高墩大跨连续刚构桥稳定性分析

桥梁结构的稳定性是关系其安全的主要问题之一,尤其是一些跨越沟谷的大跨桥梁结构,桥墩的高度可达一两百米,其稳定性问题就显得尤为突出。本文以瓮安河大桥为背景,使用有限元程序Midas,按第一类稳定问题的分析方法对瓮安河大桥桥墩自稳性、最大悬臂状态及全桥稳定性进行分析计算,结果表明,各工况下桥梁的稳定性均满足要求。分析计算结果为同类桥梁设计提供了参考。     

高墩大跨曲线刚构桥箱梁剪力滞效应研究

以一座位于半径R=600 cm曲线上的高墩(墩高73 m)大跨连续刚构桥——芦家沟大桥为工程背景,应用ANSYS软件建立实桥三维板壳有限元模型,对其进行空间有限元分析,并用参数变换法对影响曲线箱梁剪力滞效应的主要因素进行分析。通过对不同参数曲线箱梁桥剪力滞效应的计算分析,总结出了连续曲线刚构桥曲线箱梁剪力滞效应随各种影响因素变化的规律。     

高墩大跨连续刚构桥非线性稳定性分析

桥梁结构的稳定性是关系其安全与经济的主要问题之一,它与强度问题有着同等重要的意义,由于大跨度桥梁日益广泛地采用高强材料和薄壁结构,使稳定问题显得比以往更为重要。     

高墩大跨连续刚构桥桥墩稳定性分析

对贵阳小关特大桥的稳定性进行了详细的计算,并采用对比的方式,在上部构造刚度恒定以及墩高H不变的情况下,比较桥墩采用双肢薄壁桥墩(即工程采用的桥墩方式)、单箱薄壁墩的稳定性情况,得出了一些结论。     

大跨高墩连续刚构桥地震响应分析

以芙蓉江特大桥为工程背景,采用有限元软件ANSYS建立了大跨高墩连续刚构桥的有桩和无桩两种空间有限元模型,对其动力特性和地震响应进行了计算分析。采用反应谱法和时程分析法分别计算了E1地震作用下,结构的位移响应和内力响应,考虑了顺桥向+竖向和横桥向+竖向两种工况。分析表明,两种分析方法的计算结果较为接近,且考虑结构的桩土效应后,内力反应不一定变大,即未必是偏安全考虑。     

高墩大跨连续刚构桥时域抖振分析

风致振动问题是影响桥梁跨度和高度的主要因素。为了研究桥梁风致振动问题,以某高墩大跨连续刚构桥为实例,采用谐波合成法,自编程序对该桥脉动风场进行模拟,基于Scanlan准定常气动力理论,运用大型有限元软件ANSYS对其成桥状态进行了时域抖振分析。     

梁端碰撞效应对大跨高墩连续刚构桥易损性影响

西部山区连续刚构桥的主桥常常是高墩大跨,主桥与桥台或引桥的纵向刚度差异较大,导致在地震作用下,主桥与其两端的引桥(台)的动力响应不同步,从而发生梁端碰撞。以某大跨高墩连续刚构桥梁为背景,基于OpenSees平台建立其非线性有限元模型,选取100条实测随机地震动,引入拉丁超立方抽样、云图法以及概率地震需求模型基本理论,考虑梁端可能的碰撞作用,计算桥梁主要构件的地震易损性曲线,选用串联模型进行桥梁系统易损性分析,研究桥梁梁端碰撞效应对桥梁易损性的影响。研究结果表明:梁端碰撞作用对桥梁结构不同构件有不同的影响,考虑碰撞效应可以降低桥梁系统的损伤概率。     

高墩大跨连续刚构桥的荷载试验

为评估悦乐高墩大跨刚构桥的实际承载力,在现场荷载试验中测定了静载工况下各控制截面的应力状态及整体的变形情况。通过脉动试验、无障碍和有障碍行车试验研究了该桥的自振特性、不同行车速度下的模态响应及跳车情况下的冲击作用。结果表明:静载试验的应变和挠度实测值均小于理论计算值,桥梁接近处于弹性工作状态,竖向刚度满足规范要求;行车速度在20~40 km/h范围时冲击系数与车速无明显的正相关性,桥梁整体在加载车辆作用下引起的动态位移值很小,桥梁无异常反应,结构性能满足设计荷载(公路-Ⅰ级)正常使用要求。     

非对称高墩大跨曲线连续刚构桥地震反应分析

利用通用有限元软件ANSYS9.0对芦家沟大桥建立空间有限元模型,分析该桥的空间振动特性,得出结构前10阶固有频率和自振模态;分析墩高变化对曲线刚构桥自振频率的影响。在此基础上,进行该桥地震反应的反应谱分析,得出曲线连续刚构桥地震反应的特点,以及地震荷载作用下结构的薄弱断面所在位置。同时,还对相同上部结构的曲线连续梁桥进行相同内容的分析,并对两种桥型的分析结果作了比较。     

