关键词： 大跨连续刚构   施工控制   施工因素影响   挠曲和开裂   竖向预应力  

摘要： 连续刚构桥有着受力合理、跨越能力大，对环境的适应能力强，行车舒适等多方面的优点，是近几十年来在国内外主要采用的桥梁结构型式之一。然而，随着其跨度的不断增大，墩高不断增加，连续刚构桥的问题也逐渐显现出来，如悬臂浇筑法施工中节段标高难以准确控制，营运期间挠度增大，腹板开裂等。 本文首先对国内外有关施工控制理论及技术进行了介绍与总结，并以油坊沟大桥为依托背景工程，按照正装计算方法，采用Midas/Civil软件建立有限元仿真分析模型。计算分析了施工全过程结构应力、线形的变化情况，验算了结构的受力性能及高墩稳定性。同时，对油坊沟大桥施工监控中对于监测截面的选取、测试元件的布置、影响因素的过滤等问题做出了详细的论述。将仿真分析结果作为实际施工的指导并与实时监测结果进行了详细的对比分析。在此基础上，着重分析了基于灰色预测理论按余弦曲线分配预拱度的立模标高计算方法，计算了不同时间点拆除施工临时荷载对成桥线形的影响。 针对大跨径连续刚构桥梁体开裂与主梁下挠严重这两大常见病害，所受影响的因素繁多，控制起来比较困难的现状。本文在查阅大量文献的基础上对导致这两种病害的因素进行了详细分析，总结出了合理的防止及补救措施。本文的研究结果表明正确的施工控制方法对这两种病害有很好的抑制作用，此外还能提高竖向预应力效应。 通过以上工作，研究得出由于腹板开裂、收缩徐变及预应力损失等因素的影响，使得大跨径连续刚构桥跨中下挠严重以及桥面线形成波浪形变化，因此不推荐使用公桥规按照荷载短期效应组合计算的长期挠度与预应力长期反拱值之差来设置预拱度，建议采用余弦曲线分配成桥预拱度;中跨合拢后再拆除挂篮对成桥后的边、中跨挠度都有利，可以说是比较理想的一种方案;分析表明腹板竖向预应力损失相当严重（永存应力不足60%），因此不建议完全采用竖向预应力来取代腹板弯起束。

关键词： 钢管混凝土   格构柱   弯曲性能   高墩大跨连续刚构桥   抗震性能  

摘要： 钢管混凝土格构柱正成为一种新型的桥墩结构,由于其优异的力学性能,被应用于大跨连续刚构桥的高墩中,目前采用该结构的黑石沟特大桥、腊八斤特大桥,墩高均过百米,且所处地区位于地震的活动地带,如果桥梁遭到破坏,由于地形环境特殊,恢复交通运输相当困难,严重影响抗震救灾行动,增加地震次生灾害造成的损失。因此,研究钢管混凝土格构柱的弯压性能,对应用该新型高墩结构的大跨连续刚构桥进行抗震性能评估,具有非常重要的意义。 本文结合黑石沟特大桥,采用试验研究与分析计算相结合的方法,按规范评估钢管混凝土格构柱高墩大跨连续刚构桥的抗震性能。主要进行以下几方面工作： 1.进行高墩缩尺模型的弯曲破坏试验,并采用有限元程序ANSYS进行全过程模拟,研究钢管混凝土格构柱的弯压性能； 2.采用MIDAS建立主桥模型,对主桥进行地震响应分析； 3.对主墩进行非线性分析,计算墩顶最大容许位移、塑性铰区墩底截面的轴力-弯矩-曲率曲线； 4.根据规范《公路桥梁抗震设计细则》,评估钢管混凝土格构柱高墩大跨连续刚构桥的抗震性能。 结果表明：钢管混凝土格构柱具有良好塑性变形性能,发生延性破坏；本文有限元计算方法能较精确地计算钢管混凝土格构柱的抗弯极限承载力；E1地震作用下,墩顶位移与墩高之比小于2/1000,E2地震作用下,墩顶位移与墩高之比均小于4/1000；墩高较低的主墩内力较大,且墩底截面尺寸较小,地震作用时更容易发生破坏,需引起重视；主墩在E1、E2地震作用下,验算结果均满足规范要求,主桥抗震性能良好。

