关键词： 高墩大跨连续刚构桥   动力特性   地震反应   反应谱法  

摘要： 龙潭河特大桥采用连续刚构体系,其桥墩最高达178 m。建立了该桥的动力分析有限元模型,计算了该桥的自由振动频率及振动模态,采用弹性反应谱理论对其进行了地震反应分析,获得了地震反应内力。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   施工   失效概率   安全评价   蒙特卡洛法  

摘要： 针对高墩大跨连续刚构桥施工期结构概率失效的特性,提出了基于失效概率的安全评价方法。以徐水沟特大桥为工程背景,通过风险评定识别出施工最不利阶段——最大双悬臂时的主要风险因素即:节段特性模量的不确定性、梁体自重的不确定性以及预应力损失的不确定性。采用大型通用有限元程序ANSYS及蒙特卡洛法,计算徐水沟特大桥在最大悬臂时的失效概率,并确定施工期的目标可靠度。依据高墩大跨连续刚构桥施工期结构概率失效的评价结果,提出相应的风险控制措施。

关键词： 预应力混凝土   薄壁高墩   连续刚构   抗风稳定性  

摘要： 以稳定基本理论为基础,利用空间有限元法对某特大桥的抗风稳定性进行了非线性计算分析,同时验证了该特大桥抗风稳定性能满足要求,分析结果为该类桥的抗风稳定性分析提供了参考。

关键词： 连续刚构桥   施工控制   标高  

摘要： 随着桥梁跨度的增大,施工控制问题也日益成为设计和施工中的关键而备受关注。本文以太原-澳门高速公路板沙尾特大桥为工程实例,针对连续刚构桥悬臂浇筑施工中施工控制的问题进行了研究。 首先,介绍目前连续刚构桥的概况和施工控制的现状,以及桥梁施工控制理论。简要说明桥梁施工控制内容和方法,对桥梁施工过程模拟分析中的前进法和倒退法进行了较详细的介绍,提出连续刚构桥采用前进分析法进行施工过程分析。 其次,运用MIDAS/Civil建立全桥施工过程分析计算模型,通过分析计算,给出连续刚构桥在施工过程中位移、内力结果,并对计算分析数据和实测数据进行对比分析,总结变形等发展规律和变化趋势。说明本文所依据的理论计算分析能够较好地反映实际情况,能够适用于大跨度预应力混凝土连续刚构桥的施工控制。 再次,预应力混凝上连续刚构桥悬臂浇筑施工标高控制是桥梁悬臂施工中重要的任务,其施工过程中标高控制水平将影响合拢精度,也是确保桥梁线型符合设计要求的决定性工作。对立模标高的确定、立模标高的调整、本节段挠度分析等有关连续刚构桥线型控制的问题进行了一些探讨。

关键词： 高墩   大跨连续刚构桥   混凝土箱梁   太阳辐射   温度梯度   温度应力   疲劳理论  

摘要： 置于外界环境中的桥梁受到外界的影响而产生的温度效应,通常难以准确计算而被简化考虑。现实中许多桥梁事故都被证实与温度效应考虑不周有关,目前各国设计规范关于混凝土箱梁的温差荷载规定不尽一致。本文依托湖北省沪蓉西高速公路上的龙潭河特大桥桥墩和箱梁的温度场测试结果,对高墩大跨连续刚构由太阳辐射引起的温度梯度和温度应力进行了研究。在本文的研究中具体的工作和成果有: 1、现场实测了由太阳辐射引起的混凝土箱梁截面及箱型桥墩截面上的非线性温度场,拟合得到箱梁的竖向温差曲线可以用指数函数Ty =17 e-5.7y和底板附近20cm内线性温差2℃来表示。桥墩顺桥向最不利温差分布为Tx =10.5 e-6.03x,横桥向桥墩最不利温差分布为Ty =7.4 e-5.50y。 2、分别用空间模型和平面模型计算了龙潭河特大桥的温度应力。对于箱梁由于非线性温差而产生的腹板拉应力很大,为了防止混凝土裂缝的发生,设计中必须重视温度效应带来的影响。太阳辐射对桥墩应力影响较小,对墩顶位移影响较大,最大达2.4cm。 3、本文使用周期性荷载疲劳理论和弹性模量折减的方法计算分析了龙潭河特大桥跨中挠度在周期性温度荷载作用下的挠度增加值。在连续刚构施工过程中预拱度的设置应考虑周期性温度荷载的影响。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   施工仿真计算   施工控制   时程分析  

