高速铁路大跨连续梁-拱组合结构抗震性能研究

大跨连续梁拱组合结构在高烈度震区固定墩设计困难,伴随着大跨连续梁拱组合结构的大量建设,研究其在地震高烈度区的抗震性能具有重要工程应用价值。以一座跨度(110+228+110) m大跨连续梁拱组合结构为背景,为解决其固定墩设计困难的问题,采用普通支座体系、速度锁定器体系、黏滞阻尼器体系、双曲面减隔震支座体系4种不同的抗震方案进行比选分析,分析研究表明采用双曲面减隔震支座优势明显。同时又进一步进行了双曲面减隔震支座参数设计,其在强震作用下减隔震率超过60%,减隔震效果明显。综上可以看出,在强震作用下,大跨连续梁拱组合结构采用双曲面减隔震支座后,可有效降低纵桥向固定墩和横桥向各墩的地震响应,有效防止强震作用下结构的破坏,为结构优化带来较大空间。     

海底隧道衬砌结构受力特点及断面形状优化

针对青岛胶州湾海底隧道工程,选取设计参数不同的8个衬砌结构断面,基于荷载-结构模型,采用ANSYS有限元程序,分析衬砌结构受力特点.结果表明:衬砌结构仰拱半径不宜过大,减小仰拱半径可以有效减小衬砌结构仰拱、拱脚处的弯矩;衬砌结构拱脚半径不宜过小,增大拱脚半径虽可以有效减小衬砌结构拱脚、拱底处的弯矩,但同时会增加拱顶的弯矩;衬砌结构拱顶半径不宜过大,增大拱顶半径可以减小衬砌结构仰拱、拱脚处的弯矩,但将增大拱顶、拱肩处的弯矩.基于上述研究结果,根据相关规范设计要求,以各衬砌结构断面各单元最小安全系数最大化为目标函数,对青岛胶州湾海底隧道位于海域段V级围岩段衬砌结构断面形状进行优化,优化得到的衬砌结构断面,各处内力值(弯矩、轴力)更加均匀,安全系数离散性小,便于衬砌结构配筋设计.     

铁路大跨度连续梁拱组合桥结构参数研究

为了解结构设计参数对铁路大跨度连续梁-拱组合桥受力特性的影响,进而对今后同类桥梁设计提供引导作用,以兰渝线广元嘉陵江特大桥为工程背景,研究矢跨比、拱轴线形状、拱梁刚度比这3个设计参数对桥梁结构力学特性的影响。分析结果表明:矢跨比对拱肋轴力和拱脚、主梁中跨弯矩影响显著,取值在1/4~1/5时较为合理;1.6次抛物线、2.4次抛物线及圆弧线作为拱轴线时,拱脚截面弯矩过大,2次抛物线或悬链线作为此类桥型的拱轴线较为合理;拱梁刚度比对结构轴力影响较小,对拱肋弯矩影响较大,随拱梁刚度比的增大,拱肋分担的弯矩显著提高。     

京津城际(60+128+60)m连续梁拱设计简介

京津城际北京环线特大桥跨四环主桥为(60+128+60)m预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱的组合结构,具有技术含量高、标准要求严、施工难度大等特点。详细介绍其梁拱构造、施工方法、纵横向计算及动力计算分析等。设计结果表明,连续梁拱具有较大的竖向刚度和良好的动力性能,不失为高速铁路桥梁设计中一种合适的梁型。     

单拱肋预应力混凝土梁拱组合桥受力性能分析

研究目的:本文以某单拱肋预应力混凝土梁拱组合桥为例,该桥型将预应力混凝土梁及拱两种结构体系有机地结合在一起,具有结构刚度大、建筑高度低、造型美观等优点,但该类结构为多次超静定结构,受力性能复杂,设计难度较大,为揭示其受力特性,于文中展开详细地分析及探讨。研究结论:(1)该类桥梁拱和梁组合起来共同承受荷载,拱肋受压,主梁受拉,该平衡体系的相互作用,使得拱与梁的弯矩大大减小,拱梁受力均匀,结构静动力性能及使用性能均较好;(2)主梁采用刚性系梁、拱肋采用桁架式,增大了结构的刚度及承载能力,提高了结构的跨越能力,通过优化拱肋及主梁刚度比例,可以进一步地减小主梁结构的建筑高度;(3)当进行跨线桥设计时,建筑高度受限,该类桥梁通过顶推法施工主梁,在顶推就位后的主梁上拼装单拱肋的施工方法,极大地减小了施工过程及后期养护维修对桥下繁忙交通的影响;(4)该研究成果适用于单拱肋梁拱组合体系桥的设计及相关计算分析。     

