关键词： 高墩连续大跨   连续刚构   温度   梯度  

摘要： 运用平面杆系有限元程序BDCMS计算软件,拟合温差分布模式,计算高墩大跨连续刚构桥施工过程中梁体、墩身在均匀温度和梯度温度下的应力,得出测点理论值应力变化,并与实测结果做对比。阐述结构在温度变化过程中应力变化特点。

关键词： 高墩大跨   连续刚构   悬臂施工   应力测试  

摘要： 通过对某一高墩大跨连续刚构桥悬臂施工过程各阶段的控制截面进行理论分析与应力测试,找出了施工过程中该桥受力控制截面的应力变化规律,得出了有益的结论:可以用钢弦式应变计来监测梁体的应力变化,随着悬臂施工的进行其根部压应变越来越大等,可以为该类型桥梁的施工与设计提供参考。

关键词： 连续刚构桥   高墩   抗风   P-Δ效应  

摘要： 高墩连续刚构桥墩身具有特殊的受力和变形特征,该文基于龙潭河特大桥的特点,采用动力冲击风荷载对该桥施工过程中的典型工况进行了抗风分析,并在动力冲击风荷载作用下对成桥阶段进行了P-Δ效应(重力二阶效应)分析。结果表明,施工阶段全桥应力满足混凝土结构强度要求,施工过程整体抗风性能良好,P-Δ效应会增加箱梁和桥墩的侧向位移和桥墩底部拉压应力。

关键词： 高墩   刚构桥   稳定性   悬臂加长  

摘要： 近年来,随着科学技术与交通事业的迅猛发展,薄壁高墩连续刚构桥因其在经济上的竞争力和施工上的方便性,在国内得到了广泛的应用。但此类桥梁高大、轻柔的结构特点使其稳定问题,尤其是最大悬臂施工阶段的稳定性问题日益突出。 本文简要介绍了高墩大跨连续刚构桥的结构特点、该桥型需要研究的技术内容,以及结构稳定性理论。简要探讨了结构稳定性分析的有限单元法。以计算机仿真分析原理为基础,借助大型有限元软件,采用参数化建模的方法,建立了真实尺寸的等截面高墩及上部变截面箱梁实体空间计算模型。通过改变参数,模拟各种不同的结构模型与荷载工况,分析和探讨高墩大跨连续刚构桥在各种因素作用下的力学性态。 本文以洛河特大桥为工程背景,围绕高墩连续刚构桥悬臂施工阶段中的稳定性问题展开研究,主要完成了以下几个方面的工作:(1)主墩自体稳定性分析研究。以桥墩竣工,梁部施工尚未开始时的13号主墩为研究对象,建立了三维实体有限元模型;分析和比较了两种荷载工况对墩白体稳定性的影响规律;分析了墩在自重和风荷载共同作用下的屈曲稳定性能;为同类型计算分析提供了建议和参考。(2)最大悬臂施工阶段稳定性研究。针对施工过程中的荷载(施工活荷载、节段重量、施工误差、风载以及挂篮跌落等),考虑了两种可能的组合工况,对该桥最大悬臂施工阶段进行了屈曲稳定性分析。提出了连续刚构桥在施工阶段和成桥运营阶段进行稳定性分析时,各工况下的参考荷载加载系数,能够对该桥在最大悬臂状态的施工稳定性作出正确评价,可以为实际工程提供参考。(3)最大悬臂再加长施工阶段稳定性研究。通过对最大悬臂再次加长状态在最不利荷载组合作用下的稳定性分析,探讨了悬臂极限长度;发现施工阶段的悬臂长度对桥墩的稳定性有很大的影响:悬臂越长结构的稳定系数越小;实际工程中可只对最大悬臂施工阶段进行稳定性分析。

关键词： 连续刚构桥   高墩   静力分析   动力特性   稳定性   稳定参数分析  

摘要： 近年来，随着我国高速公路建设逐渐由平原微丘区向山岭重丘区发展，高墩大跨连续刚构桥桥墩越来越高，箱梁壁越来越薄，由此导致了桥梁的动力及稳定问题非常突出；因此研究其动力特性和稳定性具有非常重要的工程价值和理论意义。本文以大乌江特大桥为工程背景，研究了它的静动力特性及稳定性。研究的主要内容和结论如下： 1、建立了大乌江特大桥空间有限元模型；探讨了高墩连续刚构桥预抬量设置方法并对比研究预拱度大小，提出了该桥预拱度设置的优化值；并对全桥进行了强度验算。 2、分析了大乌江特大桥施工阶段及成桥阶段的动力特性，得到了最大悬臂施工阶段和成桥阶段的自振频率和振型。为施工期抗风措施的采用提供了理论依据。 3、研究了高墩对称最大悬臂的稳定性，得出了最大悬臂施工阶段最不利荷载工况并计算了各工况下的稳定特征值和屈曲模态；对大乌江特大桥成桥阶段进行了线性稳定研究，得到了其成桥阶段的各阶屈曲模态和稳定特征值，为大桥安全措施的采用提供了理论依据。 4、探讨了高墩大跨连续刚构桥墩高、壁厚、系梁设置、系梁与桥墩刚度比及高墩施工偏差对稳定性的影响，通过对这些影响稳定性的参数进行识别和修改，进行了一系列特征值屈曲分析，寻求影响高墩大跨连续刚构桥稳定性的敏感性参数及内在规律，以指导该类桥梁的设计和施工。得出：墩高、壁厚、系梁设置、双肢间距及混凝土强度等级是影响高墩稳定的敏感因素，并对这些因素共同影响下的稳定性进行了探讨。

