铁路双线钢桁梁斜拉桥斜拉索挂索施工技术研究

研究南广铁路郁江双线特大桥主桥钢桁梁斜拉桥斜拉索挂索施工技术,解决了原有技术安全保证低、投入大以及技术含量低所带来的不利影响,有效缩短了施工工期并降低施工成本.通过对铁路双线钢桁梁斜拉桥斜拉索挂索施工技术的分析、探讨,提出了桥面展索和脱空展索相结合的展索施工方案,实现了钢桁梁斜拉桥斜拉索挂索的安全快速施工.     

大跨度铁路钢桁梁斜拉桥带水平K撑桥面系传力特性

在列车制动力等纵向力及竖向荷载作用下的空间变形均会导致钢桁梁桥面系存在复杂的纵向受力和传力,针对大跨度铁路钢桁梁斜拉桥带水平K撑内密肋桥面系,基于解析公式推导、有限元仿真分析研究其受力特性和桥面构件的纵向传力比。在此基础上,基于应力等效准则制作1∶4的试验模型,进行最不利工况下加载试验,研究该桥面系的实际受力和传力特性。结果表明:纵向传力解析式显示,K撑与横梁的纵向传力比仅与结构参数相关,为0.69~2.76的定值,能传递40.83%~73.40%的总纵向力,K撑面积、横梁外伸长度是影响纵向传力比的主要参数;由全桥杆系有限元模型分析的内力结果计算的纵向传力占比介于61.09%~72.53%之间,由局部有限元模型分析的应力结果计算的纵向传力占比介于57.45%~86.60%之间,试验模型实测应力计算的纵向传力占比介于58.16%~87.95%之间,不同方法计算的纵向传力占比存在一定误差,其原因主要源于理论简化、计算模拟及测试误差,但均能反映纵向传力比的基本范围。可见,K撑构件能够有效传递纵向力,降低横梁面外弯矩,改善桥面系结构受力。     

“月牙形”独塔曲线斜拉桥成桥计算及结构优化研究

为研究独塔单索面单侧拉吊曲线斜拉桥结构受力性能,以一种新型而特殊的月牙形独塔曲线斜拉人行桥为工程背景,采用有限元法分析计算其合理成桥状态。针对主梁局部存在截面转角相对较大的问题,提出3种解决方案:合理布置水平斜撑的被动方案、设置拉压杆预应力的主动方案和联合方案。研究结果表明:将主塔塔顶横向位移作为主要设计目标,按斜拉索对主塔的施力方向对斜拉索分组,辅以刚性支承连续梁法、影响矩阵法对该桥进行成桥索力计算较为快速和合理;通过合理布置桁架结构和引入预应力,可在满足规范要求、减轻结构整体重量的同时减小局部截面转角较大的问题,提高结构受力性能。研究结果可为同类型斜拉桥的设计提供参考。     

蜂窝梁弯曲变形的实用算法

基于对蜂窝梁抗弯刚度准确值的确定,对蜂窝梁弯曲变形计算中抗弯刚度既有取值进行评价。费氏空腹桁架比拟法过去长期用于估计蜂窝梁的挠度,其抗弯刚度倒数按实腹截面和空腹截面取算术平均值。对比结果表明,采用该刚度算法普遍高估了实际值,其原因在于开孔削弱了实腹梁段的抗弯效率,并提出了增大空腹截面刚度权重的加权平均法,提高了计算精度。虽然空腹截面抗弯刚度低估了蜂窝梁平均刚度,鉴于其形式简单,提出了直接采取空腹截面刚度表达式但折减其孔高的计算方法,具有实用价值。采用本文方法所得抗弯刚度值可直接代入经典力学公式计算蜂窝梁和局部蜂窝梁的弯曲挠度。     

渡水管斜拉桥索的设计

结合木兰溪渡水管斜拉桥初步设计,介绍在特殊梁型、特殊荷载条件下,索的设计技术及一种确定初装索力的目标工况零位移方法.     

