公铁两用斜拉-悬索协作体系桥结构参数研究

为探究结构参数对公铁两用斜拉-悬索协作体系桥受力性能的影响,确定结构参数的合理取值,以甬舟铁路西堠门公铁两用大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立该桥杆系有限元模型,计算分析辅助墩、吊跨比、矢跨比及交叉索数量等参数变化对结构竖向刚度、端吊杆活载轴力幅、桥塔弯矩等的影响,提出各结构参数的合理取值建议。结果表明:在边跨设置辅助墩能提高结构的竖向刚度、降低桥塔顺桥向弯矩和端吊杆活载轴力幅;吊跨比越大,结构的竖向刚度越小;矢跨比越大,结构的竖向刚度越大;增加交叉索对数可以降低端吊杆的活载轴力幅,但交叉索数量增至一定数量,端吊杆活载轴力幅值降低趋势趋于稳定;推荐大桥采用边跨设置2个辅助墩、跨中纯悬吊段吊跨比0.3、主缆中跨矢跨比1/6.5、交叉索9对的结构布置。     

大跨度悬索桥合理抗震结构体系研究

为探索大跨度悬索桥的合理抗震结构体系,以主跨1 490m的润扬长江公路大桥为背景,采用多振型地震反应谱分析方法,分析了桥跨布置、主缆矢跨比、边主跨比、加劲梁高度、中央扣设置以及加劲梁支承方式等主要结构设计参数对大跨度悬索桥地震反应的影响。研究结果表明:三跨悬吊连续布置是大跨度悬索桥理想的抗震结构布置形式;采用大的主缆矢跨比可以明显改善结构抗震性能,主缆矢跨比以1/10较合理;短边跨布置可以显著增强悬索桥的抗震性能;增大加劲梁高度不利于悬索桥的抗震性能;跨中位置缆梁间设置刚性中央扣有利于增加结构刚度及其抗震性能;加劲梁采用三跨连续支承方式时结构抗震性能最优。     

悬索管道桥结构参数对全桥动力特性的影响研究

大跨度悬索管道桥桥面窄,宽跨比小,结构十分轻柔,结构参数的改变对其动力特性有较大的影响。以川气东送野山河悬索跨越工程为例,采用大型有限元分析软件ANSYS10.0分析了风缆预张力和风缆面与水平面夹角变化对该悬索管道桥动力特性的影响。研究表明,提高风缆预张力和选取适当的风缆与水平面的夹角能有效地提高全桥结构刚度。     

悬索管道桥结构参数对全桥动力特性的影响研究

大跨度悬索管道桥桥面窄,宽跨比小,结构十分轻柔,结构参数的改变对其动力特性有较大的影响。以川气东送野山河悬索跨越工程为例,采用大型有限元分析软件ANSYS10.0分析了风缆预张力和风缆面与水平面夹角变化对该悬索管道桥动力特性的影响。研究表明,提高风缆预张力和选取适当的风缆与水平面的夹角能有效地提高全桥结构刚度。     

某大跨度系杆拱桥的参数分析

以某大跨度系杆拱桥为背景,对系杆拱桥的内倾角、拱轴线和矢跨比进行参数分析.重点讨论了不同拱肋内倾角下拱桥受力、合理拱轴线的选择和不同矢跨比对结构受力的影响,分析结果表明拱肋内倾角对拱肋的面外稳定影响较大;拱肋内倾角度加大,横撑线刚度增强,,可以增大拱肋面外稳定安全系数;1/4L拱肋截面为拱肋控制截面,悬链线方案拱肋截面受力最好;随着矢跨比的降低,拱肋面外稳定安全系数下降.     

混凝土连续梁与悬索组合桥结构体系力学性能分析

为了解混凝土连续梁与悬索组合桥结构体系的受力特性,建立(70+185+70)m混凝土连续梁与悬索组合桥全桥有限元模型,计算其结构内力,分析垂跨比、边中跨比、主梁抗弯刚度对该组合结构力学性能的影响,并与同等跨径自锚式悬索桥进行对比.结果表明:混凝土连续梁与悬索组合桥主缆拉力和跨中挠度均小于同等跨径自锚式悬索桥,活载作用下...     

小刚度混凝土箱梁桥加固方案研究

常规中小跨径等高度钢筋混凝土连续箱梁高跨比约为1/16,某早期建设的高速公路主线桥,上部结构为5x25m钢筋混凝土连续箱梁,梁高1.3m,高跨比1/19.2,近年来病害急剧发展。为改善结构性能,消除安全隐患,对该桥进行了紧急抢修加固。通过加大截面增加梁高,提高了该桥抗弯刚度及承载能力;增厚腹板,提高了抗剪承载能力;增设体外预应力,提供截面压应力,降低了横向裂缝宽度。同时辅以其他措施,形成一系列组合加固方案,对于同类桥梁结构的维修加固工程,具有借鉴意义。     

