基于强健性的大跨径钢管混凝土刚架系杆拱桥设计

为提高中、下承式大跨径钢管混凝土刚架系杆拱桥的强健性,提出一套针对该类桥型的基于强健性的设计方法。该方法包括强健性概念设计、强健性结构验算与优化、强健性构造措施三个方面。强健性概念设计可依据现行规范进行;强健性结构验算与优化考虑动力放大系数,对吊杆、系杆破断工况进行受力分析验算,并对结构进行优化;强健性构造措施为在设计使用寿命短于主结构的关键、易损构件时,采取可查可换的构造措施。以六律邕江特大桥为工程实例,采用该方法进行强健性设计,结果表明该桥结构受力满足设计要求;为改善桥面系的强健性,宜设置较强的边纵梁、较弱的次边纵梁和中纵梁;吊杆和系杆采用便于更换的构造,确保桥梁安全。该强健性设计方法可对桥梁关键构件进行强健性定量评价,应用效果良好。     

成贵铁路鸭池河特大桥主桥施工技术

成贵铁路鸭池河特大桥为主跨436m的钢-混凝土结合拱桥,两拱肋和交界墩采用一体式拱座基础,拱肋采用钢桁-混凝土结合结构,主梁采用单箱三室预应力混凝土结构。拱座采用分台阶斜向推移式连续浇筑工艺施工;拱座先预留锚栓区,拱脚节段整体在支架上精定位后,锚栓区与拱座混凝土一起浇筑;拱肋节段利用缆索吊机起吊,斜拉扣挂法安装,拱段在组拼场内和拱顶二次横移到位,施工时增设了临时抗风横联;双侧拱肋采用大节段同步配切合龙技术合龙;拱肋外包段混凝土从下往上分两环、逐段施工,结合段混凝土采用分节段现浇施工,施工时保留部分扣索、锚索,并二次张拉;有吊杆区长204m主梁采用分节段全吊架法施工。     

增设RC拱肋加固圬工拱桥的设计要点及理论分析

提出了采用钢筋混凝土拱肋加固圬工拱桥结构的方法。以某上承式实腹圬工拱桥为实例,根据其病害的主要特点,结合对原桥承载能力的计算分析结果,采用增设钢筋混凝土拱肋的加固设计方案。然后,建立原拱圈采用板单元和新增拱肋采用杆系单元的有限元计算模型对加固后桥梁承载能力进行了理论分析,结果表明,加固后桥梁承载能力满足公路-Ⅱ级荷载。     

大跨四线铁路上承式钢桁拱桥拱上梁设计

大瑞铁路保山至瑞丽段采用跨度490m的上承式钢桁拱桥跨越怒江,该桥为高烈度地震区大跨度四线铁路桥,在桥上设站。对拱上梁的跨径、联孔、梁型和支座设置进行比选,确定拱上梁采用一联14×37.2m钢箱梁,拱上立柱采用钢结构双柱排架墩,钢箱梁与拱上立柱之间设置纵向固定支座以提高墩的纵向刚度。桥面总宽度为24.9m,分双幅对称设计,单幅钢箱梁采用双箱单室大悬臂结构。采用MIDAS Civil软件建立拱上钢箱梁局部空间板壳有限元模型进行结构分析,结果表明:大悬臂钢箱梁横向偏载效应较为明显,各支点反力由外向内依次减小,最不利状态下最小抗倾覆系数满足设计要求;钢箱梁应力、位移及疲劳验算均满足规范要求。     

公路隧道软弱破碎围岩高强钢筋格栅拱架支护性能研究

软弱破碎地层围岩稳定性差,与支护间接触压力大,支护结构应力状态复杂,因此支护结构的支护性能是满足隧道施工及运营期安全与稳定的重要保障。高强钢筋格栅拱架是以高强钢筋为主材的一种格栅拱架形式,具有支护强度高,与混凝土黏结性好,重量轻等诸多优点,但其在公路隧道软弱破碎围岩中的支护性能仍有待考量。为此,结合圆管弹性应变理论推导出的支护刚度计算公式,对不同拱架结构进行等截面换算,得出高强钢筋格栅拱架和型钢拱架的支护特征曲线;采用有限元数值计算方法将钢拱架与混凝土分部建模,进一步分析2种支护拱架的力学特性和变形特征;最后在现场开展对比试验,通过监测沉降收敛位移、围岩压力、拱架应力,分析施工中高强钢筋格栅拱架的支护性能。理论验算和数值分析结果表明,高强钢筋格栅拱架与I20b型钢拱架的极限承载力基本相同,但高强钢筋格栅拱架支护刚度相较I20b型钢拱架弱,I20b型钢拱架对变形控制能力更强;现场对比试验结果显示,2种支护拱架产生的收敛变形相差不多,且围岩接触压力分布规律基本相同,高强钢筋格栅相较I20b型钢拱架的承载应力更高,但远小于材料本身屈服强度;此外,现场施工表明采用高强钢筋格栅拱架能有效提升人工支护作业效率,对于特长公路隧道快速施工具有更好的应用价值。综合分析,高强钢筋格栅拱架在软弱破碎地层能够提供与I20b型钢拱架相近的支护抗力,适用作特长公路隧道软弱破碎围岩的初期支护拱架结构。     

