关键词： 曲线连续刚构桥   内力   变形   曲率半径   墩高  

摘要： 近年来随着高墩大跨曲线连续刚构桥在山区高等级公路中的广泛应用,使得曲线连续刚构桥备受关注。由于弯扭耦合作用的影响,曲线连续刚构桥施工过程中的内力和变形比直线桥复杂。因此对高墩大跨曲线连续刚构桥进行静力力学行为分析具有重要的意义。 本文以三淅高速白水峪大桥为背景,利用有限元软件对该桥进行仿真分析。通过对高墩大跨曲线刚构桥结构几何参数(曲率半径和墩高)的改变,研究了最大悬臂阶段与成桥阶段下主梁的静力力学行为特点和规律。主要研究内容如下： 1、简述曲线连续刚构的结构特点及力学特性,以及目前国内外高墩大跨曲线连续刚构桥的研究现状。 2、以白水峪大桥为背景,采用有限元分析软件MIDAS/Civil,通过改变结构的几何参数——曲率半径、墩高,建立一系列不同墩高和曲率半径的有限元模型。 3、通过计算不同曲率半径和墩高的有限元模型,得出最大悬臂阶段在工况’1和工况2下主梁的内力与变形的变化规律,研究中考虑了曲率半径和墩高的影响。 4、通过对成桥阶段这一重要的施工阶段进行研究,得出成桥阶段工况3、工况4、工况5(工况4+曲线内侧布置活载)和工况6(工况4+曲线外侧布置活载)下主梁的内力与变形的变化规律。并且研究了恒载作用下,由于曲率半径和墩高改变引起的结构内力与变形的变化规律。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   长期性能   应力变化   收缩徐变   预应力损失  

摘要： 高墩大跨连续刚构桥因其受力性能好、跨度大、施工简便等优点,逐步在40-300m跨度范围内占主导地位。但是,随着桥梁运营年代的增加,既有的高墩大跨连续刚构桥在运营期间出现了下挠过大、梁体多裂缝、预应力失效日益严重等病害,对桥梁结构的长期性能产生了非常不利的影响。鉴于此,本文以沪蓉西高速上龙潭河大桥为背景,借助有限元软件建立空间有限元模型,针对大桥的长期性能进行了以下几个方面的研究： (1)在广泛收集国内外对桥梁结构长期性能研究资料的基础上,对影响桥梁长期性能的因素进行系统总结,并且得出结论：混凝土收缩徐变、预应力损失、温度荷载、超载、墩台不均匀沉降和反复荷载作用是影响桥梁结构长期性能的主要因素。 (2)定期实测了极端气候条件下龙潭河大桥成桥后运营两年期间主梁控制截面的应力变化。通过对现有徐变预测模型的对比分析,选用JTGD62模型借助有限元软件对大桥进行仿真分析。并将计算结果与实测结果进行对比分析,分析结果表明,理论值与实测值吻合性较好,大桥处于安全运营状态。并验证了JTGD62模型能较好地运用于龙潭河大桥收缩徐变长期效应的分析。 (3)采用JTGD62模型分析了龙潭河大桥运营阶段的收缩徐变效应,结果显示收缩徐变对高墩大跨连续刚构桥结构的变形、主梁上、下缘应力、钢束预应力损失的影响均较大。 (4)分析了年温差荷载对龙潭河大桥结构变形、主梁上、下缘应力的影响,结果表明年温差荷载对高墩大跨连续刚构桥性能的影响不可忽略。此外,还分析了不同温度条件下,收缩徐变对大桥主梁的长期挠度的影响。结果表明,温度越高,收缩徐变对桥梁结构主梁长期挠度的影响越大。 (5)定量分析了预应力损失对龙潭河大桥主梁挠度和上、下缘应力的影响。结果显示,预应力损失是加剧高墩大跨连续刚构桥主梁长期挠度和加快梁体裂缝出现的主要原因之一。此外,还分析了预应力管道摩阻参数μ、κ的取值对大桥主梁挠度的影响,其结果表明,合理的对摩阻参数μ、κ取值,能有效地控制高墩大跨连续刚构桥主梁的挠度。

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： 风险概率分析   风险识别   风险评价   正交设计   蒙特卡罗  

摘要： 最近几年来,随着我国桥梁结构形式的不断创新和跨径的增大,大跨度连续刚构桥得到了前所未有的飞速发展。但也大大增加了大跨度连续刚构桥的工程建设的施工风险,在施工过程中极易发生工程事故,危及结构、财产和生命安全。开展桥梁施工过程风险分析,能够从整体上检查桥梁结构在设计中存在的问题,还能够进一步掌握桥梁施工过程中各种潜在的风险因素,并可以有针对性的制定积极有效的风险应对策略,以提高项目实施的安全性。 本文介绍了风险分析在国内外的发展趋势、阐述了风险分析的意义、讨论了风险分析存在的问题。本文以油坊沟高墩大跨连续刚构桥为研究背景,根据实际工程情况建立空间有限元模型。重点考虑结构容重、预应力、不平衡配重、弹性模量、风荷载及日照温差对主桥应力和变形的影响。通过采用“敏感性”—“正交设计”—“随机有限元”—“RBF神经网络”—“蒙特卡罗”综合分析方法对桥梁施工过程中最不利施工阶段的结构参数进行风险识别,定量分析风险因素,并以此为基础进行桥梁施工过程风险概率分析,估计施工风险等级,制定相应的风险应对措施,以确保大桥建设项目安全、顺利地实施和完成。同时,为结构优化和施工控制方案的制定提供参考意见。

