偏载状态下的桥梁转体球铰性能分析

针对一座连续梁桥120 MN转体球铰,按照常规方法和改进的方法分别计算了球铰理论转动偏心距,结果表明项目给出的实际偏心距均小于球铰理论转动偏心距,不会引起球铰竖向转动。同时,通过有限元仿真计算了偏心受载状态下球铰部件的受力和变形情况,以及对球铰转动摩擦性能的影响,计算结果表明偏载对球铰强度、刚度和摩擦性能的影响较小。理论计算和仿真模拟结果表明了球铰在偏载状态下设计的安全性,为工程项目的实施提供参考。     

转体施工的公路T型刚构桥梁转动结构设计

研究目的:对张石高速公路T型刚构转动结构设计的关键技术进行研究,解决水平转体球铰转盘的设计、球铰的加工及施工工艺等问题。研究方法:结合材料力学、弹性力学的计算理论,初步计算结构在静止状态下接触面上的受力情况;然后采用大型通用空间有限元程序ANSYS进行动力状态下仿真分析计算。研究结果:通过对公路T型刚构转动结构应力、应变、稳定等的研究,总结出一套完整的转动结构设计需检算的主要内容、步骤及计算方法。研究结论:在转动结构设计过程中,要根据转体结构自身特点,选择转盘形式及转盘的尺寸;用结构分析程序进行计算分析,解决转动结构转盘接触面上的应力、应变问题,据此确定经济合理的转动结构。     

桥梁转体施工过程中球铰应力研究

桥梁转体施工技术广泛用于跨越河流、峡谷及既有线路的桥梁施工中,桥梁转体施工关键设备之一是转动球铰,球铰应力的合理性将决定桥梁转体施工的成败以及桥梁整体质量。文章应用大型有限元软件ANSYS建立转动球铰计算模型对球铰应力进行模拟计算分析,并结合工程实例对桥梁转体施工过程中球铰应力进行监测,研究结果可为桥梁转体施工提供借鉴。     

偏载对多点支承转体系统受力及稳定性分析

为研究偏载对多点支承转体系统受力和稳定性的影响，本文开展现场转体模型试验，研究偏载对承力支腿应力、球铰应力、转动牵引力、桥梁位移的影响，探讨偏载作用下关键参数变化规律。结果表明：偏载对承力支腿和球铰应力有较大影响，随着偏载值增大，各承力支腿和球铰应力数值及波动程度增加，转体系统稳定性降低；在偏载作用下，转体系统受轨道不平顺、转动加速效应等因素的影响被放大，桥梁转动所需牵引力、主梁竖向位移和扭转角均显著增大；实桥转体建议严格控制风荷载、主梁两侧不对称悬臂长度、桥面施工机具等偏心荷载。     

小曲线半径T形刚构转体设计

介绍某铁路2×72 m转体T构的结构设计。针对600 m半径的特殊情况,采用BSAS平面计算程序以及专业有限元软件MIDAS,分别建立了平面模型与空间模型,对该桥上部结构的整体受力情况进行了分析对比。另外,采用midas FEA软件建立上球铰局部应力分析模型,对转体结构的受力情况进行了研究。通过研究得出以下结论:本桥上部结构及转体结构设计比较合理,半径较小的转体T构,横向偏心较大时,将转动中心置于整体结构横向偏心位置上,再进行称重平衡试验,可有效地保证转体结构转体过程中的稳定性。     

转体桥梁下球铰及滑道支架无后浇带封固技术研究

下球铰、滑道及支架为桥梁平转法转体结构中关键部件,下球铰与上球铰组成转动结构核心,为桥梁平转提供转动面。常规预留后浇带分次封固、转盘一次性浇筑,在球铰、滑道支架安装处预留后浇凹槽,再安装定位下球铰及滑道,最后浇筑后浇带内剩余混凝土,完成球铰、滑道及其支架的封固。常规封固工艺工序较多、工艺复杂,且后浇带内作业空间小,施工难度大,混凝土施工质量难以控制。本文以山西省大同市大张高铁智家堡御河特大桥施工为背景,通过热固耦合仿真分析,论证取消后浇带的可行性,并对现场施工工艺进行总结,对同类工程具有重要指导意义。     

平转法转体在铁路桥梁施工中的应用研究

研究目的:在近年铁路客运专线建设中,连续梁跨越既有铁路时多采用平转法转体施工,部分连续梁具有跨度大、转体重量大、平面曲线半径小等特点.此时,需要对转体结构的关键部位和工艺实施的关键环节进行计算分析,并研究考虑平面曲线对转体结构设计的影响,解决球铰转盘的设计和关键施工工艺问题.研究结论:(1)拟定合理的转盘、球铰尺寸,分析转盘等特殊部位的局部应力是转体重量大时转体结构设计的关键；(2)计算不平衡转动力矩、设置转动偏心是解决平面曲线影响的方法；(3)通过称重、配重等工艺试验,可以验证不平衡转动力矩、转动偏心、摩擦系数等理论计算结果.     

