旧空心板简支梁桥的连续化改造加固研究

为提高既有旧空心板简支梁桥的承载能力和安全储备,将先简支后连续施工方法中的体系转换思想运用到旧空心板简支梁桥的加固改造上,提出了一种旧桥改造提载加固方案———简支连续化改造,并对此加固技术的实施方法进行了介绍;对简支连续化改造后的荷载效应以及连续化后新、旧混凝土收缩徐变效应进行了分析计算。结果表明：最不利工况下跨中最大弯矩下降了13．8％,边跨外侧支点最大剪力降低7．6％,中跨挠度最大减小42％;后浇墩顶连续段混凝土由新、旧混凝土龄期差引起的收缩徐变弯矩为正弯矩,对跨中截面受力不利,次边跨跨中弯矩最大增幅为3．9％;墩顶负弯矩有所下降,边跨墩顶负弯矩最大降幅为4．3％,影响均不显著。     

集中荷载作用下箱梁剪力滞效应分析

为了了解集中荷载作用下,连续直线单箱梁在弹性工作阶段的力学性能,利用有限元软件及有机玻璃模型试验对两跨连续直线单箱梁进行分析.在第一跨跨中施加不同的集中荷载,分析每跨跨中顶板与底板横截面的剪力滞效应.通过采集的试验数据分析得出:在不同集中荷载作用下,第一跨跨中顶板与底板出现剪力滞效应,第二跨跨中剪力滞效应微小,荷载大小对剪力滞系数影响不大.     

基于场地效应及场地位移的高原大桥落梁破坏研究

地震造成简支梁桥主梁移位甚至落梁破坏的原因不仅与桥梁自身结构有关,还与场地效应和场地位移密切相关。本文以"5·12"汶川地震中发生落梁破坏的高原大桥为研究对象,通过数值模拟软件ABAQUS建立桥梁-场地的整体有限元模型,研究场地效应和场地位移对简支梁桥发生落梁破坏的影响,并结合实际震害特征、地质力学模型试验结果分析高原大桥落梁破坏机理。研究结果表明:简支梁桥桥墩与主梁的相对滑移量受局部场地条件的影响较大,近河岸处的墩-梁滑移量比远河岸处的大;场地软弱程度对桥梁结构的地震反应有明显影响,场地软弱程度越大(即基岩弹性模量越小),墩-梁滑移量呈波动性增加;随场地位移的增加,跨径变化和墩-梁滑移量都逐渐增大;均质基岩条件下的简支梁桥各跨跨径变化值相近,墩-梁滑移量小,各桥墩协调变形能力较好;场地位移方向上各跨跨径变化值逐渐减小,即跨径变化值由小到大依次排列为一跨、二跨、三跨和四跨;高原大桥二跨处出现纵向落梁破坏的主要原因是大桥与宏观震中牛圈沟、龙门山中央主破裂带相距太近,基岩处存在较软的页岩,不利的局部场地条件,板式橡胶支座稳定性较差,且大桥设置了横向挡块。     

非对称悬索桥施工过程抗风稳定性研究

以目前世界最大跨度的非对称结构型式的悬索桥——西堠门大桥为工程背景,分别模拟主梁从中跨跨中向两侧桥塔、从两侧桥塔向中跨跨中以及从两侧桥塔和中跨跨中同时向中跨四分点处对称拼装的施工顺序,采用三维非线性空气静力和动力稳定性分析方法,分析了主梁拼装过程结构的动力特性、空气静力和动力稳定性的演变规律,并从抗风稳定性角度提出了合理的主梁拼装顺序.结果表明:主梁从中跨跨中向两侧桥塔对称拼装时,结构可以获得较大的自振频率,同时具有较好的空气动力稳定性;主梁从两侧桥塔向中跨跨中对称拼装施工时,结构的静风稳定性最好;从总体抗风稳定性而言,主梁采用从中跨跨中向两侧桥塔对称拼装的施工顺序则比较有利.     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥自振特性分析

以大准铁路增二线内蒙古黄河连续刚构特大桥为工程背景,分析了其自振特性,研究了桥墩高差、边中跨比对大跨度预应力混凝土连续刚构桥自振特性的影响.研究表明:随桥墩高差愈大,结构3个方向的基频越大;随边中跨比增大,其3个方向的基频都有减小趋势.研究结果可为同类大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁的抗震设计提供参考.     

