超大型深基坑对高速铁路桥墩稳定性影响分析

随着近邻高速铁路沿线房地产的开发,建筑基坑施工有可能影响到高速铁路桥梁、路基的稳定性,为了减小基坑开挖产生的不利影响,确保高速铁路行车安全,通过大型有限元软件计算以及现场位移、水位等实时检测手段进行稳定性分析,同时,研究了深基坑开挖及抽水过程对高速铁路桥梁桩基变形的影响规律及范围。结果显示,基坑自身的稳定性及其降水后的水位位置,对高速铁路桥梁桥墩的水平位移有着重要影响,且这种影响关系是复杂的,影响范围较大,因此,不能仅以基坑与高速铁路的距离是否在20m以上作为安全标准,而应根据基坑深度、大小以及需要降水的程度,结合其与高速铁路距离、地层土质力学参数等因素,综合评价其对高速铁路的影响。     

涂覆反射隔热涂料对高铁桥梁高墩日照温度效应的影响

以高速铁路78 m高空心圆端形桥墩为研究对象,利用ANSYS软件建立三维温度场和温度变形的分析模型,通过减小模型中桥墩表面短波辐射吸收率模拟桥墩表面涂覆反射隔热涂料的效果。计算结果表明:考虑反射隔热涂料的效果,日照辐射作用下的桥墩各处温度幅值明显降低,最大可达8.69℃。不考虑上部结构的约束,桥墩墩顶轴线处伸长最大可达到7.09 mm,而顺桥向、横桥向偏转最大可达到3.29、1.19 mm;涂刷涂料后桥墩顺、横桥向偏转位移值减小达60%以上,轴向伸长日变化值减小70%以上。考虑固定支座约束后,墩顶水平面内位移被约束在极小值,但桥墩轴向伸长不受影响,且涂刷涂层的控制效果与不考虑墩顶约束是一致的。说明在桥墩表面涂覆一层反射隔热涂料对于控制日照辐射下桥墩的温度效应的效果是显著的。     

沪杭高速铁路大跨径预应力混凝土桥梁工程与技术创新

沪杭高速铁路沿线河渠密集,通航河道及高等级公路星罗密布,与高速公路相交有18处,跨等级航道36处。桥梁占线路长度比重高达90%,特殊孔跨有155联,有连续梁、道岔梁、刚构、刚架、特殊墩台等多种形式。首先介绍沪杭高速铁路大跨径桥梁设计施工的总体情况,结合横潦泾大桥,重点介绍了大跨径预应力混凝土连续梁桥设计技术及快速施工技术,结合两座跨高速公路大跨径自锚上承式拱桥,重点介绍了高速铁路桥梁转体施工技术,最后介绍了沪杭高速铁路桥梁的其他创新技术。     

临近既有高铁桥梁工程对运营安全性影响分析

对临近某高铁立交工程的基坑开挖、顶进施工、U形槽开挖过程对高铁桥梁的影响进行分析研究。以封闭式路堑下穿高铁桥梁段为背景,采用大型通用有限元软件ABAQUS建立结构的三维数值模型,模拟由基坑开挖、下穿框架桥结构顶进至U形槽开挖的完整开挖过程,对比分析常规防护方案和加强防护方案对高铁桥梁的影响。分析结果表明:常规支护加固开挖时,桥墩基础处土层最大横向位移影响值为0.5 mm,桥墩基础处土层最大竖向位移影响值为0.8 mm;加强型支护加固开挖时,桥墩基础土层最大横向位移影响值为0.15 mm;桥墩基础处土层最大竖向位移影响值为0.34 mm,加强防护措施可有效控制高铁桥梁的附加沉降量,确保高铁的安全运营。     

