大跨曲线斜拉桥Π形主梁分析方法研究

为获得适用于大跨曲线混凝土斜拉桥Π形主梁受力分析的实用方法,以刚果共和国布拉柴维尔滨河大道桥为研究对象,综合考虑施工过程中新梁段的浇筑、预应力筋张拉、混凝土收缩徐变等影响,分别采用梁-板混合有限元法及杆系有限元法建立空间有限元模型,对斜拉索索力、支座反力、主梁内力进行计算对比。结果表明:曲线斜拉桥主梁"弯扭耦合"效应明显,由此导致的边墩支座脱空问题应引起重视;梁-板混合有限元方法能够反映实际工程的主要力学行为和特点,特别适合空间复杂受力的Π形截面曲线梁的受力分析。最后通过缩尺模型试验,验证了该方法用于实际桥梁受力分析的可行性。研究结果可为大跨Π形主梁曲线斜拉桥的设计及施工提供参考。     

大跨径曲线斜拉桥主梁有限元模拟方法

大跨径斜拉桥总体计算与全桥施工控制的有限元分析,主梁通常采用单主梁的"鱼骨"简化模型来模拟。而对于大跨度曲线斜拉桥,尤其是采用π型截面主梁,"鱼骨"简化模型存在不能准确模拟桥梁的横向受力、扭转受力、剪力滞特性等缺点,无法全面真实地反映主梁的施工与运营全过程受力学特性;本文提出了以板单元模拟桥面板、梁单元模拟两个边肋和横隔梁的方法来模拟π型截面主梁(下文中简称"梁板组合模型");同时,以刚果(布)滨河大道平曲线斜拉桥为研究对象,考虑了该桥的实际施工特点,结合施工过程中各种因素(如浇筑新梁段、张拉预应力钢束、混凝土收缩徐变等)的影响,针对两种主梁有限元模拟方法进行了全面的对比研究。其结果表明:"梁板组合模型"更能够反映平曲线斜拉桥的重要力学行为和受力特点。     

兰州西固黄河大桥成桥及施工节段受力特性分析

为研究大跨钢-混结合梁斜拉桥内力状态规律,保证强度安全,成桥及施工节段受力特性分析是必要的。该文以西固黄河大桥为工程背景,建立大跨钢-混结合梁斜拉桥有限元模型,采用零位移法确定合理的成桥状态,并针对施工阶段主梁拼装、斜拉索张拉、桥面板安装、湿接缝浇筑、二期恒载施工过程、收缩徐变中桥梁的应力分布情况进行了分析,有关结论可为西固黄河大桥以及同类桥梁成桥及施工节段受力特性研究提供借鉴。     

混凝土弯斜拉桥曲率半径参数的影响分析

曲率半径是混凝土弯斜拉桥的关键设计参数之一,为分析曲率半径对Π形主梁混凝土弯斜拉桥受力性能的影响,以某座大跨混凝土弯斜拉桥为工程背景,建立空间梁板混合有限元模型。由室内1∶20全桥缩尺模型试验,通过测试索力和支反力间接获得主梁内力状态的方法,验证数值模型的正确性。基于数值模型,通过不同曲率半径的弯斜拉桥、同跨径的直线斜拉桥对比,系统分析曲率半径对弯斜拉桥主梁、桥塔、支座以及结构动力特性的影响。分析结果表明:静力方面,曲率半径对主梁跨中挠度影响很大,对两侧纵肋挠度差的影响不明显;桥塔横向塔偏量大于顺桥向塔偏量;边墩、辅助墩和桥塔不同位置处支座反力分布规律存在显著差别;曲率半径大于950 m,主梁扭矩与弯矩峰值比小于5%,其内力分布趋近于同跨径直线斜拉桥。动力方面,随曲率半径减小,弯斜拉桥横弯振型减弱,纵漂和扭转振型增加,其各阶模态特征与直线斜拉桥明显不同。     

斜拉桥π形主梁组合式现浇支架结构设计研究

澜沧江大桥主桥设计采用混合-组合梁斜拉桥,边跨全部采用"π"形混凝土主梁结构形式,在两岸边跨现浇段2和边跨现浇段3的支架施工设计中,通过对斜拉桥施工工况的研究分析,结合π形主梁的结构特点,采用大钢管+满堂碗扣支架的组合式现浇支架结构设计形式。以澜沧江大桥边跨现浇梁支架的施工设计依托,对斜拉桥"π"形主梁组合式现浇支架进行结构设计分析与施工应用研究,为以后类似桥梁施工提供借鉴。     

贵黔高速鸭池河大桥主梁结构受力行为分析

贵黔高速鸭池河大桥采用主跨800m的钢桁-混凝土梁混合梁斜拉桥,主跨主梁为正交异性钢桥面板结合钢桁梁,边跨主梁为预应力混凝土边箱梁,主跨钢桁梁与边跨混凝土箱梁间采用钢箱过渡。为明确大跨度混合梁斜拉桥主梁受力特点,确保结构安全,对该桥主梁结构进行整体计算,并对其重点部位进行局部应力分析。计算结果表明:主梁结构整体刚度大,各项设计计算指标均满足规范要求,局部构造受力性能佳;该类型主梁能适应类似的主跨大、边主跨比小的混合梁斜拉桥体系。     

