竖转施工钢-混凝土组合拱桥转动铰力学性能分析

转动铰是连接拱桥拱座与拱肋的临时施工构造,在放张式竖转合龙过程中,转动铰是全桥转体施工成功与否的关键.针对重庆万盛藻渡大桥,建立该桥转动铰实体接触有限元模型,研究转动铰局部应力分布.结果表明:施工过程中转动铰结构整体处于较低的应力状态,局部存在应力集中现象,并据此提出2个控制因素.     

多点支撑转体系统球铰受力特性模型试验研究

球铰作为桥梁转体系统的关键承力构件,其受力特性对桥梁转体安全至关重要。该文以跨襄阳北编组站大桥为对象,开展多点支撑转体系统球铰受力特性模型试验,详细分析承力支腿数量、桥梁转动速度、轨道平顺性和风荷载对球铰应力的影响,探讨不同工况下球铰应力的变化规律。试验结果表明：增加承力支腿数量可以使上、下球铰受力更为均匀;在转动加速阶段,球铰受加速度效应影响显著,在匀速转动阶段,上球铰的应力变化随着转体角度的增大逐渐增大,而下球铰受力较为均匀,建议转速控制为0.02～0.04 rad/min;轨道不平顺会增大球铰应力变化,随着不平顺度的增大,球铰应力变化也随之增大;在风荷载作用下,下球铰受力较为均匀,而上球铰应力变化随着转动角度的增大而增大,应避免在高风速下进行转体。     

桥梁T型悬臂转体施工的钢球铰节点应力研究

桥梁转体施工整个工程最重要的核心设备是转动球铰,转动球铰承担着整个桥体旋转过程中载荷传递的重任,转动球铰制作和操控精度,事关整个工程质量甚至工程施工的成败。对桥梁T型悬臂转体施工的钢球铰节点应力进行专题研究。     

双铰平板拱桥的计算简图及内力分析

钢筋混凝土双铰平板拱桥之双铰一般取为平铰,即是在铰面处理上将拱脚斜面与拱座斜面均作成平面并使它们直接接触而不加任何衬垫物。这种形式的平铰构造对拱脚转动有一定的约束,可以改善平板拱的受力,而且施工简便,因而工程实践的效果是非常良好的。但是平铰并非理想铰。理想校对转动是没有约束的,而平铰对转动位移的一定约束作用是不可忽略的。当拱脚在外因作用下发生转动位移时,会使反力作用点的位置发生偏移而产生反力矩,模型试验也证实平铰支座是介于铰支座与固定支座之间的一种特殊支座形式。比较准确地分析平铰支座的受力与变形特点,提供更为接近工程实际的     

铰缝损伤对装配式空心板静动力特性的影响分析

装配式空心板在我国公路桥梁占有很大的比重,由于交替动力荷载、雨雪侵蚀等作用,装配式空心板铰缝出现不同程度的损伤,影响了桥梁上部结构的受力性能。为探究铰缝损伤对结构静动力特性的影响,采用Solid45实体单元建立装配式空心板精细化有限元模型,以刚度折减的方式模拟铰缝损伤,研究了空心板的横向分布和结构自振特性在铰缝的两种破坏形式和不同损伤程度下的差异,为荷载试验分析和铰缝损伤判断提供参考。     

新型铰轴钢支座力学性能的试验研究

设计出特殊的加载装置,对新型铰轴钢支座的滑板滑动性能及铰轴转动性能进行测试,得到了滑板滑动摩擦系数和铰轴转动摩擦系数随钢支座承载力变化规律。使用压力传感器测试聚四氟乙烯滑板的压力分布,并使用应变片测试钢支座的应力状态,试验结果表明钢支座设计符合规范要求。     

平转桥梁转动体系受力分析

转动体系在转体施工过程中受力集中且往往存在偏心现象,其受力安全性直接攸关转体施工的成败,分析转动体系受力状态对确保桥梁转体施工具有重要意义。在明确桥梁转体工程转动体系常见受力状态的基础上,以实际工程为背景建立转动体系局部仿真模型,对上转盘、下转盘、球铰及球铰加劲肋进行详细的受力分析。结果表明:无偏心状态球铰接触应力由内向外先增大后减小,最大接触应力出现在球铰边缘附近;各部分Von Mises应力及下转盘竖向正应力随偏心程度的加剧呈一侧增大一侧减小;下转盘偏心方向两侧的混凝土竖向正应力差值随偏心程度的增大而增大,工程上可据此估计不平衡力矩。     

