采用深层混凝土搭板处治桥头跳车的试验

为了解决传统近路面桥头搭板受车辆荷载的冲击作用,加之下方发生脱空现象,易造成开裂破坏的问题,结合工程实践提出一种新的桥头路基处治方法——深层混凝土搭板处治法,将混凝土搭板放置一定深度,用以改善桥头路基的应力分布及变形.通过对Winkler弹性地基梁一端固定另一端自由时梁底地基反力的理论分析及现场试验研究得到,深层搭板底部的地基反力是从固定端到自由端一平滑过渡的曲线,且处治后路桥过渡段道路线形平顺,桥头沉降差较小,路基整体稳定.与EPS轻质换填处治方法进行比较,结果表明所提出的深层混凝土搭板处治法在控制桥头沉降差方面有较大优势.     

人车路系统分析模型在差异沉降指标确定中的应用

在对设置桥头搭板的路桥过渡段路面进行简化后,建立了车辆通过搭板时的人车路垂向振动系统分析模型;通过模态分析方法求解并计算了车辆下桥时的人车系统的位移响应,速度响应和加速度响应;利用所建的人车路系统分析模型对车辆经过路桥段时的振动特性进行了评价;并结合公路线形特点确定了路桥过渡段差异沉降指标与搭板坡差、桥面坡差、车速、载重、搭板长度等因素之间的关系,最终从功能性的角度提出路桥过渡段的搭板容许坡差应不超过0.4%.     

汉宜客运专线铁路某路桥过渡段形式的有限元分析

路桥过渡段处容易产生差异沉降问题,对该问题解决的好坏直接关系到铁路的正常运行和安全.文章在分析路桥差异沉降的危害和主要原因的基础上,归纳总结了路桥过渡段处治要求,并对搭板与土工格栅处治形式的工作机理进行了定性分析;以汉宜铁路客运专线天门段某路桥过渡段为例,建立了精细的有限元模型,运用非线性有限单元方法分析了搭板与土工格栅联合处治形式的工作性态,以及在实际工程中的效果,并提出了相应的设计参数,为制定汉宜铁路客运专线路桥过渡段形式提供了参考依据.     

高速铁路路桥过渡段变形机制研究

路桥过渡段由于受到高速运行车辆动荷载的作用，在桥头处往往会出现震动较大的跳车现象，影响行车的平稳性与安全性，并且随着行车速度、轴重的提高以及快速列车和重载列车的开行而增加，针对高速铁路路桥过渡段变形的机制进行分析，建立了车辆通过过渡段时的计算模型，并提出了相应的防治措施，对于车辆在路桥过渡段行驶中跳车问题的防治和路桥过渡段的施工提供科学决策依据。     

路桥过渡段行车荷载的计算

针对桥头跳车引起的冲击荷载计算方法存在的问题，本文从能量守恒原理出发，考虑了路桥过渡段在冲击时的能量损失，推导了路桥过渡段桥头跳车冲击时动荷系数的统一计算公式．该方法思路明确、计算简便，可用于路桥过渡段设计荷载的计算．     

路桥过渡段台背路堤差异沉降的模拟分析

针对高等级公路路桥过渡段易出现桥头跳车病害的现状,结合河南省济焦新高速公路工程实体,采用4种不同的搭板和填筑方式分析它们对减少路桥过渡段桥头跳车的效果。应用快速拉格朗日有限差分计算程序FLAC软件,对桥台台背路堤填土变形及力学特性进行数值模拟分析。结果表明:不同的搭板方式和填筑材料均影响桥台台背处路堤差异沉降大小和沉降速率;在4种搭板方式中,二次搭板 填筑砾石方式对降低台背路堤差异沉降的效果最好。     

公路路桥(涵)过渡段结构设计技术分析

结合公路路桥(涵)过渡段路基路面产生不均匀沉降问题,分析和提出公路路桥(涵)过渡段结构设计应注意保证路桥过渡段的地基条件与路基条件、加强桥台软土地基处治的研究、选择合适的桥台与桥头路堤的稳定与沉降控制措施.     