两种施工方法对矮塔斜拉桥力学性能对比分析

斜拉桥施工常用的两种方法为塔梁同步施工和先塔后梁施工。以某大跨不对称T型刚构矮塔斜拉桥为研究背景,分别建立塔梁同步施工和先塔后梁施工模型,对比分析两种施工方法拉索索力、主梁内力及挠度的差异,并分析产生差异的原因。结果表明,塔梁平行施工时长索受力较小而短索相对较大;先塔后梁施工主梁弯矩及挠度大于塔梁同步施工主梁弯矩及挠度,但两种施工方法主梁轴力基本相同。     

大跨叠合梁斜拉桥主梁有效宽度分析与研究

为研究大跨叠合梁斜拉桥主梁在弯矩和轴力共同作用的有效分布宽度问题,利用桥梁有限元软件Midas Civil和Midas FEA,选取主跨跨中和主跨L/4区段处作为研究区域,分别建立3个有限元模型:全桥整体杆系、局部杆系、局部实体单元模型,计算混凝土桥面板的正应力分布情况,对比国内外叠合梁规范,分析此混合梁斜拉桥在叠合梁设计上的安全性与合理性,为同类斜拉桥在叠合主梁上的设计提供一定的参考。     

不对称双悬臂混合梁斜拉桥主梁施工方法研究

以某无辅助墩的混合梁斜拉桥为例,采用层次分析法对主梁施工的3种方案进行比选,最终选择边跨牵索挂篮悬臂浇筑,中跨架梁吊机悬臂拼装作为实施方案。通过有限元计算分析,采取中跨钢梁拼装超前边跨一个节段,取消中跨全长配重、边跨设置临时支墩,以及塔梁临时固结等措施,降低了主塔两侧不平衡力矩,使桥塔在施工阶段的应力及偏位满足设计要求。这种不对称双悬臂施工混合梁斜拉桥的方法,适用于在山区桥梁或不适宜于支架法施工环境的桥梁。     

大跨径独塔混合梁斜拉桥施工监控仿真分析

为研究大跨径独塔混合梁斜拉桥施工控制技术,以岳口江汉特大桥为工程背景,基于自适应控制法理论及混合梁斜拉桥施工监控内容,采用有限元分析软件midas Civil对大桥的施工过程进行仿真分析,并分析该桥的施工控制关键参数。结果表明,有限元分析的计算结果与现场测量结果有很好的契合度。     

混合梁斜拉桥塔梁同步施工中主塔偏位影响因素分析

塔梁同步施工方法在混合梁独塔斜拉桥领域运用和研究较少。为分析塔梁同步施工时主塔、主梁线形及内力状况,探究斜拉索张拉次序、张拉力及主塔温度变化对主塔偏位的影响,以岳口汉江特大桥为工程依托,采用Midas/Civil有限元软件建立三维空间有限元模型,对混合梁斜拉桥塔梁同步施工全过程进行模拟。研究结果表明:采用塔梁同步的施工方法能够保证桥梁成桥状态下主梁线形及主塔主梁内力在安全范围内;斜拉索张拉次序及级数对主塔偏位影响明显,对比分析多种张拉方案,主塔两侧拉索同步分4级张拉能够保证斜拉索张拉过程中主塔偏位较小,主梁内力较合理;对比分析索塔在不同温度工况下的位移变化,发现温度效应对主塔偏位影响很大,在实际工程中应予以考虑。     

Π形组合梁斜拉桥施工过程主梁应力分析方法

为准确计算Π形组合梁斜拉桥施工过程中的主梁应力,基于能量变分原理建立了考虑轴力、弯矩、剪力滞相互耦合的有限梁段实用单元,提出了适用不同支承、不同边界条件下的有限梁段法主梁应力计算公式,对某主跨360m的Π形组合梁斜拉桥进行了实桥试验验证,并分析了该桥关键施工阶段的应力变化规律。结果表明:采用有限梁段法计算的主梁应力精度较高,钢主梁和混凝土桥面板的应力差异均在±3MPa内,与实桥试验的相对应力误差不超过5%;有限梁段法可以从整体上分析Π形组合梁斜拉桥施工全过程的主梁应力变化规律;关键施工阶段中钢主梁主要受拉,混凝土桥面板主要受压,且整个施工过程中混凝土板应力变化不大。     

襄阳内环线跨襄阳北铁路编组站大桥总体设计

襄阳市内环线跨襄阳北编组站大桥跨越汉丹、焦柳客车线及其他站线等32股铁路,为适应建设条件,该桥创新性地采用部分转体+部分悬拼的施工方案.综合考虑转体施工难度及桥梁结构受力性能,采用跨径布置为(200+294)m、(226+200)m的双独塔双索面斜拉桥方案.大桥墩、塔、梁固结,主梁采用钢-混混合梁,跨铁路部分主梁为钢-...     

