空腹式连续刚构桥设计参数的正交试验研究

为研究空腹式连续刚构桥结构设计参数的优化,以某主跨290m的空腹式连续刚构桥为背景工程,通过有限元分析软件建立其结构模型,采用正交试验方法,研究空腹段梁底曲线幂次、下弦梁高以及根部梁高等设计参数取值对结构经济性的影响。结果表明:空腹段梁底曲线幂次对结构经济性影响显著,且根部梁高取主跨跨径的1/8、梁底曲线幂次取2.75、下弦梁高取主跨跨径的1/50为最优的结构设计参数。     

空腹式PC连续刚构桥结构设计参数经济性比较

为了探讨空腹式PC连续刚构桥关键结构设计参数对上部结构经济指标的影响规律,以及关键结构设计参数的合理取值范围,首先针对主跨290 m的空腹式刚构桥,采用正交试验方法,研究了根部梁高、梁底曲线幂次和下弦梁高3个参数对上部结构经济指标的影响;然后针对主要因素,研究了根部梁高对主跨210、250、290、330和370 m的空腹式刚构桥上部结构经济性的影响规律。结果表明:影响上部结构经济指标的各因素主次顺序为根部梁高下弦梁高梁底曲线幂次,其中根部梁高和梁底曲线幂次主要影响预应力造价,而下弦梁高主要影响混凝土造价;当根部梁高取主跨的1/8~1/7,梁底曲线幂次取2.75,下弦梁高取主跨的1/50时,上部结构的经济性最优。     

空腹式连续刚构桥跨径与根部梁高的经济取值研究

为了优化空腹式连续刚构桥的关键设计参数,提高经济效益,以贵州水盘高速北盘江大桥为背景,根据上部结构混凝土、普通钢筋和预应力钢束的工程量及其造价提出延米经济指标的概念,从工程造价的经济性角度研究了空腹式连续刚构桥跨径和根部梁高这2个关键结构设计参数的取值范围。采用有限元参数分析法研究了在桥梁主跨L=210,250,290,330,370m,且根部梁高分别为L/5、L/6、L/7、L/8、L/9、L/10、L/11等工况下,上部结构延米经济指标的变化规律。研究表明:混凝土造价的比重随着根部梁高的减小和主跨的增大而不断降低,预应力钢束造价的比重与混凝土刚好相反;上部结构的延米经济指标随根部梁高的减小先降后增,根部梁高在L/8~L/7范围内取值时,延米经济指标最低;空腹式连续刚构桥的经济跨径约为210~290m,超过300m以后,上部结构的经济性将显著降低。     

北盘江特大桥施工临时扣索索力优化研究

北盘江特大桥为主跨290 m预应力混凝土空腹式连续刚构桥,空腹区采用倾斜挂篮及支架现浇法施工,并设置下弦临时扣索以承担自重及施工荷载.为指导临时扣索张拉,基于结构预张力最大安全度设计理论,采用线性规划的优化算法和有限元法优化临时扣索索力.首先采用梁或三维桥梁模型的有限元法计算应力、弯矩或变形相对应的影响矩阵,然后将施工阶段各种控制条件转化为优化问题中线性的约束方程,以结构最大安全度为目标函数,借助ANSYS和MATLAB工具包实现结构施工状态下临时扣索索力的优化.计算结果表明,将该优化可行解作为设计中进行分析计算的索力初始值,对快速获得索力的设计值起到了指导作用,实际施工采用设计值,实桥施工效果良好.     

大跨度空腹式连续刚构桥设计理论与方法

为寻求常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的合理、经济桥型,在常规连续刚构桥的基础上结合拱桥的力学特点提出空腹式连续刚构桥型。该桥型在常规连续刚构桥的形式上加大箱梁根部高度,并对箱梁根部的腹板进行挖空,减轻自重,形成梁-拱组合力学效应,从而提高结构承载效率,增强桥梁跨越能力。空腹式连续刚构桥可布置为单主跨、多主跨以及单T的形式,也可与常规连续刚构组合,桥墩可采用双肢薄壁墩或箱形柱式墩。采用正交试验法对该桥型关键结构参数进行研究,并根据实际工程对总体结构参数取值提出建议。该桥型采用平衡悬臂方法施工,工程造价指标、运营维护技术要求及费用与常规连续刚构桥相当,适用跨径在200~400 m,可望填补常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的空白。     

PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数优化分析

针对PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数的优化,选取主要设计参数墩高、壁厚、双肢间距及跨径为研究对象,利用数值分析方法,应用桥梁专用有限元软件得到双薄壁墩两肢的内力和应力,基于主墩混凝土材料力学性能,根据应力安全系数确定最优结构参数,并依据既有实桥资料和计算数据,利用多元线性回归方法,拟合得到PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数优化的计算公式,所得回归公式可应用于双薄壁墩结构参数优化。     

云南庄特大桥三角区施工方案北大核心

云南庄特大桥主桥为(150+280+150)m预应力空腹式连续刚构桥。主梁根部三角区分为空腹区和汇合区,总长约134 m,三角区结构受力复杂,施工难度大,工期紧,通过方案比选确定三角区采用斜拉扣挂辅助悬臂浇筑施工方案。上、下弦节段通过张拉临时扣索作为节段的支撑结构,利用挂篮分别悬浇上、下弦节段。上、下弦合龙前先拆除下弦挂篮部分结构,仅用上弦挂篮施工汇合区节段混凝土。该方案能有效避免上、下弦施工互相干扰,有利于工期控制及质量保证。利用MIDAS Civil软件对三角区施工方案进行受力分析,计算结果满足要求。     

连续刚构桥施工控制中的参数识别方法研究

参数识别是大跨径桥梁施工控制分析中的重点.以某连续刚构桥为例,通过参数敏感度分析确定了连续刚构桥在施工过程中对桥梁线形影响较大的参数,并通过一系列方法得到学习样本,基于神经网络法对待识别参数进行识别修正,并进行下阶段的施工状态的预测,从而使施工过程中各个节段粱体的立模标高得到有效的控制.     

刚构桥施工监控成桥线形温度因素控制分析

文章以某空腹式连续钢构桥施工作为工程背景,对刚构桥施工时的温度场和温度效应所引起桥梁线形的改变加以研究。以2h作为时间间隔对施工阶段的温度场信息进行了采集,用指数函数对箱梁截面的竖向温度梯度函数进行拟合。采用有限元的方式建立了某桥关键截面的节段模型,研究了上部结构关键截面温度梯度分布,并以此进行模拟分析了时变温度荷载作用下的刚构桥线形变化的影响,为桥梁施工、设计提供参考。     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计要点及案例

本文结合"贵阳市北京东路延伸段—情人谷特大桥"的设计,向读者描述了桥梁结构的主要尺寸,引用了《钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》对桥梁结构计算的相关规定,介绍了该项目的设计边界条件、计算参数、计算的主要结果,论述了大跨度预应力混凝土连续刚构桥计算参数的确定方法、设计细节的注意事项。通过设计流程的介绍,提出设计过程中的一些建议,并对大跨度连续刚构桥设计中的设计经验进行了总结,可为同类桥梁的设计提供借鉴     

基于响应面法的连续刚构桥结构优化设计

为了获得连续刚构桥的最优结构设计参数,综合考虑桥梁的力学性能和经济性,以响应面方法为工具,提出了一种考虑各设计参数之间相互影响的桥梁结构优化设计方法。目标函数综合考虑了结构的弯曲应变能和混凝土用量,采用拉丁超立方试验设计,建立了结构参数与目标函数的响应面模型,并用粒子群算法寻找最优解。以一座三跨预应力连续刚构桥为例,进行了结构优化设计,使目标函数值相对于优化前减少了13.6%。研究表明:基于响应面法的桥梁结构优化设计方法,优化效率高,优化结果精确。     

轻质高强混凝土在连续刚构桥中的应用分析

通过对主跨为120m的连续刚构桥分别采用普通混凝土和轻质高强混凝土进行试设计,对上部结构几何尺寸、预应力筋配束等进行优化,并对结构优化与经济指标进行对比分析。     

基于有限元模型修正的施工参数识别

针对目前桥梁结构施工控制中的参数识别问题,提出基于有限元模型修正的施工参数识别方法。通过参数敏感性分析确定影响结构响应的主要参数、构造目标函数并对其进行优化求解,从而实现有限元模型修正,进行结构参数识别。对某预应力混凝土连续刚构桥进行施工阶段全过程有限元模拟和参数识别,识别结果表明,所提方法可以指导实际结构的施工参数识别。     

