客运专线无砟轨道预应力混凝土T构桥设计跨径研究

为寻求客运专线无砟轨道预应力T构桥梁的合理跨径,对该类型桥梁的主要刚度指标:ZK静活载作用下梁体竖向挠度、横向位移、梁端竖向转角、3m梁段扭转变形以及残余徐变变形进行研究,分析T构桥设计的刚度控制指标对经济性的影响。结果表明:T构桥梁部高跨比一定时,随着跨径的增长,梁体各项刚度指标的计算值也随之增加,梁端竖向转角这一刚度指标控制无砟轨道T构桥设计;通过采用增加梁高措施,提高了梁体刚度,可有效降低梁端竖向转角,采用主墩纵向尺寸加大或基础刚度增加等措施,对梁端竖向转角的改善不明显;从技术和经济性两方面分析,客运专线无砟轨道预应力混凝土T构桥单侧跨度以不大于80m为宜。     

多塔悬索桥的两个主要控制指标及其计算工况

以千米级3塔连跨悬索桥——泰州大桥为工程背景,比较了国内规范对加劲梁竖向挠跨比的相关规定,指出了该规定的实质目的是使行车平稳、安全.通过ANSYS有限元程序对比分析了泰州大桥4种汽车荷载典型工况下的整体位移,结果表明:加劲梁梁端竖向转角与加劲梁竖向挠跨比无本质联系(对于大跨度悬索桥);加劲梁梁端竖向转角与中塔纵向抗弯刚...     

加劲梁形式及支承体系对三塔悬索桥整体刚度影响研究

为探讨加劲梁形式及支承体系对三塔悬索桥整体刚度及中主鞍座槽内主缆抗滑移稳定性的影响,以(225+850+850+225)m的鹦鹉洲长江大桥为背景,选取不同加劲梁形式及支承体系,拟定6种组合工况,通过桥梁结构非线性分析系统BNLAS对不同组合下结构竖向、横向刚度及主缆抗滑移稳定性进行计算分析。结果表明:加劲梁采用钢-混组合梁形式,结构竖向和横向刚度较采用钢箱梁时大;加劲梁支承体系对结构整体竖向刚度影响不大,但对加劲梁局部竖向转角影响明显,简支支承体系梁端转角较大;加劲梁支承体系对结构整体横向刚度影响明显,表现为简支体系横向刚度较小,飘浮和半飘浮体系横向刚度较大;加劲梁采用自重较大的钢-混组合梁形式以及设置纵向固定支座,对主缆抗滑移稳定有利,此外考虑荷载偏心计算主缆抗滑移稳定性更偏于安全。     

大跨度钢桥铺设无砟轨道关键技术研究

大跨度钢桥由于跨度大、变形复杂,铺设无砟轨道缺少相关的理论储备及应用经验。以铜陵长江大桥为例,对大跨度桥梁铺设无砟轨道的关键技术进行研究,包括无砟轨道结构选型、梁端无砟轨道设计及轨道减振设计。提出高速铁路大跨度钢桥无砟轨道选型原则,完成轨道减振设计;梁端采用抬轨伸缩装置与过渡板设计方案解决梁端伸缩、转角及横向相对位移。     

巽他海峡大桥悬索桥结构体系矢跨比优化设计研究

公路铁路合建的悬索桥结构体系在超长跨度海峡桥梁的选择中极具优势,但目前规范对超长跨度的悬索桥结构体系未有涉及,其中一些关键技术有待研究。悬索桥结构体系设计时的一个重要设计参数是矢跨比,它对桥梁受力性能有较大影响。为了研究不同矢跨比对悬索桥结构受力的影响,以巽他海峡大桥为研究原型,利用有限元计算分析软件Midas/Civil建立全桥有限元模型,比较了不同矢跨比下悬索桥结构的挠跨比、梁端转角、塔顶位移、用钢量以及扭弯基频比的变化。     

高铁32 m简支箱梁梁端局部应力研究

基于某高速铁路32 m简支箱梁设计方案,通过建立有限元模型,研究了梁端局部应力的影响因素,并确定了调整方案。研究表明,梁端局部应力受钢束影响较大,而对支座横向间距、竖向荷载、结构尺寸等因素不敏感。通过减小钢束规格、竖弯角等均可减小主拉应力。钢束布置同样对梁端局部应力有影响,通过增加或减少相应位置的钢束规格可以有效降低主拉应力。最后对推荐方案梁端进行了配筋检算,钢筋应力及裂缝宽度均满足规范要求。     

