桥梁拓宽对旧桥结构内力的影响分析

针对工梁桥拓宽拼接宽度大、桥梁荷载模式发生变化等特点,提出了桥梁拓宽后活载影响系数修正的计算方法．并通过有限元分析证实了以下结论：拓宽拼接的桥梁,新旧主梁的收缩徐变差异影响主要集中于拼接处的旧边粱;收缩效应在新旧主梁的连接面产生纵向剪力和徐变效应而产生轴力和竖向弯矩;桥梁拓宽部分的沉降所产生的附加力主要由旧边梁承受,对其余梁产生的影响较小;加宽后旧桥各盖梁内力降低较少、各墩横向反力变化较小,竖向反力较加宽前降低,顺桥向弯矩在多个墩底位置大幅度增大但在有些位置降低且有反号现象。     

钢管混凝土拱桥合龙及温度次内力

钢管混凝土拱桥为超静定结构,温度变化、主梁收缩徐变等会使主梁和拱肋中产生次内力。针对某1～80 m钢管混凝土拱桥,开展了整体温度和局部温度变化分析及后浇带影响主梁沉降和收缩徐变的分析。结果表明：整体温度变化所引起的温度及内力效应最小,拱肋温度变化会产生最大的位移效应,而主梁温度变化会引起最大的内力效应;拱肋温度上升及下降时,主梁与拱肋均会产生同步、同方向的位移变化趋势,同时会在全桥范围内尤其是梁体跨中产生更大的内力效应;与升温过程相比,主梁降温会在全桥范围内尤其是梁体跨中及端部产生更大的内力效应,主梁降温15℃时,引起的最大轴力为跨中的–17 448 kN,最大弯矩为梁端的5 434 kN·m,主梁降温15℃时,在拱脚局部出现了大于2 MPa的拉应力,主梁降温对于拱脚受力更为不利;最后,从混凝土初凝时间和主梁沉降、收缩徐变3个方面论证了设置主梁后浇带的必要性和重要性,表明一次浇筑主梁所产生的收缩变形等同于主梁降温13℃的变形效应,设置后浇带,减少了结构因混凝土收缩产生的裂缝,也可起到补偿结构在施工过程中的几何缺陷、降低结构次内力以及方便施工等作用。     

简支变连续梁桥支座更换顶升方案对比及受力分析

为了选择简支变连续梁桥支座更换顶升合理方案并且研究顶升施工过程结构受力状况,以九谷冲大桥4×30. 0 m支座顶升更换为工程依托,详细介绍了支座更换整体顶升方案和支座更换局部顶升方案,基于有限元软件MIDAS/Civil建立关于全联整体空间的有限元模型对顶升过程墩顶剪力、跨中弯矩和墩顶弯矩等进行了对比分析。研究结果表明:各墩台支座顶升最大行程宜取8 mm;从结构受力角度分析,在两种顶升方案中,整体顶升方案的墩顶弯矩、剪力及跨中弯矩方面变化小于局部顶升方案,通过比较发现整体顶升方案更具有优势。     

行波效应对高墩桥防地震碰撞的影响

采用有限元软件OpenSEES建立某高墩桥梁的三维有限元模型.并采用三维输入地震动的方式,通过对比分析一致及一致输入条件下,高墩桥梁纵桥向主梁的加速度和轴力、支座变形、墩底弯矩以及各墩墩顶位移情况,研究行波效应对高墩桥梁地震碰撞控制的影响.     

大跨径连续刚构桥多跨同时合龙顶推力优化施工

高墩大跨连续刚构桥的收缩徐变以及实际合龙温度高于设计合龙温度时产生的温差,将使梁体产生竖向位移和水平位移,导致结构产生附加内力,造成主墩向跨内方向的偏位,对主墩的受力产生不利影响。通常可在合龙时通过施加水平顶推力来消除合龙温差和混凝土收缩徐变的不利影响。多跨同时合龙存在一组最优顶推力使得桥梁结构达到合理的受力状态和线形,采用影响矩阵法对多跨同时合龙顶推力进行优化计算。以沮河大桥为工程实例,按上述优化方法优化计算了多跨同时合龙的水平顶推力并得到实施。     

不同类型地震动作用下双柱墩梁桥的隔震控制

远场类谐和地震动更易引起桥梁破坏,为此,以某双柱墩梁桥为结构,分别建立抗震模型与隔震模型,分析其在远场类谐和地震动与普通地震动下的动力响应,揭示隔震后主梁、墩柱和支座的地震响应变化。此外,分析SSI效应时隔震梁桥的主梁位移、桥墩弯矩和剪力以及墩顶位移变化规律。结果表明;远场类谐和地震动下隔震可减少主梁纵桥向位移防止主梁与桥台碰撞,当类谐和地震动峰值加速度较大时,隔震梁桥桥墩横桥向地震响应较抗震结构会有所增大,带来不利影响;考虑桩-土作用的梁桥墩-系梁连接点纵向弯矩随着桩-土刚度减小而增大,墩-系梁连接点容易发生纵向弯曲破坏。     