兰新高速铁路128 m简支系杆拱设计

以兰新高速铁路乌鲁木齐河特大桥主桥128 m简支梁拱组合结构为工程背景,分析该桥设计面临的难点和控制因素,介绍该桥的结构设计,包括构造尺寸、设计步骤和相关刚度控制措施,并借助有限元软件开展动力和稳定等分析。结果表明:通过拱肋和系梁刚度的合理配置,结合特殊处理措施,能保证大跨简支梁拱组合结构的工后变形满足无砟轨道铺设要求,可为以后类似平行吊杆体系简支系杆拱桥设计提供参考。     

钢管混凝土拱架在地铁隧道中的应用研究

浅埋暗挖法施工的地铁区间隧道初期支护体系常使用格栅拱架承担围岩荷载,然而这类钢拱架钢材用量大,制作工艺复杂.钢管混凝土拱架是一种承载力高、安装简易、经济性能良好的新型支护形式.用钢管混凝土拱架替代格栅拱架不仅可以降低工程成本还能加快施工速度.以荷载-结构模型分析计算钢管混凝土拱架,采用弹性中心法计算其截面内力.对钢管混凝土拱架的设计计算以大偏心受压为主,计算结果表明:钢管混凝土拱架在技术上是可行的,在工程实例中钢管混凝土拱架的支护成本仅为格栅拱架的61%.     

大西客运专线（74．9＋148＋128＋148＋74．9）m连续梁拱设计研究

大西客运专线跨北同蒲铁路特大桥,主桥为（74．9＋148＋128＋148＋74．9）m预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱的组合结构,具有技术含量高、标准要求严、施工难度大等特点。详细介绍其梁拱构造、施工方法、全桥静力计算及动力分析等。设计结果表明,连续梁拱具有较大的竖向刚度和良好的动力性能,是高速铁路桥梁设计中的一种合适的梁型。     

京津城际客运专线(60+128+60)m钢管混凝土拱桥设计中几个问题的探讨

京津城际客运专线跨越北京四环线采用(60+128+60)m钢管混凝土拱-连续梁组合结构。对该结构的三腹板主梁横向分析计算办法、拱脚构造设计、吊杆在拱肋端锚固构造以及吊杆在梁端锚固构造等设计问题进行研究探讨,希望能为今后同类桥梁的设计提供参考。     

下承式悬链线钢管混凝土拱桥空间稳定性参数敏感性分析

为研究下承式悬链线钢管混凝土拱桥空间稳定性及影响该种桥型结构稳定的参数敏感性,以运城市某省道上一座27+60+27 m下承式悬链线钢管混凝土拱桥为背景,采用Midas/Civil 2012有限元软件对该桥进行建模,在成桥状态及成桥运营状态2种工况下对其进行稳定性分析。结果表明,该种桥型拱肋结构存在"面内失稳"和"面外失稳"2种失稳状态,拱肋面外刚度小于面内刚度,拱肋结构失稳模态首先表现为拱肋面外侧弯失稳。同时选取拱肋间连接形式、拱肋钢管壁厚t、拱肋单侧吊杆布置数量n、拱肋管腔混凝土弹性模量E、拱肋矢跨比f/L、拱肋拱轴系数m等影响结构稳定性的参数进行对比分析,得出影响结构稳定性的敏感参数,可供同类型桥梁在结构稳定性设计时参考借鉴。     

简支槽形梁-拱组合桥在宁启线的应用研究

宁启线增建二线跨越新建沪通铁路时因纵断面受限,采用64m简支槽形梁-拱组合的大跨、低高度新型桥式,有效地解决了立交跨越问题。文章通过对该结构与其他桥式进行综合比较,阐述采用简支槽形梁-拱组合桥式的可行性、经济性及优越性,为类似工点提供设计借鉴。     

铁路简支槽形梁系杆拱组合桥设计研究

宁启线上跨沪通铁路,由于线路纵断面高程受限而采用了64 m简支槽形梁系杆拱桥。本文分析该桥的受力特点,介绍系梁、拱肋、拱脚、横撑、吊杆等构件的构造设计。采用有限元软件对桥梁进行结构整体计算、道床板横向计算和拱脚局部应力分析。计算结果表明,简支槽形梁系杆拱桥具有建筑高度低、结构刚度大、工后徐变小等优点,在跨度大、净空受限时是一种新的解决方案。     

京杭大运河特大桥连续梁拱0号块及拱脚施工技术

连续梁拱作为一种新型的组合结构,具有结构刚度大、动力稳定性好、跨越能力大、造型美观等显著优点,近几年来采用连续梁拱结构型式的桥梁逐渐增多。但由于预应力混凝土连续梁拱0号块及拱脚部分结构复杂,钢筋、管道密集,定位要求高、施工难度大等特点,因此是全桥施工的关键点。主要介绍连续梁拱0号块及拱脚部分采取的施工方法、技术措施及改进建议。     

