关键词： 大跨连续刚构桥   高墩   有限元方法   施工受力分析  

摘要： 当前,国内的许多地区都建造了大量的高墩大跨径预应力混凝土连续刚构桥,特别是在西部高原和其它许多山地丘陵地区,这种桥型更加受到青睐。高墩大跨连续刚构桥在山区公路、铁路建设中将其跨越能力大等优越性显示的淋漓尽致,但同时连续刚构这种桥型本身也具有受力复杂、施工状态多变等特点,所以在桥梁的设计施工中有必要对该桥型采用高墩结构形式所引起的体系内力及应力变化等力学行为进行分析,从而保证结构在建造中的安全性,同时也使受力符合设计要求。结合上面的这些分析,本文针对杉木溪大桥的具体工程实例,主要研究以下几个方面的内容: 首先,简要介绍连续刚构桥的发展状况和结构特点,重点根据杉木溪大桥各部分的结构形式,对该桥各部分的具体施工工艺特点进行了讨论。 其次,对有限元分析方法的基本特点进行了阐述,分析研究了对桥梁结构进行静力分析的有限元方法,并利用大型桥梁有限元分析软件Midas/Civil对杉木溪大桥在不同荷载工况下进行了施工受力分析,比较了该桥在处于不同施工阶段和不同荷载工况下其墩身、主梁的内力变化情况。 最后,在回顾了桥梁施工控制的主要内容和施工控制的方法后,结合杉木溪大桥的具体监控过程,具体分析杉木溪大桥结构截面的应力监测。从而对桥梁的实际受力状态进行评判并为施工安全提供依据。

关键词： 高墩大跨连续刚构   模型桥   相似理论   有限元模型   应力测试  

摘要： 山岭重丘区高等级公路跨越深沟峡谷时或特殊的引桥,经常会出现高桥墩或特高墩与大跨度相结合的情况。预应力混凝土连续刚构桥由于其较强的地形适应能力,跨越能力大,造价合理。因此高墩大跨连续刚构桥梁的在跨越深沟峡谷河流中得到广泛的应用,关于此桥型相关问题也在被深入的研究和探讨。其中按照结构模型试验理论,几何相似理论和物理相似理论建立结构的实体比例模型,对于高墩连续刚构桥梁的设计经验的积累、计算理论的合理性和正确性有着重要的验证意义,对该类型桥梁在施工过程中的变形和应力监测和其变化规律对实际工程有着着重要指导意义。 模型是仿照实体原型(真实结构)并按照一定的几何相似比例关系复制而成的代表物,它具有真实结构的部分或全部的特征。通过对模型的试验,可以得到与真实结构相似的工作情况和工作状态,进而对真实结构物的工作性能进行了解和研究。本文介绍了模型的理论基础——相似现象的三个定理及模型静、动力试验必须遵循的准则,并在此基础上确立了模型试验的相似常数。详细论述了高墩大跨连续刚构桥整体模型的设计、制作及静力试验的目的、内容、加载步骤、试验设备、数据采集系统。本模型上部结构是以西部大通道包(头)北(海)线老庄河大桥为蓝本,下部结构是以包北线洛河特大桥为蓝本。其中老庄河大桥主跨170m,边跨约100m,洛河特大桥墩高达142m。以这两座桥梁为蓝本的模拟桥做1/10全桥模型试验。通过模型试验采集模型桥在五个不同的荷载工况下关键截面的应变变化,主要测试了桥梁最大悬臂T构、中边跨合拢、桥梁二期恒载和活载工况在试验荷载作用下的应力和位移。分析中建立三维有限元模型,通过有限元软件结合试验测试数据进行对比分析,进而得到在每个工况下的应力表现。为验证工程实际受力和评价大桥的后期运营性能提供支持。最后对该模型桥试验误差和模型试验中应该注意的一些问题进行讨论和建议。 本论文的工作为高墩大跨连续刚构桥的工作性能得到全面了解,为评价桥梁今后的运营性能提供了初步数据,并积累了一定的科研资料。