关键词： 高墩连续刚构弯桥   变形   悬臂施工   弯直界限  

摘要： 随着山区高等级公路和城市高架道路的快速发展,高墩大跨径预应力混凝土弯刚构桥以其能很好地适应地形、减少道路展线长度、道路更加平顺、流畅等独特优势在近年来得到了广泛运用。但弯连续刚构桥结合了弯梁桥和刚构桥的受力特点,使结构分析变得复杂。 通过查阅了大量国内外弯梁桥文献资料,总结了弯梁桥的设计与施工方法,阐述了弯连续刚构桥目前研究现状与发展,分析弯梁桥受力特点及影响受力特性的主要因素,归纳了弯梁桥的分析理论。 从施工变形角度出发,以石马河特大桥为背景,建立弯连续刚构桥的施工控制计算模型,对弯连续刚构桥施工阶段在自重、混凝土收缩徐变、预加应力、挂篮荷载、二次恒载及汽车活载作用下的变形进行了研究,讨论曲率和墩高对弯连续刚构桥的受力及施工阶段荷载引起的变形的影响。本文着重对线形控制进行了详细研究,从竖向变形、横向变形、扭转变形三方面进行了详细的分析。计算不同墩高和曲率最大悬臂状态横向变形值,找出墩高不变时,直弯计算分界点,拟合墩高和圆心角关系曲线,从施工变形角度提出弯直分界经验公式。 将曲率和墩高结合起来研究很有现实意义,通过本文的分析,为弯连续刚构桥在西部山区的发展提供很好的工程实际意义。

关键词： 曲线   连续刚构桥   地震反应  

摘要： 近年来,全球地震频繁发生,桥梁作为生命线工程,一旦在地震中发生破坏,将会给人们的生命和财产安全造成巨大的损失;随着公路事业的发展,预应力混凝土连续刚构桥的跨径不断增大,而由于路线线形要求和受地形条件限制,越来越多地需要修建大跨曲线连续刚构桥。对于大跨曲线连续刚构桥的动力特性,特别是其地震反应特性,目前研究比较少。 本文首先简要对比分析了直线和曲线连续刚构桥的特点,综述了桥梁震害及高墩大跨直线和曲线连续刚构桥的地震响应分析研究的现状;进而阐述了桥梁地震响应分析的基本理论,详细介绍了地震反应分析的反应谱法和动力时程法;然后,以白水冲大桥左幅主桥为工程实例,进行了连续刚构桥动力分析研究,包括结构自振特性分析,桥跨结构在地震作用下的响应分析,并讨论了行波效应对结构响应分析结果的影响。在此基础上,重点研究了曲线连续刚构桥曲率半径、地震激励方向、桥墩墩高等结构参数对曲线连续刚构桥地震响应的影响。计算和分析研究表明:行波的输入方向对桥墩地震响应有较大影响,考虑行波效应时结构内力响应更大;随着平曲线曲率半径的减小,曲线连续刚构桥各主要控制内力响应值总体趋势均有所减小;随着墩高的增加,结构各主要控制内力响应值有所减小。 期望以上结论能对同类桥梁的抗震设计提供参考。

关键词： 高墩大跨径连续刚构   跨中下挠   梁体开裂   体外预应力   桥梁加固  

摘要： 高墩大跨径混凝土连续刚构桥是目前我国运用较为广泛和成熟的桥型之一。近年来由于超载车辆的不断出现和交通流量的增长,致使该类桥型出现了不同程度的病害,目前常见两大类主要病害,一是跨中下挠较大,二是梁体开裂严重,直接影响桥梁结构使用功能和结构安全性及耐久性,急需对其病害影响进行评定,开展相应的加固技术研究。 本文在查阅国内外相关文献基础上,结合已有的研究成果,对高墩大跨径连续刚构桥的常见病害及其影响进行了归纳总结,从设计、施工及其后期运营等方面对跨中下挠过大和箱梁开裂严重的病害成因进行了分析。 以某三跨连续刚构实桥为工程依托,根据实桥病害现场调查成果,利用GQJS桥梁专用程序和MIDAS程序建立了该桥的平面杆系分析模型和空间实体分析模型,对现状结构进行了分析,并与原设计结构进行了对比。根据数值模拟分析成果,研究了两种加固方案,进行了加固效果的数值计算,推荐了受力更为合理的优先方案,并进行依托工程实施。 经加固后的桥梁静、动载试验表明:对高墩大跨径连续刚构桥加固设计采用体外预应力钢束,通过设置转向块来适应预应力钢束转向,使桥梁受力明确、安全,对抑制跨中下挠,改善主梁支点及跨中应力状况,起到明显的作用。

