广州南站桥建合建结构设计综述

广州南站桥建合建结构巧妙的将房建与桥梁融为一体,但同时由于其共同受力,协调变形,给设计带来了巨大挑战,对广州南站桥建合建结构体系的建立、设计原则、抗震设计及振动性能研究等进行重点论述,结果表明:广州南站传力明确,设计理念可靠,具有良好的抗震性能,旅客舒适性及安全性均能得到保障。     

跨座式单轨交通(100+160+100)m钢箱梁刚构矮塔斜拉桥设计研究

柳州单轨1号线三门江跨江桥主桥跨越柳江,综合线形、技术、经济等多方面因素,采用(100+160+100)m钢箱梁刚构矮塔斜拉桥方案.为降低结构整体高度,在钢箱梁上焊接钢轨道梁,形成组合受力结构.研究该桥的受力性能和抗震性能,对桥梁整体结构进行静力分析和抗震分析.计算结果表明:该桥强度、刚度及抗震性能均满足规范要求,具有...     

广州南站(2×32+64+2×32)m双线V构连续梁设计

(2×32+64+2×32)m双线槽形V构连续梁是广州南站桥建合一结构体系中的轨道梁,是承载上部站房候车厅层(高程21 m层)的结构柱的受力构件和铁路运行的轨道梁(高程12 m层)及站台板梁横向支承的结构。着重介绍该V构连续梁(高程12 m层)与站房候车厅层(高程21 m层)及站台板梁的相互关联及受力状态、V构连续梁的结构构造、静力分析、局部分析、抗震分析等。最后对结构设计进行总结、提炼,为同类结构提供参考。     

北京北站站台大跨度张弦桁架雨棚设计研究

针对北京北站站台大跨度张弦桁架雨棚结构设计中抗风、抗震、温度作用以及支承柱稳定等难点问题,采用有限元法进行各种荷载组合工况下雨棚结构的受力分析。结果表明:张弦桁架构件的设计主要受活载参与组合工况控制,而支承柱及其基础的设计则受地震作用参与组合工况控制;风荷载的作用使拉索索力减小,当拉索完全松弛后,张弦桁架的受力性能会发生质的下降,通过优化张弦桁架的矢高和垂距、桁架断面高度以及拉索截面积等参数,可提高雨棚结构的抗风性能;支承柱的刚度会直接影响雨棚结构的失稳模式和稳定承载能力,设计时应保证支承柱不先于上部的张弦桁架发生失稳。研制的2种新式铸钢节点有效地解决了拉索节点受力大、构造复杂等设计难点。     

铁路客站板壳结构站台雨棚抗震性能分析

随着高速铁路快速发展，车站站台雨棚不仅满足为旅客遮风挡雨的基本服务功能，还要兼顾造型美观的要求。板壳结构雨棚将两者需求同时兼顾，但这种板壳结构的屋面板雨棚结构形式受力复杂，需对其进行抗震性能研究，明确其主要的力学性能。采用有限元软件建立雨棚结构的三维力学模型，并完成了多遇地震和罕遇地震激励下雨棚的动力响应计算，得到了结构关键部位的位移、加速度、应力响应及结构损伤情况。同时，对不同跨度/波长比值的板壳结构雨棚模型进行分析。结果表明：悬挑部分对结构整体的地震效应影响较大，抗震的薄弱环节位于悬挑一侧的边柱柱脚和梁柱节点处；多遇地震作用下，雨棚结构的最大层间弹性位移角满足规范要求；罕遇地震作用下，结构构件仍处于弹性阶段内，设计的结构能够实现预期的抗震设防目标。     

