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。

关键词： 刚构桥   地震反应   反应谱   时程分析   行波效应  

摘要： 随着我国交通事业的迅猛发展,大跨径连续刚构桥在桥梁工程领域得到了极大地推广和应用。这些大桥往往成为线路的生命线工程,一旦在地震中发生破坏,将造成巨大的经济损失。因此对大跨径连续刚构桥进行地震反应分析具有重要意义。 本文在简述地震反应分析基本理论的基础上,以郁江大桥为工程实例,对连续刚构桥进行了地震反应谱分析和时程分析。主要研究内容包括: 1、按是否考虑桩—土—结构相互作用和不同的下部结构形式即单薄壁墩和双薄壁墩,建立了4种动力学计算模型,分别分析了其动力特性。 2、对每种模型进行反应谱分析和一致激励下地震时程反应分析,并分别输入不同波速的地震波,进行了行波效应分析。 3、通过计算,考察了竖向地震动对结构地震反应的影响;比较了连续刚构桥采用不同下部结构形式即单薄壁墩和双薄壁墩的地震反应;讨论了桩—土相互作用和行波效应对结构地震反应的影响。 通过以上分析,得到了一些结论,主要包括: (1)设置双薄壁墩改变了结构的振型序列,降低了结构的自振频率,减小了桥墩的剪力和弯矩,增大了桥墩的轴力。 (2)桩—土—结构相互作甩降低了结构的白振频率,增大了其位移反应。 (3)对比反应谱结果,一致激励时程分析得到的结果有增有减,结构设计时宜按较大值进行控制设计。 (4)考虑行波效应后,结构的内力和位移随波速的不同而增大或减小,设计时应根据实际场地情况,选择相应的地震波波速进行地震反应分析。 期望以上结论能对同类桥梁的抗震设计提供参考。

关键词： 高墩大跨径弯连续刚构桥   双向弹塑性   等效塑性铰模型   抗震性能评估  

摘要： 高墩大跨预应力混凝土弯连续刚构桥以其优美的线形,合理的受力形式,成熟的施工方法等优点,成为穿越崇山峻岭、高原沟壑、大江大河的重要桥型。这种桥型由于跨径较大、桥墩较高,结构弯扭耦合受力现象明显,导致其动力特性相对于一般的低墩、直梁桥更为复杂,地震反应特点亦有别于一般桥梁。现行的《公路工程抗震设计规范》仅适用于桥墩高度不超过30m的一般桥梁,且高墩大跨径弯连续刚构桥的震害资料相对匮乏,抗震设计经验不足。因此,开展高墩大跨弯连续刚构桥的弹塑性地震响应研究,对于此类桥梁结构的抗震设计、评价及加固意义重大。 本文以某高墩大跨径弯连续刚构桥为工程背景,建立桥墩截面恢复力模型,采用分条法求解钢筋混凝土截面弯矩-曲率特性曲线;结合大型通用有限元程序ANSYS,提出考虑桥墩双向弹塑性的等效塑性铰单元模拟方法;根据结构弯扭耦合特性,建立全桥弹塑性地震响应分析模型,进行纵桥向、纵桥向+2/3竖向组合、横桥向以及横桥向+2/3竖向组合四种工况下结构的弹塑性地震响应分析;研究各工况下结构塑性铰的形成、发展和破坏模式,分析了每级地震下塑性铰出现位置、时间先后顺序、形成数量和最终破坏形式;研究各工况下结构在纵桥向和横桥向所能承受的最大地震荷载等级,从而对结构进行安全性评估。研究表明,该依托工程抗震设计由地震激励加速度峰值为0.6g的横桥向激励控制,桥墩的墩底、系梁附近以及墩顶位置在地震荷载作用下易进入屈服状态,可作为结构抗震设计的控制截面,而桥墩的墩底截面在四种荷载工况下均出现延性破坏的情况,建议在进行抗震设计时重点加强此处的延性性能,从而达到延性抗震的目的。本文研究成果可供同类桥梁抗震设计或研究参考。

关键词： 高墩大跨   连续刚构桥   有限元   施工控制   自动数据采集系统  

摘要： 预应力混凝土连续刚构桥以其施工简便、造价经济、受力合理、行车舒适等独特优势在近年来得到迅速广泛应用,在主跨100～300m范围内几乎成为首选桥型。而在预应力混凝土连续刚构桥悬臂施工过程中,已建成梁段的线型在后期施工中是不可调节的,因此为了保证大桥的顺利合龙及成桥线型满足设计要求,同时成桥内力控制在设计容许范围内,必须在桥梁施工过程中进行施工控制工作。 本文通过采用有限元软件对渡口河特大桥工程进行施工状态模拟,计算主梁在各施工阶段的预拱度,然后在施工过程中由实测数据对模型进行实时修正,最后使主梁线形、受力状态满足设计要求。 通过施工监控,主梁线型、应力均符合控制目标,满足设计和相关规范要求;由于铁路高桥桥墩刚度大,通过监测在主梁施工过程中,128m高墩只下沉了2mm,对连续刚构成桥没有产生次生应力,表明连续刚构成桥结构安全可靠。 研究表明高墩沉降和位移对大桥的连续刚构梁的内力有较大的影响,高空风力的大小对大桥的合龙精度也有着不小的影响。 总结渡口河特大桥的施工监控工作,我们认为在预应力混凝土连续刚构箱梁桥的施工监控工作中,如果要进一步提高监控精度,需要建立自动数据采集系统,包括位移、温度、应变等。但是,建立这样一个系统,投入很大,目前国内同类桥梁中很少采用。同时需要在自动数据采集系统的基础上建立一套自动的控制调整系统。