刚性悬索加劲钢桁梁桥极限承载力参数分析

以我国首座刚性悬索加劲钢桁梁桥——东江大桥为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS,考虑双重非线性,对刚性悬索加劲钢桁梁桥的极限承载力进行了参数研究。研究参数包括几何初始缺陷、风荷载作用、钢材屈服强度、桥面板是否参与受力等,探讨了这些参数对刚性悬索加劲钢桁梁桥最大悬臂阶段和成桥阶段极限承载力的影响。     

重庆市曾家岩嘉陵江大桥钢桁梁架设方案研究

重庆市曾家岩嘉陵江大桥为刚性悬索加劲连续钢桁梁公轨两用桥,跨径布置为(135+270+135)m,主桁采用2片桁架结构,整体受力。为保证大桥钢桁梁的顺利合龙,对总体架设方案和主要受力阶段进行了研究。确定了主桁架设采用悬臂散拼工艺,采用从主墩到桥台,刚性悬索与主梁杆件同步的架设方式。结合该桥的工程特点,建立全桥板梁混合模型,采用无应力状态法进行计算,加劲悬索合龙的临时索最大索力为12 400kN,满足规范要求;主桁中跨合龙采用了张拉临时钢绞线斜拉索、预偏安装以及边跨梁端顶升的措施,其最大顶升力为4 200kN、梁端最大预偏量为68.5cm,通过常规千斤顶实施。主桁最大单悬臂的临时索最大索力为8 850kN,加劲悬索、上弦杆、墩顶立柱的最大正应力分别为152MPa、162MPa、134MPa,满足规范要求。     

贵黔高速鸭池河大桥主梁结构受力行为分析

贵黔高速鸭池河大桥采用主跨800m的钢桁-混凝土梁混合梁斜拉桥,主跨主梁为正交异性钢桥面板结合钢桁梁,边跨主梁为预应力混凝土边箱梁,主跨钢桁梁与边跨混凝土箱梁间采用钢箱过渡。为明确大跨度混合梁斜拉桥主梁受力特点,确保结构安全,对该桥主梁结构进行整体计算,并对其重点部位进行局部应力分析。计算结果表明:主梁结构整体刚度大,各项设计计算指标均满足规范要求,局部构造受力性能佳;该类型主梁能适应类似的主跨大、边主跨比小的混合梁斜拉桥体系。     

塔山石拱桥加固设计

滁州市来安县塔山桥为6×15m石拱桥,矢跨比1/5,桥宽8m。原设计荷载:汽-15,挂-80;塔山桥加固根据平铰拱理论,将主拱圈按2平铰拱结构,腹拱圈转按3平铰拱结构计算,拱圈内力重分配后只需对拱顶进行加固处理,本项目采用波形钢加固主拱圈1/4～3/4范围,使全桥承载力达到预期效果。加固方法简单易行,在类似石拱桥的加固工程中能获得良好的加固效果和经济价值。     

超大跨径斜拉桥钢桁梁与钢箱梁结构的对比分析

以某主跨为800m的钢桁梁斜拉桥为工程背景,依据承载能力极限状态下主梁应力相似原则比较了钢箱梁斜拉桥设计方案,对两桥的力学性能、施工方案、钢混结合段构造和材料经济性进行对比。结果表明,钢桁梁和钢箱梁活载挠度与跨径之比分别为1/1 171和1/712;最小整体弹性稳定系数分别为6.622和7.188;前者用钢量比后者多32.2%;钢桁梁方案钢混结合段更适合采用无格室构造。钢桁梁结构刚度较钢箱梁大,施工中对桥位处交通条件要求低,但是稳定性不如钢箱梁,在设计中要注意索塔附近局部稳定和钢混结合段应力集中问题。分析结果可为超大跨度斜拉桥主梁方案设计提供参考。     

大跨度钢桁梁桥预拱度实现方法的应用研究

针对大跨度钢桁梁桥预拱度设置参数求解问题，在综述当前常用求解方法的基础上，结合具体工程实例，通过实际应用进行比较分析，讨论了这些方法在求解大跨度钢桁梁桥预拱度设置参数问题上的优劣。研究结果表明：几何（电算）法求得的预拱度设置参数较为零散，不利于加工制造精度控制，大跨度钢桁梁不建议直接采用；几何（电算）法计算结果可用作非线性规划法的初值；非线性规划法可视为对几何（电算）法计算结果的规整，规整后的计算结果可较好的适应工程实际需要；大跨度钢桁梁桥预拱度的设置，建议将几何（电算）法和非线性规划法结合采用。     

提篮式简支梁拱组合体系桥的稳定性研究

以长沙市圭塘河通道建设工程一座跨度为84 m的大跨提篮式简支梁拱组合体系桥为工程背景,分别采用屈曲分析和非线性仿真分析两种方法对提篮式简支梁拱组合体系桥的稳定性和失稳模态进行计算,结果表明:该类桥失稳主要为拱顶侧向变形,且在计入初始缺陷后结构稳定系数明显下降,非线性因素对于结构稳定性影响显著。随后又进行了倾角、横撑布置与矢跨比等因素对拱桥稳定性影响的探讨,结果表明:非保向力效应、内倾角、矢跨比与拱肋刚度对结构的稳定性有非常显著的影响;其中倾角以10°~20°为宜、矢跨比取1/3~1/4为宜。而关于横撑的分析结果表明取一形撑与米形撑更有利于拱桥的稳定性。     

威尼斯大运河的第4座桥梁

威尼斯大运河上的第4座桥是一座钢拱人行桥,主跨80.8 m,矢跨比1/16.该桥造型新颖美观,色彩运用恰到好处,以现代高强轻质的钢材和玻璃建造,却能与周围古老的建筑和谐一致.但其设计上采用的开口星形截面,无斜撑的类直腹杆的开口桁架拱肋,1/16的矢跨比使该桥梁结构存在不尽合理之处,并且该桥的主拱第3阶振型频率与行人步频...     