基于增量动力分析方法的独塔斜拉桥地震易损性分析

斜拉桥是一种多次超静定柔性结构,其动力特性有别于常规桥梁。现行规范针对此类桥梁结构的抗震设计仅给出了基本设计原则。本文以一座混凝土独塔斜拉桥为研究对象,利用有限元软件OpenSees建立了该桥的有限元分析模型,并根据桥梁所处场地条件,从PEER强震数据库中选取16条地震波,基于增量动力分析方法建立了桥墩、主塔及支座的纵桥向地震易损性曲线。采用一阶可靠性方法对斜拉桥进行了整体地震易损性分析,对该桥的抗震性能进行了评估。分析结果表明:在地震作用下,辅助墩、主跨边墩和边跨边墩处支座相比其他构件更易受损,桥梁整体较易发生轻微损伤和中等损伤;斜拉桥整体易损性大于构件易损性;采用整体地震易损性分析结果来评估桥梁整体的抗震性能更加可靠。     

铁路大跨度梁拱组合桥的减震措施

随着我国客运专线、高速铁路以及城市轨道交通建设的迅速发展,不断涌现出许多新型的、非常规的、复杂的桥梁结构。尽管我国在梁拱组合体系桥梁中已有一些工程实践,但在设计和施工中仍存在一些亟待解决的问题,如对于大跨度铁路梁拱组合桥尚缺乏系统的地震研究。本文以一座铁路大跨度梁拱组合桥为工程背景,采用非线性时程反应分析方法分析和计算设置速度锁定装置后该桥的地震响应和减震效果。结果表明速度锁定装置能够明显减小固定墩墩底剪力、弯矩和墩顶位移,减震率在24%以上,使桥梁受力重新分配,提高了结构的整体抗震性能。     

轻骨料混凝土桥梁地震易损性分析

为提高强震区桥梁的抗震性能,采用轻骨料混凝土替代普通混凝土以降低结构自重、提高墩柱变形能力,从而降低地震响应。以一座强震区典型中小跨径连续梁桥为研究对象,基于OpenSees建立轻骨料混凝土桥梁有限元分析模型,进行非线性时程分析,生成地震易损性曲线来评估桥梁的抗震性能。研究结果表明:与普通混凝土桥梁相比,仅上部结构或下部结构采用轻骨料混凝土对降低桥梁整体的损伤概率并不明显,而全桥均采用轻骨料混凝土的桥梁能够显著降低桥墩、桩基和支座的损伤概率以及桥梁整体的损伤概率。建议在强震区进行桥梁建设时,全桥均采用轻骨料混凝土来替代普通混凝土以提高桥梁抗震性能。     

大跨度刚构拱桥抗震性能研究

研究目的:宜万铁路宜昌长江大桥为新型刚梁柔拱组合桥梁结构体系,主跨跨度达275 m.通过对该桥在地震作用下的动力响应分析,了解该类桥型的动力特征和抗震性能,找出有关部位存在的抗震薄弱环节,设计时予以重视和借鉴.研究结论:通过对新型刚梁柔拱组合桥梁结构抗震性能的研究与分析,得出如下结论:连续刚构柔性拱桥与传统梁桥类似,抗震性能较好,但刚构拱桥的墩梁结合区和主墩墩底存在抗震的薄弱环节,设计时应予以重视;主拱的地震内力响应较小,但位移响应较大,在地震高烈度区设计该类桥梁时,应研究采用必要的限位措施.     

V形刚构—拱组合桥方案抗震性能分析

V形刚构—拱组合桥将大跨度V形连续刚构和拱桥两种体系有机结合在一起,整体受力以V形连续刚构为主,拱对主跨起加劲作用。本文以广元嘉陵江特大桥初步设计V形刚构—拱组合桥方案作为工程背景,采用Ansys有限元软件对该方案抗震性能进行分析。计算结果表明,桥梁面内刚度远大于面外刚度,竖向地震作用对该桥的地震反应有较大影响,不容忽视。此外,在地震力作用下,拱脚受力最为危险,设计时应给予重视。     

客运专线隧道斜井转正洞施工技术

研究目的:武广客运专线金沙州隧道是新广州站及相关工程控制工程之一。由于金沙洲隧道开挖断面大,工期紧,地质条件复杂,迫切需要选择合理的斜井转正洞施工方法这对于保证隧道安全快速施工具有非常重要的意义。研究结果:现场监测表明,采用大包法进行斜井转正洞施工,围岩与支护结构安全可靠,保证了工期,施工质量达到了要求。     

