关键词： 有限元分析   高墩大跨刚构桥   稳定性  

摘要： 为解决传统高墩大跨刚构桥稳定性分析残差高的问题,基于有限元分析分析高墩大跨刚构桥稳定性。通过提取高墩大跨刚构桥稳定性多源信息,分析高墩大跨刚构桥稳定系数,分析高墩大跨刚构桥稳定性,得出高墩大跨刚构桥稳定性分析准确解。设计实例分析,结果表明,设计方法稳定性分析残差明显低于对照组,能够解决传统高墩大跨刚构桥稳定性分析残差高的问题。

关键词： 连续刚构桥   挂篮   反力架   预压   建模分析  

摘要： 本文以某高墩大跨连续刚构桥工程为背景,通过应用Midas Civil软件,创建挂篮整体预压模型和反力架模型,由此对其受力特性展开判断,通过此途径验证反力架预压的可行性。结果表明,通过反力架预压方法的应用,可以较为有效地规避高墩施工条件下预压作业难度大、效果差的问题,可达到提质增效的效果。

关键词： 连续刚构桥   合龙段   顶推施工   施工监控  

摘要： 本文结合延延高速公路黄河特大桥,介绍了顶推施工工艺以及施工监控。通过合龙时施加适当的顶推力,减小由砼收缩徐变、温差等引起的附加内力,补偿了收缩徐变和高温合龙产生的顺桥向位移,确保了刚构桥后期运营阶段的安全。

关键词： 大跨连续刚构桥   温度梯度   温度场  

摘要： 为了分析研究大跨径桥梁在运营过程中不均匀温度分布情况,以某主跨160 m的高墩大跨连续刚构桥为背景,考虑夏季、冬季的太阳照射、对流热交换、辐射热交换与日大气温度变化等因素,通过ANSYS软件进行全桥三维温度场模拟分析。分析结果表明:《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)中对混凝土桥梁竖向温度梯度比桥梁实际运营时偏小,对于昼夜温差较大的山区等,在日后设计中可以酌情提高竖向温度梯度值。

关键词： 高墩大跨   连续刚构   顶推力  

摘要： 本文分析了影响高墩大跨连续刚构桥顶推力的因素,结合石堡川河特大桥,计算该桥顶推位移及顶推力,并分析施加顶推力时,结构运营10年的桥梁的墩顶水平偏位、墩底受力的情况。通过结果表明:顶推施工改善了墩顶偏位,保证了主墩的竖直;改善了墩底长期的受力状态,避免桥梁在运营阶段墩底的弯矩过大,出现裂缝的困扰。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   预顶力   优化设计  

摘要： 以外呈山大桥为研究背景,通过建立有限元模型的方式对该桥梁合龙方案中的预顶力进行了优化设计。通过对预顶力计算的分析确定了具体的计算公式,提高了预顶力计算的精度。通过实例分析,确定了该种计算方式的可行性。