关键词： 连续刚构桥   沟谷地形   风特性   最大悬臂施工   振动舒适度  

摘要： 近些年，随着西部大开发战略的推进，高墩大跨连续刚构桥以其独特的优势，在西部地区得到了广泛的应用。西部地区山区沟谷地形众多，受此影响，其风特性比较复杂。目前，针对西部地区的大跨度桥梁的抗风开展的研究比较少，随着桥墩高度的增加以及悬臂长度的伸长，悬臂结构施工过程的结构及工作人员的安全问题成为急待研究的课题，本文以一西部地区高墩大跨连续刚构桥为依托，进行了以下工作： 首先，在调研西部山区的地形、地貌分布的基础上，简单介绍了山区沟谷地形对风环境的影响，并对该地区的风场特性进行了详细的调研。进而结合依托工程桥址处的地形特征，建立“虚拟气象站”，利用最小二乘法对桥址处几个附近的气象站的各重现期内的风速和海拔高度进行拟合，得出各重现期内的风速随海拔高度的增长率。采用距离和地形遮挡的双加权风速内插的方法计算得出“虚拟气象站”的基本风速，并考虑山区沟谷的地形修正系数，计算出依托工程桥址处的抗风设计风速。 其次，对高墩大跨连续刚构桥的自振特性进行分析，分析得出结构的最大双悬臂阶段为最不利的受力状态。再利用前面已计算得到的抗风设计风速，对结构的最大双悬臂状态进行静阵风抗风分析，分析结构在不同的加载工况下结构的墩底截面和悬臂根部的内力分布情况，同时对该状态下的结构进行颤振分析。 最后，简单介绍目前常用的振动舒适度的评价指标。根据前面计算得到的阵风荷载值和结构在悬臂施工各阶段的自振频率。利用Midas/civil2010建立有限元模型,采用简化的动力荷载以反复加载的形式对结构进行时程分析。分别以墩高、悬臂长度以及风速为参数，分析结构在动力荷载的作用下结构的位移和加速度的变化趋势。并以Diekemann的舒适度指标K和加速度评价指标，对结构的振动舒适度进行评价分析。然后在上述评价果的基础上，对目前在悬臂施工选用的临时抗风措施进行简单介绍，并根据实例工程的地形情况进行对比分析，比选出最佳的临时抗风措施。

关键词： 连续刚构桥   结构内力   动力特性   屈曲稳定  

摘要： 随着西部山区交通基础设施的蓬勃发展,高墩大跨连续刚构桥得到了广泛的应用和发展,桥墩高度、主跨跨径趋于不断加大,稳定问题和动力特性问题的分析显得尤为必要,另外连续刚构桥的应用中也出现了不少问题,如徐变下挠和开裂。因此,对高墩大跨连续刚构的基本力学性能展开研究显得很必要。本文结合广西桂平至来宾高速公路上的一座特大跨径的高墩连续刚构桥—黔江大桥的工程实践,对连续刚构桥的一些力学问题进行了研究,主要完成以下工作： (1)对大跨连续刚构桥的起源、发展、结构构造及受力特点进行了全面综述。 (2)介绍了背景桥—黔江大桥桥型方案比选情况,并介绍了大桥详细的设计情况,包括上、下部结构构造、施工工序,在此基础上完成大桥的设计工作。 (3)对黔江大桥采用桥梁有限元分析软件建立了全桥的三维有限元结构模型,考虑各种荷载作用,对大桥的施工全过程进行了详细的分析,重点对该桥的三个典型施工阶段结构的内力进行了分析,并根据规范规定进行了持久状况承载能力极限状态、正常使用极限状态和短暂状况内力计算分析和结构安全性验算,表明结构的设计是满足规范要求的。同时还进行了结构的动力特性分析,进一步验证结构分析模型的正确性。 (4)研究了不同桥墩刚度对主梁内力的影响分布规律,针对黔江大桥,分别考虑三种不同的桥墩截面尺寸和三种不同的主墩高度变化来分析主梁内力影响的变化规律,发现桥墩刚度增加时,主梁内力趋于固端梁的受力情形,而当桥墩刚度较小是,主梁内力趋于连续梁的受力情形。 (5)研究了不同桥墩刚度下黔江大桥的结构稳定问题。选择三个典型施工阶段(桥墩完成阶段、最大悬臂阶段、成桥状态)进行屈曲稳定分析,发现这三个典型施工阶段的一阶失稳均表现为结构的纵向失稳,且在施工过程中最大悬臂状态相对稳定系数相对小些,但均能满足规范要求。通过主墩刚度变化对最大悬臂状态和成桥状态稳定性的影响分析,发现截面宽度增大或墩高降低有利于增强结构稳定性,反之,结构失稳系数降低,这些特性对于桥跨布置、拟定桥墩尺寸、指导施工控制等均具有较好的指导意义。