关键词： 车桥耦合振动   连续刚构桥梁   ANSYS   有限元法  

摘要： 在目前的桥梁建设中,公路高墩大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁因其具有较大的跨越障碍能力、成熟的施工技术、良好的经济性和施工周期较短等优点,在我国得到了广泛应用,特别是在西部沟壑地区,这种形式的桥梁往往成为首选方案,应用相当广泛,但严重缺乏相应的车桥耦合振动及其影响的分析研究。 从目前常用的车桥耦合振动分析方法可以看出,推导系统整体振动方程并进行数值求解的方法精度较高,但是振动方程的推导十分复杂,不适用于复杂结构桥梁的车桥耦合振动研究;基于有限元程序的数值分析方法在目前并没有充分利用大型有限元程序平台,使得复杂结构桥梁的分析受到限制,而且需利用有限元程序外的其他软件或自编程序,求解过程操作较为复杂。 鉴于以上背景,本文提出一种新的车桥耦合振动数值分析方法:利用强大的有限元通用软件ANSYS,将车辆、桥梁在其环境下分别进行建模,根据车辆模型特性以及车桥接触点位移协调条件来求解任意时刻车桥之间相互作用力,在此思路下根据APDL编程语言编制了基于ANSYS单一环境的车桥耦合振动模块,实现了车桥耦合振动问题的数值求解,并通过与既有参考文献的分析结果对比来验证本文方法在匀速、匀变速、路面不平整等工况下的正确性。 以陕西某高墩大跨连续刚构桥为背景,当单车辆或多车辆以不同车速匀速过桥时,运用本文方法对桥梁控制截面的动挠度、动弯矩、竖向加速度、冲击系数以及车辆的竖向加速度等参数进行对比分析。 运用本文方法,当单车辆以不同初速度、不同末速度匀变速过桥时,对桥梁控制截面的动挠度、动弯矩、竖向加速度、冲击系数以及车辆的竖向加速度等参数进行对比分析。

关键词： 高墩大跨弯连续刚构桥   下部结构设计参数   场地土类型   地震响应   抗震适用性  

摘要： 近年来,随着我国交通事业的迅猛发展,高墩大跨弯连续刚构桥凭借其合理的受力形式、强大的跨越能力、优美的外观、成熟的施工工艺等优点,在桥梁工程领域得到了广泛地应用。对于此类生命线工程,一旦在地震中发生破坏,将造成巨大的经济损失,因此对高墩大跨弯连续刚构桥进行地震响应分析具有重要理论意义和工程实用价值。 本文以西部某高墩大跨连续刚构桥为工程背景,选取不同的下部结构设计参数,包括单双薄壁墩、墩截面形式、墩间距、双薄壁墩系梁的刚度及道数,分别构造了36座三跨对称弯连续刚构桥作为计算模型,基于空间刚架结构的有限元方法,利用通用程序ANSYS进行了单因素对比分析,并在对结构进行动力特性分析后,分别输入Ⅰ～Ⅲ类场地土对应的各3条最不利地震波,进行线弹性地震响应分析。以此来研究墩底固结模式下各下部结构设计参数对高墩大跨弯连续刚构桥在Ⅰ～Ⅲ类场地条件下的抗震性能影响;研究下部结构各设计参数在每一类场地土条件下如何选取才能使桥梁抗震性能最佳;研究不同场地条件下结构选取同一种下部结构设计参数时各控制截面内力及位移的变化规律。主要结论有:无论结构位于哪类场地,双薄壁空心墩的抗震适用性均要比单薄壁空心墩的好,在截面面积相同的情况下,双薄壁实心墩的抗震适用性要比双薄壁空心墩的好;对于常见范围内(L/20～L/25)的薄壁墩间距的抗震适用性,结构位于Ⅰ类场地时L/22.5～L/25比较好,Ⅱ类场地时影响不大,Ⅲ类场地时L/20比较好;墩系梁刚度大于EI时或设置数量多于一道时抗震适用性反而降低。 本文在大量的数值分析基础上,得出了高墩大跨弯连续刚构桥在不同场地土下的一些有益结论,可供高墩大跨连续刚构桥初步设计及概念设计时参考,也可为重要桥梁的弹性地震设计提供技术支持。