关键词： 高墩桥梁   动力冲击系数   车辆过桥   数值计算  

摘要： 移动荷载作用下动力冲击问题与桥梁设计、运营维护密切关联,涉及桥梁结构建造经济性与服役安全性。当前的众多研究主要聚焦车辆过桥的动力放大,而单个车辆过桥行为的动力放大系数往往并不等同于桥梁设计阶段采用的动载系数。论文基于车-桥-墩耦合系统模型动力响应数值仿真计算,给出桥梁动力冲击系数(bridge impact factor,BIF)的定义和计算方法。针对某高墩大跨梁桥,开展BIF计算和影响因素研究,分析限行速度、路面平整度等对BIF的影响。结果表明:BIF是与桥梁状态相关的固有特征参数,和桥梁的容许荷载、限行速度、路面平顺性等因素密切相关;BIF随着限行速度增大而增大,但当限行速度超过最不利速度时,BIF则保持不变;路面不平度对BIF有更显著的影响,随着路面不平度的增加,BIF进一步放大;当桥面发生恶化时,可以实施桥面铺装修复或限速限载来确保BIF在允许范围内。该研究揭示了桥梁BIF取值及衍化规律,可为同类型桥梁设计及运维管理提供指导与参考。

关键词： 连续刚构桥   增量动力分析   地震损伤   控制措施   抗震性能   峰值地面加速度  

摘要： 为了提高高墩大跨连续刚构桥的抗震性能,本文以某高墩大跨连续刚构桥为工程背景进行研究。考虑施工过程对成桥恒载内力的影响,采用增量动力分析方法,探讨地震作用下预应力钢束应力变化和动轴力对主梁与主墩损伤的影响,分析波形钢腹板代替混凝土腹板对连续刚构桥地震损伤的控制效果,并通过优化桥墩截面尺寸、对主墩局部施加预应力及双柱墩间设置横系梁来控制主墩的地震损伤。研究表明:地震作用下预应力钢束应力变化对主梁混凝土应力影响较小,考虑动轴力后主墩墩顶、墩底在地面峰值加速度分别达到0.4g、0.6g时开裂,墩顶更易损伤;波形钢腹板可提升主梁抗震能力,却降低主墩抗震性能;优化桥墩截面、对桥墩局部施加预应力、双柱墩间设置横系梁等措施均可提升主墩的抗震性能。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   减震控制   调谐质量惯容阻尼器(TMDI)   OpenSees   时程分析  

摘要： 高墩大跨连续刚构桥因主墩与上部结构固结,其减震控制设计存在一定的局限性,且主梁因地震作用会存在截面开裂及预应力束应力损失等现象。惯容系统是近年发展的结构减震控制新方式,特别是将惯容器与传统调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)结合,形成的调谐质量惯容阻尼器(tuned mass-damper-inerter,TMDI)。文中以某高墩大跨连续刚构桥为例,考虑施工过程结合Midas Civil与OpenSees软件建立非线性地震反应分析模型,以10条近断层脉冲波为输入,研究了分布式设置(多个)TMDI对其地震反应的控制效果。研究结果表明:地震动沿纵桥向输入时,TMDI可有效避免主梁顶板、底板开裂,但主梁腹板受力略有增大;沿横桥向输入时,TMDI则会明显降低主跨腹板受力;当地震动双向水平输入时,TMDI无论对主梁顶板、底板,还是主跨腹板的应力都有很好的减轻作用。在桥墩反应方面,墩顶最大位移平均减震率为52%(纵桥向)和21%(横桥向),纵桥向最大弯矩减震率是31%,在横桥向TMDI虽然会放大约10%的墩底弯矩,但它可控制桥墩的(弹塑性)残余位移反应。

关键词： 深水环境   动水作用   非线性时程响应分析   碰撞效应   连续刚构桥梁  

摘要： 基于OpenSees有限元软件构建深水高墩大跨连续刚构桥梁数值模型,考虑桥梁各构件的非线性特性及深水动水作用的影响,研究桥梁在地震作用下的响应特性。结果表明:在深水环境中,引桥的桥墩动力响应会随着水深增加而降低,主桥的桥墩及过渡墩则呈现增加趋势;梁间及桥台间的碰撞次数在不同水深下变化不明显,但伸缩缝碰撞力随着水深的增加而显著增长。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   跨中下挠   模型修正   斜拉体系加固   体外预应力加固  

