高速铁路曲线梁桥的合理结构形式初探

对于高速铁路上桥梁的合理结构形式,已有不少学者做了大量科研和计算等实际工作,得到了许多有价值的结论.但是他们的研究均是针对直线梁进行的,而对曲线梁桥的合理结构形式的研究较少.介绍高速铁路曲线梁桥合理结构形式的一些研究工作和相关结论,主要包括支座布置形式和约束方式的影响.     

支座布置形式对曲线梁桥力学性能的影响

为了研究支座布置形式对曲线梁桥力学性能的影响、提出对结构有利的支承形式,以一实际工程中的曲线梁桥为例,采用有限元法分析其在自重、预应力和活载等作用下主梁扭矩、扭转变形和竖向支座反力的特点,研究设置抗扭支座和支座预偏心对曲线梁桥力学性能的影响规律.结果表明:在独柱墩上设置合理预偏心与中墩设置抗扭支座均可以减小曲线梁桥结构的扭矩和变形,有利于梁端内、外支座反力分布趋向均衡.     

不同支承形式对曲线梁桥转矩分布的影响

由于预应力混凝土曲线梁桥结构本身的特点，在荷载作用下弯矩与转矩的相互耦合作用，其支承形式应根据曲率半径的大小、上下部结构的总体布置决定，从而选用对结构受力有利的支承形式，并由此决定全桥的力学计算模型。文中针对不同的支承形式对曲线梁桥转矩分布的影响进行了初步的研究，通过对工程实例的计算分析得出了一些有益的结论。     

曲线连续梁桥的地震响应分析

根据曲线梁桥常见的结构形式,基于ANSYS建立了四种不同的三维有限元计算模型,每种模型都对应曲率半径从100m到无穷大(直线)10种情况,计算研究了曲线梁桥的地震响应规律。分析了曲率半径的变化对曲线梁桥自振特性的影响,曲率及不同支座类型对曲线梁桥地震响应的变化关系,从中得出一些有价值的结论。     

曲线梁桥不同约束形式下的受力性能及其适用性分析

为确定混凝土曲线梁桥不同固定约束形式下的受力性能及与墩高相适应的合理的固定约束形式,以某混凝土曲线梁桥为例,采用有限元法分析墩梁现浇固结和盆式固定支座2种边界形式对不同墩高曲线梁桥受力性能的影响.计算结果表明:与盆式固定支座形式相比,墩梁现浇固结使主梁受扭更加合理,且能很好地控制主梁径向位移;为了使桥墩受力更加合理,对于墩高较高的曲线梁桥(该研究为墩高8 m以上)固定边界宜采用墩梁现浇固结,对于墩高较矮的曲线梁桥固定边界宜采用固定支座;为优化主梁扭矩和减小桥墩负担,建议在使用固定支座时设置径向外侧的预偏心.     

混凝土连续曲线箱梁桥设计分析

结合工程实例,分析了混凝土曲线梁桥的受力特性及其影响。结果表明:合理的支座形式设置可以改善混凝土曲线梁桥的受力性能,优化桥梁设计。     

曲率和超高对曲线梁桥车桥耦合振动的影响

曲线半径是确定线路容许速度、曲线超高、曲线正矢、曲线加宽、曲线建筑限界加宽、缓和曲线长度等要素的重要参数。按３５自由度的车辆模型，讨论曲线梁的车桥耦合振动问题，以３２ｍ简支梁为例研究曲率和超高对高速铁路曲线梁桥车桥耦合振动的影响。     