关键词： 地震响应   动力特性   振型模态   反应谱   动力弹塑性分析   多点激励   行波效应  

摘要： 高墩大跨连续刚构桥因其造价较低、施工方法成熟、具有较大的跨越能力在山区得到广泛的工程应用。高墩大跨连续刚构桥的静动力效应与常规的中、小跨径刚构桥相比,受到墩高比的影响,更具复杂性。我国西南地区处于地质活跃板块多地震灾害,这使得结构动力响应问题突出。而我国现有桥梁抗震设计规范条文对于高墩大跨的桥梁抗震细则仍需完善。因此,针对高墩大跨度刚构桥的地震响应进行深入分析研究是十分必要的。本文阐述了国内外高墩大跨刚构桥地震响应的研究现状和地震反应理论,并以乌公大桥(80+150×2+80)m连续刚构桥为研究背景,利用有限元软件对其进行地震响应分析,主要研究内容与成果如下:(1)基于有限元方法构建了墩底固结模型与桩-土-结构模型,分析了桩-土作用对高墩大跨连续刚构桥动力特性的影响,研究发现了桩-土作用导致原本参与低阶模态部分质量向高阶模态转移的规律。(2)采用反应谱方法开展了桥址处场地特征下的结构地震响应分析,得出了墩高比与系梁个数设置对于考虑桩土作用结构的地震响应的影响规律,提出了高墩大跨连续刚构桥合理的墩高比和系梁设置方式,为今后高墩大跨连续刚构桥的抗震设计提供参考。(3)开展了截面动力弹塑性分析,得到了不同地震动峰值下塑性铰产生位置以及其塑性发展规律。指出了结构在顺桥向的塑性铰相对于横桥向塑性铰具有更好的耗能效果,并通过分析不同地震动峰值的塑性变形,总结提出了矮墩的墩底和墩顶截面为抗震薄弱截面。(4)基于大质量法构建了多点激励模型,分析了考虑行波效应的纵波和横波对该桥结构响应的影响。研究发现了考虑行波效应的纵波和横波对各墩内力影响不同,纵波和横波均对矮墩内力影响较大的规律。

关键词： 连续刚构桥   施工控制   流固耦合   动水压力   地震响应  

摘要： 随着西部大开发战略的实施,我国西南部地区的地形复杂,沟壑纵横,大跨连续刚构桥的建造也日益增多,为了跨越复杂地形,连续刚构桥的墩高也越来越高。悬臂浇筑施工法是该类桥型最常使用的施工方法之一。悬臂浇筑法施工中需要进行多次结构体系转换,为了施工安全以及成桥线形平顺、满足设计要求,进行桥梁施工控制是必不可少的。在地震作用下,深水结构与水的相互作用会对结构的动力特性产生不可忽略的影响,因此在设计及验算中都应该考虑。本文基于该类桥梁的特点以及施工安全性对长征沟大桥(63m+110m+63m)进行施工过程中的控制,同时基于该桥在正常使用期间位于水库区这一特点,对该桥在动水效应影响下的地震响应特点进行分析。主要研究内容如下:(1)对国内外高墩大跨连续刚构桥的施工控制的发展研究情况进行总结概括,同时简要介绍了深水桥梁地震响应的特点并列举了近些年国内外的研究成果。(2)利用MIDAS/Civil为工具,建立长征沟大桥的三维数值模型,进行施工各阶段的模拟,提取截面应力、立模标高等理论数值,以自适应控制理论为基础,基于最小二乘法控制方法,提前考虑各种影响施工控制的因素,指导现场施工,使得建成后的桥梁线形平顺,受力合理,误差均在规范允许的范围内,保证桥梁的施工质量可靠。(3)对现在使用较为广泛的动水效应研究方法进行了总结,基于本文的实际运用情况,对其中的代表性方法进行了详细阐述,为地震激励下墩-水耦合提供了理论基础和计算依据。(4)用ADINA软件作为建模工具,采用其中的势流体单元模拟水体,分别采用流固耦合原理和附加质量方法建立桥墩模型—势流体模型和附加质量模型,根据长征沟大桥场地类型等选择合适的地震波,分析在不同地震波作用下,受水体影响的桥墩的动力特性及地震响应。(5)利用势流体模型分析了不同水体深度对桥墩自振特性的影响程度,研究得到水体的存在会减小模型的自振频率,并且根据计算结果可以得到,模型周围水体高度越高,模型自振频率的降低程度越大。(6)在地震作用下,将采用公路抗震规范法的附加质量模型和采用势流体理论的模型的地震响应进行对比分析,两种方法得到的动力响应结果变化趋势是一致的,但两种结果的数值之间有较大的差异,附加质量法是偏于安全的。(7)以势流体模型的计算结果为基准,通过分析不同水体深度下桥墩模型的动力特性,对王宝喜简化公式法和公路抗震规范法的有效性进行对比验证,在不同水深下,公路规范法的误差率略高于王宝喜简化公式的误差率。

