大跨度公铁两用结合梁斜拉桥极限承载力分析

结合我国长江上拟建的某一主跨为504 m的公铁两用结合梁斜拉桥,对这种桥型的非线性分析理论和分析方法、钢与混凝土结合作用的模拟、空间有限元模型总刚带宽的优化、斜拉索初始索力的确定等问题进行了研究,并对该桥进行极限承载力分析;此外,对该桥的刚度问题、设计荷载下的几何非线性的影响等问题进行了研究.研究结果表明,该桥的极限荷载大于(恒载+4.050活载),满足刚度要求,不考虑几何非线性计算所得的各种响应都偏小,最大误差不超过7%.     

自锚式悬索桥极限承载力及安全性评价方法研究

以鹅公岩轨道交通专用桥为工程背景,对自锚式悬索桥极限承载力及其安全性评价方法进行研究。从材料的单轴本构模型出发,介绍杆单元与纤维梁单元弹塑性刚度矩阵的计算方法,基于U.L.列式编制相应的杆系有限元计算程序。对活载独立增大及恒活载同比增大两种典型荷载模式下四种工况的极限承载力计算结果进行分析,揭示了自锚式悬索桥的破坏过程中位移、截面刚度变化规律及失效机制。结合JTG/T D65-01—2007《公路斜拉桥设计细则》中大跨度桥梁非线性分析时主梁安全系数的规定,根据荷载效应等效原则,推导活载安全系数的计算公式,通过与规范对比分析发现,其计算结果更为严格,并就该公式及规范评价吊索与主缆安全性出现的结果不一致性进行分析。     

谈既有线施工路基采用钢轨桩加固计算

运用库仑土压力理论计算路基对钢轨桩产生的土压力，路基上轨道恒载和列车活载换算为与路基填料相同的土柱重，将钢轨桩看作底端固定的悬劈梁，计算钢轨的抵抗力矩，从而求出路基防护所用钢轨数量。     

大跨度公铁两用结合梁斜拉桥极限承载力分析

结合我国长江上拟建的某一主跨为504m的公铁两用结合梁斜拉桥，对这种桥型的非线性分析理论和分析方法、钢与混凝土结合作用的模拟、空间有限元模型总刚带宽的优化、斜拉索初始索力的确定等问题进行了研究，并对该桥进行极限承载力分析；此外，对该桥的刚度问题、设计荷载下的几何非线性的影响等问题进行了研究．研究结果表明，该桥的极限荷载大于(恒载 4．050活载)，满足刚度要求，不考虑几何非线性计算所得的各种响应都偏小，最大误差不超过7％．     

在公路斜交框构桥上纵向加载设计

本文介绍在公路斜交框构桥上荷载作用下,应用有限元平行四边形单元斜交框构的程序,在NOVA机上计算出荷载内力及各种单位力影响线后,并利用SHARP,PC—1500小型机进行多车道公路纵向加载及配筋设计,找出一个简易的计算方法。     

基于有限元分析的实腹式石拱桥合理计算模式研究

针对中小跨径实腹式老旧石拱桥承载能力评定的问题,可采用平面有限元数值分析方法,此方法宜建立较为符合实际的计算模型。根据实际施工过程,将一期恒载与活载、二期恒载等作用分别建模计算,且考虑填土对车辆荷载的扩散作用,将车辆荷载集中力换算成均布荷载施加于结构中,建立了较为符合实际的计算模型,并从拱上建筑对承载能力的影响和结构缺损造成的受力变化对结果进行修正。结合某中小跨径实腹式石拱桥的详细检测及荷载试验,此种计算模式进行承载能力评定得出的结果与荷载试验测试结果符合较好,可认为此种计算模式较为合理,具有较好的工程实用性,可适用于同类桥梁结构。     

沪通长江大桥专用航道桥双悬臂架设稳定性分析

对沪通长江大桥专用航道桥双悬臂架设过程进行施工稳定性研究,考虑了结构恒载、施工荷载、风荷载、温度荷载等最不利荷载及荷载组合,分析了最不利荷载对临时杆件轴力的影响,确定了影响临时杆件轴力的敏感因素,提出了施工期间临时结构的设计荷载,并对高墩的临时杆件和托架进行稳定性检算。计算结果表明:对结构稳定性影响较大的荷载依次为结构恒载、极限风荷载、施工非对称荷载;施工期间临时结构可满足最大悬臂架设时桥梁结构稳定性要求。     