有无横隔板曲线梁桥车桥耦合振动的响应分析

为研究横隔板对曲线梁桥车桥耦合振动的影响,以曲率半径250 m的三跨连续单箱双室曲线梁桥为研究对象,建立其COMSOL有限元模型和车辆移动系统模型。首先分析横隔板对曲线梁桥振型和固有频率的影响,然后利用COMSOL和MATLAB全过程分离迭代法计算程序,对C级不平度路面下有、无横隔板的曲线梁桥进行动力学响应对比研究。结果表明:横隔板可使曲线梁桥各阶固有频率变低,尤其对竖向弯曲振动的影响较为明显;动载作用下,横隔板在一定程度上能够减小各跨跨中竖向位移的冲击系数和扭转角,同时能有效降低边跨跨中应力,使曲线梁桥更加稳定。研究结果可为新建曲线梁桥的结构改进以及桥梁的维修与加固提供初步理论依据。     

梁式桥利用实测挠度值推算应力大小方法探讨

当前T梁、空心板以及等截面连续梁桥等的结构荷载试验比比皆是,要正确评定此类结构的承载能力,试验现场受条件的限制,准确测试梁的应变是困扰广大检测工程技术人员的难题.利用实测梁的变形来推算梁的应力方法可行,从理论上推导了简支梁、两端固结梁、两端固结梁、三跨连续梁分别在集中力、均布力的作用下的变形与应变关系式.利用某三跨等截面连续梁进行试验验证,第二跨实测与计算值应力与变形比分别为0.018 309、0.018 669,两者相差1.93%,第一跨、第三跨跨中应变和挠度比在0.018 750-0.019 607之间,与第二跨跨中的应变挠度比较为接近.推导变形与应变关系式可为T梁、空心板结构荷载试验的应变（动挠度）测量提供参考.     

桥梁预拱度对行车舒适性的影响及桥面线形调整

为研究成桥预拱度对连续刚构桥行车舒适性的影响,以多座主跨跨径为110～200 m的连续刚构桥为研究对象,首先,采用滤波白噪声法建立桥面时域模型,并与按余弦曲线设置的成桥线形叠加模拟成桥后的桥面不平度;其次,采用MATLAB/Simlink搭建车辆-桥面系统模型,以加速度均方根值(RMS)作为桥梁边跨、中跨桥面的行车舒适性评价指标,以最大瞬态振动值(MTVV)作为边跨峰值处短时内的行车舒适性评价指标;最后,分析采取经验法按照余弦曲线设置成桥预拱度的桥梁其跨径和设计时速对边、中跨RMS值的影响,以及成桥预拱度取值对边跨3L/8处MTVV值的影响。研究结果表明：在边跨、中跨处RMS值均小于0.315 m/s²,说明采取经验法按照余弦曲线设置成桥预拱度并不影响中跨处的行车舒适性;在边跨3L/8处MTVV值在短时内存在大于0.345 m/s²的情况,说明在边跨峰值处短时内会产生一定不舒适感。提出了一种基于桥面铺装层施工优化边跨3L/8处和边墩墩顶桥面线形的方法,改善了边跨的行车舒适性。     

连续刚构桥边跨合龙方式影响分析

连续刚构桥中跨合龙后,线形和应力逐渐趋于稳定,边跨合龙会对梁体的线形和应力产生新的影响,并且不同的边跨合龙方式产生的影响差异较大。以小河沟特大桥为对象,分析了吊架合龙和挂篮合龙两种边跨合龙方式对主梁线形、应力和内力产生的影响,确定了合理的边跨合龙方式,并依据现场实际情况,对采用的边跨合龙方式提出了合理化建议。     

大跨双层斜拉桥多点激励地震响应

根据谐波合成法,利用Fortran编制了基于功率谱输入的多点人工波生成程序。以目前跨度最大的双层公路斜拉桥——上海闵浦大桥为研究对象,研究大跨双层斜拉桥的多点激励地震响应。基于Abaqus平台建立了该桥精细梁壳有限元模型。在静力几何非线性分析的基础上进行特征值分析与几何非线性多点激励时程分析,给出了全桥的动力特性与主塔、辅助墩的主要地震内力以及桥面间腹杆(竖腹杆、斜腹杆、边斜杆)轴力变化规律。研究表明:辅助墩横梁以下墩身横桥向剪力分布均匀,且距主塔越远其墩身横桥向剪力和弯矩越大。边跨上、下层桥面间的腹杆轴力变化较大,尤其是墩顶附近的竖腹杆和斜腹杆。边斜杆轴力分布较为均匀,但位于墩顶与跨中断面处的边斜杆轴力较小。跨中处竖腹杆和斜腹杆轴力较小,中跨其他腹杆轴力较均匀。     