刚性索斜拉桥的抗震分析

对斜拉桥的自振特性进行了分析，指出由于本桥采用了刚性索，其自振特性与一般斜拉桥有所不同，刚性索的振动与塔、梁、墩的振动耦合，并对本桥的抗震性能进行了分析。     

基于AP法的无背索斜拉桥强健性分析

针对无背索斜拉桥的自平衡特征,分别以主梁最小变形安全系数和最大应力安全系数作为结构性能参数,对不同位置拉索断裂的损伤场景进行易损性分析,获得此类桥型的强健性基本特征。运用构件极值空间分布特性的后处理技术对桥梁的响应规律做了相应的探索,并对静动力计算的差别做了详细的比较。提出基于破坏结果的改变传力路径法的结构强健性分析方法。以某无背索斜拉桥为例,采用提出的方法,选出造成后果尽可能严重而占自身结构比例尽量低的场景。分析结果得出结构的不同拉索位置的断裂敏感性,并可为桥梁健康监测中监测内容的选取及传感器布设提供参考。     

ANSYS二次开发技术在确定斜拉桥初始恒载索力中的应用

在斜拉桥的极限承载力分析中,首先需要提供一组斜拉索初始索力, 使计算所得的成桥状态恒载作用下的索力与设计院提供的一致.这是一个需要反复调整、试算的过程,往往需要投入较多的人力和时间.为此,利用ANSYS二次开发的功能,开发了斜拉桥调索程序,使繁琐的调索过程在ANSYS中自动完成,减少了人力,缩短了调索时间,提高了工作效率.该开发程序已应用于我国正在修建的某一座三索面三主桁特大跨度公铁两用斜拉桥分析中,96根斜拉索的调索过程在1 h内自动完成,计算所得的成桥状态恒载作用下的索力与设计院提供的成桥索力误差在0.5%以内.该程序的开发为以后其他斜拉桥的分析计算提供了方便,为以后类似问题的ANSYS二次开发提供了思路.     

商合杭高铁矮塔斜拉桥主梁有索区施工工序优化

以商合杭高铁矮塔斜拉桥工程为背景,为加快桥梁施工进度,在保证结构安全及受力合理的前提下,对斜拉桥主梁有索区的斜拉索张拉和挂篮走行的施工顺序进行调整,将主梁挂篮模板施工与斜拉索挂索张拉同步进行。采用Midas/Civil通用软件,计算分析了2种工序的应力和变形,并进行施工工期分析比较。结果表明,优化后既保证了施工安全,又节省了主梁施工工期。     

斜拉桥索股生产的质量控制原则

本文介绍了斜拉桥索股的生产工艺过程，各工艺阶段质量控制的原则，方法，斜拉索生产过程中需要注意的有关问题及有关问题的处理方法。     

平转法施工的刚性索铁路斜拉桥

平转法施工的刚性索铁路斜拉桥铁道部专业设计院桥隧处马景含１概述当前铁路立交日益增多，尤其在跨越城市道路和铁路枢纽站场地区时，一方面需要较大的跨度（４０～１００ｍ），用普通的预应力混凝土简支梁难以跨越，另一方面为降低工程造价，缩短桥长，又希望尽量降低梁...     

异型斜拉桥背索的型变效应

为研究空间扭背索斜塔斜拉桥与常规布索斜拉桥在力学性能上的差异,本文以一独柱斜塔空间扭背索斜拉桥为依托,采用数值算法,通过变换背索布索方式,对空间扭背索与扇形背索两种布索方式斜拉桥在静力性能、动力特性、稳定性方面的差异进行对比分析。研究结果表明:空间扭背索布索方式易造成索力分布不均匀,主梁弯矩、应力偏大等问题;相对于扇形背索,空间扭背索布索方式的斜拉桥整体刚度较小;稳定性方面二者区别不大。总体而言,空间扭背索斜拉桥在受力上基本合理,但是在获得一定视觉效果的同时,其力学性能有所降低。     

粘滞阻尼器对钢桁梁斜拉桥纵向振动响应的影响分析

桂平郁江特大桥是南宁至广州铁路的重点工程之一,位于西江航运干线贵港至桂平河段,跨郁江主桥为(36+96+228+96+36)m五跨连续钢桁斜拉桥。设计速度250 km/h,为有砟轨道双线桥梁。由于桂平郁江钢桁斜拉桥的主梁和桥塔间采用纵向无约束的漂浮体系,列车制动及地震会引起主梁纵向较大的振动位移和桥塔根部较大的纵向弯矩,影响桥梁的正常使用和安全。文章以桂平郁江钢桁斜拉桥为例,对钢桁梁斜拉桥在列车制动力和地震作用下,粘滞阻尼器对结构振动响应的影响进行了详细的分析,结果表明:粘滞阻尼器能显著减小列车制动及地震作用下主塔塔顶位移及主梁位移,具有较好的减振效果;粘滞阻尼器能较好控制结构在塔梁连接处的内力,特别对主塔控制截面的弯矩及剪力改善较为明显,能够保证大桥的正常运行和安全。     