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。     

铜陵公铁两用长江大桥船撞引起列车脱轨分析

研究目的:准确测算船撞作用下桥梁的结构动力响应,对评估因船—桥碰撞后桥梁响应而引起的列车脱轨分析具有重要意义。本文围绕铜陵公铁两用长江大桥论述船撞桥墩引起列车脱轨分析的一般流程,首先通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件模拟10 000 t级与5 000 t级船舶在最高、常规以及最低通航水位下满载正撞和侧桥向20°撞击桥梁的主塔和辅助墩,得出在各船撞工况下碰撞力-时程曲线。然后将船舶撞击时程曲线作为动力荷载输入至整桥有限元模型中,计算桥梁结构关键部位尤其是主梁的横向位移和加速度响应。研究结论:(1)在最高通航水位下,船舶满载正撞桥墩产生的撞击力最大;在该最不利工况下,撞击作用对桥梁结构动力响应以及列车的脱轨风险具有较大影响;(2)当3#主塔受到10 000 t级船舶撞击时,导致2#桥墩墩顶主梁的横向加速度达到0.922 m/s2,未超过列车脱轨加速度临界限制1 m/s2,列车脱轨概率极小;(3)通过简化的风险标准导出脱轨概率公式计算表明,该桥遭受到船舶撞击时,其列车的脱轨概率为9×10-5~1.5×10-4;(4)本文的研究结果可供航道上铁路桥梁因船舶撞击导致列车通行安全性研究参考。     

地基柔性效应对铁路连续梁桥弹塑性地震反应的影响

以某高速铁路大跨连续梁桥固定墩纵桥向的弹塑性地震反应为研究对象,建立考虑地基柔性约束效应的单墩动力计算模型,分析地基柔性效应对桥墩动力特性及弹塑性地震反应的影响规律。结果表明:地基比例系数m值的改变对桥墩的1阶自振频率影响较明显;随着地基比例系数m值的降低,墩顶位移及基底位移逐渐增加;地基越软,桥墩的弹塑性地震反应有增大的趋势。为了更加合理的描述桥墩的塑性状态,建议对软土场地桩基础钢筋混凝土桥墩进行延性抗震设计时,优选墩底曲率延性指标进行评价。     

罕遇地震作用下高速铁路简支梁桥抗震性能分析

简支梁桥在高速铁路中占到了极高的比例,其抗震性能值得深入研究。结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,建立不同墩高的高速铁路多跨简支梁桥的全桥空间分析模型,在模型中采用纤维单元模拟桥墩,并对固定支座锚固螺栓在罕遇地震作用下可能被剪断的力学特性予以适当的模拟,采用非线性时程方法分析高烈度地震区内该类桥梁在罕遇地震作用下的弹塑性地震响应,讨论该桥的损伤模式。分析结果表明:相比纵桥向地震作用,墩高20 m以内的高速铁路大跨度简支梁桥在横桥向地震作用下的桥墩损伤程度更大;整体看来桥墩具有较好的抗震性能,而合理控制支座锚固螺栓被剪断后主梁所产生的较大位移将成为铁路简支梁桥抗震设计中的重点。     

桥梁桩基础施工对既有高速铁路桥梁基础变形的影响

衡茶吉铁路(衡阳—茶陵—吉安)正线在DK211+000—DK212+100与武广高速铁路并行。利用FLAC 3D建立了三维有限元模型,模拟了衡茶吉铁路竹山屋中桥桥梁桩基础开挖的施工过程,分析了新建铁路桥梁桩基础开挖对桩围土体和既有武广高速铁路竹山屋特大桥基础的影响。结果表明:新建铁路桥梁桩基础开挖过程中地表土体的水平位移小于15 mm,竖向位移小于7 mm;桩基础开挖深度与周围土体的变形成反比,在桩基础上部影响范围约为桩径的3～5倍,中下部约为桩径的1～2倍;新建铁路桥梁桩基础开挖对既有武广高速铁路竹山屋特大桥桥梁变形影响较小,其水平和竖向几何偏差远小于规范限值,基本不影响既有桥梁的安全。     