关键词： 连续刚构桥   大跨   高墩   稳定性   线性  

摘要： 近几十年来,由于我国科学技术的进步,工业水平的提高,桥梁建筑技术得以迅速发展。桥梁建设呈现出跨度越来越大,桥墩越建越高的特点。其中,大跨高墩连续刚构桥由于其自身的优点,得到了广泛的应用。此类桥梁跨径大、桥墩高,导致其稳定问题非常突出。所以,大跨高墩连续刚构桥的稳定性研究变得十分必要。 本文以昌宁澜沧江特大桥主孔部分(124+220+124m)为研究对象,采用有限元计算软件MIDAS/Civil建立有限单元模型并进行线性屈曲分析。以第一类稳定理论为原理,对桥梁独墩阶段、悬臂施工阶段、最大悬臂阶段、成桥阶段以及运营阶段分别进行了稳定性分析。 通过对各阶段的稳定性计算,得出各个阶段结构稳定系数均符合要求。其中,澜沧江特大桥2号墩在纵、横向风载作用下,其最小稳定系数分别为25.91、25.87,并与取消横系板的2号墩稳定性系数对比,发现取消横系板后稳定系数仅为取消前的42.6%左右;最大悬臂状态结构在风载、自重、施工荷载作用下,在挂篮跌落时最小稳定系数仅为6.102,为所有施工阶段的最低值,此阶段应作为施工阶段中稳定性控制的关键阶段;同样在最大悬臂状态也进行了与取消横系板结构的对比,取消横系板后结构屈曲模态由以前的顺桥向屈曲变为了横桥向屈曲,表明横系板加强了顺桥向的稳定性;运营阶段,桥梁最小稳定系数为8.750,比最大悬臂状态高43.4%,说明结构体系的转化对稳定性有较大影响。

关键词： 预应力混凝土连续刚构桥   合龙段   温差荷载   预顶   劲性骨架  

摘要： 大跨度桥梁合龙段的施工是所有施工工序中最关键的工序之一,并且对于连续刚构桥这种多次超静定体系而言,一旦合龙就难以调整其线形及内力,所以合龙段施工需要严格把关,它的施工质量直接影响全桥的质量。 本文针对大跨度连续刚构桥合龙段施工这个关键问题,以贵州余庆至湄潭二级公路改建工程大乌江特大桥为工程背景,采用大型有限元软件进行分析计算,研究探讨了不同温度对连续刚构内力的影响、合龙口水平预顶问题、型钢劲性骨架焊接的影响等关键性问题,介绍了连续刚构桥施工监控技术。本文主要做了如下几个方面的工作: (1)综述了连续刚构桥的的特点及近代的发展趋势; (2)针对目前桥梁在后期运营过程中间存在桥墩偏位及墩顶内力明显偏大的问题,可在中跨合龙之前实行预顶,用力法简化了连续刚构桥的理论计算模型,并理论推导了预顶力与桥墩偏位之间的关系表达式。为了简化上述表达式计算,利用最小二乘法将理论模型中的变刚度积分拟合成三次多项式曲线,该拟合曲线具有较高的计算精度。施加合理的预顶力能够有效地控制桥墩偏位,优化桥梁结构内力。 (3)比对了连续刚构常见骨架的连接方式,理论计算了合龙段内锁定劲性骨架所需的最小截面积,比较分析了合龙段混凝土在劲性骨架参与受力前后的应力变化,论证了劲性骨架部分代替合龙段混凝土受力的结论,为防止混凝土开裂起到一定作用。 (4)通过实例说明了目前连续刚构合龙最主要问题是温度的影响,从规范出发,理论分析了温度直接影响桥梁内力及成桥后的质量。以大乌江特大桥为实例,拟合了适合乌江桥的温度梯度曲线,并计算在温度梯度作用下合龙截面应力及位移的变化,研究表明,当温度梯度越大,结构内部产生的温度应力就越大。