摘要： 以云南某高墩大跨连续刚构桥加固改造为依托,提出一种基于实测桥面线形数据的有限元计算模型修正方法。通过对影响桥面线形的敏感参数进行迭代计算,将模型修正问题转变为控制目标参数值与实测数据值的误差最小优化问题,据此可预测不同时期桥梁的损伤程度,并通过实测数据证明了模型修正的准确性。重点介绍了基于零号块改造的斜拉体系加固高墩大跨连续刚构桥的设计方案,为后续同类桥梁维修加固提供借鉴。

关键词： 连续刚构   地震响应   近场地震动   附加地震  

摘要： 为研究深水环境高墩连续刚构桥在动水压力及不同脉冲类型地震动作用下的动力响应,以西南地区某典型深水高墩连续刚构桥为研究对象,基于Opensees有限元软件建立计算模型,采用附加质量法模拟不同的水深环境,在纵桥向输入4种不同类型的地震动,对桥梁动力响应进行分析,结果表明,随着桥墩水位升高,动水压力会对桥墩的地震响应产生影响,相对于无脉冲和远场地震动,脉冲型地震动对于桥梁的影响更加明显。

关键词： 稳定性   双肢薄壁高墩   连续刚构桥   悬臂施工   非线性分析  

摘要： 为确保高墩连续刚构桥施工期间的安全性,以新站特大桥为例,运用有限元仿真技术对双肢薄壁高墩连续刚构桥在最大悬臂施工阶段的稳定性进行了深入分析。在理想状态和墩顶偏位缺陷状态2种情况下,分别对最大悬臂施工阶段结构的线性、几何非线性和双重非线性的稳定性进行了综合分析。研究结果表明:在理想状态下,仅考虑线性稳定性时,最大悬臂状态的结构稳定系数为13.36;当考虑几何非线性时,该稳定系数降至12.32;进一步考虑双重非线性后,该稳定系数进一步降低至7.83,分别较理想状态下降了7.78%和41.39%。在墩顶偏位缺陷状态下,仅考虑线性稳定性时,最大悬臂状态的结构稳定系数为13.26;考虑几何非线性后,该稳定系数降至11.65;考虑双重非线性时,该稳定系数降至5.31,分别较理想状态下线性稳定系数下降了12.8%和60.25%。由此可见,在进行最大悬臂施工阶段稳定性分析时,非线性稳定性在实际应用中具有更高的价值,且墩顶偏位缺陷对稳定性有一定影响,施工时应严格控制桥墩的垂直度。

关键词： 连续刚构桥   施工监控   敏感性分析   有限元模型  

摘要： 在连续刚构桥的施工中,材料性能以及外部环境等因素的影响,导致最终成桥状态与设计理论状态存在偏差,为研究施工过程中各控制参数对桥梁结构影响的敏感度,保证桥梁成桥状态线形符合规范要求,以某7跨连续刚构桥为例,采用Midas Civil建立该桥有限元模型,对各影响因素进行敏感性分析。结果表明,混凝土重度、预应力损失、弹性模量、年温差温度荷载对主梁的线形敏感性较大,而主梁应力对混凝土重度、预应力损失、局部日照温差参数敏感性较大。

关键词： 小半径曲线   连续刚构桥   线形   应力   施工控制  

摘要： 高墩大跨小半径曲线连续刚构桥施工控制是确保施工过程中结构安全、成桥线形和应力符合设计要求的关键。文章以斜沟5号特大桥为工程背景,对高墩大跨小半径曲线连续刚构桥的施工控制进行研究。采用有限元仿真分析方法对全桥施工过程进行分析,研究悬臂施工及合龙过程中主梁线形和应力的变化规律,确定各梁段施工预拱度,制定现场施工监控方案并开展施工中线形和应力实时监测。通过对理论值与实测值对比分析,表明施工过程中全桥线形和应力控制良好,施工过程结构安全。

关键词： 单-双肢组合式墩   连续刚构桥   有限元分析   施工稳定性  

摘要： 单-双肢组合式空心薄壁高墩是我国山区刚构桥主墩常用的结构形式之一,在刚构桥建设中应用逐渐广泛,但其施工过程稳定性研究尚较少。依托最高墩达138 m的德余高速公路巴洛河特大桥建造过程,利用有限元计算模型,对组合式墩在各施工阶段的稳定性分析并与理论公式校核。结果表明:裸墩阶段、最大悬臂阶段和成桥阶段,组合式墩稳定性都介于单肢墩与双肢墩间;最大悬臂阶段是稳定性控制关键阶段;横风、纵风和挂篮对刚构桥施工过程的稳定性影响很小;单肢高度与组合式墩的稳定性呈正相关,设计时建议取墩高的30%~50%。研究可为单-双肢组合式高墩刚构桥设计与施工提供参考。