摘要： 预应力混凝土连续刚构桥是目前山区桥梁中应用最为广泛的桥型,上部结构的施工主要采用对称悬臂浇注施工方法。对于高墩大跨径连续刚构桥而言,由于在施工过程中受多种因素的影响,施工阶段结构的变形、截面的应力状态不仅关系到施工质量和施工安全,还直接影响到成桥线形与成桥的受力状态,因此,对大桥进行施工控制显得尤为重要。 在对现有的国内外预应力混凝土连续刚构桥的特点和施工控制的理论及研究现状进行总结和分析的基础上,本文针对野三河特大桥挂篮悬臂施工的特点,结合大桥施工方案,采用前进分析法,利用有限元程序对施工过程进行了仿真计算,得到控制过程各个控制截面的内力和控制点的预抬值,制定施工控制的应力和线形控制文件;根据自适应控制法对野三河特大桥进行施工控制,将仿真计算结果和实测数据进行监测、分析、调整,使大桥施工在有序的控制之中。为该桥的顺利合拢和成桥后的线形、内力满足设计要求提供保障。 野三河特大桥在施工过程中,受到了下游水电站施工爆破的影响,剧烈的爆破振动,梁体出现开裂现象,为了探讨开裂的原因,保证大桥质量,需要了解爆破对大桥的影响,为此,本文采用时程分析法对爆破影响进行计算分析。根据现场采集的振动参数,拟合不同炸药使用量下桥梁基础振动的典型加速度时程曲线,分施工期和成桥后两个阶段,建立有限元分析模型,对该桥在不同工况一致激励下的结构时程反应作了对比分析研究,为大桥施工安全、质量及水电站施工爆破炸药量的控制提供判断依据,也为同类桥梁施工控制提供一定的参考价值。

关键词： 大跨连续刚构桥   地震响应   反应谱法   时程分析法   行波效应  

摘要： 近年来,随着我国桥梁工程的迅速发展,桥梁的跨度越来越大,桥墩越来越高,体系也越来越柔,这对大跨度桥梁的抗震研究提出了许多新的课题。而连续刚构桥也在向高墩与大跨发展,并趋于采用高强材料和薄壁结构。有鉴于此,本文以湖北沪蓉西高速公路宜昌至恩施段上的龙潭河大桥为工程背景,针对高墩大跨连续刚构桥抗震性能进行了以下几个方面的研究。 (1)综述大跨度桥梁的抗震设计理论、抗震研究的现状以及存在的问题。本文采用的分析软件为大型通用有限元软件ANSYS。介绍了ANSYS的动力分析功能及在ANSYS中进行地震时程分析的几种方法。全桥采用BEAM3单元,根据截面特性将其划分为275个单元,建立了龙潭河大桥左幅桥的计算模型。 (2)分析了龙潭河大桥的动力性能,得到它的自振频率和振动模态。在此基础上,采用弹性反应谱理论对其进行了地震反应分析,获得地震反应的内力。 (3)基于ANSYS的APDL语言,编制了计算程序,对龙潭河大桥进行时程反应分析,对比分析了El-Centro波、迁安波和Taft波分别输入时结构的地震反应,结果表明,各控制截面的主要响应值,El-Centro波产生的效应值最大。在此基础上,又重点计算分析了竖向地震动对桥梁动力响应的影响,地震输入选用El-Centro波,分两种工况进行,即纵向激励、纵向激励+竖向激励。 (4)计算分析了行波效应对刚构桥的影响,并与一致激励作用下的结果做了对比。分析表明行波效应对高墩大跨连续刚构桥的影响不可忽略,纵桥向水平位移、墩顶(底)弯矩、墩顶(底)剪力随着视波速的变化均有不同程度的变化,墩顶(底)轴力则受行波效应的影响并不显著。