高填方黄土明洞顶EPS板和土工格栅共同减载计算及土拱效应分析

基于土压力减载机理,推导高填方黄土明洞顶铺设EPS板和土工格栅共同减载的明洞顶土压力计算公式。利用ANSYS软件模拟不同弹性模量EPS板和土工格栅共同减载时高填方黄土明洞顶的土压力,采用荷载等效方法将数值模拟的"波浪形"分布的土压力转化为均布荷载,将其与公式计算结果进行对比。结果表明:明洞顶土压力均随内外土柱沉降差的增大而减小,公式计算结果与数值模拟结果最大相对误差为3.59%,验证了计算公式的正确性。取EPS板的弹性模量为0.5 MPa,数值模拟明洞顶土体的竖向位移、最小主应力和竖向应力。结果表明:EPS板变形导致明洞顶最小主应力方向发生旋转,指向外土柱,在0.83倍洞高处出现明显的"应力拱";"应力拱"下部竖向、横向土压力均减小;内外土柱沉降差越大,"应力拱"横向应力越大,承担上部荷载越大,土拱效应越明显。     

列车荷载图式对桥上无缝线路纵向力的影响分析

桥上无缝线路纵向力计算分析是桥梁和轨道专业的重要工作内容,本文以新发布的《铁路列车荷载图式》为背景,针对新发布的荷载图式与以往中-活载的差异,结合轨道和桥梁的实际设计参数,深入计算分析不同荷载图式的无缝线路纵向力,并将新荷载图式与中-活载的计算结果进行对比,掌握不同荷载图式对无缝线路纵向力的影响规律。研究成果为采用新的荷载图式进行无缝线路纵向力计算、桥梁和轨道设计检算提供支持。     

无吊杆人行悬索桥设计研究

以昆明市某(12.2+49.1+12.2)m人行桥为工程背景,介绍该单跨无吊杆人行悬索桥的结构体系,相关设计参数和动、静力计算分析,并探讨恒载、活载和温度荷载作用下主缆、加劲梁和桥塔的受力特点;分析了主梁两端不同的边界条件对结构振动使用性能的影响和抗震性能,并对人群同步荷载作用下桥梁的响应时程进行计算。计算结果表明:将主梁两端固结能有效提高结构自振频率,从而满足人行桥振动使用性能要求。     

山西中南部重载铁路桥梁设计活载标准研究

研究目的:铁路列车活载标准是铁路桥梁设计的核心参数,其活载图式的拟定需综合考虑移动装备现状与发展、运输模式、运营速度及加载方式等因素。本文以山西中南部铁路通道为工程背景,针对国内既有的轴重30 t重载货车,共拟定6种不同运营活载图式,根据该重载铁路桥梁的设计活载中-活载(2005)(Z=1.2),计算设计活载相对6种不同的运营荷载的发展储备系数,明确该重载铁路桥梁设计活载标准的发展储备水平,即对于小跨度和大跨度桥梁,设计活载发展储备系数较小,中等跨度桥梁设计活载发展储备系数较大。研究结论:(1)通过对设计活载发展储备系数计算分析,山西中南部铁路通道桥梁设计活载采用中-活载(2005)(Z=1.2)能够满足开行既有30 t轴重货车的要求;(2)该活载标准对于1~12 m桥涵,设计活载的发展储备系数偏低,设计活载储备系数在1.0~1.2之间;对于加载长度12~200 m桥涵,设计活载的发展储备系数均在1.2以上;(3)中-活载(2005)的荷载图式中特种荷载值偏低致使小跨度桥涵荷载储备偏低,因此该活载图式特种荷载值需要提高;(4)该研究成果可直接用于后续的重载铁路桥梁设计。     

对拉式挡土墙受力特性试验研究

揭示对拉式挡土墙土压力分布规律可以更好地推广应用该类挡土墙结构形式。为此,设计了室内模型,埋设土压力盒、锚索测力计等监测仪器,研究填土过程中对拉式挡土墙基底土压力、侧向土压力、锚索拉力的变化规律,及预应力和锚杆失效对侧向土压力的影响。试验结果表明:随着填土增高,挡墙有外倾趋势,使得基底外侧压力较内侧大;锚杆拉力随着顶部荷载的增加而增大;侧向土压力呈抛物线型分布;对锚杆施加预应力能够提高挡土墙的承载力。     