沈阳地铁一号线沈阳站站方案研究

研究目的:解决沈阳市地铁一号线沈阳站站的设置问题。研究方法:通过对火车沈阳站站前现状的分析,将地铁在此设站的问题分解为几项,再针对每项展开分析研究,采取不同方式解决。研究结果:对火车沈阳站的老站房及其它主要历史风貌建筑予以保留,对部分既有建筑物分别采取迁移、改造利用的手段,解决地铁的建设问题。并在地铁车站与火车站之间留出发展空间,满足铁路及市政远期建设要求。研究结论:在老城市中历史风貌街区修建地铁,设计中要结合周边既有建筑实际情况,分别采取完全保留、合理利用、适当改造的不同手段,处理好地铁与环境之间的关系。同时,对于难以与地铁同步完成的市政配套工程,要留有足够的发展空间,实现未来地铁与城市建设的可持续发展。     

武威站房结构总体设计

研究目的:针对新时期规划和建设铁路旅客站房的"五性"(即功能性、系统性、先进性、文化性、经济性)要求,铁路旅客站房应在建设理念、关键技术等方面实现重大创新和突破。通过对主体结构的地基基础、结构选型、结构材料的选用、工期、投资控制等方面进行多方案综合比选,提出合理的结构设计方案,为今后的较为复杂的结构设计积累了一些经验。研究结论:武威铁路旅客站房作为武威市重要的对外交通枢纽和市内换乘枢纽,应从功能上、舒适度等方面最大限度的满足旅客需求。应对武威站房主体结构大空间、大跨度结构形式和特殊地层条件下主体结构的基础形式、结构选型及跨线天桥等方面进行综合分析和研究,确定合理的设计方案。     

广州南站V型刚构连续梁桥关键施工技术

广州南站V构连续梁桥采用站房结构与桥梁合建的形式,结构荷载与结构体积大,进而使施工荷载增大,由此带来施工困难。在施工中成功应用几项关键施工技术:应用碗口式支架来分布由于桥梁施工支架传递到下部地铁施工顶板上的巨大集中荷载,在V构连续梁斜腿施工中引入临时拉索施工技术来防止其开裂,这些技术成功解决了施工难题,可在类似工程中推广使用。     

深圳地铁3号线广深铁路桥梁桩基托换设计

研究目的:随国内城市和地铁建设发展,地铁与既有交通桥梁交叉干扰不可避免,发展地铁建设与保证既有交通桥梁安全问题的矛盾日趋明显。本文结合深圳地铁3号线红岭站～老街站区间隧道穿越广深高速铁路桥梁桩基托换工程,详细介绍铁路连续梁和连续刚构桥梁桩基托换主要设计难点、要点和施工监测及线形调整设计等,为在复杂施工环境和复杂地质条件下,进行既有铁路桥梁的桩基托换提供一定的借鉴参考。研究结论:根据桩基托换工程主要设计重、难点,采取针对性加强措施,在设计和施工过程中做好信息化管理和系统控制工作,可以保证桩基托换工程的顺利实施和托换桥梁的结构安全。     

从天津站设计谈结构创新对站房整体设计的提升

研究目的：天津站是京津城际铁路的终点站，也是一个大型的现代化铁路新客站，设计中采用了诸多的新技术新工艺，本文详细论述了结构设计中的创新与站房整体设计水平的关系，以期在保证结构安全、可靠的前提下，积累经验，使结构设计水平不断提高，满足新时期铁路客站的高标准、新要求。研究结论：通过分析天津站结构设计中采用的各类新技术与站房整体设计水平问的关系，表明结构设计的创新，无论从体系、控制标准、构造以及施工工法等任何一方面来讲，都对项目的推进及整体设计水平的提升具有控制作用，同时也意味着在社会对铁路客站要求不断提高的形势下，结构设计只有创新才是与之适应的唯一途径。     

