线梁桥空间稳定性分析

针对小半径曲线梁桥空间稳定性问题,以贵州省六盘水市盘县火车站匝道桥为研究背景,利用有限元分析软件MIDAS/Civil建立小半径桥梁模型,分析不同支座偏心距对支座反力的影响及温度效应作用下桥梁结构的变形和受力特点;通过改变支座间距分析支座反力,考虑结构的平衡性,对支座间距进行调整。计算结果表明,设置合理的偏心距及适当调整支座间距可有效避免曲线梁桥支座出现负反力、脱空等不利现象,使结构受力更加平衡。     

大纵坡、小半径曲线钢箱梁支座脱空处理

重庆市南岸区黄桷湾立交M匝道第2联(MP4~MP6号墩)跨径为(22+27)m,其设计半径为50m,纵坡5.4%,横坡6%,采用预制钢箱梁结构,整体吊装施工。在整体吊装就位后发现MP4号及MP6号墩的内侧支座均出现脱空,为保证桥梁后期的安全运营,进行支座脱空处理。通过分析可知支座脱空原因是在加工时,未考虑钢箱梁的空间扭曲状态,仅在一个水平面内加工制作。根据支座脱空原因及钢箱梁的实际形状,采用通过整体旋转钢箱梁,重新确定各支座的标高,使其支反力值均满足设计要求的方案进行支座脱空处理。采用同步顶升技术施工,使各支座均落实,达到预期处理的目的。     

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.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

广州某立交异型梁支座脱空处理设计

该文针对广州某立交异型梁支座脱空的具体情况,在无法设置拉力支座的情况下,提出了一种全新和巧妙的处理方式,在钢箱梁外侧焊接钢牛腿式,把本联的负反力传递到相邻混凝土梁,来确保支座不脱空.为日前越来越多的城市桥梁出现的支座处理问题提出了一种新的思路.     

预应力混凝土连续弯箱梁桥同步顶升纠扭施工

既有预应力混凝土连续弯箱梁桥在运营阶段经常出现支座变形、脱空及梁体扭转、偏位等病害,使桥梁结构受力趋于不利状态。以上海市一座匝道桥梁加固处理为对象,在对该桥病害原因进行分析的基础上,介绍采用PLC液压同步技术对桥梁进行整体同步顶升(不对称布顶)更换支座、纠扭、增设支座调整扭矩与支座反力等改造措施。实施结果表明:同步顶升控制系统较好地保证了顶升位移的精度;支座反力测定简便、可靠;病害弯桥基本恢复到原设计状态,实施效果良好。     

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。     

预应力混凝土曲线梁桥支承设计初探

以实际工程为背景,介绍了曲线混凝土桥的受力特点,采用三维空间程序对小半径预应力混凝土曲线梁桥的空间效应进行分析,考虑了不同支承形式对主梁转矩、墩柱内力和支座反力的影响,指出了曲线梁桥根据平面杆系计算不能完全反映各支座的受力情况,还需进行空间计算来确定各支座反力,提出了采取支座预设偏心的措施来改善曲梁扭转效应的方法,探讨了曲线梁桥腹板开裂病害产生的原因。     

京沪高铁天津西站曲线变宽异型钢箱梁设计实践

在恒载、温度荷载和活载等因素作用下连续曲线钢箱梁会出现支座脱空、梁体侧移和翻转等问题。同时相对直梁桥,弯桥扭转效应明显,应引起重视。该文通过京沪高铁天津西站异型连续曲线钢箱梁的设计实践,探讨该类桥梁设计中应注意的若干问题,使连续曲线钢箱梁设计安全、合理、经济。     

混凝土曲线梁桥支座偏心设置分析研究

以一座四跨曲线梁桥为背景，采用单主梁法建立空间有限元模型，对不同中支座偏心距情况下恒载、活载支座竖向反力进行了计算分析。结果显示，支座反力主要受恒载分配的影响，各种偏心距情况下活载反力变化幅度较小。支座偏心设置方法可用于类似桥梁的设计。     

独柱支承曲线连续梁桥预偏心距设计

针对独柱支承连续曲线梁桥的预偏心距设计存在的问题,采用数值模拟方法分别对不同曲率半径的独柱支承曲线连续梁桥的中支点合理预偏心距设置问题进行了研究。独柱支承曲线连续梁桥中支点预偏心距的设计不仅要考虑主梁扭矩的分布,同时还要考虑主梁的扭转角位移、主梁端部支承反力是否受拉等因素。不同曲率半径的独柱支承曲线连续梁桥的中支点预偏心距确定时,所考虑因素的侧重点也不相同。     

大跨径波形钢腹板梁桥试设计及探索

波形钢腹板组合箱梁从根本上回避了一般预应力混凝土箱梁桥腹板开裂病害问题,合理地将钢、混凝土两种材料结合,改善结构力学性能并减轻结构自重,理论上波形钢腹板梁桥可以超过混凝土腹板梁桥达到更大的跨度。由于梁桥中墩墩顶处负弯矩承载力有限,通过负弯矩对比的方式,试设计主跨360 m的波形钢腹板组合梁桥,并建立有限元模型,对结构抗弯、抗剪承载力,以及连接件等进行计算,结果表明试设计方案是成立的。钢腹板整体屈曲稳定性是制约波形钢腹板梁桥跨径增大的主要因素之一。为解决现有的波形钢腹板型号应用在大跨度梁桥中整体屈曲强度折减较严重的问题,研究设置纵向横隔和采用大尺寸波形钢腹板型号的应对措施,从而为波形钢腹板梁桥向更大跨度发展做出积极探索。     

体外预应力对钢箱-混凝土组合连续梁桥受弯性能的影响分析

应用空间有限元方法,对3跨变截面预应力钢箱-混凝土组合连续梁桥进行了建造全过程分析。着重研究了施加体外预应力对钢箱-混凝土组合连续梁桥受弯性能的影响,采用单元生成技术实现钢箱-混凝土组合连续梁桥受力全过程模拟。分析结果表明,当钢箱-混凝土组合连续梁桥跨度较大,且截面尺寸受限时,采用常规的墩顶强迫位移、桥面板施加体内预应力等措施仍不能满足中支座负弯矩区域的承载力要求。对中支座负弯矩区域桥面板施加局部体外预应力,对于改善钢箱-混凝土组合连续梁桥的受弯性能有较大的作用,能提高钢箱-混凝土组合桥梁的承载力,进而提高了跨越能力,具有更好的综合经济效益。     

预应力混凝土连续曲线箱梁预应力效应分析

曲线箱形梁桥是空间复杂受力结构体系,预应力钢束产生的径向分布力是预应力混凝土曲线箱梁产生扭矩的主要原因之一。采用组合有限元法和简化方法分析曲线箱梁中预应力所产生的效应,得出预应力作用产生的内力和变形的变化趋势,为进一步完善曲线预应力混凝土箱梁桥的设计提供了依据。