关键词： T形刚构桥   墩梁固结   现场应力监测   有限元分析   温度应力  

摘要： 王洼线庄科咀大桥位于固原市原州区东北部，在这样一个坡面较陡，且处在黄土地区的山谷，因地制宜地选择修建了高墩大跨T形刚构桥，是比较经济与合理的。主梁采用单箱单室预应力混凝土结构，桥墩为薄壁空心墩，桥跨为96m+96m，墩高50m。T性刚构桥的特点是墩梁固结，但是此处受力比较复杂，在以往的施工中曾出现过在施工过程中零号块出现裂缝的情况。此次研究的桥梁处于黄土地区，关于黄土地区T形刚构桥的理论研究尚未成熟，因此有必要对墩梁固结部分进行应力分析，以便指导以后类似工程的施工。 本文以王洼线庄科咀大桥为背景，展开了墩梁固结部分的研究工作，主要进行了以下几方面的工作： (1)按照大桥的实际施工进度，利用大型有限元分析程序Midas/FEA建立了施工过程的有限元模型，采用实体单元模拟了整座桥的施工阶段，分析了整个施工过程中墩梁固结处应力的分布规律。分别考虑了施工过程以及成桥阶段的荷载，施工过程中的荷载包括结构自重、预应力、施工挂篮荷载以及风荷载，成桥阶段的荷载包括二期恒载和基础不均匀沉降。由此得出墩梁固结处应力的理论分析结果。 (2)现场进行试验，对施工过程进行了应力监测，在零号块顶板、腹板以及底板的不同位置布置了测试元件，提取关键点的应力监测数据。然后将理论结果与实际监测数据进行比较与分析，验证理论分析结果。 (3)建立了四分之一的墩梁固结局部有限元实体模型，模拟零号块的施工浇筑过程，分析了在浇筑过程中墩梁固结处由于水化热的作用产生的温度场，得出温度分布曲线。在墩梁固结关键截面布置温度传感器，测试了浇筑过程中的实际温度场，与理论进行比较，得出零号块大体积混凝土的水化热温度场及温度应力分布。

关键词： 预应力T构桥   高墩大跨   计算分析   施工监控   预应力工艺  

摘要： 伴随我国经济的腾飞，交通事业得到了飞速发展，作为交通线路的关键节点—桥梁事业也快速发展，桥梁设计、施工技术水平在不断提高，大跨高墩T形刚构桥得到了广泛应用，因此很有必要对它的施工控制以及预应力工艺进行更加深入的研究。 首先简要介绍了T形刚构桥及悬臂施工法的特点，归纳总结了施工监控的目的、意义和国内外发展研究现状。详细介绍了施工监控的主要内容（线形、应力、稳定性和安全控制）及其常见的五种控制方法和完整的施工控制系统。然后对比分析了三种常用的结构计算方法（正装、倒装和无应力状态计算法）的优势和劣势。介绍了施工中常见的误差和处理办法。 依据本文的庄科咀大桥工程实例背景，对桥梁结构形式、设计标准、材料、施工方法等基本情况进行了介绍。建立预应力T型刚构桥的Midas和另一细部分析有限元模型，对比关键截面的应力和变形是否一致，为以后的工作奠定基础。 采用已建立的Midas模型，分别使桥梁结构的材料特性、荷载、与时间相关的参数等计算参数变化一定的幅度，对比分析其对T型刚构桥的影响程度，确定出主要和次要的设计参数。 阐述了庄科咀大桥的施工监测与控制，该桥的施工控制方法主要包括：几何控制，提供合理的预抛高，确保桥梁的顺利合龙，在成桥1500天后达到设计线形;应力控制，在每一施工阶段前后，都要通过实时提取桥墩和主梁关键截面的应力数据，与理论计算值进行对比分析，避免出现应力突变的危险情况。并利用非线性详细分析程序建立实体模型，详细分析了各施工阶段截面应力分布的变化情况;稳定性控制，根据本桥大跨高墩的特点，着重分析了其安全稳定性，包括：各施工阶段、最大悬臂状态、成桥阶段的稳定性分析，以及风荷载对其稳定性的影响;安全控制，制定合理的控制方案，在以上各项都得到控制的前提下，综合判断其安全性，确保大桥施工在可控的范围内顺利进行。 针对预应力张拉工艺对桥梁结构的影响，对不同的预应力张拉顺序进行了有限元分析，比较在不同的张拉工艺下预应力钢筋由于砼弹性压缩引起的预应力损失的大小，以及拉应力的变化，并且分析了它的弹性模量、混凝土龄期、腹板拉应力集中等的影响因素，寻找相对合理的左右非对称和上下非对称张拉方案。 最后阐述了本文的主要结论和创新点，并对未来研究工作进行展望。