桥头搭板的受力计算

桥头设置搭板的目的是为实现刚柔过渡。在填土材料和施工压实度确定后,总沉降量只与填土高度有关,因此,桥头搭板的长度不应以构造物的规模为依据。搭板一般两端分别置于台后牛腿和枕梁上,由弹性地基理论,将搭板视为弹性地基上的简支板,推导出在集中荷载以及均布荷载作用下搭板的位移和内力计算公式。以单位板宽进行计算时,将汽车荷载视为集中力,板的自重以及铺装视为均布荷载,由公式计算出单位板宽的内力,从而对搭板进行配     

钢管混凝土系杆拱桥车桥耦合振动分析

为了研究钢管混凝土系杆拱桥在车辆荷载作用下的动力冲击效应,综合采用包括空间梁、板和杆单元的桥梁结构有限元模型和三维7自由度车辆模型,通过数值模拟车、桥动力相互作用,计算得到桥梁的位移、内力响应及对应动力放大系数,研究桥梁不同构件所受到的动力冲击作用及主要影响因素,分析桥梁不同位置加速度响应的频谱特征.结果表明,桥梁局部构件的动力冲击系数常超过规范取值,且路面不平度是最主要的影响因素;长、短吊杆的动力冲击系数差异很大,短吊杆的受力和抗疲劳性能远低于长吊杆.     

桥头搭板的室外试验研究

为真实得到搭板＋无砂小桩综合处治方法下搭板的受力性能及对桥头病害的治愈效果,进行搭板室外原型静载试验研究。试验结果表明：搭板下满布无砂小桩的处理方案消除桥头跳车病害的效果更好,台后填土越高,这种削减作用越明显,对于软土地基效果更好。     

Improved methods for decreasing stresses of concrete slab of large-span through tied-arch composite bridge

Mechanical behavior of concrete slab of large-span through tied-arch composite bridge was investigated by finite element analysis (FEA). Improved methods to decrease concrete stresses were discussed based on comparisons of different deck schemes, construction sequences and measures, and ratios of reinforcement. The results show that the mechanical behavior of concrete slab gets worse with the increase of composite regions between steel beams and concrete slab. The deck scheme with the minimum composite region is recommended on condition that both strength and stiffness of the bridge meet design demands under service loads. Adopting in-situ-place construction method, concrete is suggested to be cast after removing the full-supported frameworks under the bridge. Thus, the axial tensile force of concrete slab caused by the first stage dead load is eliminated. Preloading the bridge before concrete casting and removing the load after the concrete reaching its design strength, the stresses of concrete slab caused by the second stage dead load and live load are further reduced or even eliminated. At last, with a high ratio of reinforcement more than 3%, the concrete stresses decrease obviously.     

城市快速路小间距并行高铁深塘跨越技术

以小间距并行京沪高铁的苏州中环城市快速路深塘跨越段为研究对象,利用数值方法从京沪高铁桥梁墩台水平位移、沉降、桩身轴力及桩侧摩阻力等四方面分析了传统高填方路基填筑及运营对京沪高铁带来的影响。研究表明:高填方路基引起的地层扰动引起的京沪高铁水平位移远远超过限值,会对其高架桥造成较为严重的破坏。提出了采用“预应力混凝土空心板梁,先简支后连续桥面、重力式桥台、钻孔灌注桩基础、墩高4 m”的矮桥深塘跨越技术。数值模拟分析可知,该技术对京沪高铁扰动极小,结合施工过程中的监控量测,验证了矮桥深塘跨越技术的可靠性。     

混凝土桥面板的非线性有限元分析

考虑材料不同模量性的混凝土桥面板的计算是一个新的材料非线性问题,利用拉压不同模量理论,建立了研究不同模量混凝土桥面板结构的非线性有限元算法,编制了相应的计算程序,并对广东金马大桥主梁的桥面板进行了分析和计算,结果表明计算分析方法更精确,更为合理.     