关键词： 高墩   连续刚构桥   施工控制   顶推力   徐变   剪力滞后效应  

摘要： 由于我国西部地形地貌,高墩大跨连续刚构桥逐渐成为桥梁建设的主要桥型之一。本文以国家高速公路榆蓝线陕西境黄龙至蒲城高速公路石堡川河特大桥为工程依托,首先对石堡川河特大桥进行施工监测监控,然后对本桥合龙顶推力的取值进行了计算及分析了合龙顶推对结构的影响,最后研究了悬臂施工阶段混凝土徐变对主梁剪力滞效应的影响。本文主要研究内容如下:(1)根据石堡川河特大桥的施工计划与施工方法建立石堡川河特大桥施工控制系统。采用Midas/Civil有限元软件建立施工过程的仿真模型,得到理论上的应力与线形,以此作为控制目标指导现场施工。将现场实测值与理论值进行对比分析,结果表明:在各梁块张拉后实测标高与理论标高最大相差9mm,与设计线形相符;各梁块预应力钢束张拉后实测应力与理论应力变化规律相符,符合悬臂施工阶段受力特征。(2)采用Midas/Civil有限元软件计算了石堡川河特大桥的顶推位移,探究影响顶推位移的因素。在仿真模型顶推位置处施加不同的水平推力,确定出顶推位移与顶推力的关系,从而计算出石堡川河特大桥的顶推力。通过合龙温差对顶推力的影响,计算出合龙温差导致调整的顶推力数值,综合墩顶纵向水平位移与合龙温差两项因素确定最终合龙顶推力。为相同类型桥梁顶推力计算提供参考。(3)研究了合龙顶推对石堡川河特大桥主墩偏位与主墩内力的影响,分析得到施加顶推力分别抵消了12#、13#、15#、16#墩72.5%、72.1%、65.4%、73.9%的纵向水平位移,14#墩保持不变;12#、13#、15#、16#墩墩底弯矩分别减少了39.1%、55.1%、48.7%、40.6%,14#墩未发生太大变化;12#、13#、15#、16#墩墩底最大组合应力分别减少了33.3%、21.2%、17.1%、27.6%,14#墩未发生太大变化;对各墩墩底轴力并未造成太大影响。由此说明合龙顶推的必要性。(4)针对主梁悬臂施工阶段,建立考虑混凝土徐变且混凝土加载龄期为7天、15天与不考虑混凝土徐变的ANSYS实体有限元模型。采用生死单元技术模拟施工过程,分析悬臂施工过程中徐变对剪力滞效应的影响。提取模型中悬臂根部截面顶板正应力,绘制横向正应力分布图,从整体趋势上看,考虑与不考虑混凝土徐变,悬臂根部截面顶板正应力在横向的分布大体一致。从数值上看,考虑混凝土徐变时,混凝土加载龄期从7天增大到15天,悬臂根部截面顶板正应力增大,最大增幅为6.43%;在不考虑混凝土徐变时,悬臂根部截面顶板正应力较混凝土加载龄期为15天的相比,最大增幅为7.86%,可见,不考虑混凝土徐变时悬臂根部截面正应力较考虑的大。不考虑混凝土徐变的情况下,在12#块结束时,在悬臂根部截面腹板与顶板交界处,剪力滞系数最大,较考虑混凝土徐变(加载龄期为7天)相比,最大剪力滞系数增大了1.4%,增幅不太明显。

关键词： 0#块   托架设计   施工技术   托架预压   高墩大跨刚构桥  

摘要： 大跨度高墩连续刚构桥建造工程的技术要求比较严格,标准比较高,因此在工程中常会使用悬臂灌注建造方法。其中,0#块为关键的基础结构,其不仅是全桥结构体系中不可或缺的一部分,还是后续结构得以高效施工的参照基准,因此切实提高0#块的施工质量至关重要。基于此,文章对0#块托架设计与施工技术展开了探讨,梳理了设计思路及关键的设计要点,并简要叙述了工程相关技术,借此为后续工作者提供参考。