缆索协作体系桥梁静力特性研究

缆索协作体系是一种融合了悬索桥和斜拉桥优点的新型缆索承重桥梁结构,为研究此类桥梁结构的主要静力特性,指导设计,以某主跨1 700m双层缆索协作体系桥梁方案(主跨跨中1218m为悬吊部分,其余为斜拉部分)为背景,采用桥梁非线性分析程序BNLAS对桥梁主要结构进行计算分析。结果表明:缆索协作体系与常规悬索桥相比具有较大的竖向刚度,采用钢混接头断开方案,可释放钢混接头处的较大内力,过渡段悬索部分加劲梁会产生纵向相对位移和梁端转角,可考虑设置纵向拉杆作为限位装置;通过在边跨设置辅助墩、采用混凝土主梁及塔梁固结等措施增加结构刚度,可适当改善长拉索及端吊索的疲劳问题;缆索协作体系与相同跨度的悬索桥相比,主缆截面有所减少;悬索-斜拉组合体系交汇处吊索可采用刚性吊杆。     

大跨度空间三向交叉钢结构人行天桥设计与结构受力分析

为解决人行天桥跨越丁字路口并使行人快速到达任一方向的问题,设计采用大跨度三向交叉钢结构天桥。天桥三向主梁夹角120°,环岛中心至每侧梁端35.1m,仅在人行道设置桥墩,两个墩支承中心线之间沿跨度方向距离为59.83m。主梁采用直腹板的箱形截面,梁端与立柱结合处箱内填充C40微膨胀混凝土,每侧梁端与下部4根立柱刚接,柱底设置拉压球形支座,主墩基础采用9根桩径为1m钻孔灌注桩,天桥梯道采用钢箱连续梁结构。经过有限元结构分析,钢箱梁截面应力、主桥竖向自振频率、支座竖向力均满足规范要求。该天桥已投入实际运营,应用良好,可为解决丁字路口机动车辆与行人过街的冲突提供技术支撑和参考。     

大跨度悬索桥铺设CRTSⅢ型板式无砟轨道可行性分析北大核心

为了解大跨度悬索桥铺设CRTSⅢ型板式无砟轨道的可行性,在分析荷载和自然环境影响下五峰山长江大桥梁体线形规律及梁体线形对轨道影响的基础上,结合典型无砟轨道斜拉桥应用实例,从无砟轨道对梁体空间大变形的适应性、测量控制技术、成桥线形控制技术3个方面进行可行性研究。根据脊椎结构特性和仿生学原理,进行“轨道-桥梁”一体化设计;提出增设辅助墩、边墩和辅助墩均增设纵向位移单向竖向支座以控制梁端转角,选择下承式梁端伸缩装置以使梁端区域刚度均匀过渡;在梁体厂内“3+1”预拼装时,建立相对平面控制网,成桥后利用“连通器”原理快速建立相对高程控制网,可基本解决无砟轨道对大跨度悬索桥变形的适应性及测量控制难题,并提出成桥线形质量控制关键点。     

曲线梁桥合理水平约束体系研究

为了研究曲线梁桥径向侧移病害产生的原因及其防治措施,采用了有限元数值方法,分析了曲线梁桥传统水平约束体系的局限性,基于曲线梁桥的温度变形特点,提出了一种曲线梁桥的"温度自适应"水平约束体系形式以及与其相适应的销轴式限位约束措施,同时讨论了限位销槽安装角度对销轴受力的影响。结果表明:对于小半径大跨径的预应力混凝土曲线梁桥,传统的径向全限位水平约束体系下,温度作用引起的径向水平次内力较大,支座和挡块水平抗剪承载力不足是此类桥梁径向侧移病害的主要原因。"温度自适应"水平约束体系通过释放桥梁墩台处梁体水平转角及中间墩的径向位移,在保证梁端伸缩缝正常工作的同时释放了外力作用引起的梁体次内力,体系受力简单明确,显著减小了支座承受的水平力,且梁体的径向位移不会明显改变桥梁的设计线形及结构的竖向支反力,说明该约束体系是合理有效可行的。销轴式限位约束措施可确保梁体在桥墩上按照预设的方向活动且不发生落梁,提高了曲线梁桥的安全性和耐久性;梁端销槽安装角度对销轴受力影响较大,同时也会影响伸缩缝的正常工作,应精确控制梁端销槽的安装角度,并应尽量控制在气温与设计基准温度相近的时间内进行销轴与销槽的定位安装。     