简支梁桥上板式无砟轨道伸缩力影响因素分析

为研究桥上板式无砟轨道无缝线路受力变形规律,基于有限元法建立了多跨双线简支梁桥上板式无砟轨道空间整体有限元模型,计算梁体温度荷载作用下的钢轨附加伸缩力与位移,并分析了桥梁跨数、墩顶固定支座纵向水平线刚度以及扣件纵向阻力等因素对钢轨伸缩受力与变形的影响规律。     

顶推中不同临时墩间距对某无横撑拱桥的影响

为探讨顶推中不同临时墩间距对无横撑拱桥的影响,以某钢桁架拱桥整体顶推施工工程为背景,建立有限元模型,分析不同临时墩间距布置时钢桁架拱桥在顶推过程中的最值应力和挠度分布情况,拱桥及构件敏感位置的稳定性,以及第2种临时墩布置时主墩和临时墩在顶推过程中的反力变化情况。研究表明：拱桥的下弦杆PL01临时墩处主梁（跨中杆件）和拱肋端部受力最不利,且临时墩间距越大,产生的应力越大;导梁端部出现最不利挠度,且临时墩间距越大,变形越大;临时墩间距越大,上弦杆的稳定性越差;第2种临时墩布置时,主墩和临时墩在顶推至最大悬臂和顶推就位2个状态下达到最不利反力情况,且临时墩起关键作用。     

铰支V型桥墩局部受力分析

V型桥墩作为一种外形优美、轻盈的结构被广泛运用于城市及景观要求较高的桥梁中。通过V型墩顶部与梁体固结,能显著增加梁体支点附近刚度并减小梁体跨径,达到降低负弯矩并使结构挠度减少的目的。特别的对于环形的一联桥而言,更多的约束随之而来的是结构对温度和沉降的敏感,需考虑在V型墩底增加铰支座以释放一定约束。文章对此铰支V型墩结构进行局部受力分析,找出应力集中区域,保证桥梁结构安全。     

剪力键对隔震桥梁地震响应影响分析

为了保证隔震桥梁在正常使用状态下的正常工作,需要在摩擦摆支座中设置剪力键,因此有必要研究剪力键对隔震桥梁的影响。以粤东高烈度地区某连续梁桥为背景,建立全桥有限元模型,分析了采用摩擦摆支座的隔震桥梁在E1及E2地震荷载激励下的响应。通过改变摩擦摆支座内剪力键水平承载能力大小,研究了不同剪力键承载能力对隔震桥梁地震响应的影响。研究结果表明,剪力键承载能力对墩底弯矩幅值及墩顶位移幅值影响较大,但对主梁位移幅值及支座幅值影响较小;当剪力键承载能力P与固定支座竖向设计荷载W的比值等于0.08时最优,此时剪力键在E1地震激励下不失效,且在E2地震激励下,对支座减隔震效果影响较小。     

合龙温差下部分斜拉桥顶推力的确定

在斜拉桥施工过程中,由于实际合龙温度与设计合龙温度不一致而引起部分斜拉桥发生位移及温度内力,从而极易导致合龙偏差问题。为此本文以某特大桥工程为依托,建立结构有限元分析模型,以设计合龙温度20℃为基准,以实际可能的合龙时段温度21~39℃为分析参数,提出以不同内力值为目标值消除温度附加内力的顶推力优化分析方法。研究结果表明:曲线部分斜拉桥的主梁内力、位移与合龙温差呈线性增长关系;合龙温差对曲线部分斜拉桥产生的扭矩及侧弯值可以忽略不计;以消除塔墩梁固结处主梁位移为目标确定合理顶推力的效果较好,其塔墩梁固结处主梁位移及墩底弯矩消除量可分别达到合龙温差作用的98%及78%,利于控制成桥线形;实际施工中应依照力学性能施加偏心顶推力。研究成果可为此类桥梁合龙时顶推力的施加提供参考意义。     

新津河特大桥顶推合拢的研究

以某四跨连续刚构桥为工程背景,考虑连续刚构上部结构与桥墩桩基共同作用,针对其受力特点,计算中跨合拢顶推力,以消除收缩徐变对主墩的不利影响,分析顶推对主梁和桥墩的影响,研究结果可为同类型桥梁的设计和施工提供参考。     

大跨连续刚构桥地震反应的三维数值模拟研究

文章以黄草乌江特大桥设计为工程背景,考虑了动水作用和竖向地震加速度对桥梁地震反应的影响,采用反应谱分析法对大跨度连续刚构桥进行了三维地震反应分析,分别从主墩的内力反应、主墩的位移以及主梁的内力反应和位移进行分析比较。分析结果表明:动水作用对墩的内力影响都比较大,而且增幅较大,对主墩位移影响也比较大,但对主梁影响相对于主墩较小。考虑竖向地震作用时,对主梁的水平向位移、主梁的面外弯矩、主梁的轴力、桥墩的墩顶水平位移以及墩底弯矩均没有太大的影响,而对主梁的面内弯矩以及桥墩的轴力影响比较大,并均有所增大的趋势。     