武广客运专线泥质粉砂岩填料物理改良研究

武汉至广州铁路客运专线沿线分布大量的泥质粉砂岩软岩全一弱风化物,如能将这些软岩作为填料经改良后用于客运专线路基,则将节约大量的土地资源,节约投资,保护环境。而研究软岩及其改良土填料的特性以及现场填筑成套技术,可为类似工程设计、施工提供依据。结合现场试验,对软岩填料的级配改良及填筑效果进行了详细论述。     

南京南站钢管混凝土施工技术研究

研究目的:南京南站"桥建合一"结构,大量采用钢管混凝土柱,但在施工过程中,由于现场施工环境和施工条件的限制,遇到诸多实际工程难题,因此有必要对钢管混凝土施工技术进行研究。针对诸如钢管混凝土柱一次性浇筑高度较大(最大高度18.22 m)、钢管直径较大(直径1 200 mm)、钢管吊装焊接与混凝土浇筑交替进行,管内混凝土流动性和稳定性控制等困难,通过借鉴已往混凝土施工经验,制定各种质量保证措施,应用在实际工程中,确保了混凝土施工的顺利完成。研究结论:(1)一次性浇筑18.22 m钢管混凝土,混凝土原材料可以采用半自密实或自密实混凝土,管内半自密混凝土需人工浇灌和高频振捣;(2)通过混凝土原材料的选择、配合比优化设计以及各种质量保证措施,可以保证钢管混凝土良好的流动性和体积稳定性,从而保证钢管混凝土的填充性能和质量。(3)通过南京南站现场检验,抽样超声波检测可以准确探查钢管混凝土缺陷,有效保障钢管混凝土质量。     

青藏铁路多年冻土区水害类型及防治措施

研究目的：针对青藏铁路多年冻土区的主要水害类型，结合青藏铁路（二期）工程设计实例和施工现场情况，提出了病害处理原则和防治措施。 研究方法：首先从理论上对冻土及多年冻土进行了阐述，然后联系青藏铁路（二期）工程，从路基工程、涵洞工程、桥梁工程3个方面出现的各种水害类型分析入手，得出结果。 研究结果：路基工程、涵洞工程、桥梁工程3个方面出现的各种水害类型各有不同，但对青藏铁路今后的运营都将产生不同程度的影响，因此必须采取相应的防治措施。 研究结论：多年冻土地区铁路工程设计施工的原则应针对多年冻土各种不同的地质特征，进行科学的分析，做出具体的处理措施，保证青藏铁路建设工程的经济合理性、安全性和可靠性。运营期对路基、涵洞、隧道和桥梁等铁路工程建筑物采取合理防护，从而确保青藏铁路建设工程的质量及正常运营，从根本上抑制变形、裂缝等水害的发生和发展。     

大跨度三联拱隧道下穿建筑物施工方案的研究

研究目的：南京市轨道交通1号线南延安德门一宁丹路区间，在左、右行车线两侧引出车辆段出入段线形成了三联拱大跨度隧道，且线路下穿5层楼房，该段结构设计复杂，施工分步多、工序转换多，施工开挖安全与其地面上方的五层楼房使用安全问题十分突出。三联拱隧道多采用分部开挖施工，然而采用不同的开挖和衬砌步序，对地层和上部建筑物的影响不同，因此，分析研究既保证施工安全又对楼房影响最小的施工先后步序是该段的关键技术。研究结论：通过对三联拱地段下穿5层楼房段的5种不同施工工序方案进行模拟分析，比较各方案引起的地层沉降和结构内力，得出中导洞法开挖，侧洞衬砌先行，再施做中间隧道的方案相比侧洞开挖、中导洞开挖、侧洞衬砌、最后施做主洞等其他几种方案，其对地层和楼房桩基底沉降最小，支护结构内力也最小，是5种方案中最优方案。