基于应力控制条件的门式墩盖梁预应力布置研究

门式墩常用于解决立体交通中桥跨布置问题,文中针对简支门式墩盖梁的预应力布束设计,考虑盖梁在短暂状况和持久状况下的应力限值条件,建立了盖梁全跨范围内预应力束偏心距的约束不等式组,据此可以得到预应力束偏心距的可行域。同时,还利用预应力等效荷载平衡恒载及部分活载的原理,提出了吻合束线形方程。为简支门式墩盖梁预应力束设计提供了一种简单实用的方法。     

钢悬臂拓宽混凝土盖梁的数值模拟与模型试验研究

该文提出一种桥梁下部结构拓宽方法,即采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的方法,利用正交试验及数值模拟分析研究了其受力性能,分别对比分析了试验结果与数值模拟结果的荷载-挠度关系、钢结构受力及混凝土结构受力。分析结果表明:试验结果与数值模拟结果一致,验证了数值模拟计算的准确性;揭示了钢-混组合悬臂结构的破坏机理。对盖梁整体进行了力学性能分析,结果表明:拓宽后整体盖梁的混凝土结构、钢悬臂各部位、预应力钢束、螺栓等传力部件皆满足对应规范的受力要求。表明该文提出的钢悬臂拓宽混凝土盖梁以进一步拓宽桥面的新式拓宽方法可行可靠。     

大跨径预应力混凝土盖梁主动托换参数分析与结构优化设计

为了探讨结构参数对大跨径预应力混凝土盖梁托换后的影响和盖梁截面的优化设计,对截面优化方法的比较和不同计算参数下截面的受力特性进行研究。以广河高速公路春岗互通主线桥右幅82~#墩为依托,采用MIDAS Civil建立有限元模型,分析墩梁连接方式、盖梁跨高比、墩刚度比和预应力钢束数量对盖梁挠度和内力的影响规律,结合ANSYS和MATLAB对盖梁进行截面优化。结果表明:在设计截面不变时,盖梁与墩的连接方式对挠度值的影响较小;在相同的连接方式下,盖梁跨高比对跨中截面的挠度和弯矩影响较大,墩刚度比对跨中截面的挠度和弯矩影响较小,预应力钢束数量对其跨中截面处的挠度和弯矩影响较大;两端固结的连接方式引起的挠度值和弯矩值略优于其它连接方式。ANSYS有限元软件和遗传算法优化的最终结果相接近,两者优化后的截面宽度相对误差为5%,高度相对误差为3%。     

长寿长江公路大桥索塔节段足尺模型试验研究

为研究小半径大吨位U形预应力钢束的孔道摩阻系数、钢束伸长值以及索塔锚固区的应力分布规律,以重庆长寿长江大桥索塔锚固区为研究对象,在理论分析的基础上进行了索塔锚固区节段的足尺模型试验.介绍了模型试验的内容、步骤、方法.通过测试分析得出了U形塑料波纹管孔道合理的摩阻系数和钢束伸长值.对索塔模型在U形预应力下以及斜拉索作用下的应力进行了量测与计算分析,指出了节段的应力分布规律,并将试验结果与有限元分析计算结果进行了比较.两者分布规律吻合较好,结果表明结构设计安全可靠.     

独柱墩桥梁抗倾覆增设钢盖梁受力可靠性分析及改进措施

在广东省独柱墩桥梁抗倾覆集中加固处治中,增设钢盖梁的处治方案因具有增加恒载小、工期短、施工对桥面交通影响小等优点而被广泛使用。但相对于混凝土盖梁,钢盖梁整体刚度较低,对辅助支座受力有不利影响。以广东西部沿海高速公路珠海段月环高架桥独柱墩加固工程为例,利用有限元法分析钢盖梁受力的可靠性,提出钢盖梁施工工艺的改进措施。     

独柱墩曲线桥钢盖梁加固方案设计

独柱墩桥梁由于其特有的结构特点和受力特性,存在倾覆风险,即有部分独柱墩桥梁倾覆能力储备不足,需要进行加固设计.结合工程实例,采用了增设钢盖梁和双支座方案,对钢盖梁建立了ASNYS精细化三维模型,通过优化设计,确定了合理的钢构件空间布置间距,各钢构件强度满足规范验算要求;同时,采用抱箍和锚固的方式,将钢盖梁连接于独柱墩,并对锚栓布设进行了优化设计,对锚栓钢材和墩柱混凝土承载能力进行了验算.本文可为类似独柱墩桥梁加固提供有益的技术参考和案例参照.     

深中通道泄洪区下部结构宽墩对大悬臂盖梁受力的影响分析

独柱墩盖梁由于占地小、净空大、景观效果好,在市政桥梁工程甚至跨海桥梁工程中得到广泛应用.但由于采用独柱墩,墩柱横向尺寸较大,在盖梁受力分析时需考虑墩柱对盖梁受力的影响.以深中通道工程为背景,采用各种计算模型对其泄洪区引桥下部结构宽墩独柱盖梁进行详细的受力计算分析,对比分析各种模型的设计安全性和宽墩对盖梁受力的影响,从而对盖梁的设计计算提出建议.     