桩基础桥梁非线性地震反应分析模型及试验研究

为研究强震下桩基础桥梁的非线性地震反应滞回规律,综合考虑桩侧土水平向仅受压非线性与竖向的摩擦作用以及桩尖土的非线性压入与提离作用,提出了桩基础桥梁的非线性地震反应分析模型,并通过单墩桩基础桥梁模型的拟静力加载试验验证了改进模型的合理性。以某客运专线跨度为32m的双线简支梁重力式桥墩为背景,根据不同构件的非线性建立了4种模型,利用非线性时程反应分析方法对4种模型进行分析。结果表明,承台底剪力~水平位移、承台底弯矩~转角呈纺锤状滞回规律,地基土的仅受压非线性特性对地震反应结果影响较大,建议桩基础桥梁在进行非线性地震反应分析时考虑地基土的影响。     

大跨度铁路悬索桥纵向位移特征及纵向支承要求

为研究大跨度铁路悬索桥合理的纵向支承体系,从理论上分析大跨度悬索桥的刚度特性及大跨度铁路悬索桥的纵向位移特征,并以某主跨1 060m上承式钢桁梁铁路悬索桥为例,分析大跨度铁路悬索桥在列车荷载作用下的梁端纵向位移特征,研究不同纵向支承体系对悬索桥加劲梁梁端纵向位移及速度的影响,最后给出大跨度铁路悬索桥纵向支承设计的要求。结果表明:竖向荷载作用下,结构产生显著纵向位移,是悬索桥的基本结构特征;竖向荷载作用在悬索桥加劲梁上不同位置时,加劲梁梁端纵向位移差别大;铁路列车作为快速移动荷载,具有规则、连续的特征,从而导致铁路悬索桥梁端频繁快速活动,此为梁端伸缩装置、支座、吊索耐久性的控制性因素。     

多塔悬索桥附属结构耐久性参数研究

附属结构作为桥梁结构中的重要构件,其耐久性会影响桥梁整体结构的使用寿命。由于多塔悬索桥整体结构更柔,变形更大,附属结构处累积位移量也更大,因此附属结构耐久性问题在多塔悬索桥下更为突出。为了定性分析桥梁结构的体系参数（包括塔梁连接方式和缆梁连接方式）对附属结构耐久性的影响,建立某四塔悬索桥的有限元模型,利用影响线加载的方式进行计算,得到不同塔梁连接方式以及缆梁连接方式下的梁端以及支座位置处的位移累积量。结果表明：采用塔梁固结方式减少梁端纵向位移和转角位移累积量的效果最显著;塔梁纵向连接的约束越强,梁端以及支座处纵向位移越小;设置中央扣的方式有利于减少纵向位移累积量,同时也能减少转角位移的累积量。     

大跨连续刚构桥下击暴流作用效应试验研究

为研究大跨连续刚构桥在下击暴流水平风速作用下的风振响应,开发了一套在大气边界层风洞中模拟下击暴流水平风速的试验装置。下击暴流水平风速剖面通过调节置于风洞中的斜板竖向位置与倾角来模拟,下击暴流时间特性通过控制两侧水平开合板运动的速度、角度来模拟。以广东虎门大桥辅航道桥为工程背景,设计并制作几何缩尺比为1：200连续刚构桥最大双悬臂状态气弹模型,进行了下击暴流瞬态风场、下击暴流稳态风场和大气边界层B类风场下连续刚构桥最大双悬臂状态气弹模型风洞试验,对不同风场下桥梁结构风致振动位移响应进行了对比分析。结果表明：采用下击暴流模拟装置在大气边界层风洞中所模拟的下击暴流水平风剖面与下击暴流经验风剖面吻合较好;采用下击暴流模拟装置实现了下击暴流风速时间特性的模拟,所模拟的下击暴流瞬态风场湍流度与目标值总体接近。在下击暴流瞬态风场下桥梁梁端横桥向位移响应时变均方根最大值约为在B类风场下梁端横桥向位移响应均方根值的2.7~6.8倍;在下击暴流稳态风场下桥梁梁端横桥向位移响应时变均方根最大值约为在B类风场下梁端横桥向位移响应均方根值的70%~230%。在下击暴流瞬态风场下桥梁梁端竖向位移响应时变均方根最大值约为在B类风场下梁端竖向位移响应均方根值的2.3~5.3倍;在下击暴流稳态风场下桥梁梁端竖向位移响应时变均方根最大值约为在B类风场下梁端竖向位移响应均方根值的90%~260%。     

深基坑工程临近管道力学性状的计算

计算了深基坑开挖引起的临近管道的竖向位移、应力和转角。基于Rajani和Tesfamariam发展的WPSI模型,考虑了管道和土的竖向相对位移,得到改进后的管土接触数学模型,并利用ABAQUS软件的PSI单元,求解了该模型的数值解。以文献中实测的地表沉降为输入条件,计算了不同直径管道的竖向位移、应力和转角,并通过归纳对比,得出了管径大小对这些物理量的影响。     