桥梁转体施工中球铰接触应力分析研究

转体施工是桥梁建造中重要的方法之一。转体施工中,其转动装置处于高应力状态。因此,对转动装置的接触应力分析是确保结构安全、转动顺利完成的关键性工作。获得准确的接触应力分布,亦是后续计算摩擦力、摩擦力矩的基础。以茂湛铁路跨线桥为例,建立了两种有限元接触模型,对转动球铰进行数值分析,获得了球铰表面接触应力分布规律。数值分析表明:球铰表面接触应力呈现出中间向两边逐渐增大的分布特征。两种有限元模型的结果基本一致,其中弹簧模型有更高的计算效率。按照获得的接触应力分布计算摩擦力,比规范方法更接近试验值。采用的有限元模型及得到的接触应力分布规律,可以在转体施工接触应力分析中应用与推广。     

横索向无转动约束的拉索锚具设计

分析了中、下承式拱桥和斜拉桥的断索根本原因,针对拉索弯折疲劳断裂问题设计了4种转动式拉索锚具,分别为销接式锚具、球铰支座锚具、球铰式锚具和旋入式锚具,并指出其运用的场合,可以大大减少弯折幅度,解决了拉索锚固端弯折疲劳问题。文中详细介绍了转动式拉索锚具结构和安装。     

“回转仪效应”对汽车转向系统的影响

回转仪有内、外外两个地球仅,外地球仪以南北两极为铰点,铰接在地球仪支架上,然后以外地球仪赤道线上经度为0°和180°的两点为铰点,在其内部再配置一个地球仅。当施力转动外地球仪时,内地球仪虽然未被施力,但也会产生转动;同理,当施力转动内地球仪时,外地球仪也会产生转动。这种物理学现象称为“回转仪效应”,也称“陀螺仪效应”。     

跨沪宁高速公路大吨位钢球铰转体施工工艺

高浪路跨沪宁高速公路变截面预应力混凝土连续箱梁采用大吨位钢球铰转体施工工艺.转动部分为2×60 m预应力混凝土T形刚构,分左、右2幅错孔布置,单幅转体部分重8 000 t.转体部分主要由转动支撑系统(由上转盘、下承台及之间的钢球铰组成)、转动牵引系统(由牵引反力座预埋在转盘内的牵引索组成)和平衡系统(由上转盘下侧的6对...     

基于声发射技术的转体桥转动球铰内部受力状态监测

为了掌握桥梁在转体过程中球铰内部受力状态,优化转动球铰的参数设计,根据声发射技术的特点,提出转体过程声发射技术的基本思路和方法,设计声发射装置和传感器布置方案。通过监测信号频率分析,评价转动球铰内部是否出现异常情况。结果表明,基于各向量组相识程度MAC取值的异常判别准则,认为当实时MAC0.5时存在声信号异常。同时根据声信号时间差确定声异常信号的发生位置。通过工程实例,证明监测方法简便可行。     

低地板发动机后置式铰接客车急转弯特性有限元分析

对于客车车身来说,整体结构的有限元模型部分已经很成熟了。但是对于发动机后置式铰接客车在急转弯工况下的结构有限元分析,尚不多见。文章基于有限元理论,对某型低地板发动机后置式城市铰接客车结构进行建模和静态特性分析。在分析中以汽车各部件的实际连接关系的精确模拟为出发点,考虑了铰接盘处的转动,建立车身有限元模型,并结合国外大汽车公司的FEM行业分析经验,着重考虑了汽车行驶时的急转弯工况,建立了数学模型且对车身强度进行了分析,其结果可作为车身骨架结构优化的参考。     

预制圆铰式框架桥受力变形规律分析

采用厚板理论,分析预制圆铰式框架桥在成桥和使用阶段的受力变形规律,在规范的基础上推导了双线列车荷载引起的台后活载计算公式。研究发现,圆铰式框架桥铰缝处位移值为现浇桥对应部位的2倍～3倍;在成桥和使用两阶段,顶板竖向位移较现浇桥分别增大了20.4%和3.6%,底板竖向位移较现浇桥分别减少了4.2%和21.4%;圆铰结构的转动有效减少了顶板上、下表面应力值,但顶板腋角部分和圆铰侧墙凹槽出现小范围应力集中现象。     