基于ANSYS平台的斜拉桥调索方法研究

在斜拉桥的极限承载力分析中,首先需要提供一组斜拉索初始索力,使计算所得的成桥状态恒载作用下的索力与设计成桥索力一致。这是一个需要反复调整、试算的过程,往往需要投入较多的人力和时间。本文利用ANSYS二次开发的功能,开发了斜拉桥调索程序,使繁琐的调索过程在ANSYS中自动完成,减少了人力,提高了工作效率。该程序已应用于我国正在修建的某一座三索面三主桁特大跨度公铁两用斜拉桥分析中,96根斜拉索的调索过程在ANSYS中自动完成,计算所得的成桥状态恒载作用下的索力与设计成桥索力误差在0.5%以内。该程序的开发为以后其他斜拉桥的分析计算提供了方便,为以后类似问题的ANSYS二次开发提供了思路。     

塔墩梁固结的三塔四跨矮塔斜拉桥成桥状态力学参数研究

为了提高塔墩梁固结的三塔四跨矮塔斜拉桥的施工控制精度,为后续的参数识别和误差修正提供理论基础,以国内某矮塔斜拉桥为工程背景,通过计算比较各设计参数在成桥状态时对主梁线形、应力、成桥索力和主塔偏位的影响,分析各设计参数的敏感性。研究结果表明:主梁容重、拉索初张力、季节温差和索梁温差为主要设计参数,而混凝土弹模、日照温差和索塔两侧温差对成桥状态的影响较小,为次要参数。研究结果可为同类型斜拉桥的施工控制提供参考。     

钢桁梁桥整体节点的优化分析

整体节点是一种新的结构型式，为了了解其受力规律，并对整体节点的型式进行优化分析，本文首先针对特定整体节点试件建立了计算模型，用有限元方法进行了应力计算，通过应力测试对计算结果作了验证，经过对该试 件的应力分析，建立了用于整体节点优化分析的简化计算模型，对不同节点板宽（d)以及节点板圆弧半径（R）的整体节点的应力计算，分析了R／d与整体节点最大应力集中系数（Kmax)的关系以及R/d对整体节点应力集中的影响，经计算结果的拟合。，给出了反映R／d与Kmax的关系的近似公式，通过对优化计算结果的分析，讨论了进行整体节点优化设计所应考虑的影响因素，并提出了相应的结论及建议。     

一种铁路钢桁梁斜拉桥压重结构的设计及应用

为避免铁路钢桁梁斜拉桥支座脱空影响列车运行安全,需采取有效措施控制结构负反力。以安庆铁路长江大桥为工程背景,研究一种可精确控制铁路钢桁梁斜拉桥负反力的结构和施工方法。安庆铁路长江大桥采用封闭钢箱灌注重晶石混凝土的方法集中压重。压重钢箱采用钢板封闭正交异性钢桥面底板,使其成为封闭的钢箱。横肋腹板采用变高度设计,可为封闭钢箱提供更大的压重空间。在密闭钢箱顶部设置混凝土灌注孔及观察孔,并在钢箱腹板及横梁腹板沿高度方向设置混凝土方量高度控制肋。采用现场灌注重晶石混凝土的方法,达到精确控制斜拉桥压重的目的。该方法具有构造简单、受力明确、压重效率高、施工方便的特点,已在国内多座铁路钢桁梁斜拉桥中推广运用。     

基于SIMPACK的钢桁梁斜拉桥车-桥系统动力性能分析

为研究铁路高速化、重载化引起的车-桥系统耦合动力问题,以新建南广客运专线郁江双线主跨228 m钢桁梁斜拉桥为工程背景,采用有限元软件ANSYS建立桥梁的动力模型并进行子结构分析、模态分析;采用多体动力学通用软件SIMPACK建立CRH2动车组模型,通过读取桥梁模态信息,在SIMPACK中实现列车与桥梁的数据交换,最终实现车-桥系统动力性能分析。对分析结果进行评估,结论为:当CRH2动车组以设计速度200km/h通过该桥时,列车走行性具有"优良"的动力性能;以基础设施预留250km/h的速度通过该桥时,除了列车横向总体舒适性指标为"良好"外,其余列车走行性具有"优良"的动力性能。这说明桥梁能提供足够的刚度,满足高速列车运行的高平顺性要求。