刚性系杆在软土地区上承式坦拱桥中的应用

介绍了预应力技术在上承式拱桥中的研究及应用现状,提出了在上承式拱桥两桥台之间设置预应力混凝土刚性系杆来平衡水平推力的新思路,并结合背景工程,系统地研究了这种结构体系的受力机理、设计方法及结构控制指标,指出了其相对于柔性系杆的优势及适用条件,并针对地基土比例系数m进行了参数敏感性分析。计算结果表明,参数m的取值对结构受力状态影响显著,建议在地质勘察报告提供的取值范围内选取多个值进行试算。     

基于预应力混凝土组合单元的箱梁桥应力研究

预应力混凝土(PC)箱梁桥空间效应明显,其顶板、腹板和底板的受力相互影响,基于平面杆系计算模型获得的箱梁结构应力与实际应力情况有差异.为此,研究中采用实体退化壳元模拟混凝土,杆单元模拟预应力束,建立了预应力混凝土组合单元;并以一座典型预应力混凝土箱梁桥为研究对象,结合施工过程模拟,建立了平面杆系和带预应力钢束的实体退化...     

基于杆梁混合单元的系杆拱桥稳定性分析

进行预应力系杆拱桥稳定性分析时,系杆内的预应力不易于在梁单元中进行精确模拟.为找到一种易于为工程设计人员掌握的计算方法,采用梁单元模拟混凝土,采用杆单元模拟钢筋,通过建立杆梁单元约束方程模拟混凝土与钢筋的共同受力.为验证该方法的正确性,同时采用Solid65和Link10单元建立系杆梁实体模型作为校核.分析结果表明,基于混合单元建模得到的系杆梁变形与用实体单元建模得到的系杆梁变形基本一致,可以用于系杆内的预应力模拟.将此杆梁混合单元应用于和孚人行天桥的稳定分析,得到的稳定系数同变形情况与其他软件计算结果基本一致.     

225m大跨度系杆拱桥系梁安装施工技术

蒲山大桥为主跨225 m系杆拱桥,主桥采用刚性系杆钢管混凝土桁架拱结构,横向设置3片拱肋,桥面系对应设置3道纵系梁,系梁采用预应力混凝土箱形结构。系梁采用预制法施工,采用大跨度高架龙门吊机吊装。系梁主要施工流程为:施工准备;基础施工;系梁、龙门吊支架半成品加工;系梁及龙门吊支架安装,龙门吊工厂改造;2台75 t龙门吊安装;系梁平车运输;节段系梁吊装、调整。其中,系梁安装时支架设计的安全保证和成本控制及安装线形的控制、系梁安装时钢筋的同轴搭接是施工中的难点。该桥系杆拱桥系梁的安装作业经过25 d时间顺利完工。     

短悬臂盖梁柔性拉压杆模型分析研究

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362-2018）基于应力扰动区（D区）刚性拉压杆模型给出了短悬臂盖梁承载能力极限状态的计算方法,但对于正常使用极限状态抗裂验算未进行规定。如果按刚性拉压杆模型进行抗裂验算,则拉杆钢筋的应力往往偏大,配筋将过于保守。实际上拉杆和压杆刚度相差较大,按有限变位的柔性拉压杆模型推导了拉杆拉力的计算公式,并结合工程实例采取有限元实体模型进行验证,结果表明柔性拉压杆模型计算结果精度更高,与有限元分析结果更吻合,相关结论可供类似工程参考。     

梁拱分离组合中承式钢管混凝土拱桥设计探讨

文章以桃江大桥设计为工程实例,介绍采用midas/civil有限元软件,按实际材料类型建空间实体模型,模拟钢管混凝土加载及组合截面形成过程。分析计算桥面箱梁与钢管混凝土拱肋分离组合,中承式钢管混凝土拱桥拱肋,及预应力混凝土桥面箱梁兼作刚性系杆受力验算。     

宝应二桥刚性斜拉杆的试验及分析

以在建的宝应二桥现浇混凝土刚性斜拉杆的研究对象，对该桥所采用的刚性斜拉杆设计方法及其现场浇筑混凝土施工方法进行试验及分析，以检验按设计方法所求得的斜拉索拉力Ｎ和设计所确定的预应力索线型（圆曲线半径Ｒ与曲线矢高ｆ）是否适宜。从而保持斜拉杆的设计线型，避免混凝土斜拉杆在张拉过程中变形过大甚至开裂，同时也对钢束在管壁内的，贴合情况和预应力摩阻损失进行了试验分析。     