河道开挖和弃土堆载对邻近高速铁路桥梁的影响分析

以浙江省嘉兴市一高铁段邻近施工工程为背景,选取沿线3个典型断面建立数值分析模型,研究河道开挖、弃土堆载对桥墩和承台的竖向位移、横向位移的影响。研究结果表明:河道开挖施工和弃土堆载的影响范围受堆土尺寸影响明显,表现为堆土的高度和宽度越大,弃土堆载的影响范围越大;在堆土距桥墩最短距离不变的情况下,堆土宽度对桥墩位移的影响小于堆土高度;桥墩和承台的竖向位移、横向位移均随堆土距桥墩距离的增大而明显减小。     

基坑开挖引起邻近高铁桥墩隆起变形实例分析

为了研究基坑开挖过程对邻近高铁桥墩竖向变形的影响,对2个邻近高铁桥墩的基坑工程实例进行实时自动化监测,在对施工内容与监测结果对应分析的基础上,采用基于叠加原理的薄层分层总和法编制高铁桥墩临近荷载竖向变形影响计算软件PIAS,对计算结果与监测数据进行对比验证。监测结果显示,由于基坑开挖的卸载效应,实例一基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形1.12 mm,实例二基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形3.10 mm;计算结果显示,实例一基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形0.93 mm,实例二基坑开挖引起既有高铁桥墩隆起变形2.79 mm;计算值与监测值基本一致,表明高铁桥墩临近荷载竖向变形影响计算软件PIAS适用于基坑开挖过程对临近高铁桥墩隆起变形的影响计算。     

材料参数对高速铁路连续梁桥地震易损性分析的影响研究

中等跨径的预应力混凝土连续梁广泛应用于高速铁路,以往震害及实验都表明该类桥型在地震下的破坏集中在桥墩和支座位置。为了研究材料参数对高速铁路连续梁桥地震易损性的影响,采用IDA方法,利用有限元软件Open Sees建立地震易损性分析模型。定义4种破坏极限状态,基于对数正太分布假设绘制各个破坏状态对应的易损性曲线。通过更改材料参数得到新的计算模型,并通过对比易损性计算结果来评价材料参数对桥梁抗震性能的影响。结果表明,高速铁路连续梁桥桥墩配箍率较低,提高桥墩混凝土强度等级对桥梁抗震性能改善较大。     

桥墩设计参数对主梁内力的影响分析

以厦门BRT高架桥为实例，探讨桥墩设计参数对主梁内力的影响方式及影响大小。改变桥墩的顺桥向宽度及墩高，分析不同的桥墩刚度对主梁内力的影响；改变墩梁固结个数，分析不同超静定次数下主梁内力的变化情况。通过分析比较，对同类型桥梁设计提出一些建议。     

钢管系杆拱桥整体浮吊架设施工技术

研究目的:钢管系杆拱桥是我国目前在城市桥梁中应用比较广泛的桥梁类型之一,尤其在通航河道上,钢管系杆拱桥是设计时首选的桥梁类型。考虑到河道的通航需求,钢管系杆拱桥的施工一般采用侧位拼装、整体吊装施工工艺较多,而整体吊装中采用浮运拖拉架设和整体浮吊两种施工方法。本文通过对丹阳市吕东大桥钢管系杆拱桥整体吊装施工工艺的研究,旨在形成一套详细的钢管系杆拱桥整体浮吊架设综合施工技术。研究结论:(1)钢管系杆拱桥整体浮吊架设施工工艺流程包括:浮吊施工准备,浮吊船就位,整体试吊,浮吊船同步后退,同步顺时针旋转90°,同步向桥位处移动,微调浮吊船、主桥就位,人工桥位精度调整、落桥,解钩、浮吊船驶离现场;(2)钢管系杆拱桥整体浮吊架设施工技术的优点有:主桥拼装与引桥施工可以同步进行,可缩短施工工期;施工安全风险小;浮吊吊装占用航道时间较短,仅占用2~3 h即可完成吊装作业,封航时间大大缩短;(3)丹阳吕东大桥采用整体浮吊架设施工,顺利完成了吊装任务,因此既有航道上钢构桥梁整体架设施工具有较大的推广前景和技术指导作用。     