燕矶长江大桥约束体系设计

燕矶长江大桥为主跨1 860 m双层桥面钢桁梁悬索桥,主缆采用不同垂度四主缆布置,针对该桥结构特点,采用MIDAS Civil软件进行有限元静力计算,采用SAP2000软件进行有限元地震响应计算,对该桥纵、横、竖向约束体系进行设计。通过对比研究中央扣、纵向弹性约束、纵向限位挡块方案的可行性及减少伸缩装置规格的程度,确定采用纵向限位挡块进行纵向限位,伸缩装置规格可由D3 000 mm减小为D2 000 mm;采用电涡流-摩擦组合型纵向阻尼装置减小地震作用下梁端纵向位移,有效抑制梁端高频往复运动,改善支座和伸缩装置工作环境。横向约束采用球型钢支座限制加劲梁梁端横桥向摆动。通过分析梁端支座负反力消除措施适用性,竖向约束采用塔连杆方案,改变传统竖向约束方案的工作模式,更好适应反复的拉压力和纵向高频往复位移。     

西堠门大桥液体粘滞阻尼器参数分析

随着减隔震技术的发展,在大跨度桥梁中,当梁端位移比较大需要限制位移(或梁端设置有价格高昂的大型伸缩缝,需要保护伸缩缝)时,梁端会设置阻尼器。正在修建的舟山大陆连岛工程西堠门大桥主桥也计划采用液体粘滞阻尼器。从抗震角度对舟山大陆连岛工程西堠门大桥主桥的液体粘滞阻尼器参数敏感性进行了详细的研究,并提出建议。     

地震中斜拉桥支座脱空现象及控制方法研究

为了探讨地震作用下斜拉桥支座脱空现象及其对结构地震响应的影响,分析支座脱空的影响因素。根据一座独塔斜拉桥建立考虑支座脱空的全桥三维非线性有限元模型,以7条实际地震动作为地震输入,采用非线性时程方法研究地震作用下斜拉桥支座脱空现象及其效应,探讨塔梁间纵向设置黏滞阻尼器和墩梁间竖向设置抗拉装置这2种方式对支座脱空的控制效果。结果表明:在纵向地震作用下,支座脱空后梁端产生了较大的竖向位移,当梁体与支座再次接触时会产生较大碰撞力;支座脱空对结构整体地震响应的影响不大,如墩底弯矩、塔柱弯矩、梁端纵向位移等受支座脱空的影响较小;竖向地震动对支座脱空影响明显,考虑竖向地震动后,在输入地震波地面加速度峰值PGA较小时可能产生支座脱空现象;对于背景工程,仅在塔梁纵向设置黏滞阻尼器不能达到支座脱空的控制目标;在墩梁竖向设置抗拉装置能满足要求,但抗拉装置的弹性刚度和拉力均较大;黏滞阻尼器和抗拉装置联合使用可以优化抗拉装置参数,满足支座脱空控制目标时对应的抗拉装置弹性刚度和拉力均大幅度减小。     

沪通长江大桥大位移梁端伸缩装置动力性能研究

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m的公铁两用连续钢桁梁斜拉桥,主航道桥两侧为跨度112m的钢桁简支梁桥,主航道桥、钢桁梁桥间设置伸缩量为±900 mm的梁端伸缩装置。为考察该桥伸缩缝对列车和桥梁动力响应的影响,针对其梁端伸缩装置初步设计的比选方案进行车线桥动力性能研究。按照实际情况建立包括主航道桥、钢桁梁桥和梁端伸缩装置的完整桥梁结构模型,采用逐步积分法分析车桥耦合振动。结果表明,梁端伸缩装置与两侧主航道桥、钢桁梁桥上的轨道结构变形存在差异,此梁端附近区域的局部不平顺造成了对车辆和伸缩装置的冲击,使得部分工况下车辆响应超限,支承梁的加速度与铜陵长江大桥的梁端伸缩装置设计方案相比偏高,尤其在主梁收缩状态下,上述情况更为明显。     

大跨径钢箱梁转体T构挠度与受力研究

以太原市卧虎山路2-100 m钢箱梁转体T构桥为例,该桥转体时梁段悬臂长度大,导致梁端挠度和竖向变形调整幅度较大。不利于成桥线形的控制,受力性能复杂。设计及施工难度均较大。为揭示其挠度及受力特性,于文中展开详细的分析及探讨。