桥梁转体施工球铰竖转摩阻力矩精确计算方法

为得到平转桥竖转摩阻力矩精确计算值,根据球铰受力机理,建立球铰竖转摩阻力矩空间计算模型,推导出新的球铰摩阻力矩计算公式。通过10多座转体桥不平衡重称重试验实测的最大静摩阻力矩,反算得到最大静摩擦因数。将之与由竖转试验实测启动力反算得到的最大静摩擦因数进行对比分析,结果表明两者一致性很好,从而验证了新公式的准确性和合理性。     

转体施工的铁路曲线连续槽形梁设计关键技术研究

为了确保转体施工的曲线连续槽形梁结构设计安全可靠,需要解决以下关键技术问题:结构横向受力、日照温差应力较大、支座中心线横向位置、曲线转体结构横向偏载、曲线槽形梁结构受力计算等。通过道砟槽板横向预应力束的合理布置,克服横向连接处主拉应力;通过适当增加边主梁顶板保护层厚度和纵向预应力束的合理布置,控制了日照温差应力;研究合理的横向支撑位置,避免对结构产生横向次应力;曲线悬臂转体结构横向偏载,将球铰中心相对于上下承台设置横向预偏心,解决转动时横向自重不平衡引起梁体侧倾的问题;通过建立平面模型、单梁模型、梁格模型和实体模型,对比分析计算曲线空间结构的受力问题。结果表明:曲线连续槽形梁结构受力均满足规范要求。     

跨京沪铁路曲线转体T型刚构设计

结合宿淮线跨京沪铁路特大桥转体T型刚构的工程概况,参考我国已建转体桥梁实例,对转动结构的下转盘、球铰和上转盘的关键技术、T型刚构转体的应力、偏心、施工及成桥的最不利状态进行抗风屈曲等进行研究,得出一套完整的转体结构设计所需的计算项目和检算方法,为此类桥梁积累一些宝贵经验。     

横梁腹板切口形状对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响研究

在正交异性钢桥面板中,横梁腹板与纵肋连接部位及横梁腹板切口边缘处较容易发生疲劳开裂,为了弄清横梁腹板切口形状对这两个构造细节疲劳性能的影响规律,采用有限单元法,通过在3种作用下采用不同切口形状的正交异性板各考察点主拉应力或面外应力比率的对比研究,得出以下结论:(1)在剪切作用下,切口形状对纵肋与横梁连接部位的应力影响不大,切口边缘半径对横梁切口边缘拉应力影响很大;(2)在支撑作用下,切口尺寸越大,纵肋与横梁连接部位的应力越大;(3)在面外作用下,切口尺寸越大,横梁对纵肋的面外转动变形约束越小,面外应力比率越小。     

城际铁路连续梁拱桥铰座受力分析

以国内某新建城际铁路连续梁拱桥铰座为例,对铰座部件进行了建立在接触理论上的受力分析,并建立Ansys有限元实体受力模型,进一步分析铰座竖转受力特征。结论表明:在最不利工况下铰座强度能够满足规范要求;有限元分析证实受力计算结果,工程实践证明采用接触理论开展同类型工程设计是可行的。     

高速铁路大跨刚构-连续组合梁桥无缝线路设计研究

对于大跨、大坡道和小半径曲线桥梁,梁轨相互作用关系更加复杂、附加作用力及断轨时的断缝值也较大,给桥上铺设无缝线路结构带来困难。为研究高速铁路大跨刚构-连续组合梁桥无缝线路铺设方案,以新建贵广铁路圣泉1号特大桥为工程背景,建立线-桥-墩一体化有限元计算模型,分析不同结构方案下线、桥纵向受力情况。研究结果表明:对于圣泉1号双线特大桥桥上无缝线路,铺设小阻力扣件、钢轨伸缩调节器、调节锁定轨温等常规设计方案无法同时满足强度、稳定性、断缝值等检算指标的需求,建议采取"伸缩调节器+道砟胶"的技术方案。     

桥上无缝线路钢轨伸缩调节器设置问题探讨

钢轨伸缩调节器对协调长大桥上无缝线路因梁体温差引起的梁端及长钢轨伸缩位移起到重要作用。对调节器设置问题进行系统论述,介绍国内调节器设计使用情况,建议桥梁和轨道一体化设计,谨慎在曲线上设置调节器。并结合工程案例,计算分析了调节器设置计算方法以及调节器结构伸缩值,并且根据现场调研情况,提出设置调节器的建议。     

