高速铁路三线独塔斜拉桥设计研究

以某高速铁路三线大桥设计方案为工程依托,对主桥跨度、主梁形式及桥型方案进行研究,提出一种大跨双层钢-混结合钢桁梁独塔斜拉桥结构.根据双层钢-混结合钢桁梁独塔斜拉桥的结构特点,采用空间杆系有限元分析方法,对结构的纵向约束体系、辅助墩设置及钢桁梁断面形式进行分析,针对不同的设计方案分析对其力学行为的影响,确定最优方案.研究...     

绥芬河独塔斜拉桥塔的设计与稳定分析

绥芬河斜拉桥是一座独塔单索面斜拉桥,跨越铁路火车站站场,孔跨布置2100m,采用转体法施工,旋转时悬臂全长196m,重14000t。在施工和运营中,塔须承受强大的轴向压力,因此,其应力状态和稳定是一个比较突出的问题,尤其是独塔单索面斜拉桥在空间受力和稳定性方面都相对比较薄弱。为此,对其塔进行结构布置和强度、稳定分析。     

基于动力的预应力混凝土独塔斜拉桥承载力评估

结合桥梁现场环境振动试验和有限元模型修正,本文提出了一套基于动力的大型桥梁承载力评估方法,并应用该方法对一座预应力混凝土斜拉桥的承载力以及发生可能损伤后的承载力进行了分析评估。结果表明:该斜拉桥在当前状态下能够满足设计要求,不需要进行调索,但拉索面积折减与超载对桥梁承载力具有较大的影响。此类评估对于桥梁养护与维修、长期健康监测具有重要的意义。     

城市轨道交通大跨度小半径曲线梁桥设计

轨道交通大跨度小半径曲线梁桥具有受力复杂、车辆荷载大、设计难度高等特点。曲线梁桥由于轴向变形与平面内弯曲耦合,竖向挠曲与扭转耦合,以及弯曲、扭转与截面畸变耦合等因素,易发生梁体水平径向位移过大、梁体翘曲、墩梁固结处开裂、支座脱空等工程问题。依托大连轻轨某小半径大跨度预应力混凝土曲线梁桥工程,通过对曲线桥梁受力情况的分析,考虑变形耦合效应,确定了截面、钢筋及预应力钢束设置等关键技术参数,并针对曲线梁存在的"外梁超载,内梁卸载"问题,对支承形式及偏心等关键参数进行了讨论。研究表明,采用单箱单室截面、合理设置钢筋、预应力约束、支座等措施能有效解决此类工程问题。     

三塔超大跨公铁两用斜拉桥活载加载标准研究

为探究公路铁路活载对三塔超大跨公铁两用斜拉桥结构的影响,以某公铁长江大桥为研究背景,建立有限元全桥模型。利用影响线确定活载最不利加载位置,分析铁路活载和公路活载对主梁、主塔、斜拉索的影响。研究结果表明:随着铁路和公路活载加载长度的改变,桥梁结构响应在主梁竖向位移、主梁压应力、主塔顺桥向位移、主塔顺桥向弯矩、斜拉索索力增幅等方面表现出一定的规律性,铁路活载引起的桥梁结构响应是公路活载的3.2~4.2倍;对于主梁和主塔,当铁路活载加载长度分别增加5.4%、22.2%、18.2%,结构响应对应增大35.90%~36.90%,8.27%~13.07%,4.40%~8.38%;对于斜拉索,活载作用下索力最大增幅位于跨中附近;按照偏安全的到发线长度加载比按照列车可能最大长度加载,在桥梁设计上更具有安全冗余度。研究成果可为超大跨度铁路桥、公铁两用桥的设计提供参考。     

曲线矮塔斜拉桥在不同曲率半径下力学性能分析

曲线矮塔斜拉桥的曲率半径不同时,其空间弯扭耦合效应存在较大差异,对桥梁设计影响程度不同,因此亟需开展曲率半径对曲线矮塔斜拉桥受力性能的影响规律研究。以邯济胶济联络线跨胶济高铁特大桥主桥曲线独塔矮塔斜拉桥为背景,通过建立有限元模型进行分析研究,对不同曲率半径的独塔矮塔斜拉桥开展了参数分析,研究曲率半径对桥梁结构受力性能的变化影响规律,重点考察主梁和主塔的受力与变形、斜拉索索力、支座反力等计算参数。研究结果表明曲率半径越小,则主梁扭矩越大,桥塔横向弯矩和位移越大,内外侧边支座反力差值越大。曲率半径较大时,主梁可按展开的直线桥进行计算。不同曲率半径下,收缩徐变改善了主梁和桥塔内力。曲线矮塔斜拉桥设计时,可采用预设偏心、桥塔设置预应力筋以及增设闭合抗扭钢筋等措施合理考虑曲率半径的影响。     

独塔斜拉桥超大吨位转体结构体系设计研究

研究目的:跨越铁路桥梁,尤其是高速铁路,为了减少对既有铁路运营干扰,确保铁路安全,桥梁往往采用转体结构设计.本文以龙岩大桥为研究对象,研究超大吨位转体结构设计的整个流程、转体结构布置、设计关键点、检算要求等,得到超大吨位转体结构体系设计的全流程方法.研究结论:(1)对比分析不同转体铰构件组成、传力特点、工作原理,得到与...     

