关键词： 高墩大跨径桥梁   预应力混凝土   连续刚构桥   结构动力   桥梁稳定性  

摘要： 近年来,随着我国高等级公路建设的迅速发展,桥梁向山区跨河甚至跨海这一系列复杂的地理条件处的发展,使得桥梁的结构形式变化多样,其跨度越来越大,桥墩越来越高,结构体系也越来越柔,由此导致的桥梁结构动力与稳定问题非常突出。特别是高墩大跨径桥梁,其稳定与强度具有同等的重要性,这也为大跨径桥梁的动力与稳定特性研究提出了许多新的问题。\n 本文以马蹄山1号大桥为研究对象,来介绍高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析。马蹄山1号大桥是十房高速公路的一座重要桥梁。全桥为67+3×120+67m预应力混凝土连续刚构桥,全桥分为左、右两幅,本文以左幅为研究对象,其墩为双薄壁高墩,4个墩的墩身高度分别为89m、85m、78m和56m。以此桥为依托研究这类桥的动力与稳定性问题具有很强的代表性。\n 论文首先对高墩大跨连续刚构桥的国内外发展的近况和特点做了简要的介绍,然后对结构稳定性理论这一经典理论的发展进行了简单介绍,然后又介绍了两种失稳问题的特点以及发生情况,比较详细地介绍了结构稳定性分析的有限元法,综合比较了两种不同的稳定分析理论的差别及其在实际工程的适用范围。\n 然后计算分析最高主墩竣工后在墩体自重、纵向风载、横向风载作用下的高墩自体稳定性;最高主墩上悬臂浇注施工到最大悬臂状态时,在纵向风载、横向风载、竖向风载、恒载误差作用下及挂篮正常工作、挂篮跌落时的最大悬臂状态稳定性分析:全桥建成之后进入使用阶段时在墩体自重、上部恒载和活载组合后产生的墩顶竖直力、纵向风载、汽车荷载产生的墩顶制动力作用下的稳定性,在这一阶段中,分开考虑边跨满载,中跨满载以及全桥满载的情况,这样将所有的情况的稳定安全因素计算出来。得出在最高主墩的最大悬臂状态挂篮跌落时稳定系数为最小,因此,应特别注意并保证挂篮在施工过程中的安全性。\n 通过以上计算分析,作者比较全面地了解大跨高墩连续刚构桥在各个阶段的稳定性,掌握了使用有限元软件计算分析大型桥梁稳定性的方法。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   有限元分析   稳定系数   敏感因素   成桥状态  

摘要： 随着我国交通事业的蓬勃发展,公路路网的覆盖面积变得越来越大。由于我国地域辽阔,并且高山峡谷较多,因此在这种环境下必须建设高墩大跨度桥梁以满足不断增长的交通运输的需要。高墩大跨连续刚构桥以其跨越能力大、整体性能强、受力合理及施工方便等优点得到广泛应用。高墩大跨度连续刚构桥建设通常采用悬臂施工法,但是,由于施工环境复杂,而且在施工中所受约束少,使得桥梁结构稳定性变得非常重要。本文以某高速公路一连续刚构桥为工程背景,对桥梁各个施工阶段和成桥状态下的稳定性及影响稳定性的敏感因素进行了分析,主要分析内容与工作如下:\n 本文首先介绍了连续刚构桥及桥梁稳定理论的国内外研究现状及钢管混凝土在桥梁工程中的应用。其次详细阐述了两类稳定问题的区别,并介绍了稳定问题的求解方法及两类稳定问题的有限元分析方法;同时对结构稳定问题的判别准则及稳定性评价指标做了论述。这些为高墩大跨连续刚构桥在各施工阶段的稳定分析奠定了理论基础。之后针对桥梁的各个施工阶段,使用ANSYS有限元分析软件建立了多种分析模型。首先分析了高墩自体在自重、纵横向风荷载作用下稳定性,得出其稳定系数;然后分析了单T结构在自重、纵横向和竖向风荷载等不同工况组合作用下的稳定性,同时得出梁体不对称施工和挂篮不正常工作的稳定系数;第三,分析了成桥合拢状态在自重、纵横竖向风荷载及温度作用下的稳定性。最后对影响桥梁稳定性的敏感因素进行了分析,识别出影响桥梁稳定性的敏感程度。主要的敏感因素包括桥梁墩高、桥墩坡度、横向联系、主墩的混凝土强度等级及温度等,其分析结果为今后高墩大跨度刚构桥的设计、施工以及成桥分析提供参考。