辅助墩对大跨度铁路悬索桥抗震性能及列车走行性的影响

为研究辅助墩对铁路悬索桥抗震性能及列车走行性的影响,以主跨828 m 的某单线铁路悬索桥方案为工程背景,建立了有限元模型,采用反应谱法和时程分析法对比研究了辅助墩对铁路悬索桥地震响应的影响。通过车-桥耦合振动分析,比较了不同位置辅助墩对桥梁和列车动态响应的影响。结果表明：设置辅助墩后,加劲梁的竖向地震反应明显减小,而桥塔的地震响应增大;车辆通过桥梁时,设置辅助墩后梁端竖向转角、车辆竖向加速度和轮重减载率均减小;当辅助墩位置向梁端移动时,梁端竖向转角、车辆竖向加速度及轮重减载率均逐渐减小,车辆响应对辅助墩纵向位置的变化不敏感。     

三塔自锚式悬索桥经济性能研究

在统计国内外部分已建成的自锚式悬索桥材料用量的基础上,基于银川滨河黄河大桥,研究三塔自锚式悬索桥的经济性能,建立各构件材料用量与结构参数、受力的关系,并以此为基础分析加劲梁材料、矢跨比和边中跨比等参数对造价的影响。研究得出:改变加劲梁的材料,对三塔自锚式悬索桥造价的影响较大;矢跨比的增加可以大幅减少主缆的造价;当桥梁总长一定时,边中跨比合理的范围内应选取较大值。     

应用反映谱法分析淳安南浦大桥抗震性能

钢管混凝土拱桥由于跨径较大,宽跨比较小,其失稳形态一般是面外半波失稳,其抗震稳定性一直以来是桥梁工程师所关注的问题。淳安南浦大桥为中承式钢管混凝土桁式拱桥,拱轴系数为1.167,大桥总设计长度330 m,净跨径308 m,净矢高60 m,宽跨比1/19.81。采用反应谱方法分析该桥抗震稳定性,分析结果表明该桥在地震荷载作用下的结构内力大于车辆荷载作用下的内力。     

九度地震区高铁组合减隔震体系桥梁振动台试验研究

为研究一种组合减隔震体系在九度地震区高铁简支梁桥中的可行性及适应性,以某九度强震区高铁典型32 m简支箱梁为原型,开展了1∶10缩尺模型的3跨简支梁全桥振动台试验。采用15组近断层地震波按多遇、设计、罕遇地震强度进行纵向+竖向、横向+竖向联合输入,采集试验过程中桥梁关键构件地震位移、加速度、钢筋应变等响应数据,观测各地震输入工况后桥梁损伤情况,综合分析试验现象和实测数据。结果表明:采用双曲面减隔震支座+榫形金属减震限位装置+钢防落梁组合减隔震体系后,多遇地震下,桥墩保持弹性状态,墩梁相对位移较小,主梁横向和竖向加速度分别控制在0.3g和0.5g以内,保障了行车安全;设计地震作用下,组合减隔震体系发挥了良好的减隔震效果,耗散了地震能量,墩梁相对位移控制在20 mm以下,桥墩发生轻微损伤,其位移延性比小于1.2;罕遇地震作用下,组合减隔震体系稳定工作,保证了主梁不发生落梁震害和跳梁风险,桥墩发生中等损伤,其位移延性比控制在2.2以下,没有倒塌风险。组合减隔震体系实现了9度地震区高铁32 m跨简支箱梁各项抗震性能目标,可为今后9度地震区高铁简支梁桥减隔震设计提供试验依据。     