连续刚构桥施工监测及参数敏感性分析

连续刚构桥有其自身的结构特点和施工技术,为研究连续刚构桥施工控制过程中各类参数对其结构力学行为的影响程度,以跨越桃江的某连续刚构桥为工程依托,通过有限元模型对连续刚构桥施工监控的主要参数进行单参数敏感性分析,并结合实桥的监测数据进行对比分析。结果表明,容重、预应力损失、施工荷载、年温差对主梁的挠度有很大影响,为主梁线形的主要控制参数;容重、预应力损失、局部日照温差对主梁应力影响显著,为主梁应力的主要控制参数;弹性模量参数对主梁的挠度与应力影响很小。线形、应力监测数据表明：桥梁的线形流畅,符合设计要求;实测应力稳定,变化趋势一致,可认为结构是安全的。     

高墩大跨径连续刚构桥的稳定性设计分析

高墩大跨径连续刚构桥是复杂山区环境应用较多的桥型结构,其稳定性问题是设计的重点和难点。基于结构稳定原理阐述了弹性稳定用于桥梁设计验算的工程意义,依托某大跨径连续刚构桥分析了提高桥梁稳定的设计构造方法,并通过有限元方法进行了参数化研究和验证。研究表明,高墩的壁厚和连系梁的设计对稳定性影响显著,结合实际工程给出了最优的设计方案。     

长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响分析

混凝土的徐变是引起连续刚构桥长期下挠的重要原因。文中以一座连续刚构桥为例,分析了长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响规律,并对混凝土加载龄期,以及成桥交通开放时间等参数进行了探讨。分析结果表明,混凝土徐变对桥梁结构变形的影响是一个长期、逐渐累加的过程;如果混凝土加载龄期太小,将会导致桥梁结构长期变形显著增大;推迟成桥交通开放时间可明显减小桥梁结构的长期变形。     

高墩大跨度空腹式刚构桥空腹区施工方法研究

为解决高墩大跨度空腹式刚构桥无法采用支架施工,且施工过程中上、下弦结构无法独立承受长悬臂的挂篮施工荷载施工难题,以主跨290 m的北盘江特大桥为例进行研究,对比分析了4种方法(双扣挂法、下弦扣挂结合上弦支架节段现浇法、下弦扣挂结合上弦支架整体现浇法和下弦扣挂结合支架支撑的上弦挂篮悬臂浇筑法)施工该桥空腹区的适用性、经济性、安全性及工期.分析结果表明,下弦扣挂结合上弦支架节段现浇法适用性较强,经济性较好,所需工期较短,对结构受力较为有利.     

大跨PC连续刚构桥正截面最小压应力储备值研究

为改善大跨PC连续刚构桥因设计阶段应力储备不足引起后期运营阶段桥梁开裂和下挠问题,通过分析大跨PC连续刚构桥结构应力状态和混凝土强度理论,提出桥梁设计阶段正截面最小压应力储备值概念,推导出桥梁在设计阶段跨中梁段应预留的正截面最小压应力储备值计算式。以3座大跨PC连续刚构桥为例,对储备值计算式的可行性进行算例验证,结果表明:正截面最小压应力储备值计算公式解与实桥有限元解的误差最大值为4.5%,满足设计要求;正截面最小压应力储备值与桥梁跨径有关,桥梁跨径越大正截面最小压应力储备值越大,跨径越小正截面最小压应力储备值越小;该计算式适用于大跨PC连续刚构桥,对其它结构体系桥梁正应力储备值应另行研究。     

290m空腹式刚构桥三角区施工技术

北盘江特大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m预应力混凝土空腹式连续刚构。为解决三角区上、下弦施工相互干扰,无法同步进行的问题,对该部位施工技术进行研究。采用上弦滞后于下弦2个梁段(先施工下弦、后施工上弦)的总体施工方案,并合理设计挂篮及支架系统。下弦采用挂篮并辅以扣索张拉施工,上弦采用支撑于下弦顶面的支架分段现浇施工,待上、下弦箱梁施工至11号节段后,利用上弦处挂篮浇筑三角区汇合段混凝土。     

大跨连续刚构桥长期下挠的设计成因参数化分析

以桐山溪特大桥为研究对象,对影响大跨连续刚构桥长期下挠的设计构造因素进行参数化分析。参数化分析研究了主梁高度、梁底曲线形状、底板厚度、桥墩高度等因素对下挠的影响,并进一步分析了上述参数变化对下挠效应的影响规律,并对相应的应对措施进行了探讨。通过研究,明确了构造等主要参数对长期下挠的影响及合理参数取值范围,并提出了设计的应对策略,可以让更多的桥梁工程师认识到设计阶段参数控制对刚构桥下挠的影响程度,为同类桥梁的设计提供参考。