柱式桥墩台盖梁的深梁计算与设计

柱式桥墩是公路桥梁设计中普遍采用的结构形式,由于桥梁跨径、斜度、桥宽的变化,很难完全套用现行标准图和通用图,尤其是盖梁标准化程度底,往往需要设计者对盖梁进行内力分析与设计,<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>仅对钢筋混凝土盖梁跨高比L/h＞5和2＜L/h≤5的情况进行了抗弯、抗剪承载力规定,而跨高比L/h≤2即盖梁作为深梁的承载力未作规定.文中参照建筑部门规范,论述了盖梁作为深梁时的承载力计算方法和步骤,以及设计的构造要求,并列举了计算实例.     

预应力施工偏差对桥梁结构状态的影响分析

在大跨度桥梁结构的悬臂施工中,预应力钢束的施工是影响桥梁施工质量的关键。然而由于一些施工现场条件所限,预应力钢束在张拉力控制及空间位置布置上不可避免地与设计值存在偏差。为研究预应力钢束施工偏差对桥梁结构状态的影响。以实际工程项目为依托,采用有限元分析方法,对比分析了预应力张拉失控、预应力钢束偏位2种模型计算结果与正常模型计算结果的差异性,并进一步根据有限元分析结果总结了各种不同类型施工偏差对桥梁结构悬臂施工的影响。     

基于FEA全桥模型的预制小箱梁隐盖梁受力分析研究

本文结合工程实际,提出采用数值分析的方法研究了隐盖梁受力特点,在同类工程中具有借鉴意义。通过Midas Civil梁单元模型和Midas FEA全桥实体单元模型进行对比分析,可得到以下结论：（1）采用FEA整体建模能有效模拟隐盖梁受力情况。（2）小箱梁与隐盖梁交界处存在应力集中,导致主拉应力较大,设计时应保证小箱梁纵向钢筋的完整并减少隐盖梁预应力开槽对结构的削弱。（3）由于边墩隐盖梁嵌固效应,导致边跨跨中正弯矩减小,设计中可适当减小边跨小箱梁预应力筋。     

不同墩柱形式的城市高架桥抗震性能研究

为研究不同墩柱形式对城市高架桥抗震性能的影响,选择合适的城市高架桥墩柱形式,依托3跨连续城市高架桥,采用SAP2000建立有限元模型,通过非线性时程分析结果对4种墩柱形式下城市高架桥的抗震性能进行分析。研究结果表明：城市高架桥双柱式桥墩设置盖梁和系梁会增大桥墩的横向刚度,使结构横向振动周期变小;桥墩设置盖梁和系梁会增大纵向地震作用下桥墩的受力;桥墩设置盖梁和系梁可以改变横向地震作用下桥墩的受力分布,使墩身弯矩变小,但会使剪力增大;盖梁和系梁的设置对摩擦摆支座和墩梁相对位移影响较小。研究成果可为同类型桥梁抗震设计提供参考。     

石板坡长江大桥钢混结合段局部应力分析

结合石板坡长江大桥的设计及施工特点,运用大型有限元软件ANSYS建立了石板坡大桥钢混结合段结构分析的空间有限元模型,钢箱梁用shell63壳单元模拟,混凝土箱梁用solid95实体单元模拟,预应力钢绞线用link8单元模拟,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的粘结作用.根据运营过程中的最不利荷载工况,分析了钢混结合段在4种工况下的应力状态,检验了设计的安全性与合理性.结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求;鉴于钢混结合段的构造与受力都很复杂,建议在此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施.     

全预制轻型预应力UHPC薄壁盖梁抗剪性能试验

为解决桥梁装配式施工中传统混凝土盖梁自重过大、整体吊装困难的难题,提出全预制轻型部分预应力超高性能混凝土（Ultra-high-performance Concrete,UHPC）薄壁盖梁的设计方案。为研究UHPC薄壁盖梁的斜截面抗裂性能及抗剪承载力,完成1根相似比1：2的大比例UHPC薄壁盖梁共2次模型试验,获得模型从加载到破坏全过程的开裂和破坏荷载、裂缝和变形分布规律等关键试验结果;分析梁体应变、预应力、裂缝的分布规律,考虑UHPC的应变硬化特征,基于材料力学公式提出斜截面开裂剪力的理论计算方法,考虑UHPC结构裂缝分布和结构形状系数等,提出斜裂缝宽度的计算公式。按照不同规范对UHPC盖梁抗剪承载力进行计算对比,以法国UHPC规范为基础,对比分析UHPC基体、箍筋、钢纤维及纵筋销栓作用对结构抗剪承载能力的影响程度。研究结果表明：计算结果与模型的开裂剪力以及裂缝宽度吻合良好;各国规范均低估了UHPC结构的抗剪承载能力;提出的UHPC盖梁具有自重轻、施工快捷等特点,充分利用了UHPC的超高抗拉性能和应变硬化特征,具有优异的斜截面抗裂性能以及抗剪性能;建议取消弯起钢筋、适当增加预应力筋,浇筑UHPC时应增设抗浮措施等。研究成果可为UHPC盖梁的应用提供参考。     

钢箱-混凝土组合曲线梁桥长期爬移分析方法

为了分析钢箱-混凝土组合曲线梁桥的长期爬移规律及其影响因素,并提出可能的防控措施,采用Abaqus有限元软件建立了钢箱-混凝土组合曲线梁桥的有限元分析模型,分别提出了支座摩擦滑移、长期精细温度场以及车辆离心力的模拟方法,分析了在这几种因素共同作用下曲线梁桥支座连续2 a的切向、径向位移变化规律,为钢箱-混凝土组合曲线梁...     