美国2座公路下承式钢桁梁桥设计

公路钢桁梁桥在跨径80~350m范围内具有较强的优势。为给我国公路钢桁梁桥设计提供参考,促进我国公路钢桁梁桥技术进一步发展,介绍美国2座公路下承式钢桁梁桥结构设计和施工创新技术。唐·霍尔特桥主桥为(122+244+122)m的三跨连续钢桁梁桥,诺克塞克跨河桥主桥为跨径107m的简支钢桁梁桥,2座桥桁架采用华伦式,均采用钢筋混凝土桥面板,取消了竖杆、中横联和桥门架端横联的斜撑,采用更刚性的上平纵联与下平纵联体系,桥面系横梁、斜杆的连接采用刚性节点,用钢量指标均较低。唐·霍尔特桥通过采用屈服强度分别为250MPa、345MPa和690MPa的钢材,实现了等高度的三跨连续钢桁梁;诺克塞克跨河桥主桥钢桁梁采用悬臂法施工,混凝土引桥用作钢桁梁悬臂施工背索的锚固系统,没有任何水中施工,保护了水域生态环境,缩短了总工期。     

坝陵河大桥钢桁梁施工方法比选

坝陵河大桥主桥为主跨1 088 m的钢桁梁悬索桥,钢桁梁宽28 m,高10 m,该桥地处宽约2 000m的峡谷,桥面距谷底约370 m,两岸地势陡峭.针对其钢桁梁架设施工难度大的特点,对跨缆吊机法、桥面吊机法、缆索吊机法进行研究,并对其适用性、经济性、安全性及工期进行了综合比选.结果表明:3种施工方法的吊装速度均能满足工期要求,但缆索吊机法需占用较大的拼装场地;跨缆吊机法需改造常规跨缆吊机;桥面吊机法可较好解决施工场地及运输条件难题,施工设备投入较为经济,因此,该桥钢桁梁采用桥面吊机法施工.该方法快速、高效地完成了坝陵河大桥钢桁梁施工,实现了高精度合龙.     

结构参数对三塔悬索桥空气动力稳定性的影响分析

以在建主跨为1080m的三塔双跨悬索桥--泰州长江公路大桥为工程背景,采用三维非线性空气动力稳定性分析方法,分析主缆矢跨比、加劲梁恒载集度、加劲梁支承方式、中塔型式、缆索体系等结构参数对三塔悬索桥空气动力稳定性的影响,并探讨了具有良好抗风稳定性的三塔悬索桥的结构布置形式.结果表明:三塔悬索桥主缆的矢跨比在1/10～1/11范围内,主梁跨中设置刚性中央扣,增强中间桥塔的纵桥向刚度以及采用空间缆索体系或平面双缆体系时,可以获得较好的空气动力稳定性.     

湘西矮寨大桥设计创新技术

湘西矮寨大桥为塔梁分离式单跨钢桁梁悬索桥,主缆跨径布置为242 m+1 176 m+116 m,加劲梁长度为1 000.5 m.该桥设计时结合特殊的地形、地质条件,首次提出了塔梁分离式悬索桥新结构,实现了结构与环境的完美融合.采用在主缆无吊索区增设竖向岩锚吊索的方式解决了无索区过长造成的结构问题.采用高性能复合材料CFRP作为锚杆、超高性能混凝土RPC作为锚杆两端的粘结介质,形成一种高效、耐久的新型岩锚体系.针对山区大跨度悬索桥加劲梁运输与架设的难题,提出了柔性轨索滑移法架设加劲梁的新工艺.通过三维数值模拟分析,分析了施工、运营过程中结构体系与山体的稳定性问题,形成了结构与山体系统稳定新技术.     

横向联结系对改善装配式T梁受力性能的研究

针对某大桥引桥40m预应力混凝土T梁加固工程中提出采用增设钢结构横向联结系来改善主梁结构受力性能的方案,采用Ansys软件建立4种数值模型:(1)原结构;(2)L/4处增设钢结构横向联结系;(3)L/6处增设钢结构横向联结系;(4)L/4处增设混凝土横隔板。通过计算4种模型下主梁跨中挠度比求得跨中横向分布,并对4种模型的横向分布系数进行了对比分析,计算结果表明:增设钢结构横向联结系或混凝土横隔板对改善上部主梁受力的作用很小。此外,探讨了加固改造前后不同行车道宽度对上部结构整体受力性能的影响。