关键词： 连续刚构桥   动力特性   屈曲稳定   地震反应   反应谱法   时程分析法  

摘要： 近年来，我国高等级公路建设不断向西南、西北地区推进。为了适应深沟峡谷和大江大河等地形条件，高墩大跨度连续刚构桥以其跨越能力大、墩梁协同受力和桥型美观等优点成为这些地区桥型的首选。然而，由于西北、西南地区地震和深沟峡谷的横风频发，这些不利因素致使桥梁结构出现动力与稳定问题。因此，有必要对高墩大跨连续刚构桥进行抗震分析研究。本文以某桥为背景，对其动力特性、稳定性和各种不利荷载作用下结构内力及变形情况进行分析研究。 本文研究了某桥的动力特性，计算得出全桥结构前30阶自振模态，并计算出了结构的自振频率，在不同自振频率下分析了该桥振动模态，得出了结构的动力特性。由于某桥为104m高墩，因此对结构进行稳定性研究具有重要意义。本文对某桥施工阶段最大悬臂状态和成桥运营状态进行了结构稳定性研究，即对最大悬臂状态和成桥运营状态的临界荷载系数进行分析，给出了结构前4阶失稳模态，得出了四个状态的稳定安全系数，并初步断定最大悬臂状态是结构最不稳定状态，为最大悬臂阶段施工以及成桥运营使用提出建议。 其次，对某桥分别采用了反应谱分析与时程反应分析，将反应谱分析与时程反应分析的结果进行比较。将计算得到的最大值用来做抗震分析，并对结构抗震设计验证。 最后，由于某桥主墩高为104m，属于超高墩，且主墩通体不设横系梁，主墩顺桥向比较柔，在施工阶段和成桥阶段易发生屈曲失稳，故本文研究了不同墩型对高墩大跨连续刚构桥稳定性的影响。本文拟定了三种墩型，即原桥主墩型、主墩单墩墩型和原桥主墩添加横系梁墩型。通过对不同墩型的研究结果，对高墩大跨连续刚构桥设计提供参考。

关键词： 连续刚构   施工监控   标高监测   应力监测  

摘要： 结合黄韩侯铁路大浴河特大桥，上部结构形式为80m+144m+80m的预应力混凝土连续刚构桥施工监控实践,介绍大跨连续刚构桥监控的必要性、任务和目的，以使桥梁高精度自然合龙,并达到成桥经济合理、美观适用的目的。

关键词： 连续刚构   混凝土   深谷   高墩   大跨  

摘要： 本文以乌江特大桥为例，对地处深谷的高墩、大跨复杂环境下的连续刚构桥混凝土施工时的运输难题等作一探讨。连续刚构桥上部结构混凝土标号高，对混凝土的性能要求也高，而高墩、大跨刚构桥所处地形复杂，混凝土运输距离远，高差大，砼运输难度大。本文通过对各运送段落内砼运输难题的研究及其对混凝土性能控制等各方面的影响探讨解决这一难题的方法。

关键词： 车-桥耦合振动   弯连续刚构桥   冲击系数   敏感性分析   均匀设计法  

摘要： 随着我国交通事业及科学技术的快速发展，近些年来，我国公路建设逐渐修建了许多弯桥，因而对于弯桥的冲击系数研究也变得更为重要。影响高墩桥梁冲击系数的因素很多而桥梁的冲击系数敏感元分析方面已有的成果主要针对的是直桥，缺少曲率半径对于桥梁冲击系数的影响研究，这可能在实际工程过程中造成弯桥冲击系数的计算失准。因此，研究高墩大跨弯连续刚构桥的冲击系数敏感元，对于指导工程设计和施工具有重要的工程应用价值及理论意义。 本文以某高墩大跨弯连续刚构桥为计算模型，在已有的研究成果的基础上，将桥梁的曲率半径、墩高、车辆行驶方式和桥面不平整度4个冲击系数敏感参数作为研究对象，采用均匀设计试验法，在各参数正常变化范围内建立了15个工况，利用自编的车桥耦合系统进行计算，得到15种工况下边跨跨中、支点以及中跨跨中的挠度、弯矩和扭矩的冲击系数，通过回归分析法分析了各个参数对于冲击系数的影响，最终确定各个参数的敏感程度。最后，通过比较多辆车与两辆车作用于高墩大跨弯连续刚构桥产生的冲击系数，研究了高墩弯连续刚构桥冲击系数的计算机理。分析计算结果表明：桥面不平整度对高墩大跨弯连续刚构桥的冲击系数影响最大，桥面不平整度等级越低所对应的冲击系数越大。高墩大跨弯连续刚构桥各参数的敏感顺序为：桥面不平整度，桥梁曲率半径，墩高，车辆行驶方式。最后比较了多辆车与两辆车作为动载对应的冲击系数，结果表明在两种计算方法下两辆车作为动载对应的冲击系数都要大于静力多辆车作为动载对应的冲击系数，说明目前测试得到的冲击系数值较为保守。 本文提出的冲击系数敏感性分析可为现有弯连续刚构桥结构性能评估提供参考，也可为新一轮规范冲击系数的计算提供参考。