关键词： 高墩大跨   最大双悬臂   施工状态   气弹模型  

摘要： 本文以三水河特大桥为工程背景,详细说明了该桥最大双悬臂施工状态气弹模型的设计与制作,.首先介绍了气弹模型制作的相似准则及一致性条件,然后详细介绍了该模型的制作时所应满足的弹性刚度模拟、几何外形模拟、质量系统模拟,最后说明了模型的调制.

关键词： 连续刚构桥   双肢墩   单肢墩   系梁   稳定系数   公式拟合  

摘要： 高墩大跨连续刚构桥以其独特的优势而得到广泛的应用，又因为连续刚构桥墩的柔性使得其稳定问题比较突出，然而由于成桥阶段结构的复杂性，没有解析解对连续刚构桥成桥稳定系数进行计算。 本文总体思路是先对单肢墩和双肢墩最大悬臂阶段的稳定系数计算公式进行推导，得到成桥阶段拟合公式的一个目标函数，然后在目标函数的基础上拟合单肢墩成桥阶段和双肢墩成桥阶段的稳定系数计算公式。 本文首先对结构的非线性理论以及稳定理论进行了论述，非线性理论分为几何非线性和材料非线性，结构的稳定理论分为分支点失稳和极值点失稳，并对稳定理论的有限元求解方法进行了说明。随后推导了单肢和双肢最大悬臂阶段的稳定系数计算公式，为以后的计算提供了理论依据。 然后，以八座桥为基础进行扩展，通过改变墩高和墩的截面，得到了不同跨径、不同墩高和不同墩截面的一系列样本，运用Matlab进行数值分析和拟合，以单肢墩最大悬臂状态稳定系数计算公式为基础，得到了三跨单肢墩连续刚构桥稳定系数计算公式。以同样的方法又对四跨和五跨单肢墩连续刚构桥的稳定系数进行了拟合，然后总结以上规律得到了多跨单肢墩连续刚构桥的稳定系数计算公式。 再然后，对双肢墩无系梁稳定系数进行拟合。先计算了双肢间距对稳定性的影响，减少了计算参数，以双肢墩最大悬臂状态稳定系数计算公式为基础，拟合方法和单肢墩的类似。最后对双肢墩有一道系梁的连续刚构桥进行了拟合，先是计算了系梁数对稳定系数的影响，然后选择一道系梁进行拟合，方法和双肢墩无系梁的相似，为二道系梁墩和三道系梁墩等稳定系数的计算提供了一种计算方法。

关键词： 连续刚构桥   线弹性   稳定性   能量法   有限元   初始几何缺陷   几何非线性  

摘要： 新型材料的不断出现，结构设计形式不断创新，使得我国的桥梁建设水平已然处于世界领先水平。但是在结构不断变得高大、轻柔的同时，一些问题也渐渐突显出其重要性，比如桥梁结构的稳定问题。本文以云南省昭巧二级路田坝大桥为工程实例，结合有限元分析软件MIDAS/CIVIL2010，对该桥墩体、最大悬臂阶段T构以及成桥阶段展开稳定性研究。 首先，本文阐述了连续刚构桥的发展情况及其受力特点，接着就桥梁结构的稳定理论发展历史及其求解的方法展开了介绍，其中包括稳定问题的有限元分析、能量法及失稳评价指标。 其次，用迈达斯建立全桥分析模型，对结构进行了静力分析。其中还讨论了初始几何缺陷对结构受力的影响。然后再分别针对该桥的4#高墩施工阶段、最大悬臂阶段T构以及成桥阶段，在各种荷载工况组合下，进行相应结构的线弹性稳定分析。分析结果表明该桥的受力合理及稳定性满足规范要求，且安全储备很大。 最后，着重探讨了初始几何缺陷对第一类线弹性稳定性及几何非线性稳定性的影响。将得出的稳定系数与线弹性下的稳定系数进行比较，结果表明由于初始几何缺陷的存在，结构的稳定性会降低，因此在施工中应保证墩的垂直度符合规范要求。