异形独塔双层桥面斜拉桥动力特性及地震反应分析

固有频率和振型是反映结构动力特性的主要模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据。结合深圳皇岗—香港落马洲独塔双层桥面斜拉桥的工程设计实例,采用大型有限元分析程序建立全桥结构有限元模型,对独塔斜拉桥结构的一般动力特性进行了分析,并采用反应谱法对该桥进行了线性地震反应分析,讨论了在两种振型组合方法和三组振型数情况下独塔斜拉桥地震响应的最大值,为该桥的抗震、抗风分析提供参考。     

独塔斜拉桥抗震分析及其合理约束体系研究

以石河子独塔斜拉桥为工程背景,建立有限元抗震模型,采用反应谱法及非线性动力时程分析方法对该桥进行抗震分析,并将二者的结果进行对比。采用三角级数人工合成法生成人工地震波,计算结果与反应谱法基本接近。为研究纵向约束体系对独塔斜拉桥抗震性能的影响,分别对于刚构体系、漂浮体系、竖向支承体系、竖向支承加弹性索体系和竖向支承加黏滞阻尼器（FVD）体系等不同纵向约束体系独塔斜拉桥在罕遇地震作用下进行抗震计算。研究结果表明：当采用活动支座作为竖向支承时,支座摩阻力对结构的抗震性能有较大的提升,计算时应考虑其影响;竖向支承加FVD体系是相对最优的纵向抗震约束体系。     

弯扭耦合下曲线混凝土箱梁截面应力状态的受力机理分析

曲线箱形梁兼具弯梁桥与箱形梁两者的特点,由于曲率的影响,竖向荷载作用下曲线箱梁弯矩与扭矩互相耦合同时存在。根据国内外既有研究成果,对曲线箱形梁空间受力特点及影响因素进行了总结。以60m单跨单箱形截面曲线混凝土简支梁为例,利用有限元软件TDV建立空间板单元模型,分析自重作用下,不同曲线半径下主梁截面正应力及剪应力分布,根据弯曲变形与应变的关系,比较曲线梁桥与直线梁桥正应力横向分布规律,提出用应力增大系数来表征曲线内外侧弧长不同引起的应力变化。研究结果表明,除了受剪力滞后效应影响,曲线箱梁桥截面正应力分布还与内外侧弧长不等引起的应力增大系数有关。     

空间双向折线钢桁梁顶推施工过程受力分析

桥梁顶推施工法以其对桥下净空无要求,且不影响桥下通车的优点得到了广泛应用,然而,空间双向折线钢桁梁在顶推过程中面临“弯扭耦合”效应引起主梁受力不明确的技术难题。针对这一问题,本文依托莆田站顶推钢桁梁天桥工程,建立了全桥有限元模型,对顶推施工工况进行计算,结合现场测试数据,进行了受力分析,分析结果表明实测值与理论值基本吻合,顶推施工过程中钢桁梁是安全的,据此得出桥梁不同的斜度在顶推阶段对主梁应力的影响规律,保证桥梁顶推施工的安全。     

铁路新型钢混组合独塔部分斜拉桥设计研究

以在建的银川机场黄河特大桥主桥为工程依托,结合国内外钢混组合结构的研究现状,推出一种新型大跨钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥结构。根据钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的特点,采用空间杆系与实体有限元分析方法,对结构的构造细节及受力特征进行分析,以确定本结构应用于高速铁路的可行性。采用有限元仿真分析与概念设计相结合,对钢-混凝土组合独塔部分斜拉桥的结构体系、承载形式、钢混结合形式、截面构造、拉索锚固等一系列技术重难点进行研究。研究结果表明:新型钢混组合独塔部分斜拉桥,可应用于高速铁路;结构受力合理,可充分发挥材料特性以减小结构自重;结构整体刚度好,可满足高速铁路行车要求;施工安全可控,可降低施工干扰;结构造型优美,经济性能佳;桥型新颖,技术先进创新性突出。     

连杆孔锥度造成的弯曲及扭曲检验误差分析

针对一般采用的几种连杆弯曲和扭曲测量方法,就连杆大小端孔锥度造成的测量误差进行了分析,并提出了解决途径.     