关键词： 车-桥耦合振动   高墩大跨弯连续刚构桥   冲击系数   基频   回归公式   影响因素  

摘要： 我国西部属于山岭重丘区，山高谷深，地势险恶，在山区修建桥梁中往往桥墩高，跨径大，结构平面线形复杂，而高墩大跨连续刚构桥可以很好的适应线形和空间方面的要求，在山区公路上逐渐得到广泛应用。迄今为止，关于弯梁桥、高墩、直连续刚构桥的理论分析、设计和施工已取得了许多研究成果，但是，针对高墩弯连续刚构桥冲击系数的研究成果不多，因此开展高墩大跨弯连续刚构桥梁的车载动力行为研究具有非常重要的理论意义与工程使用价值。 作为国家自然基金“随机车载下高墩大跨弯连续刚构桥冲击系数研究”（编号51008028）的重要组成部分，论文以陕西某高墩大跨连续刚构桥为依托工程，对车辆荷载下该类桥梁的动力效应开展研究。以桥墩变形曲线为振型函数，推导了直连续刚构桥的基频计算公式，分析了不同曲率半径下桥梁结构的基频值，最终回归给出了弯连续刚构桥基频的计算公式;基于车桥耦合振动原理，以三轴五自由度汽车模型为基础，分别采用单因素法研究了墩高、曲率半径和路面不平整度对桥梁结构动力响应及冲击系数的影响规律，通过大量计算分析给出了桥梁挠度、弯矩和扭矩的冲击系数的包络曲线图和冲击系数的推荐范围，提出了两种弯连续刚构桥梁结构冲击系数的计算方法，并和美国AASHTO LRFD-1998、加拿大DHBDC（1991）、英国BS5400和中国公路桥涵通用规范(JTG D60-2004)进行比较。研究结果表明，随着桥梁曲率半径的增大，桥梁结构的基频也随之增大，但曲率半径在300米以上时，弯连续刚构桥的基频与直桥基本接近;随着曲率半径的增大，结构的挠度和弯矩最大值和冲击系数变化幅度相对较小，而结构的扭矩值和冲击系数变化较为明显，呈减小趋势;随着墩高的增大，最不利截面的最大值和冲击系数呈起伏分布;随着桥梁路面状况恶化，桥梁结构冲击系数有较大增幅;弯连续刚构桥在车载下各个控制截面的弯矩和扭矩冲击系数并不相等，呈起伏状分布。在C级路面不平整度下，各国规范偏于不安全，据此提出在今后规范编制中应加入路面不平整度影响的建议。 论文通过对高墩大跨弯连续刚构桥车载下的冲击系数研究，可供此类桥梁冲击系数的计算提供参考，也可为同类桥梁设计、检测和加固维修提供技术支持。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   车桥耦合   行车舒适性   冲击系数   可靠度  

摘要： 车辆过桥时，车辆荷载会使桥梁产生振动，桥梁的振动又会反过来影响车辆，使其产生振动效应，这种车与桥之间的耦合作用就是车桥系统的耦合振动，相比静止的荷载而言，移动车辆荷载会对桥梁产生更大的动力响应。连续刚构桥以其构造上的优点以及良好的技术经济性，使得刚构桥这一桥型在我国被大量建造，现今的连续刚构桥正在向高桥墩、大跨度以及轻型化方向发展，公路梁桥的广泛应用以及重载车辆的大量涌现，车辆运行速度的不断提高，加剧了车桥耦合系统振动的动力响应，对高墩大跨连续刚构桥的使用安全性产生了威胁，同时也会对行车舒适性产生不利影响，本文利用编制的车桥耦合分析程序研究了车桥耦合系统的振动特性和车辆的行驶舒适性，主要研究内容如下： （1）分析了车桥耦合古典模型和现代车辆模型，并介绍了3种现代车辆模型的运动微分方程，最后选用两轴7自由度的空间整车模型作为本文研究的车辆模型。 （2）利用车桥耦合分析程序对该高墩大跨连续刚构桥的振动响应与冲击系数进行了研究，得出了桥梁振动响应和冲击系数随不同车辆、桥梁参数变化的规律，车速、路面等级、车重和桥梁阻尼比等都是影响该桥振动响应的重要因素。 （3）引入IS02631评价标准，对该桥的行车舒适性进行评价，并分析了影响行车舒适性的原因，研究表明，车速、路面等级和车重对行车舒适性有很大影响;最后，基于统计的随机车流数据对行车舒适性进行了可靠性评价。 本文的研究内容为国家自然科学基金“随机车流作用下高墩大跨桥梁的振动特性及行车舒适性研究”(基金号：51108045);“风环境下车辆在公路及桥梁上安全行驶的可靠度评估、对策与管理系统”(基金号：51178066);湖南省交通科技项目(编号：201130)的部分内容。