关键词： 薄壁高墩   大跨刚构桥   动力特性   桩―土效应   地震响应分析   行波效应  

摘要： 近年来,随着我国交通建设迅猛发展,连续刚构桥得到广泛应用,并逐步向大跨、轻柔方向发展。我国是一个地震灾害频发的国家,在地震中长大桥梁一旦遭受破坏,后果严重。鉴于此,本文以某六跨连续刚构桥为工程背景,研究其在地震中的动力响应规律,为桥梁的抗震设计、施工建设及检测加固等提供参考。本文所做的工作与结论如下: (1)利用ANSYS软件建立了大桥有限元分析模型,对其进行模态分析。通过对比不同边界条件和结构参数下的4种模型得到:考虑桩―土效应后,结构的整体刚度减小,自振周期延长。考虑设置系梁后,模型主梁竖向变形的振型序列提前,说明了本桥原有设计系梁的缺失,增大了薄壁高墩柔性,使得全桥水平振动变形更加明显。 (2)针对原桥设计模型,分别进行反应谱分析和一致激励输入下的地震响应分析,考察桩―土―结构相互作用对桥梁地震反应的影响,可知桩―土效应对结构横向位移、轴力、平面外剪力和弯矩影响明显。 (3)选用El-Centro波、Taft波、兰州波对大桥进行一致地震激励,并与反应谱分析的结果相比较,研究表明:Taft波和El-Centro波较兰州波对本桥影响明显,且一致激励下顺桥向位移、兰州波激励下平面内内力均较反应谱分析结果要小,横桥向位移、平面外内力均较反应谱分析结果偏大,结构抗震设计时宜按分析结果最大值进行控制设计。 (4)多维时程分析时考虑竖向地震动输入,结果显示竖向激励加大了刚构桥的桥墩轴力、各跨中的竖向位移和平面内弯矩,由此得出在大跨桥梁设计时应考虑竖向地震动输入。 (5)在考虑行波效应情况下,对大桥进行非一致激励分析,并把不同波速的行波激励下地震响应与一致激励的结果相比,发现行波效应对该桥的影响显著:不同波速的行波效应产生不同的影响,波速减小,墩体位移和内力随之减小,有利于抗震,并且不同的波速之间激励下有所差异,存在明显的延滞现象。反之,随着波速的增大,并将与一致激励趋于一致。同时由于墩体高矮和地震波输入方向的不同,主梁和个别墩顶截面的地震响应变大,因而在高墩大跨连续刚构桥抗震设计中忽略行波效应并不总是安全的。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   双肢薄壁   龙潭河   预应力混凝土  

摘要： 沪蓉西龙潭河特大桥横跨龙潭河,全长1132m,其主跨为五跨(106+3×200+106m)三向预应力混凝土连续单箱单室刚构箱梁,双肢薄壁空心墩,最大墩高178m,为世界同类型桥梁第一高墩。通过在

关键词： 高墩   大跨径   连续刚构桥   非线性   稳定性   静风力系数   气动干扰  

摘要： 随着连续刚构桥向高墩、大跨方向发展,此类桥梁面临的稳定性和抗风问题日益突出,因此有必要对这两个问题进行研究。本文以汝郴高速公路上的文明大桥和山店江大桥为工程背景,对其极限承载力和抗风性能进行研究,主要内容包括以下几个方面： (1)利用有限元软件Midas-civil对文明大桥和山店江大桥在最高墩阶段、最大悬臂阶段和成桥阶段的第一类线弹性稳定性进行分析。 (2)利用有限元软件Midas-civil对文明大桥和山店江大桥在最大悬臂阶段的几何非线性稳定进行分析,并考虑初始缺陷的影响,讨论几何非线性因素对结构稳定性的影响。 (3)利用有限元软件Midas-FEA对文明大桥和山店江大桥在最大悬臂阶段的双重非线性进行分析,分析结果表明,为得到结构的真实极限承载力需考虑材料非线性的影响。 (4)利用Fluent软件对山店江大桥单幅主梁断面的三分力系数进行计算,讨论不同因素对截面三分力系数的影响。 (5)在截面三分力系数的计算结果基础上,对山店江大桥主梁驰振稳定性、颤振稳定性、涡激共振和风荷载内力进行初步分析。 (6)最后,对山店江大桥跨中截面在不同桥梁间距和攻角下的双幅桥梁三分力系数的气动干扰效应进行研究。

关键词： 高墩大跨   预应力混凝土   铁路桥梁   刚度   研究  

摘要： 建立(100+192+100)m预应力混凝土连续刚构桥模型,对比分析了梁部结构与墩身结构对桥梁刚度影响,提出了合理保证桥梁刚度的思路与方法。

关键词： 连续刚构桥   悬臂施工   挠度控制   预拱度  

摘要： 根据连续刚构桥梁的结构特点,结合工程实例(白涧河大桥)对大跨径连续刚构桥梁挠度控制进行了简单阐述,并对后期桥梁主要参数误差进行了分析与调整,提出了一些有益的结论,具有一定的指导意义。

关键词： 谐波合成法   自激力   抖振   时域分析   连续刚构桥  

摘要： 笔者提出一种改进的谐波合成法,利用该方法仿真得到桥位处的脉动风时程。基于Miyata T准定常气动力模型,在Ansys中引入自激力的影响,对北山特大桥最大双悬臂施工阶段进行风致抖振时域分析,侧重研究结构线性与结构非线性对高墩大跨连续刚构桥风致抖振动力响应的影响。研究结果表明:考虑几何非线性的影响,结构抖振响应略大于线性情况下的响应;在设计基准风速下高墩大跨连续刚构桥表现出一定的几何非线性行为;将脉动风荷载作用下的结构响应值和静、阵风荷载作用结果比较,得到脉动增大系数。