岳家嘴立交匝道预应力曲线梁设计

从岳家嘴立交匝道桥设计出发,结合曲线桥的受力特点,介绍弯梁设计应注意的问题,在实例计算的基础上,对荷载的效应进行分析及阐述如何设置弯梁支座预偏。     

铁路小半径曲线刚构-连续梁桥设计研究

为研究小半径曲线刚构-连续梁桥的受力特点,以某(36+60+36)m铁路刚构-连续梁桥为背景进行分析。采用BSAS、MIDAS、ANSYS建立有限元模型,针对该桥小半径、施工复杂等特点,从弯扭耦合效应、刚度、变形、稳定性等方面进行详细分析,结果表明:该桥具有足够的强度、刚度和稳定性。     

铁路桥梁设计活载标准修订研究

随着铁路列车牵引动力、运输组织的发展和客运快速化、货运重载化,现行桥梁规范使用的中活载已难以反映列车活载的实际情况和发展规划。通过分析机车车辆和运输组织发展情况,论述修订桥梁活载标准的必要性和紧迫性,在国内外相关研究成果基础上,重点对客货共线铁路桥梁活载图式进行研究,提出城际轨道交通、客运专线、客货共线和货运专线活载分级和相应的图式建议,供活载标准修订参考。     

公铁平层斜拉桥超宽幅钢箱梁节段模型试验及活载作用效应研究

为研究公铁平层斜拉桥超宽幅钢箱梁受力特性和活载作用效应,以宜宾临港长江大桥宽度为63.9 m的超宽幅钢箱梁节段为研究对象,设计制作相似比为1∶10的全截面缩尺模型开展静载模型试验,并进行有限元计算分析,分别研究恒载状态、公路车辆荷载作用、铁路列车荷载作用及不同活载组合作用下超宽幅箱梁受力特性,纵、横向正应力分布情况及梁体变形特征。结果表明,该桥超宽幅钢箱梁横向弯曲受力行为显著,梁体在活载作用下表现为挑担式支撑梁力学特性和变形特征,其中梁体中箱在铁路列车荷载作用下表现为正弯矩简支梁受力特性,梁体两侧边箱在公路车辆荷载及人群非机动车辆荷载作用下表现为负弯矩悬臂梁受力特性,梁体横截面设计合理,活载作用机理明确,中、边箱结构传力清晰。研究成果为超宽幅钢箱梁的设计和施工提供了重要的参考和设计依据,并为类似桥梁设计提供指导。     

曲箱梁考虑剪力滞效应的弯扭耦合分析

本文以薄壁曲梁理论为基础，建立了薄壁曲线箱形梁考虑剪力滞效应的控制微分方程，提出了用样条有限点法（SFPM）分析薄壁曲线箱形梁剪力滞问题，考虑曲线箱梁的弯曲，扭转，翘曲和剪力滞效应等，以位移v,w和θ作为基本未知量，采用三次B样条函数作为位称插值函数，从最小势能原理出发，建立了样条离散化的刚度方程，推出了精确的刚度矩阵显式，并编制了相应的计算程序。样条有限点法将三维箱梁弯曲问题简化为一维问题，由于样条函数具有很好的光滑性，因而此方法能以极少的未知量得到较高的精度，文中给出了典型的计算实例，还分析了曲率半径及荷载形式对剪力滞效应的影响。     

高铁大跨拱承式独塔斜拉桥成桥状态力学参数敏感性分析

以国内某高铁拱承式独塔斜拉桥为工程背景,通过有限元分析,研究主梁容重、拉索初张力、材料弹性模量和温度作用等力学参数对该桥成桥状态下力学性能(主梁线形、截面应力、成桥索力和主塔线形等)的影响规律,识别影响较大的敏感力学参数和对这些参数敏感的结构关键部位.研究结果表明:主梁容重和拉索初张力对主梁线形、截面应力和成桥索力的影响较大,对主塔线形的影响较小;材料弹性模量对成桥状态下结构力学性能的影响都很小;温度作用对成桥状态下结构力学性能的影响规律较为复杂.     

部分斜拉桥的动力性能分析

对一座塔梁固结、梁墩分设的部分斜拉桥进行动力性能研究。根据该桥特点 ,分析上、下部结构共同作用和混凝土弹性模量变化对部分斜拉桥动力特性的影响 ,并将分析结果与该桥静动载试验的结果作对比 ,从而得出研究部分斜拉桥动力特性时应综合考虑上下部结构共同作用 ,可以忽略弹性模量变化 (动弹性模量 )影响的结论。