关键词： 高墩大跨PC刚构桥   合龙   顶推力   顶推位移  

摘要： 随着我国交通事业的快速发展，高墩大跨预应力混凝土（PC）连续刚构桥应用越来越广泛。目前，成桥过程主要采用T构悬臂现浇施工工艺，施工控制技术应用研究很有必要。 本文在已有研究成果的基础上，分析研究合龙温差、收缩徐变作用对连续刚构桥合拢成桥过程和后期运营阶段内力和变形的影响，同时考虑合龙施工因素的影响,通过依托工程实桥——高墩大跨PC连续刚构桥在主梁合龙过程中对箱梁合龙端截面施加顶推力，使桥墩获得一定的有利预偏，解决高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥在合龙温差、混凝土徐变等影响下产生的问题，以便提高或者改善该种桥型在服役期间的工作性能和耐久性能。 提出在非设计合龙温度条件下，该桥型合龙顶推控制的原则、顶推控制参数（顶推位移和顶推力）的计算方法；在大量试算的基础上，从施工和设计角度，提出改善高墩大跨连续刚构桥在长期服役后跨中下挠的优化建议。

关键词： 连续刚构桥   高墩   自适应控制   应力控制  

摘要： 大跨径预应力混凝土连续刚构桥作为一种常规桥梁在工程中被广泛采用。它具有跨越能力大、无伸缩缝、行车平顺、无需大型支座等特点,顺应了桥梁建设的发展需要。 大跨度预应力连续刚构桥通常采用挂篮悬臂浇筑法。随着悬臂梁段的跨度不断增长,梁体横截面不断减小,竖向荷载相对增加,考虑到温度变化和施工荷载的作用等因素,施工中梁的挠度、几何线形位移和梁体内应力的变化,导致施工难以达到设计预期的结果。桥梁施工过程的偏差具有积累性,如不及时加以有效的控制和调整,会给桥梁施工安全、线性、经济性、后期使用等方面带来不同程度的影响。为避免这些不利情况的发生,需要对桥梁的施工过程进行监测控制。 本文的主要内容有： 1、研究连续梁桥的施工技术方法,了解各施工方法各自的特点和适用情况。分析国内外桥梁工程事故所造成的原因,探讨如何避免这类事故发生的措施,即对桥梁的施工过程实施有效的控制。纵观国内外在施工控制领域的发展现状,预测施工可能的发展趋势。 2、介绍了施工控制的内容以及控制方法。控制的主要工作是：一、控制桥梁结构的线形满足设计要求,保证各桥跨顺利合拢、成桥线形顺畅。二、监测桥梁结构的应力,确保结构内力分布合理,桥梁运营健康。三、控制结构的稳定性保障施工安全。列举了预测控制法、自适应控制法和最大宽容度法等控制方法理论。对结构分析的常用方法也作了详细描述。 3、以十房高速公路马蹄山1号大桥为工程背景,描述了工程的基本概况,详尽记录了结构模型建立的主要过程。 4、依据工程实例,引入自适应控制法对该工程的结构计算模型参数进行修正,使结构模型最大限度接近工程实际,指导现场施工。这一过程在该桥的线形控制中得到了很好的体现。以此方法设置的预拱度也起到了起到了良好的效果。 5、采用钢弦应变计控制桥梁结构的内力。根据钢弦应变计的频率-应变关系可以得到混凝土结构的实际应变,通过混凝土结构自身的应力-应变关系来推算出结构的内力。应力测试中还包含了多种误差因素,在应力的计算中对这些引起误差的因素作了细致的分析并运用合理的方法进行消除,使计算结果与结构实际状态更加吻合。