广州东平水道主桥连续钢桁拱悬拼架设分析

广州东平水道特大桥其主跨结构为(99+242+99)m的连续钢桁拱,被誉为武广客运专线"第一跨".该桥具有如下特点:三片桁主,桁中心距14m,空间效应明显;四线铁路,荷载较大,抗疲劳设计是重点;拉索辅助悬拼架设,悬臂长度121m,需保证结构抗倾覆稳定性;无应力多点合龙,体系转换复杂,施工难度较高.本文从钢析拱施工架设特点出发,对架设过程中采用的边跨压重及塔吊、拉索等辅助架设方法进行分析,对边支座顶落梁、纵向预偏等合龙措施进行探讨;根据计算提出合理的架设方法及可行的合龙措施,并检算所有工况杆件强度、稳定应力,确保设计杆件在施工阶段安全可靠.其计算成果对今后钢析拱的设计、施工等有一定参考价值.     

多跨连续梁桥顶推施工双导梁的优化分析

为了合理选择多跨混凝土连续梁桥顶推施工中前后双导梁的长度、单位荷载集度及抗弯刚度等参数,以三跨等跨混凝土连续梁桥为例,构建主梁-双导梁的计算简化模型. 利用位移法建立节点平衡方程,推导出各个节点的内力解析表达式. 分别研究不同导梁参数对支点最大负弯矩和跨内最大正弯矩的影响,揭示了在顶推施工过程中主梁内力的变化规律. 以实桥数值算例为例,提出合理、严谨的导梁参数优化计算方法,获得最优的导梁参数. 基于不同的前后导梁长度,分析不等跨连续梁桥的内力变化规律. 研究结果表明,等跨连续梁桥中不同导梁长度会影响顶推阶段,对于不等跨连续梁桥更加复杂. 在不等跨连续梁桥中,后导梁长度对支点最大负弯矩的影响较小,前导梁长度对支点最大负弯矩的影响较大. 实桥算例中导梁的最优长度比、单位荷载集度比及抗弯刚度比分别为0.78、0.14及0.39,提出的导梁参数优化计算方法简单,可以对不同的截面形式进行优化.     

非对称悬臂施工曲线连续刚构桥不同施工阶段变形特性研究

曲线连续刚构桥的施工难度较大,施工过程中的受力和变形比直线桥更为复杂,所以以桐溪路景观桥为依托工程,利用有限元软件Midas/civil建立桥梁模型,研究其在不同施工阶段的变形差异情况,并与实测数据进行对比分析,以验证模型的正确性.结果表明,在桥梁对称施工过程中,箱梁竖向位移随悬臂长度的增加而增大,且边跨和中跨箱梁竖向...     

大吨位小半径环向预应力设计和施工技术分析

通过军山大桥主跨斜拉桥索塔锚固区上塔柱足尺模型试验的研究与分析,阐述了大吨位小半径环向预应力应用的实际效果,对试验和施工应用中的相关问题作了客观的论述,并提出了合理的建议.     

塔梁分离式悬索桥动力及抗震性能

针对塔梁分离式悬索桥具有塔底不等高及设置地锚索等特点,以矮寨桥为背景,基于9组空间有限元模型从主梁的支承条件、吊跨比以及地锚索的数量三个方面进行桥梁结构模态以及抗震性能分析.结果表明:在动力特性方面,塔梁分离对悬索桥振动模态影响十分微小,而吊跨比的增加会使悬索桥的整体刚度下降,加设地锚索能很大程度提高结构整体刚度;在抗震性能方面,塔梁分离提高了悬索桥横桥向的抗震性能,纵桥向基本无提升,随着吊跨比增大,主梁内力及位移响应减小幅度较大,而主缆和吊索内力几乎无变化,地锚索主要影响纵桥向地震响应,减小主塔位移与内力,降低了主缆与端部吊索的应力响应.     

Application of Gliding Scaffold System In Cable-Stayed Bridge Construction

Gonghe bridge is a double level cable-stayed concrete bridge with a single-cable-plane of single cable tower. Its span is 114 120 m and a whole length of 236 m. The gliding scaffold equipment is used for the first time in the long span cable-stayed bridge construction to reduce the construction time limit. In the process of construction, to make sure a safe connection among concrete objects with different ages, the single-supporting and single-suspension system is adopted before the concrete pouring. While the double-supporting and single-suspension system is applied after concrete pouring. These construction systems with gliding scaffold equipment are first introduced in long span cable-stayed bridge and presented in detail. The practice shows that these gliding scaffold systems have many advantages over the traditional ones.