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： 0号块   托架   主墩  

摘要： 依托郑卢高速公路大铁沟特大桥主墩施工,开发了主墩墩身、0号块托架同时施工,0号块施工在0号块托架施工完成前进行的施工方法。阐述了工程背景、技术介绍、具体施工方法及施工注意事项。该技术实现了现场快速施工,避免雨季对施工的影响,同时保证了施工质量和施工进度,大大节省了工程成本。通过该技术在此工程中的成功应用,很好地说明了此方法的科学性和可行性,为以后同类工程施工类似情况的解决奠定了良好的基础。

关键词： 大跨径连续刚构桥   高墩   桩土效应   几何非线性效应   稳定分析   参数分析  

摘要： 近些年来，我国高速公路建设迅速，高墩大跨连续刚构桥在桥梁工程得到广泛的推广和应用。但这类桥随着跨径和桥墩大幅提高，结构变得越来越柔，高墩的非线性效应和稳定性变得愈来愈重要，由此，本文开展了高墩大跨连续刚构桥几何非线性与稳定分析，主要内容如下： （1）连续刚构桥群桩基础的柔度直接影响桥梁下部的抗推刚度，为求解连续刚构桥的真实变形和内力，计算分析时必须考虑桩土的相互效应。本文应用MIDAS/CIVIL建立了山店江大桥的仿真计算模型，分析了桩土效应对连续刚构桥的受力影响。 （2）以非线性理论为基础，结合山店江大桥，借助有限元软件MIDAS/CIVIL，分析了高墩大跨连续刚构桥的几何非线性效应，分析结果表明高墩的几何非线性比较明显，在考虑几何非线性效应后主梁的挠度有所增加;讨论了墩高、曲率对大跨连续刚构桥几何非线性的影响，表明大跨连续刚构桥的非线性效应随着墩高和曲率的增加而增加，并且墩高能改善刚构桥的受力，发现墩高小于40m时桥梁的几何非线性就不是很明显了。 （3）以山店江大桥为背景，进行了高墩的施工稳定、悬臂施工的稳定及全桥稳定计算。讨论了系梁、初始偏心和缺陷对高墩的稳定性影响，结果表明系梁可以减小墩底弯矩并增大稳定特征值，初始偏心对高墩的线性稳定分析影响比较小而对高墩的几何非线性稳定分析影响较大，初始材料缺陷的发生在高墩的三分之一的位置时对墩身稳定最不利。进行了高墩大跨连续刚构桥的悬臂施工阶段几何非线性稳定分析，表明最大悬臂阶段为施工最不利阶段，高墩大跨连续刚构桥的几何非线性比较明显而几何非线性随悬臂长度的增加而减小，对跨径为200m墩高127.5m的连续刚构桥在墩高1/2处设置1根系梁即可满足施工稳定的要求,特别是在悬臂施工时，若发生挂篮坠落，墩身可能会发生强度破坏而不是稳定破坏。

关键词： 曲线连续刚构   地震响应   桩-土-结构相互作用   曲率半径   墩高差   地震激励方向   行波效应   减隔震  

摘要： 摘要：随着我国高速公路向山区的快速发展,因路线线型的要求和地形条件的限制,曲线连续刚构桥得以大量的修建；近年来由于跨度的增大、桥墩的增高、曲率的减小,高墩大跨曲线连续刚构桥应用范围和发展前景更为广阔。但同时桥梁地震响应及抗震设计变得更为复杂,主要存在的问题如桩土效应,桥墩高差,桥梁曲率,地震的输入,减隔震等方面。本文以贵州沙银沟大桥为工程背景,对高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应及减隔震进行了深入研究。 1)开展了高墩大跨曲线连续刚构桥的地震响应分析。采用改进Penzien模型来考虑桩-土-结构相互作用,建立全桥动力分析模型,并对桥梁进行动力特性分析、反应谱分析和时程分析。跟直桥相比,高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应更为复杂,应结合反应谱分析和时程分析结果,考虑各个地震分量的最不利组合来指导设计。 2)开展了大量参数分析。研究了曲率半径、墩高差、地震激励方向和行波效应对高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应的影响。在相同条件下,曲率半径越小,墩高差越大,桥梁的抗震性能越差；该桥的顺桥向和横桥向即为最不利地震激励方向；行波效应对桥梁地震响应影响比较复杂,但对该桥总体影响较小。 3)开展了铅芯橡胶支座和摇摆提离式桩基结构对高墩大跨曲线连续刚构桥的减隔震研究。基于非线性时程分析得出,铅芯橡胶支座的减震效果良好；摇摆提离式桩基结构的隔震效果显著,在桥梁减隔震方面将会有较好的应用前景。