城市高架桥宽幅预应力盖梁优化设计分析

以城市小箱梁高架桥的宽幅预应力盖梁为对象,对三种不同类型的桥墩盖梁进行设计分析,提出多个优化改进措施,并建立对应的有限元模型,对宽幅预应力盖梁的结构构造、预应力配束、墩梁约束、梁片架设、施工阶段划分等方面进行模拟和调整,计算和分析梁片架设过程及运营期盖梁的受力性能.结果 表明,墩顶处盖梁受力复杂,计算应准确模拟梁片架设...     

预制小箱梁中隐盖梁设计关键技术研究

城市高架桥在地面道路净空和桥面控制标高受限时，隐盖梁门式墩小箱梁能有效降低结构高度，是一种较经济的结构形式。结合设计实例，阐述了隐盖梁门式墩的设计关键点及构造措施，在同类工程中具有借鉴意义。通过对Midas Civil梁单元模型和Midas FEA全桥实体单元模型进行对比分析，可得到以下结论:①在设计中可采用Midas Civil简化模型进行受力分析，且结果偏安全；②在荷载作用下小箱梁与隐盖梁交接处拉应力不大，可不设置预应力筋。     

城市高架分节预制拼装盖梁设计与施工方案

某城市高架桥梁中等宽段下部结构采用双柱墩连接分节预制盖梁.针对工程项目及其盖梁结构特点,通过合理的总体规划,让所有的双柱分节盖梁能够共用一套模板,节约总工程造价.在分节盖梁计算过程中,重点考虑了接缝位置受力状态与承载能力,针对接缝剪压区抗剪承载能力验算过程中不收敛的问题,分析了不收敛的原因,并提出合理的验算思路.针对分节盖梁的横向拼装施工,设计了两个钢盖梁作为施工过程中的临时横梁,降低了施工中横向拼装的施工难度,节约了临时措施的建造成本.     

宽幅异形钢板组合梁的设计与研究

以丰台火车站东侧立交专用匝道宽幅异形钢板组合梁桥为研究对象，从结构优化和安全设计两方面对组合梁桥进行分析，以桥梁结构安全性与经济性为原则，提出最优设计方案。在有限元软件中，采取刚臂连接模拟剪力钉设置，结合混凝土桥面板和工字形钢主梁，建立全桥整体模型；通过调整中横梁设置个数、改变支座平面布置方式，优化桥梁结构设计；根据桥梁实际受力情况，分析桥梁结构在常态下钢主梁的刚度、承载能力、屈曲稳定和疲劳应力情况。结果表明：在满足结构使用安全的情况下，减少中横梁数量，会增加结构应力，降低稳定安全系数；宽幅异形钢板组合梁受混凝土收缩影响明显，外侧支座容易脱空，优化支座布置显得尤为重要；在正常使用状态下，钢板组合梁外侧主梁刚度较小，变形明显，应力较大，最早容易出现屈曲失稳，且受疲劳荷载影响较为敏感。     

基于RSC体系的双层桥梁排架墩地震损伤控制设计

为实现钢筋混凝土（RC）双层桥梁排架墩的地震损伤控制设计,提出将上层桥墩设计为装配式摇摆-自复位（RSC）结构,下层桥墩设计为装配式承插连接,但不发生摇摆反应的双层桥梁排架墩。给出新型排架墩中无黏结预应力筋、耗能角钢等的设计方法。以甘肃省洛塘河大桥非规则双层排架墩为原型,建立普通RC与新型RSC两种双层排架墩抗震数值分析模型,并结合太平洋地震工程研究中心（PEER）完成的RSC排架墩振动台试验结果验证建模方法的准确性。在此基础上,完成RC与RSC排架墩模型在40条近断层地震动下的动力时程分析,对比分析2种排架墩的抗震性能。研究结果表明：RSC排架墩上层桥墩最大层间位移角略大于普通RC排架墩的上层桥墩最大层间位移角,但RSC排架墩下层桥墩最大层间位移角仅为普通RC排架墩下层桥墩最大层间位移角的47%;RSC排架墩上、下层桥墩层间残余位移角仅为普通RC排架墩上、下层桥墩层间残余位移角的2%左右;RSC排架墩可显著降低下层桥墩的地震剪力需求,无黏结预应力筋应力保持弹性,耗能角钢易屈服耗能但未拉断,验证了所建议的双层桥梁排架墩地震损伤控制设计方法的合理性。