关键词： 预应力混凝土   高墩大跨连续刚构桥   悬臂施工   徐变   预拱度  

摘要： 在高墩大跨桥梁施工中,正确地估计和预测收缩、徐变对高墩大跨桥梁结构的挠度和长期变形的影响,对指导工程设计、监控及施工进程具有重要的现实意义。只有预拱度设置合理才能使桥梁上部结构经历施工,反复发生向上或向下形式的挠度和结构运营一定时间后达到设计所期望的标高线形。 桥梁的预拱度大小不仅与力学计算模式选取有关,而且更重要的是与许多影响挠度的因素有关,这些主要因素包括:施工阶段的一期恒载,即梁自重和预加应力;施工临时荷载、基础沉降、湿度变化、施工误差等等。这些主要因素中,还有许多模糊不定及随机变化因素的情况,其中由于混凝土的收缩与徐变引起的挠度变化是较难确定的。 关于混凝土的徐变理论很多,不同的科学工作者给予考虑的因素的不同,所提出的计算模型也不一样,在模式的计算形式上,归纳起来有两种:一是将徐变系数表达成各分项系数乘积的形式,如ACI209(1982)的徐变模型;二是将徐变系数表达成各分项系数之和的形式,如CEB-FIP(1978)的徐变模型。 本文较详细地讨论了徐变理论以及不同徐变数学模型,并结合马水河大桥实际工程对它们进行了比较分析,主要结论如下: (1)ACI209和CEB-FIP等徐变模型对混凝土徐变收缩的预测误差均在20%以上,不过只要参数的正确考虑,预测结果是能完全满足实际工程的需要。 (2)在现有的收缩徐变预测模型中,材料参数都是通过对大量试验数据进行回归拟合而确定的。通过回归方法得到的参数是试验数据整体的满意解代表了“共性”;然而混凝土的收缩徐变受材料特性组成、施工工艺影响很大“个性”明显。因此,对于大跨度预应力混凝土桥梁,针对实际混凝土材料,通过现场试验获得的准确的材料参数,可以更准确地反映材料特性,提高混凝土收缩徐变长期预测的精度。 (3)由于影响混凝土收缩徐变的因素十分复杂,目前无法也在预测模型中完全考虑这些影响因素,因此尽可能准确的反应预测模型中的影响因素就十分必要了。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   施工控制   灰色预测   稳定分析  

摘要： 大跨度预应力混凝土连续梁刚构桥作为一种新型结构,以其施工简便、造价经济、受力合理、行车舒适等独特的优势在近年来得到了迅速的发展。自1988以来,我国已经修建了大量的连续刚构桥,跨度也已达到270m(虎门大桥辅航道桥),取得了举世瞩目的成就。连续梁刚构桥跨度越大、墩越高,其施工的难度也越大。对高墩大跨度预应力混凝土连续刚构桥实施施工过程的控制,以及高墩在施工阶段的稳定分析,是确保施工质量和安全的重要环节,也是确保成桥状态符合设计要求的重要措施。 本文结合贵州省崇遵高速公路两岔河特大桥的修建,对施工过程进行仿真分析,通过分析理论计算与施工实际情况间的差异,确定了以结构参数调整、计算数据修正、反馈控制分析为主要内容的控制方案,采用自适应控制的方法对大桥的施工过程进行预测控制,通过前进分析和倒退分析对施工状态进行更新,并提出合理的预抛高值指导施工,取得了良好的控制成果。 桥梁结构的稳定性是关系其安全的主要问题之一,尤其是一些跨越沟谷的大跨度桥梁,墩柱的高度可达到一两百米以上,在施工过程中,墩柱的稳定性就显得尤为重要和突出,为确保桥梁施工过程中墩柱的安全,防止施工过程中桥墩因失稳而出现突然性坍塌事故的发生,施工阶段专门针对高墩进行施工阶段的稳定分析极有必要。本文以两岔河特大桥的2号墩为背景,使用有限元程序MIDAS及ANSYS,按第一类稳定问题的线性有限元分析方法对墩柱进行了简单的稳定分析,分析表明墩柱在施工阶段的几种不利荷载组合作用下的强度和稳定性均满足施工安全的需要。

关键词： 高墩   大跨连续刚构桥   几何非线性  

摘要： 近年来,随着科学技术和交通事业的发展,高墩、大跨桥梁迅速崛起。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采用。但此类桥梁高大、轻柔的结构特点使得其稳定问题,尤其是最大悬臂施工阶段的非线性稳定问题日益突出。 由于跨径的增大和桥墩高度的增加,桥梁的几何非线性问题变得愈来愈重要。本文论述了杆系结构几何非线性理论,介绍了几何非线性中构形的空间描述方法,着重强调Lagrange法中的T.L法和U.L法的区别。 本文以腊八斤特大桥为依托工程,利用大型有限元程序Midas/Civil,对该大桥最大悬臂阶段构的几何非线性展开分析。通过计算可知,几何非线性对桥梁在Y方向位移影响显著,通过直、弯和单、双幅的比较可知,直线桥梁与曲线桥梁在位移变形和结构受力上也有很大的差别,直桥不产生横向位移和Z方向的弯矩,而弯桥会产生横向位移和Z方向的弯矩。 线性与非线性分析的结果相差很大,说明对高墩大跨桥梁进行几何非线性分析是十分必要的。