关键词： 薄壁空心墩裂纹防治   悬臂预应力张拉要点  

摘要： 本文对高墩大跨连续刚构高墩及悬壁施工预应力，张拉中易出现的病害进行探讨，提出了相应的防治措施，已经被施工实践证明是可行的。

关键词： 大跨高墩连续刚构桥   地震响应   桩土效应   动力特性   时程分析   行波效应   抗震概念设计  

摘要： 近年来，全球地震频发，我国作为一个地震多发的国家，一旦遭受地震，尤其是对于桥梁这类国家生命线工程，将给人民和国家带来严重甚至毁灭性的后果。随着高速公路向山区发展，大跨高墩连续刚构桥成为跨越高原沟壑、崇山峻岭、大江大河的主要桥型。这类大跨高墩桥梁的地震反应、抗震设计等都较中小跨径桥梁更为复杂，如高阶振型的影响较明显、需要考虑地震空间特性、桩—土—结构体系相互作用，以及各种复杂的非线形影响，这些课题都有待于进一步研究。本文以四川境内成自泸高速公路上的周家沟大跨高墩连续刚构桥为主要工程背景，同时在桥梁结构参数抗震影响分析章节中研究了某薄壁双肢大跨高墩连续刚构桥的地震响应特性，这对较全面研究此类桥梁的地震响应规律，和对我国桥梁的抗震设计具有重要意义。 本文主要完成了以下工作： （1）简述了桥梁震害的成因、基本设防方法、研究现状和存在的问题，以及影响桥梁地震响应的几个主要因素。 （2）运用有限元程序Midas Civil建立了周家沟大桥的两种有限元模型—墩底固结模型和考虑桩土效应的完善有限元模型，分析比较了两种模型的自振频率和相应振型等动力特性。 （3）基于桥梁抗震理论，结合桥址处的场地条件和地震区划，对大桥两种模型分别输入纵、横向Taft地震波，进行弹性动力时程分析,总结出不同激励方向和桩土效应对桥梁关键截面的内力和位移的影响机制。 （4）对大桥进行了地震行波效应时程分析，并与一致激励结果进行了对比，总结出行波效应对大桥不同构件不同内力成分的影响效果。 （5）基于桥梁抗震概念设计思路，比较分析了刚构-连续组合梁桥与连续刚构桥的抗震性能，以及双肢薄壁墩与单柱式桥墩的抗震性能，可为桥梁的抗震设计提供参考。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   施工期   运营期力学特性计算   监测  

摘要： 随着我国西部建设的快速发展，桥梁施工技术的发展和新工艺的不断应用，连续刚构桥的跨径不断的增加，上部结构不断轻型化，结构的整体柔度增大，使大跨度连续刚构桥结构受力更加复杂。一方面桥梁在施工过程中受到内外因素的影响，施工过程复杂难于控制，易发生安全事故；另外一方面，在运营过程中，桥梁结构受到外界环境的影响，使梁体出现裂缝和过大下挠。因此，为了保证桥梁在施工过程和运营过程中的安全，必须对桥梁结构变形及受力进行计算和监测，全面掌握桥梁的真实状态，保证桥梁正常使用。 本文以野三河特大桥为工程背景，综合运用有限元理论、结构仿真理论，对大跨度刚构桥施工过程及运营阶段的力学特性进行计算和监测，主要开展了以下工作： 1．运用有限元软件MIDAS建立了有限元仿真模型，对影响力学特性计算的温度、收缩徐变以及预应力损失进行了计算分析，结果表明温度、收缩徐变及预应力损失对挠度和应力的影响较大。 2．对野三河特大桥施工阶段的力学特性进行计算和监测。详细介绍施工阶段线形、应力监测，对大桥在施工阶段监测的实测值与计算理论值进行对比分析，应力、挠度实测值与计算值基本一致，保证了桥梁在施工过程的安全性。 3．对野三河特大桥运营阶段力学特性进行计算和监测。根据桥梁结构实际运营情况，考虑温度、混凝土收缩徐变，计算不同时段的挠度和应力值，并将实测值与理论值进行对比分析，结果表明实测值与理论值接近，桥梁结构处于安全运营状态，为桥梁的健康监测提供科学的指导。 4．对运营阶段进行模拟计算，根据实测结果，对不同的徐变计算模型进行比较分析，结果表明采用合适的收缩徐变计算模型更好的计算桥梁结构的变形。