飞雁式钢管混凝土拱桥边拱无支架施工方案研究

本桥采用预应力混凝土T型刚构与飞雁式钢管混凝土柔性系杆拱组合体系,原设计边拱采用支架法施工。施工期间,遭遇百年一遇洪水且上游一木材厂大量木材堆积致支架损毁,所幸永久结构无损伤。本文结合项目工期紧迫的实际情况,提出无支架施工方案,并选择张拉临时系杆做为实施方案。临时系杆方案即在两边拱端头施加水平力以改善裸拱受力,从而满足施工永久系杆转向块及控制永久系杆线型的部分立柱、横梁,待永久系杆安装并张拉后即可按原设计要求工序施工。该方案满足设计安全要求,且避免了水中重新搭设支架,节约了工期,经济效益显著,亦值得在类似桥梁设计、施工中推广。     

层合单元理论在预应力混凝土斜弯桥空间分析中的应用

利用上篇提出的层合单元理论，对一座预应力混凝土斜交桥和一座预应力混凝土连续曲箱梁桥分别进行了空间分析，并与按SAP通用程序所得的值一平面杆系理论计算的值进行了比较，在此基础上，还进行了试验研究和对比。分析和试验研究表明：本所提出的方法能够十分有效地分析斜弯桥梁的空间效应，而且具有单元少，效率高，适用范围广的优点。     

对预应力混凝土箱梁桥应力设计方法的探讨

在调查既有预应力混凝土连续箱梁桥开裂状况和裂缝形态的基础上,较全面地分析了引起箱梁受力开裂的原因。指出现阶段桥梁设计中采用的平面杆系程序,对箱梁局部应力估算的不准确是导致箱梁受力开裂的主要原因。根据箱梁结构的受力特点,提出采用应力设计方法解决预应力混凝土箱梁的受力开裂问题。通过实桥算例分析,论证了箱梁空间应力状态分析对保证箱梁桥结构安全的必要性。     

曲线连续梁桥的病害与温度效应

由于曲率的影响,曲线梁桥易产生弯扭耦合作用,因此曲线梁桥的内力、变形计算远比直线梁桥复杂,实际工程中也出现了不少问题。应用有限元方法,以曲线连续箱梁桥为工程背景,对温度荷载作用下曲线连续梁桥的受力与变形特点进行了分析。计算结果表明,温度作用对曲线连续梁桥的内力有显著的影响,容易产生工程病害;原公路桥涵设计规范中对混凝土箱梁竖向温度梯度的规定不够合理;箱梁顶、底板的温差效应是造成曲线连续箱梁扭转的主要因素,而整体升温则是曲线连续箱梁桥直接发生径向偏移的主要原因。这一结论将对改进曲线连续梁桥的设计,具有较强的理论与实践意义。     

竖向荷载作用下曲线梁桥约束反力特性分析

为分析竖向荷载作用下曲线梁桥约束反力的特性,以力法方程、三弯矩方程为基础,推演单跨曲线梁桥和连续曲线梁桥的约束反力(扭矩)表达式,并采用推导出的表达式和有限元程序PCBP分别对某六跨连续曲线梁桥的内力与约束反力进行计算分析。分析结果表明:在点支承抗扭约束条件下,受竖向荷载作用的单跨曲线梁桥,其曲线内侧的约束反力小于曲线外侧的;受竖向荷载作用的连续曲线梁桥,梁端曲线内侧的约束反力小于曲线外侧的,而在中间支承处会出现曲线内侧的约束反力大于曲线外侧的现象。     

圆心角对小半径曲线桥受力性能的影响

通过建立5种不同的圆心角的计算模型,研究圆心角对小半径曲线桥纵向弯矩、扭矩和竖向剪力的影响。研究表明:在汽车荷载和恒载作用下,改变圆心角的大小对小半径曲线桥的纵向弯矩的影响较小,对扭矩的影响较大。在汽车荷载作用下,改变圆心角的大小对竖向剪力影响较大;在恒载作用下,改变圆心角的大小对竖向剪力的影响较小。     

曲线上100m简支桁架桥梁设计研究

以一座位于缓和曲线上的主孔100 m的简支钢桁架桥为例,分析了曲线上做桁架桥时的主要设计要点,具体阐述了曲桥直做时的构造处理方法,分析了简支桁架桥梁的纵向变形特征,提出了两种释放纵横梁轴向约束的具体设计方案,通过有限元分析了此类桥梁的主要静动力响应,可为同类桥梁工程的设计提供借鉴.     