下穿高速铁路工程防护设计及沉降评估技术研究

文章以天津武清翠亨路下穿京津城际和京沪铁路工程为背景,分别针对临近营业线高速铁路工程的防护设计、沉降变形评估技术进行了研究,采用三维有限元模型进行了基坑分层开挖和分层浇筑过程分析,对临近高速铁路工程的基坑开挖、结构浇筑施工等全过程进行了安全评估计算。研究表明,临近高速铁路工程应重点控制地下水位变化、基坑开挖卸载和结构浇注加载问题;采用高压旋喷桩进行全封闭止水设计,可避免基坑抽水或临近铁路降水对既有高速铁路沉降影响,并有效减小基坑施工和结构加载对临近铁路所产生的变形影响,保证实测高速铁路变形满足规范要求;建模分析与实测数据的对比证明了所采用评估方法准确、可行。     

支座参数对韩江特大桥地震响应的影响

为了研究摩擦摆支座栓钉抗力和支座阻尼对桥梁结构地震响应的影响,以韩江特大桥主桥为研究对象,应用ANSYS建立全桥模型,采用非线性时程分析法对比分析了不同支座参数下该主桥的地震响应。研究结果表明:摩擦摆支座栓钉抗力系数较合理的取值范围为0.04~0.05,在实际应用中还应考虑栓钉抗力对正常荷载作用下桥梁结构变形等的影响;考虑支座阻尼后各桥墩的支座纵桥向最大水平位移均有一定程度减小,还会减小除11~#桥墩外其余桥墩支座纵桥向最大水平剪力;考虑支座阻尼后会增加9~#,11~#,13~#,15~#桥墩墩底纵桥向最大弯矩,而10~#,12~#,14~#桥墩墩底纵桥向最大弯矩有所减小。     

天阴村汀江大桥的设计与施工

铁路与江河航道线的夹角太大时，一般跨度梁不能满足通航要求，在天阴村大桥设计中采用了Y型结构墩，较好地解决了通航问题，并在该桥的施工中，采用缆索吊施工高墩，采用钢套箱围堰施工深水基础，既提高了施工质量，又节省了工期。     

跨高速运营既有线门式墩钢轨桩基础开挖模拟研究

申家滩特大桥2#、25#-27#桥墩跨高速运营既有线,采用门式墩结构,基础侵占既有路基边坡,施工稍有不慎会破坏既有路基结构。为确保安全施工,以高度较高的2#墩作为计算模型,采用plaxis v8.4软件进行数值模拟,对大桥承台基坑开挖稳定性及其对邻近高速铁路路基的影响进行了分析,以期为类似工程提供相关经验。     

隔震曲线桥地震响应影响因素分析

研究目的:由于近断层区域曲线桥的震害严重,为提高其抗震性能开始逐步采用隔震技术,因而有必要对近断层地震动作用下隔震曲线桥的地震响应进行影响因素分析,进一步优化近断层区域隔震曲线桥的设计。本文对采用摩擦摆支座的隔震曲线桥进行近断层地震动作用下的地震反应分析,研究曲率半径、桥墩高度和地震动输入方向对隔震曲线桥地震响应的影响。研究结论:(1)圆心角大于30°时,曲率半径对隔震曲线桥的支座和边墩的受力性能影响较大;圆心角小于30°时,隔震曲线桥可按照直线桥进行设计;(2)由于采用隔震技术,桥墩高度对下部结构桥墩的受力性能影响较大,而对隔震支座和上部梁体的影响较小;(3)对隔震曲线桥中的桥墩进行设计时应考虑最不利的地震动输入方向,可沿桥墩平面的法向输入地震动对桥墩进行地震响应分析;(4)本研究成果可为近断层区域隔震曲线桥的设计提供参考。     

高速铁路桥墩偏移成因分析及防治对策

一在建高速铁路简支桥梁上轨道观测数据显示,连续5座桥墩均发生横向偏移,最大偏移量已达22 mm。本文结合桥梁地质资料,分析了相邻隧道弃渣对桥址岩堆体的影响及岩堆体的蠕动滑移对桥墩基础的破坏作用,提出了针对性的处理措施,保证了桥梁结构的安全。研究结果可为以后的设计和施工提供技术参考。