大宽跨比连续T梁桥荷载横向分布系数试验研究

介绍某大宽跨比连续T梁桥荷载横向分布系数试验内容和方法,运用梁格法建立该桥有限元模型,对比分析各主梁挠度横向分布系数实测值和计算值,并归纳不同横隔板数量对大宽跨比T梁横向分布系数的影响。试验结果表明:各主梁横向分布系数计算值曲线和实测值曲线吻合较好。研究结果可为同类桥梁设计和试验提供参考。     

曲线斜拉桥主梁扭矩分布优化及试验验证

为获得工程可应用的曲线斜拉桥主梁扭矩分布优化的简易方法,根据曲线斜拉桥的力学特点,由初等静力学关系建立其主梁扭矩分布计算的简化模型,在此基础上提出采用设置曲线内、外侧斜拉索不对称初张力和调整支座位置的联合优化方法,实现曲线斜拉桥主梁扭矩分布的优化。给出联合优化方法的实现流程,以某座混凝土Π形主梁曲线斜拉桥为工程背景,分别采用有限元数值分析及模型试验验证该方法的正确性和可行性。结果表明:该方法能有效改善曲线斜拉桥主梁扭矩分布及曲线梁段不平衡的支座反力分布,将其应用于实际工程正确、可行。该方法分析过程简单、易于操作、经济实用、效率较高。     

非对称组合梁斜拉桥转体施工敏感性分析

为研究影响非对称组合梁斜拉桥转体施工结果的具体因素,以某非对称钢混组合梁斜拉桥为研究背景,采用有限元软件对其进行参数敏感性分析,重点研究施工支架刚度、斜拉索初始张拉力以及平衡配重对结构施工过程内力和线形的影响。结果表明：1）支架刚度对斜拉桥落架后的主梁内力影响很小;2）增大初始张拉力能够减小主梁跨中处的弯矩,但同时会增大塔根处主梁的弯矩,适当调整初始张拉力可以减小主梁脱离支架后的位移以及两侧中跨悬臂端位移差;3）过大的配重线极度会增大边跨负弯矩,可能成为控制设计的因素,但适度的配重重量可以减小主梁跨中悬臂端的下挠。     

广州鹤洞大桥主桥斜拉桥设计

广州鹤洞大桥主桥为双塔双索面双主梁混合体系斜拉桥 ,主跨为 3 60 m工字钢混凝土叠合梁 ,边跨为1 44 m预应力混凝土梁。本文主要介绍该斜拉桥的工程概况、结构设计以及施工控制等主要参数和关键技术。     

武汉青山长江公路大桥主桥主梁设计关键技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面混合梁(由钢箱梁与钢箱结合梁组成)斜拉桥,桥面总宽48m。中跨主梁采用整体式钢箱梁,由钢主梁、正交异性钢桥面、钢箱梁横隔板组成。中跨钢主梁高4.5m,设置4道纵腹板。钢箱梁横隔板边侧货车道采用实腹式、中间轻车道采用镂空的桁架式,横隔板间距2.5m。通过参数匹配设计优化正交异性钢桥面的抗疲劳性能。边跨主梁采用钢箱结合梁,由槽型钢主梁与混凝土预制板通过湿接缝与剪力钉结合为整体。边跨钢主梁高4.06m,除顶板外的断面布置与中跨钢箱梁一致。针对钢箱结合梁墩顶负弯矩区混凝土板拉应力大的问题,采取控制混凝土预制板存放龄期、选择合适的预制板结合工序及顶落梁、湿接缝处理、加强结合板配筋等措施。钢箱梁与钢箱结合梁混合面设于桥塔中跨侧18m,通过构造细节处理使2种主梁结构传力安全、可靠。     

某折线形双塔斜拉桥的设计方案研究

郑州市长江路路线上跨既有铁路与客技站设计采用双塔斜拉桥跨跃。该桥左边跨与主跨呈折角布置,桥面车道为不对称布置,构造复杂。文中对其结构体系、主梁结构布置简化、主梁材质与梁型、塔型与桥塔设偏、施工方案及高烈度地震区抗震计算等关键技术进行了研究。结果表明,本桥采用塔梁墩固结+半纵飘体系的双塔混合梁斜拉桥,桥型方案与结构布置合理,桥梁各构件均满足受力要求,为特殊条件下建设结构复杂的上跨铁路斜拉桥提供借鉴思路。     

混合梁斜拉桥的边、中跨合理比例

本根据混合梁斜拉桥主梁和索塔理想恒载状态的要求，得到满足这一要求的合理边、中跨比例，以及这一比例与钢混梁重之比β、边跨内钢混梁长之比γ的关系曲线，并以苏通大桥混合梁斜拉桥方案为例，作了相关参数的分析和说明。