混凝土连续弯箱梁桥支承体系研究

近年来弯箱梁桥的侧向位移病害日趋严重,而支座布置不合理是其中一个重要的原因。针对目前连续弯箱梁桥常采用的支承形式,提炼出四种支承体系,分析各支承体系的特点。通过某典型实桥,对不同支承形式各荷载作用下的竖向支反力和扭矩进行对比分析,最后提出相关的优化措施,为该类桥梁设计提供参考。     

用AutoCAD辅助弯斜桥几何设计

对弯斜桥的几何设计 ,传统的方法是先计算再作图不但费工费力且易出错。本文介绍用 Auto CAD先作图不用计算即可直接求出座标来进行弯斜桥几何设计的方法。以广珠高速公路的某桥为例 ,在 Auto CAD中建立以点 ( 0 ,0 )为座标原点 ,竖轴为 X轴 ,横轴为 Y轴的直角座标系 ,通过已知参数将桥梁中心线、边缘线与墩台轴线及基桩布置等平面图的有关内容在 Auto CAD中绘出 ,再直接 List各点即显示出其座标。再用座标方位角法和逐桩座标表的有关桩号座标检算其结果的正确性。两种方法的结果最大正负差不超过 5mm。随着计算机在工程应用中的普及 ,可以将此方法广泛用在公路和桥梁的线形设计与施工放样中。     

基于Novozhilov-柔度理论的连续弯箱梁桥位移参数Kalman滤波识别

为了有效评估和预测弯箱梁桥位移场、应力场,进行了连续弯箱梁桥位移参数的识别,推导了连续弯箱梁桥位移参数的Kalman滤波方程,同时基于Novozhilov-柔度理论,给出了弯箱梁桥位移参数Kalman滤波识别的具体步骤。研究结果表明:连续弯箱梁桥位移参数的Kalman滤波识别对位移参数滤波初始值的选取有较强的依赖性,位移参数滤波初始值选取恰当时,位移参数的Kalman滤波识别过程稳定收敛,且收敛于参数真值;滤波初始值选取不合理时,滤波过程易发散。     

曲线梁桥振型主方向判定方法研究

由于曲线梁桥独特的构造特点,其振型存在"弯扭耦合"现象。为了判定曲线梁桥各阶"弯扭耦合"振型的主方向是弯曲或纯扭转,把曲线梁桥的每阶振型分解为竖向弯曲、纯扭转、横向弯曲和纵向移动4个子方向,把每阶振型的能量亦分成竖向弯曲能量、扭转能量、横向弯曲能量和沿纵向平移能量4个方向上的能量,引入4个方向参数来分别表示各子方向能量所占各阶振型能量的比值。然后从结构动力学理论知识出发,根据无阻尼系统每阶振型动能和变形能之和为常数的基本原理,推导了4个方向参数的计算公式,推导结果显示,方向系数仅为结构质量、截面几何特性和振型向量的表达式。最后提出了一种根据方向参数值的大小判定曲线梁桥各阶振型以哪个子方向为主的方法,并通过实例介绍了该方法的应用。     

大跨度曲线刚构桥预应力设置对扭矩的影响

为了减小曲线梁桥的弯-扭耦合效应,以一座大跨度曲线连续刚构桥为依托,采用有限元软件MIDAS建立空间有限元模型,计算得到自重、预应力、混凝土收缩徐变等荷载作用下的主梁扭矩分布,结果表明:曲线刚构桥主梁的扭矩主要由自重和预应力产生,且随着曲率半径的减小显著增大。因此,改变预应力筋的设置方式是抵消主梁扭矩的一种有效措施,通过不同方式改变原设计方案的对称布筋方式,得知采用预应力筋的不对称张拉以及不对称布筋方式能有效抵消恒载产生的扭矩。     

桥型设计探索——中承式蝶形双曲拱桥

蝶形双曲拱桥受力明确、合理,是一种值得进一步设计探索的桥梁形式。结合某方案桥的设计计算,介绍该桥型的设计要点、受力特点,以及施工方法,并对未来进一步探索提出问题与建议。