高墩大跨连续刚构桥线性与非线性稳定研究

研究目的:高墩大跨度连续刚构桥悬浇施工中,保证最大悬臂状态下结构的稳定性至关重要。本文以山西省某高墩大跨连续刚构桥(90+168+90)m为工程背景,以其2号墩T构最大悬臂状态为分析对象,考虑挂篮正常工作及单侧挂篮跌落两类情况,对高墩线性和非线性稳定进行系统性研究。通过引入稳定安全储备系数的概念,对两类稳定问题及是否考虑箍筋约束作用对墩柱非线性稳定性能的影响问题进行对比分析。研究结论:(1)在主梁所承受的恒载中,对刚构桥线性稳定性起控制作用的是结构自重;(2)风荷载不影响结构线性稳定,但对结构非线性稳定有明显影响;(3)对于高墩的稳定性,仍可采用线性稳定的分析方法和评判标准;(4)当考虑墩柱截面箍筋的约束作用时仍可采用稳定系数大于4~5的限值标准,当不考虑墩柱截面箍筋的约束作用时可适当提高稳定系数限值;(5)该研究结果可为高墩大跨连续刚构桥的设计和施工提供参考。     

高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析

研究目的:西部地区及偏远地区受地形条件的限制,修建公路时常需要跨越河流、沟谷等复杂地形,因此高墩大跨连续刚沟桥的修建日益增多,其墩高也由原来的几十米提升到了上百米的高度,随着墩高的增大、跨径的增长,对该类桥型稳定性问题的研究就显得尤为重要。研究结论:本文以山西省某(90+168+90)m高墩大跨连续刚构桥为工程背景,分别进行了高墩自体稳定性分析、施工阶段最大悬臂状态稳定性分析以及成桥阶段稳定性分析。通过计算可知:(1)高墩自体稳定性分析中,温度效应对高墩稳定性的影响较小;(2)施工阶段最大悬臂阶段的稳定性分析中,各向风荷载中顺桥向的风荷载对结构的稳定性最为不利;(3)成桥阶段的稳定性分析中,当车道荷载和人群荷载的均布力布置于中跨时对成桥的稳定性最为不利,风荷载对成桥阶段的稳定性影响较小,而温度效应对稳定性的影响则不可忽略;(4)该桥在施工过程中以及成桥阶段均具有良好的稳定性,计算分析过程对实际工程中高墩大跨连续刚构桥梁的稳定性分析具有一定的参考价值。     

基于能量法分析大跨连续刚构桥高墩稳定性

通过平动约束、转动约束和平转动耦合约束来模拟基础对墩底的约束作用,成桥状态下采用平动约束和转动约束弹簧来模拟墩顶的边界约束,依据弹性稳定理论和能量法推导出不同状态下高墩临界荷载的计算公式。最后将有限元模型理论解和本文公式计算值进行对比,验证了公式的正确性和适用性。     

A型高墩大跨混凝土连续刚构桥车桥动力分析

研究目的:针对A型高墩大跨混凝土连续刚构桥,具有墩高、跨度大、墩身体量轻、刚度相对小等特点,分析车桥耦合动力响应,得出车桥动力性能指标,探讨桥梁结构横向自振周期与车桥动力响应的关系。研究结论:(1)结构基频为纵向振动,频率为0.401 Hz,第二振型为横向振动,频率为0.657 Hz,一阶竖弯频率为1.125 Hz;(2)客车以200 km/h运行,车辆运行安全性和平稳性满足要求,横向及竖向舒适度指标均为优良;货车以120 km/h运行,能满足车辆运行安全性和平稳性要求;A型高墩能较好地解决大跨度连续刚构桥的动力性能问题;(3)桥梁横向第一自振周期对桥梁横向振幅影响较大,对梁体竖向、横向加速度影响规律不明确;(4)车辆响应对桥梁横向自振周期不敏感,采用桥梁横向自振周期来反映桥上车辆的运行安全性、舒适性和平稳性的规律性不明显,两者的相关性不显著;(5)本文分析成果对高墩大跨铁路桥梁设计具有指导意义。     

铁路高墩大跨连续刚构桥设计中的一些问题

本文以南昆线清水河大桥的大跨连续刚构的梁部设计作了概要介绍，并对控制高墩设计的横向刚度问题进行了探讨。     

高墩大跨连续刚构桥的设计及关键技术研究

依托兰州至合作铁路泄湖峡大夏河特大桥主桥(54+90+54)m连续刚构,采用有限元方法建模计算,对全桥结构动力特性、抗震性能进行了研究,并从主梁抗裂措施、主墩不等高对于梁部内力的影响、主墩墩身内力调整三个方面详细论述了单线高墩大跨连续刚构设计关键技术。分析结果表明:罕遇地震作用下,需合理配置塑性区域的钢筋以保证桥墩的转动能力;连续刚构设计关键技术为防止箱梁开裂,降低运营阶段墩身弯矩提供了可靠保证。     