关键词： 高墩   大跨   连续刚构桥   地震响应  

摘要： 随着公路事业的发展,连续刚构桥的跨径和墩高不断刷新记录,而目前的《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)只适用于跨径不超过150m,墩高不超过30m的桥梁,本文正是在这种背景下开展研究。首先简述了刚构桥的特点,桥梁震害分析及高墩大跨连续刚构桥抗震研究的现状;接着阐述了桥梁抗震的基本理论,详细介绍了反应谱法和动力时程法;最后以金塘大桥东通航孔桥为工程背景,稍做简化后,进行了动力分析,并考虑了行波效应对结构的影响,重点研究了桥墩高度、桥梁跨数、高低墩相对高差这些参数的变化对高墩大跨连续刚构桥的地震响应影响。主要得到以下结论:1.行波的输入方向对各桥墩地震响应影响很大,行波效应对结构受力不利;2.随着墩高的增加,结构各主要控制内力均减小,随着跨数的增加,各控制内力有减小的趋势,但规律不明显,特别是在横桥向激励作用下;3.随着高低墩相对高差的增大,低墩内力增大,高墩内力减小,低墩内力大于高墩内力,但高低墩墩顶顺桥向最大位移相差不大,而高墩墩顶横桥向最大位移明显大于低墩墩顶横桥向最大位移。

关键词： 刚构桥   稳定性   ANSYS   非线性  

摘要： 随着交通事业的大发展，许多合理、经济、美观的桥梁结构形式也不断地被引进和发展。高墩大跨径预应力连续刚构桥由于自身得天独厚的优点尤其被设计者所青睐，特别是在近几年更是得到了广泛的应用。由于跨径的增大和桥墩高度的增加，因此桥梁的稳定性问题变得愈来愈重要。 本文介绍了桥梁稳定性问题及其求解理论，及用能量法推导出高墩、大跨连续刚构桥的高墩自体稳定性和悬浇施工稳定性的临界荷载。论述了杆系结构几何非线性理论和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。本文以逢石河特大桥为工程背景，采用大型通用有限元软件ANSYS，用截面上可以定义两种以上材料的空间梁单元BEAM188建立有限元分析模型，对该桥的101米高墩进行了线性稳定分析、考虑几何非线性的第二类稳定分析和考虑双非线性的第二类稳定分析。结果表明，线性稳定性分析结果和由能量法推导的理论计算值二者符合较好，且几何非线性计算的临界荷载较线性稳定性计算的临界荷载有所降低；在高墩稳定性分析中，起控制作用的是恒载、施工荷载等竖向荷载，风荷载影响较小；在考虑几何和材料双重非线性的影响下，高墩承载能力分析计算值下降较大，在高墩大跨桥梁稳定性分析中应考虑材料非线性的影响。试验计算结果与程序计算结果对比，二者符合良好，表明高墩稳定性分析中，建立的分析模型较为合理，稳定性分析结果能为工程设计提供一定的设计依据。

关键词： 连续刚构桥   抗震   桩-土相互作用   反应谱分析   时程分析  

摘要： 近年来,全球地震频繁发生,严重地危害着人民的生命和财产的安全。在地震作用下,作为生命线工程之一的桥梁结构的破坏,将加重次生灾害的程度,导致更为严重的生命财产及经济损失。为此,掌握和理解桥梁的地震反应是建立合理抗震体系,采取有效抗震措施的科学根据。 本文在简述地震反应分析的基本理论基础上,对金厂岭澜沧江大桥进行了空间地震反应谱分析和地震反应时程分析。主要研究内容包括:1.建立完善的桥梁计算模型;2.分析了桩—土相互作用对桥梁地震反应的影响;3.合理地考虑了竖向地震与水平地震组合输入,进行大桥的地震反应分析;4.综合了反应谱分析与时程响应分析的计算结果,得出一些有益结论。通过对金厂岭澜沧江大桥的地震反应分析,期望能为连续刚构桥梁的抗震设计提供参考。

关键词： 高墩大跨梁桥   非线性分析   有限元法  

摘要： 结合工程实例,采用有限元软件MIDAS/Civil建模并计算,分析了大跨高墩连续刚构桥的结构受力特性。

关键词： 高速公路路基   邵怀高速公路   公路工程   沥青路面结构   沥青混合料   连拱隧道   高墩大跨连续刚构桥   高速公路软土地基   高填路堤   加筋土路基   压实质量   水泥混凝土路面   体外预应力   山区公路   预应力混凝土   目次