U肋加劲板的声振特性研究

为分析U肋加劲板的声振特性,联合锤击试验和数值仿真方法从振动传递特性和声辐射性能2个方面进行研究。首先,以某钢箱梁为原型,设计制作一足尺U肋加劲板结构,通过锤击激励获得不同位置的振动和噪声响应。然后,以有限元计算得到的振动响应作为边界元仿真的边界条件,建立混合有限元-边界元模型预测U肋加劲板的振动声辐射,并将仿真结果与实测值进行对比。最后,通过数值仿真探讨U肋的声振贡献量,并分析结构设计参数（顶板厚度、U肋厚度和U肋间距）对顶板声功率级的影响规律。研究结果表明：相比混凝土结构,U肋加劲板的振动噪声更加明显,且频谱范围更宽,主要集中在几百至上千Hz;U肋正上方和U肋之间的顶板原点导纳差异不大;顶板原点导纳和U肋传递导纳的频谱特性相似,并在量值上具有可比性;混合有限元-边界元预测方法具有较高的精度,但计算效率不高;受到U肋自身的振动声辐射和声反射效应的影响,U肋加劲板正下方的噪声比侧方高出约10 dB（A）,声压级峰值频段为400~1 250 Hz;顶板厚度和U肋间距是决定顶板声辐射大小的决定性因素,算例中顶板厚度减小6 mm或U肋间距增大300 mm时,顶板声功率级分别增加5.4 dB（A）或9.4 dB（A）;U肋厚度在6~10 mm内变化时,顶板声功率级改变不大。     

纵连轨道板上拱安全升温幅度简化计算方法

针对既有研究未考虑钢轨影响的不足,基于等效截面法和势能驻值原理,构建了考虑钢轨作用的纵连板式无砟轨道上拱分析模型,推导了轨道板安全升温幅度计算公式,并与既有文献和有限元结果进行对比验证该计算方法的准确性。利用该计算方法分析了安全升温幅度的参数影响规律。结果表明：提出的简化计算方法能够较准确计算安全升温幅度,可应用于无砟轨道稳定性分析与结构设计;钢轨升温幅度较大时可能加剧轨道板失稳,因此在相关研究中有必要引入钢轨的影响;轨道板安全升温幅度随着钢轨升温幅度和轨道板弹性模量的增大而减小,随着轨道板厚度和砂浆层剪切强度的增大而增大。研究结果可为纵连式无砟轨道优化设计和养护维修提供参考。     

天台山下承式拱桥设计理念探析

结合天台山下承式拱桥的设计实践,详细阐述了该桥设计的基本程序。文章以桥梁地质勘察报告为核心进行上、下部构造的设计,充分体现抗压性能强的钢筋混凝土拱肋及抗拉能力强的预应力吊杆,为同类桥梁设计具有借鉴意义。     

用于舱容计量修正的液货船结构变形曲线快速计算方法

对货舱满载时货舱区域结构变形曲线的形状和数值大小以及对舱容体积的影响程度等的快速计算进行分析研究,提出采用可操作、易测度的变形测度指标——拱垂度来联系货舱区域结构变形曲线的处理方法,探索建立货物载荷一拱垂度货舱区域结构变形曲线一货舱舱容体积修正的关联,进而求得同型船满载状态拱垂度、载荷大小、结构变形间的关系及规律。以某油船为例进行计算研究。结果表明：在满载状态下,船体舱段载荷对舱段拱垂值、最大变形值是有影响的,并且这种影响是有规律的;而船体载荷与船体结构变形最大值、拱垂值之间的关系是线性的。     

大跨度提篮式钢管混凝土拱桥钢管拱肋现场加工预制技术

钢管拱肋加工预制作为钢管混凝土拱桥施工中的一道关键工序,其加工预制的质量应引起足够重视．条件许可的尽量采用在工厂进行,而像太平湖大桥这样大型的桥梁和钢结构加工,在现场完成的并不多见。因此它的现场预制技术可供今后类似的桥梁施工提供参考。