高烈度区高速铁路大跨度梁拱组合桥设计

徐宿淮盐铁路徐洪河特大桥采用(100+200+100) m梁-拱组合结构桥式方案,以小角度、低净空跨越通航河道。主梁为预应力混凝土连续箱梁,拱肋设计为哑铃形钢管混凝土截面,吊杆采用平行钢丝束并锚于箱梁外侧。为解决大跨度连续梁-拱桥徐变上拱大的技术难点,通过适当加大梁体竖向刚度、优化预应力钢束布置、选择合理的混凝土加载龄期等一系列措施,将主梁最大徐变变形控制在20 mm以内。另外,桥址区地震动峰值加速度为0.34g,采用双曲面摩擦摆支座进行减隔震设计,以延长结构周期,达到有效削弱地震力作用的目的。     

连续刚构与三肢桁式拱组合桥创新技术研究

研究目的:广珠铁路虎跳门特大桥主桥为连续刚构与三肢桁式拱组合结构。该桥为单线铁路桥,桥面宽度窄,主跨跨度大,大跨单线铁路桥梁结构的横向稳定性和后期徐变成为该结构的难题,本研究旨在从结构布置形式上找到合理的解决方案。研究结论:(1)创新采用外侧两管平行-内侧单管提篮内倾的三肢桁式拱,外侧平行两管用于张拉吊杆,内侧单管提篮内倾用于增强结构的横向稳定性,该结构分工明确,构件受力合理,可解决大跨单线铁路窄桥横向稳定性难题;(2)该组合结构通过主动调整吊杆张拉力,优化了恒载内力分配,减小了主梁截面上、下缘应力差值,可解决大跨度混凝土结构后期徐变控制的关键技术难题;(3)该桥式具有拱肋结构形式新颖、整体刚度大、经济美观等特点,可为类似铁路桥梁设计研究提供借鉴和思路。     

水柏铁路北盘江大桥钢管混凝土拱设计

水柏铁路北盘江大桥是我国第一座铁路钢管混凝土拱桥,主桥结构采用上承式X形钢管混凝土拱,跨度236m;主拱肋及横向联接系在拱肋未灌注混凝土前为完全钢结构,在灌注混凝土后及大桥运营阶段,主拱肋为钢管混凝土结构;实腹板及上下盖板按照型钢混凝土结构设计;拱上墩座为加劲的钢箱墩座,并与拱肋连接;腹杆设计采用H形构件、节点板连接的构造;涂装层按长效防腐进行设计,拱圈钢结构外表面采用热喷涂复合涂层体系,涂层类型为喷铝合金 封闭 涂装。     

于家堡枢纽站房南段地下结构体系研究

研究目的:天津于家堡枢纽站房南段地下结构为地下火车站,位于长轴跨度143m的贝壳形钢结构网壳下,站台不设柱。为解决重载、大跨、顶板上下结构柱网不对应、上部网壳水平荷载大、顶板超大开洞、洞边板大跨悬臂等技术难点,需对结构体系进行研究。借助有限元,对拱形和框架两种结构体系进行分析。研究结论:(1)与框架体系相比,拱形体系顶梁弯矩小,但主要构件仍超出了钢筋混凝土的承载能力。(2)由于柱距大且不均匀、顶板超大开洞,拱形体系顶梁受拉严重。(3)内拱外平断面的拱效应不如从其下边缘起拱的真正拱。(4)针对于家堡枢纽南段地下结构的特点,框架体系优于拱形体系。     

高速铁路连续梁-拱桥拱梁竖向刚度比分析

研究目的:在梁-拱组合体系桥梁设计中,拱梁刚度比对整体结构的受力和变形、动力特性、稳定性以及施工方法有较大影响,设计中应根据具体情况,合理选择拱梁的相对刚度,以达到最优的结构体系.已有梁-拱组合体系结构性能研究中,拱梁刚度比一般认为是拱肋和主梁构件抗弯刚度的比值,这种计算方法只是简单地将拱和梁的抗弯能力进行比对,并不能...     

非对称外倾式曲线混凝土拱肋施工技术

非对称外倾式曲线混凝土拱肋结构整体呈倾斜状态,结构构造复杂,水化热控制技术要求高,施工技术难度大、安全风险高。通过采用先进的数值模拟分析技术预先对非对称外倾式混凝土拱肋各施工节段进行模拟分析,可提前掌握各结构的受力状态,有效控制结构线形变化。施工中对外倾式曲线混凝土拱肋模板安装控制进行深入研究,对大体积混凝土进行合理的配合比设计,并采取合理的温控措施和监控量测,综合分析各种误差产生原因,制定相应拱肋线形控制方案,对现场进行实时监控,减小消除施工误差的影响。这可为今后类似桥梁施工提供借鉴。     

沪杭客专32m箱梁徐变试验相似模型设计方法研究

相似关系设计是模型试验的关键环节。以沪杭客专32 m跨度的简支箱梁为原型,探讨了适合于徐变试验的模型的设计方法,建立了模型和原型的相似关系,设计了简单相似模型梁结构,推导出模型梁与原型梁的弹性上拱和徐变上拱的相似关系。通过对比分析原型梁的弹性上拱推算值、徐变上拱推算值与实测值,验证了相似模型的合理性。