曲线梁桥设计中支承形式的选用

通过中支点不同的支承形式对曲线梁桥内力影响的分析和比较，得出不同的支承形式在较窄和曲线半径较小曲线梁桥设计中的适用条件。     

西部冻融环境下隔震曲线梁桥抗震性能研究

曲线梁桥是现代交通的一种重要桥型,由于其平面不规则性导致的弯扭耦合效应,使得曲线梁桥的地震响应非常复杂。西部冻融地区混凝土曲线梁桥结构所处环境十分恶劣,桥梁在承受冻融循环作用的同时还会受氯离子等物质的侵蚀,导致的既有桥梁结构耐久性损伤,造成既有桥梁结构抗震性能退化。针对曲线梁桥弯扭耦合受力的复杂性,建立了隔震曲线梁桥在地震作用下的动力控制微分方程,选择合理的冻融环境下弹性模量退化模型,对隔震曲线梁桥进行抗震性能分析。分析结果表明,在地震作用下,对曲线梁桥不管是墩顶位移还是加速度,随着冻融循环次数的增加,动力响应值随之增大,相应的抗震性能随之降低。     

不同约束体系对双层曲线梁桥地震响应的影响

双层曲线梁桥可以在较短距离内实现较大的爬高,由于特殊的结构形式使其地震响应有别于规则桥梁,而支座和限位装置组成的约束体系是影响桥梁结构地震响应的关键。为得到双层曲线梁桥的合理约束体系,基于一座双层曲线梁桥建立有限元模型,进行地震作用下的动力分析,对比球型钢支座、板式橡胶支座和盆式支座的位移和桥墩截面曲率,并将剪力销作为双层曲线梁桥的限位装置,研究剪力销与不同支座组成的约束体系对双层曲线梁桥结构地震响应的影响。结果表明:在地震作用下,双层曲线梁桥的上层支座位移普遍大于下层,双层约束体系使得桥墩中部的截面曲率和延性要比墩顶和墩底的小;球型钢支座的支座位移较小,传递到桥墩的地震力较大,设置剪力销后支座位移减小,桥墩损伤未发生明显变化;板式橡胶支座的支座位移较大,在地震动强度较小时就发生滑动,支座滑移可耗散能量使桥墩的损伤程度降低,但与剪力销组合后支座位移受到限制,传递到桥墩的地震力成倍增加,桥墩损伤最为严重;盆式支座的支座位移较小且上下层位移值最为接近,传递到桥墩的地震力较为均匀,在一定程度上保护了桥墩,考虑剪力销后,支座变形减小到允许范围之内,桥墩损伤略有增加。因此,本研究认为盆式支座与剪力销的组合是该双层曲线梁桥的合理约束体系。     

西山沟Ⅱ号大桥连续箱梁支架施工技术

现浇梁桥支架结构丰富多样，合理的支架结构，是施工安全和施工质量的重要保证。结合西山沟Ⅱ号大桥30m连续现浇箱梁支架的设计与施工，阐述了现浇梁桥支架设计须因地制宜采用合理的施工结构形式，充分考虑支架沉降带来的影响，并通过预压等试验手段，消除支架的非弹性变形，检测支架的弹性变形。     

互通立交中曲线梁设计

结合常州市高架道路工程中龙江路互通立交的匝道设计,较深入地探讨了曲线梁桥设计实践中涉及到的力学计算方法、结构分析、预偏心的合理设置、预应力束及普通钢筋配置方法等技术问题,另外对曲线梁桥的构造要求也进行了讨论。以供对此类曲线梁桥设计人员借鉴。     

曲线梁桥地震响应影响因素分析

针对曲线梁桥地震响应特性比较复杂,在地震中容易发生较为严重震害这一现象,以某三联曲线梁桥为背景,建立三维有限元模型,采用非线性时程分析方法,系统研究了主梁与挡块及伸缩缝的碰撞效应和地震输入角度对规则曲线梁桥和非规则曲线梁桥地震响应的影响。研究表明:碰撞效应对曲线梁桥的地震响应有较大影响,特别是对墩底的径向剪力和绕切向弯矩影响更为明显,而对墩底的切向剪力和绕径向弯矩影响相对较小。挡块碰撞对内力响应的影响,规则曲线梁桥与非规则曲线梁桥基本相同,但对位移响应的影响,规则曲线梁桥大于非规则曲线梁桥。地震动输入角度对规则曲线梁桥和非规则曲线梁桥地震响应影响有所不同,在进行规则曲线梁桥地震响应分析时采用规范规定的曲线梁桥地震动输入角度进行抗震验算是合理的;但对非规则曲线梁桥进行地震响应分析时应根据具体情况确定最不利的地震动输入角度进行抗震验算。     