跨度128m铁路简支系杆拱桥设计及吊杆优化分析

为研究恒载及活载在简支系杆拱桥结构中的分布,介绍1座128 m铁路简支系杆拱桥的设计,探讨拱脚截面有限元模拟时的处理方法,建立该桥的有限元分析模型,对比分析吊杆刚度对结构在恒载和活载下受力的影响。研究结论为:吊杆刚度对系杆拱桥的荷载分配及梁、拱应力有着较大的影响,且在吊杆刚度较小时影响显著,影响率随着吊杆刚度的增加而减小;对于系杆拱桥,吊杆起着重要的联系作用,设计时需要根据梁和拱的承载能力进行整体合理设计。     

裂土挡墙压力分布探讨

在考虑裂土遇水膨胀，对挡墙产生膨胀压力的基础上，结合粘性土挡墙的压力分布，提出了一种裂土挡墙地压力的计算方法。此法概念明确、计算简单、比较符合裂土工程性质的特点。     

挡墙后裂土膨胀压力分布与设计计算方法

通过裂土地区挡墙土压力的实测、模型试验、现有设计方法和既有挡墙使用情况的调查研究搞清了裂土了区挡墙上的土压分布，据此，提出了一种实用的，考虑了裂土膨胀作用在墙背上的土压力分布图形的设计计算方法，为了降低膨胀压力，推荐了裂土地区挡墙背缓冲层设置的合理厚度和配置。     

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。     

预应力锚索格构梁支护机理及现场试验研究

研究目的:论文详细分析了预应力锚索格构梁挡墙的支护机理;通过对北京市门头沟该类型挡墙应力应变的长期监测,研究施工与服役期间墙后土压力、格构梁受力和锚索预应力损失等变化特征,完善该类型挡墙工作机理。研究结论:(1)填土加载是测试点土压力变化最主要的原因,第一次回填加载的影响最大,后期回填加载影响较小;(2)由于锚索的存在,墙后侧向土压力的分布不是简单矩形、梯形、三角形,变化曲线呈现"W"型;(3)侧竖向压力比值K与埋深有关,并出现了大于1的情况;(4)锚索会出现拉应力随着时间而减小的松弛现象,对于永久性工程的锚索格构梁需要进行再次张拉提高其拉力;(5)本论文成果能为类似预应力锚索格构梁支护工程的设计维修提供参考。     

高速铁路混凝土梁式桥预拱度设置的探讨

高速铁路混凝土梁式桥体量较大,荷载效应中活载所占比例较恒载小。设置恒载预拱度是工程界的共识,但是否需要设置活载预拱度还存在分歧。实际高速铁路混凝土梁式桥设计中,设置活载预拱度与不设置活载预拱度的情况都存在。无论梁体是否设置活载预拱度,高速铁路混凝土梁式桥上的轨道结构均是按照线路设计纵断面的标高进行铺设的,轨面并未平行于梁面设置活载预拱度,背离了桥梁预拱度设置的初衷。基于此,本文对高速铁路混凝土梁式桥的预拱度设置进行深入分析,并提出不设置活载预拱度的建议。实践证明,不设置活载预拱度减小了线路施工放线难度,更为简便可行。     

地铁隧道竖向土压力计算公式探讨与改进

城市地铁隧道设计广泛应用“结构—荷载”模型,结构体系已向细微化发展,但荷载体系发展缓慢,主要原因是土压力计算尚未很好地解决.因此,各种土压力公式的计算精度及适用条件值得深入研究.本文分析了各种土压力公式的计算结果与埋深的关系,探讨各种土压力公式在地铁设计中的适用性及存在问题.将不同公式的计算值与实测数据对比发现,砂土地层中修正太沙基公式的计算值与实测结果吻合度最好.基于修正后的太沙基公式,提出了无经验参数的竖向土压力计算公式.     

路肩式土工格室柔性挡墙受力及变形分析

为研究路肩式土工格室柔性挡墙受力及变形特点,依托陕西省省道205线子长县城区过境段改建工程,开展模型试验和现场监测。模型试验参考工程原型材料确定试验模型相似比为1:3,挡墙模型几何参数为墙高2 m,墙厚1 m,坡率为1:0.5。通过模型试验与现场监测得到路肩式土工格室柔性挡墙基低压力、水平土压力及水平变形的变化规律。路肩式柔性挡墙基底压力随挡墙填筑高度增加而增大,施工完成后略有减小;每一层挡墙墙体格室上的水平土压力并非均匀分布,挡墙中间水平土压力挡墙内侧水平土压力挡墙外侧水平土压力;稳定后的水平土压力和水平变形沿挡墙高度呈鼓形分布,在墙高1/2H处达到最大;采用微分单元法计算挡墙墙背水平土压力更接近工程实际。