盾构隧道管片结构设计几个问题的探讨

由于国内盾构隧道结构现有计算方法考虑因素不全面、部分计算方法不合理,造成盾构管片配筋量偏大,对管片预制及工程造价都带来很大影响。为提高现有盾构隧道结构设计方法的准确性和可靠性以及优化管片配筋,通过大量的盾构隧道结构计算和工程经验,对多个设计问题进行分析,结果表明:深埋等复杂地质条件下长大盾构隧道结构计算需要考虑管片的环、纵向接头作用;极限状态法没有区分施工和运营工况受力特点等。通过研究提出以下解决方案:(1)采用改进管片接头单元的梁-弹簧模型,结合接头试验对抗弯刚度等取值进行优化;(2)考虑盾构隧道施工阶段为短暂设计工况,运营阶段为持久设计工况进行安全校核;(3)提出纤维梁单元模型,对管片配筋进行校核;(4)提出多种管片配筋优化设计方法,减少钢筋用量。     

跨座式单轨平移式道岔结构数值仿真分析

根据相关规范给出平移式道岔结构在列车作用下的动力荷载类型及相应计算方法。为减少计算单元的划分数量、提高计算分析效率,提出单元重分法模拟列车移动加载。运用有限元数值仿真方法,对平移式道岔在列车运行过程中的力学行为和结构安全性进行分析。结果表明:列车运行过程中平移式道岔结构在长台车处产生最大应力,其应力比为0.86,梁体挠度小于规范规定的相应限值,说明在列车运行过程中平移式道岔的强度和刚度均能够满足结构安全性要求;长台车上部连接板的边缘处存在较大的集中应力,因此在道岔结构制造和施工过程中,需确保其焊缝连接强度不小于母材强度。     

任意截面钢筋混凝土构件配筋计算方法

钢筋混凝土构件在工程结构中广泛应用,复杂异形截面多向受力状态下,弯矩作用平面与弯曲平面不重合,截面的强度与配筋计算极为复杂,没有较好的解决方案。本文以平截面假定为依据,基于容许应力法推导出了任意截面钢筋混凝土构件的配筋验算公式,将复杂截面的配筋计算问题转化为复杂截面几何特性的求解,利用格林积分变换公式精确高效地实现了任意截面的特性求解,解决了任意截面钢筋混凝土构件单向以及多向受力状态下配筋验算问题,并编制了相应的任意截面钢筋混凝土构件的配筋验算程序。通过大量对比验算表明,本文的计算方法和程序计算结果精确可靠,计算效率高。     

悬索桥状态评估中初始张力确定的反分析方法及应用

以悬索桥运营期状态评估为背景,提出以既有状态为基准进行初始张力确定的反分析方法。结合缆索力学平衡方程,提出反分析的基本原理,建立悬索桥状态评估反分析流程。以跨度为180 m的悬索桥为例,进行初始张力反分析,得到以所得初始状态为基准的活载效应理论分析结果。通过与以设计为基准的荷载效应理论解和现场实测结果的对比,分析初始张力确定的误差对桥梁挠度和缆索应力的影响。结果表明:本文提出的悬索桥缆索初始张力反分析方法精度较高、可操作性较强,对同类悬索桥状态评估中初始张力的确定具有理论借鉴意义。     

郑徐客运专线(76+160+76)m连续梁无缝线路设计

针对郑徐客运专线开兰特大桥(76+160+76)m连续梁的无缝线路设计,采用有限元法,对扣件类型和是否设置伸缩调节器进行方案比选。检算结果表明,本桥采用WJ-8B型常阻力扣件钢轨应力不满足强度要求,采用小阻力扣件非常接近钢轨的容许应力值。研究结论:该桥需要在梁端设置钢轨伸缩调节器。     

大瑞铁路澜沧江特大桥岸坡稳定性分析

大瑞铁路澜沧江特大桥为大瑞铁路控制性工程之一。桥址位于澜沧江断裂内,地形地质条件复杂,岩体结构特征复杂,岸坡稳定性控制拱座基础的稳定。通过工程地质调绘、物探、钻探等方法和手段,查明岸坡的地质条件,采用赤平投影、离散元法、强度分析等方法对岸坡稳定性进行研究。分析表明瑞丽岸存在形成危岩体的条件,易形成大型崩塌;岸坡坡面岩体存在拉应力区,瑞丽岸拱座下方易引起拉裂破坏。分析岸坡天然状态、加载后、地震条件下的稳定性以及水位以上及以下的稳定坡角,并对岸坡及墩台基础进行稳定性评价,为基础的布置及设计提供依据。