我国公路简支钢板梁桥合理截面的探讨

根据我国道路结构和公路荷载特点，对简支钢板梁桥的横断面布置、主梁截面形式、合理主梁高度和主梁跨径进行分析研究。给出了适合于我国典型道路构造的公路简支钢板梁桥的恒载弯矩和车辆荷载弯矩与跨径关系的近似公式以及应力控制设计的经济梁高和主梁挠度。     

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。     

浅析独柱曲线梁桥稳定性及抗倾覆对策

伴随独柱曲线梁桥的广泛应用,其自身病害也多向发展.目前,桥梁稳定问题已经引起了社会和越来越多结构设计者的重视.通过对独柱曲线梁桥的受力特点和病害形态进行剖析,并结合具体算例进行计算分析,总结出影响独柱曲线梁桥稳定的各种因素,并提出相应的解决对策,打造出合理的支承体系,从而为今后此类桥梁的设计提供一些参考和借鉴.     

多孔连续曲线梁桥偏位成因分析及同步纠偏技术

本文针对日益增多的桥梁偏位问题,以陕西省府谷孤山川11号桥的纠偏工程为例,利用有限元程序对弯梁桥的偏位原因、机理及纠偏方法进行了研究,并对依托工程偏位原因进行分析。分析得出:曲线梁桥在使用过程中,由于其周期性使用荷载的作用,会产生可累积的残余位移,造成桥梁较大的偏位。连续曲线梁桥在温度荷载、活荷载等荷载工况下都会不同程度发生横向位移,其中温度荷载对曲线梁桥横纵位移影响最大。固定支座位置是影响曲线梁桥上部结构横向位移重要因素,合理的布设固定支座可以有效降低温度荷载对曲线桥梁横向位移的影响。此外,本文还根据工程实例,介绍了弯箱梁桥梁体复位以及支座更换技术,该方法操作简单,施工安全性高,适合于梁体横向纠偏和支座更换工作。     

独柱支承曲线梁桥中支座预偏心设置研究

随着城市道路和公路交通的发展,曲线梁桥应用日益广泛,已经成为现代交通工程中的重要桥型。从工程实际出发,计算分析设置预偏心对曲线梁桥受力的影响。分析结果表明,设置预偏心对曲线梁桥的转矩分布和端横梁处的转矩值均有改善,并提出了曲线梁桥设计时预偏心合理设置的原则。     

小半径曲线双层桁架桥设计研究

随着国内桥梁大规模建设,双层桁架桥梁逐渐增多,直线钢桁结构的设计与应用较为成熟,曲线桁架结构的研究较少。依托贵阳市人民大道筑城广场大桥,研究了小半径曲线桁架桥的合理构造布置,通过Midas Civil进行结构整体受力分析,采用ANSYS对关键节点受力性能进行研究,为小半径曲线双层桁架梁桥设计及施工提供可靠的理论和技术支持。     

基于温度效应的小半径曲线箱梁支座布置

以某3×25m小半径曲线混凝土箱梁桥为工程背景,提出5种曲线梁桥支座布置方案。分别考虑季节性温度变化及日照温差效应,建立实体有限元模型,对不同支座布置形式下的箱梁支座受力、结构应力及变形进行分析。研究结果表明:季节性温度变化对曲线箱梁的扭转效应影响较小,而日照温差则会引起曲线箱梁发生明显的扭转;小半径曲线箱梁桥的温度效应可通过合理的支座布置进行缓解。