酉水大桥大跨度连续箱梁桥斜交高墩日照温度效应分析

以湖南省张花高速公路酉水大桥(80+145+80)m大跨度悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,介绍斜交高墩日照温度效应的影响因素及有限元分析方法。运用ANSYS有限元分析软件,建立酉水大桥斜交高墩热效应分析模型,以现场实验数据为依据,分析桥墩在日照温度场作用下结构的温度场、温度应力分布特征;在得出桥墩温度应力分析方法的基础上,对桥墩施加结构荷载及边界条件,计算桥墩综合因素作用下的受力特征,并研究温度效应对桥墩受力的影响程度。最后计算温度效应对桥墩支座反力的影响,给出因支座反力变化对上部结构产生的扭矩。     

高墩大跨刚构桥施工稳定性分析研究

研究目的:高墩大跨度连续刚构桥悬浇施工中,最大悬臂状态下结构的稳定性至关重要。本文以牛角坪双线特大桥为工程背景,考虑结构的几何非线性和材料非线性,对施工过程中的主墩及最大悬臂状态进行了非线性屈曲分析,研究高墩大跨连续刚构桥施工阶段稳定性。研究结论:采用ANSYS有限元程序,建立了本桥最大悬臂状态实体单元模型,综合考虑了双重非线性的影响,研究该桥最大悬臂状态施工过程中可能出现的9种工况的施工稳定性,研究结果表明,该桥主墩纵向弯曲刚度小于横向弯曲刚度,墩相对较易发生纵向屈曲失稳,但稳定特征值大,其主墩自体稳定性及最大悬臂施工状态施工稳定性好,施工过程中结构不会发生稳定性破坏,对于工程实践具有实际指导意义。     

大断面隧道下穿既有高墩大跨连续刚构桥施工技术

成昆铁路扩能改造工程米易至攀枝花段垭口隧道下穿既有高墩大跨连续刚构桥,极大的偏压荷载、近接净距小及连续刚构桥的变形敏感性使得工程难度极大。本文采用数值模拟方法,从桥墩变形与位移的角度分析不同工法的适用性。研究结果表明:从桥墩沉降来看,双侧壁导坑法CRD法三台阶法;从桥墩水平位移来看,CRD法与双侧壁导坑法对桥墩的水平位移控制效果较好,三台阶法的控制效果一般。在保证上部桥梁结构安全的前提下综合考虑造价、进度等其他因素,建议采用双侧壁导坑法。     

高墩、大跨连续刚构桥真空压浆施工技术

黄延高速公路第六合同段老庄河特大桥为超长挖孔桩基(h=102m)、高墩(h=105m)、大跨(L=170m)预应力砼连续刚构桥。如何确保该桥竖向预应力墩身及三向预应力梁部孔道压浆的质量是施工中的重、难点所在，而真空压浆新技术的引用是解决此难题的技术关键。本文重点介绍了黄延线六合同段老庄河特大桥的墩身及梁部砼工程引用真空压浆新技术的施工工艺、工艺特点、施工方法及施工质量安全控制措施。     

长联高墩大跨不对称连续刚构桥设计与施工研究

研究目的:在山区不对称峡谷设置桥梁时,可采用长联高墩大跨不对称连续刚构桥。这种桥型与刚构连续体系相比,具有稳定性好、施工相对简单、桥型美观、养护维修方便等特点。本文结合工程实例,对具有这种特征的桥梁从结构受力与变形特点、合龙顺序与合龙措施、大的边中跨比值对结构的影响、T构悬臂施工阶段安全性等方面作了分析研究,以期能供类似桥梁工程设计施工时参考。研究结论:长联高墩大跨不对称连续刚构桥梁部弯矩、桥墩的水平位移、桥墩截面弯矩等均不对称,合龙段顶推能使结构墩顶、墩底弯矩有明显的减小,其减小幅度与桥墩刚度以及桥墩离不动点的距离有关,合龙时是否施加顶推力对箱梁弯矩影响很小。对于这种桥型,需要合龙顶推时,中跨→次边跨→边跨的合龙顺序有利于减小合龙成本,加快施工进度。顶推时合龙段处普通钢筋、临时锁定杆件等不能焊死,必须保持水平向的活动。当边中跨比值偏大时,应采取有效措施防止腹板开裂。由于全桥合龙后受力需要,在边主墩的双肢之间不设永久横撑,但为了保证没有设置永久横撑的高桥墩在T构悬臂浇注阶段的稳定性,可考虑设置型钢临时横撑。