预应力混凝土空心板简支梁桥抗震性能数值分析

针对地震灾区城市道路桥梁结构的抗震问题,以有限单元法基本理论为基础,采用大型非线性有限元程序MIDAS/Civil和三维有限元法,建立了地震灾区城市道路预应力混凝土空心板简支梁桥动力有限元模型。分析了在E1、E2地震作用下,桥梁结构各控制截面的抗弯、抗剪能力,以及支座厚度和抗滑稳定性等抗震性能。结合理论计算分析结果,提出切实可行的抗震措施,为地震灾区城市道路桥梁结构施工质量控制提供必要的理论指导与技术支持。     

既有简支铰接空心板梁桥结构状况动力评估

以湖南长沙湘江北大桥西引桥为工程实例,对既有简支铰接空心板梁桥结构状况动力评估方法进行了研究。首先根据梁格法基本原理,通过使虚拟横梁在同一铰接缝处的梁端竖向约束相互耦合来模拟纵向铰接缝,提出了改进的梁格模型,建立了简支铰接空心板梁桥动力特性空间分析模型,计算得出了桥梁结构的动力特性;然后通过实桥动力试验验证了计算模型的正确性,介绍了动力评估试验内容、测试方法以及测试结果。分析结果表明：该桥的动力系数都在规范要求内,桥梁结构状况良好,本文方法可为既有简支铰接空心板梁桥的结构状况评估提供有效手段。     

连梁装置对斜拉桥与引桥碰撞影响分析

由于斜拉桥与引桥的动力特性存在较大差异,在地震作用下斜拉桥与引桥存在发生非同向振动的可能,进而引起碰撞响应,并导致伸缩缝破坏或落梁震害.目前针对大跨度斜拉桥与引桥之间碰撞问题的研究还不够深入,且对于斜拉桥与引桥之间防碰撞措施的研究还不够系统,为此,研究了连梁装置对斜拉桥与引桥之间碰撞响应的减震效果,分析了连梁装置结构参数对斜拉桥与引桥之间碰撞响应的影响规律.研究表明:受拉连梁装置可以有效减小相邻梁体间相对位移,并且能明显减小碰撞力峰值,是一个较为理想的斜拉桥与引桥之间的防碰撞措施,但对引桥梁体位移以及引桥固定墩地震需求的影响较为复杂.     

大跨径悬索桥动载试验研究

为检验在役大跨径悬索桥结构的动力性能,对主跨128 m地锚式悬索桥进行动力试验。测试其自振频率、振型和阻尼比;激振试验中,测试桥跨结构在汽车以不同速度通过桥跨和在桥上特定位置跳车时桥跨结构的动应变、动位移、振幅以及加速度等动力响应,计算得出冲击系数。并将实测结果与有限元结果进行对比分析。结果表明,该悬索桥具有较好的竖向刚度、横向刚度;汽车在桥上运行时对桥跨结构有一定的冲击作用但并不明显,有障碍行车舒适度较差。     

大跨异形钢管混凝土拱桥车载冲击效应分析

大跨度异形钢管混凝土拱桥的复杂造型使其结构动力特性极为特殊,车辆激励引起的桥梁振动十分复杂.为研究该类桥梁车辆冲击效应的特点和规律,以在建的长春市伊通河大桥为对象,应用自编的车桥耦合振动分析程序,对该桥进行了车桥耦合振动响应分析.从理论上分析了路面粗糙度、车速、结构阻尼对桥梁主梁、拱肋挠度和吊杆索力冲击效应的影响.结果表明:路面不平度对多拱肋异型拱桥振动响应的影响十分显著,维持路面平整可有效降低冲击系数;行车速度对冲击效应的影响与发生的卓越振动振型密切相关,并不一直随车速成正比增大;结构阻尼值在规范给定范围内变动时,对冲击系数影响不明显,设计中可偏安全地取阻尼比为0.5%.研究给出了该桥各主要构件的设计冲击系数取值的参考范围.     

Simplified full-depth precast concrete deck panel systems for accelerated bridge construction

A simplified full-depth precast concrete deck panel system for accelerating bridge construction (ABC) is introduced and a finite element analysis (FEA) is conducted to investigate the static and dynamic responses of this conceptual deck system. The FEA results are compared to those of the traditional full-depth precast concrete deck panel system. The comparison results show that the mechanical behavior of the new deck system is different from that of the traditional deck system. The concrete decks in the new system act as two-way slabs, instead of the one-way slab in the traditional system. Meanwhile, the connections in both the longitudinal and transverse directions may need to accommodate the negative moments. Compared to those in the traditional system, the longitudinal nominal stress at middle span increases a lot in the new deck system and the effective flange width varies significantly. In addition, the dynamic results show that the impact factor is influenced by the spacing of connections. Finally, some design concerns of the new deck system are proposed.