新型空心板铰缝的受力性能

为了克服传统铰缝混凝土无法有效振捣、不具备抗弯和抗裂能力等技术缺陷,设计一种新型空心板铰缝并建立其三维有限元分析模型,对新型空心板铰缝在二期恒载、收缩徐变、温度梯度及车辆荷载作用下的受力性能进行分析,并对实体单元进行内力积分,得到铰缝跨中截面的内力后配筋计算方法。结果表明:荷载作用在铰缝中下部将产生可使铰缝开裂的拉应力,需合理配置纵向钢筋;偏载为铰缝的最不利布载方式,最外侧铰缝为受力最大铰缝。     

多跨长联预应力连续梁联接铰的设计与施工

通过总结国内外联接铰的类型、特点及其应用现状,重点介绍了厄瓜多尔国家联合大桥多跨长联预应力连续梁联接铰的设计特点,靠近跨中部位设置联接铰用于传递两联主梁活荷载产生的剪力和弯矩,约束两端主梁的竖向、横向相对变形及相对转动,释放主梁混凝土收缩徐变、体系温差及地震产生的纵向相对位移,解决了多跨长联预应力连续梁位移过大的难题。施工中采用钢管支架现浇、水箱预压等措施控制线形。     

PC板式加劲梁悬索桥上部结构施工控制研究

针对预应力混凝土(PC)板式加劲梁悬索桥施工过程中加劲梁出现的线形不平顺和湿接缝易开裂问题,以某大跨径PC板式加劲梁悬索桥为背景,采用MIDAS软件建立主桥空间杆系有限元模型,分析加劲梁临时连接匹配精度、梁段间临时铰转动模式、湿接缝浇筑对加劲梁成桥线形及湿接缝应力的影响,并提出相应的施工控制措施。结果表明：加劲梁采用场内预拼,并以预制精度较高的加劲梁底板作为高程控制点,以及提高临时连接锚固件的制造和安装精度,可确保梁段间临时连接匹配精度;在加劲梁底部设置挡块,将临时铰转动模式固化为单向铰,保证了加劲梁吊装过程中线形平顺;湿接缝浇筑采用全跨水袋等代配重控制措施,加劲梁线形良好,湿接缝无开裂现象。     

转体施工工艺

为减少上跨结构施工对运输繁忙的通航河流(或铁路)的影响,采用转体施工工艺,转体结构由转体下盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成。     

基于齿轮齿轨传动的斜拉桥多点支撑转体系统设计及应用

跨襄阳北编组站大桥为转体斜拉桥,转体时梁面以上塔高73 m,最大转体重量32 000 t,为提高转体过程中桥梁的抗倾覆稳定性,设计了基于齿轮齿轨传动的多点支撑转体系统。转体系统主要由转动系统(中心球铰、常规撑脚、滑道、齿条)及辅助支撑系统(驱动承力支腿、电气控制系统)组成。中心球铰设计最大承载28 000 t, 6个驱动承力支腿总设计承载6 000 t,通过6个驱动承力支腿的齿轮啮合齿轨实现桥梁转体。该转体系统通过降低中心球铰承受的竖向荷载,改善了承台及桩基的受力状态;转体过程中6个驱动承力支腿实时与滑道保持接触状态,提高了转体桥梁的抗倾覆稳定性。对转动结构和辅助支撑系统受力进行计算,结果表明该转体系统受力满足要求。工程实践验证了该转体系统的可靠性。     

基于破坏模式分析的平转施工桥梁球铰设计方法研究

平转施工桥梁采用的球铰有钢制球铰和混凝土球铰两种形式,通过对其构造和受力特性分析,本文认为控制球铰设计的破坏模式为局部承压下的横向受拉破坏,进而提出了以有效支承半径为控制指标的球铰设计理论,统一了钢制球铰和混凝土球铰的设计方法和流程。通过对钢质球铰和混凝土球铰各自的受力情况进行理论分析和计算推导,给出了有效支承半径的准确计算公式,用于指导球铰几何尺寸拟定和相关参数取值。最后,将本文方法应用于实际工程,数据吻合性较好,证明本文方法合理可靠,具有较强的指导意义。