整体桥受力性能研究

以福建某大桥为工程背景,为一座预应力混凝土整体桥,采用Midas Civil 2015建立了该整体桥与连续梁桥的3D有限元模型,以研究整体桥与连续梁桥的受力差异。分析了恒载、汽车偏载和中载与温度等荷载作用对整体桥和连续梁桥的主梁弯矩、剪力和竖向挠度的影响。研究结果表现,在恒载作用下会引起整体桥主梁端部较小的负弯矩,对主梁剪力和竖向挠度的影响与连续梁桥相近;汽车偏载和中载均会引起整体桥主梁端部很大的负弯矩,使其边跨主梁内的正弯矩值大大减小,且汽车偏载对整体桥主梁受力的影响明显大于汽车中载;在温度荷载作用下,整体桥主梁内会引起很大的附加内力,在设计中需引起重视。此外,整体桥的振动频率远大于连续梁桥,尤其是基频,凸显了整体桥更大的全桥刚度;在地震作用下,整体桥可有效防止主梁落梁的发生,相比连续梁桥,整体桥具有更好的抗震性能,但也需注意防止墩顶限位挡块的破坏。     

桥墩几何参数及弹性模量变化对连续刚构桥力学指标的影响

针对连续刚构桥力学指标的影响因素,分析墩跨比对连续刚构桥的边跨及跨中最大和最小弯矩的影响,结合实际的连续刚构桥结构,分析温度降低且墩身混凝土强度变化时对连续刚构桥力学指标的影响,结果表明当连续刚构桥墩跨比从1/4减小到3/20时,边跨跨中最大正弯矩增加幅度达到12.2%.为此在设计连续刚构桥结构时需采取相应措施抵抗跨中的正弯矩;在温度降低时维持连续刚构桥主梁混凝土强度等级为C60的状态下,桥梁结构主墩的混凝土强度等级为C30～C50较合适.     

下伏软弱夹层路基堆载对桩基影响及处治方法

依托马里河II桥实体工程,采用现场监测和数值模拟方法,研究了高填路基邻近桥梁桩基受力及变位规律,分析了主动削方减载和增设抗滑桩前后该桥1号和3号桥墩桩基础受力特性,提出了相应的工程处治方法。研究结果表明:在台背路基堆载填土作用下,软弱夹层侧向挤压作用对邻近桥梁的墩顶位移、桩身位移、桩周土抗力均有显著影响;卸载后1号墩的墩顶位移减少94.90%~95.09%,桩顶位移减少94.74%~94.66%,桩周最大土抗力减少86.89%~94.88%;设置抗滑桩后3号墩的墩顶位移减少75.05%~80.04%,桩顶位移减少71.75%~81.38%,桩周最大土抗力减少39.99%~40.03%;台背填方对中间桩的影响较小,对边侧桩的影响较大,设计时可适当提高边侧桩的承载性能。     

铅芯橡胶支座在连续梁桥上的应用

本文以6×25m桥梁工程为背景,对该桥进行了非线性时程分析,并对比分析了普通板式支座桥梁和铅芯橡胶支座减隔震桥梁的地震响应。结果表明:使用铅芯橡胶支座后,桥梁顺桥向和横桥向各墩墩底剪力和弯矩都明显减小;桥梁顺桥向和横桥向梁端位移也明显减小;各墩墩顶位移也减小很多。铅芯橡胶支座的使用,降低了桥梁地震响应,增强了桥梁在地震作用下的安全性。     

轨道交通连续刚构桥双薄壁墩受力优化方法分析

由于连续刚构桥双薄壁墩外侧墩柱处于较为不利的受力状态,为了研究该部位的受力优化方法,以某轨道交通50 m+74 m+50 m连续刚构桥为研究对象,建立三维梁单元有限元模型,分析了该桥双薄壁墩的受力特性。从对主梁和桥墩受力状态影响的角度,分别介绍体系转换前后在中跨合拢段施加顶力和在边跨合拢段施加压重两种方法对改善连续刚构桥双薄壁墩受力状况的作用。与施加顶力相比,施加压重对墩身轴力的改善效率更高,但是在改善轴压效果近似相同的前提下,该方法对改善墩身弯矩和剪力的效果要小于施加顶力。施加顶力和边跨压重均会对主梁内力产生不容忽视的影响。     

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     

无索区布置对独塔斜拉桥静力特性影响分析

独塔斜拉桥的静力特性主要包括主梁内力、主梁挠度及塔顶偏位等,通过改变塔梁固结处及主跨边支座附近的无索区长度,分析其对桥梁静力特性的影响。分析结果表明,在塔梁固结处设置无索区能减小主梁正弯矩、主梁下挠及塔顶偏位,但会增大主梁负弯矩;在主跨边支座附近设置适当的无索区能够显著提高独塔斜拉桥的受力性能。