考虑节点刚域影响的钢-混组合桁架梁桥行车动力响应分析

为研究节点刚域对钢-混组合桁架梁桥行车动力响应的影响规律,以某新建桥梁为例,利用自主开发的TRBF-DYNA软件开展列车-轨道-桥梁耦合系统振动响应研究.分别采用有限元方法建立考虑节点刚域的轨道-桥梁子系统整体三维模型;采用多刚体动力学方法建立31自由度车辆子系统模型,应用轮轨空间滚动接触模型模拟轮轨间可分离的接触关系.首先分析了节点刚域对桥梁自振特性的影响;继而研究了节点刚域和行驶线路对列车走行性以及桥梁整体和局部杆件动力响应的影响.结果表明:考虑节点刚域显著提高桥梁刚度;同时,桥梁的竖向振动位移峰值和加速度峰值减小30.00%~35.15%;钢腹杆内力显著提升,其中弯矩会增大90.41%~224.02%;但节点刚域对列车行车安全性指标影响较小.双线行车较单线行车引起的桥梁动力响应显著增强,其中横竖向加速度峰值将分别增大114.29%和100%;钢腹杆的应力有所增加,但并非成倍增加.建议在研究钢-混组合桁架梁桥行车动力响应时考虑节点刚域的影响.     

悬臂施工周期对PC连续梁桥成桥后徐变效应的影响分析

PC连续梁桥常采用悬臂浇注的方法施工。由于受各种因素的影响,使其节段施工的周期会存在一定差异,从而影响成桥后梁体的徐变效应。本文结合一座铁路连续梁桥的施工过程,通过有限元建模分析探讨了悬臂施工节段的施工周期对连续梁桥成桥后徐变效应的影响,得出对于连续梁施工具有参考意义的几点结论。     

基于刚性支承连续梁法的悬索桥成桥状态解析算法

为解决悬索桥合理成桥状态平衡态计算闭合问题，系统提出成桥状态的解析算法。首先，根据余能定理推导基于刚性支承连续梁成桥状态目标函数，考虑索塔压缩变形，基于悬链线理论建立缆索体系非线性方程组；然后，考虑加劲梁无应力曲率，根据加劲梁弯曲变形微分方程组，构建多节点力作用下的加劲梁位形计算非线性方程组；进而，根据成桥状态下刚性支承连续梁位形，设立加劲梁各吊点最优化控制目标函数；最后，基于吊索体系联立缆索体系与加劲梁体系的力学模型非线性方程组，实现基于刚性支承连续梁的成桥状态各构件力学参数化求解，并将推导的解析算法与有限元模型的研究结果进行对比分析。结果表明：解析算法计算结果由于计算过程的闭合条件，与有限元模型计算结果基本吻合，对于关键参数吊索力及主缆线形计算差值率控制在0.1%以内，加劲梁弯矩极值差值率约为-0.34%;推导的解析算法为精细化合理成桥状态闭合方法，可作为悬索桥合理成桥状态设计的可靠方法。     

混凝土斜拉桥施工控制的最佳成桥状态法

根据现代斜拉桥结构设计理论的悬臂施工方法的特点，提出了以最佳成桥状态作为施工控制的最终目标，以实施最佳施工阶段为技术路线，以索力调整为核心内容的斜拉桥施工控制理论，简称为最佳成桥状态法；以斜拉桥主梁标高误差最小为目标函数，以主梁内力（弯矩）为约束条件，以索力为优化变量，建立了最佳施工阶段的索力调整计算模型；推导了考虑徐变收缩效应的索力调整计算公式；用最佳成桥状态法对一实桥工程进行了施工控制全过程计     

节点刚度对管桁架拱稳定性的影响

为研究节点刚度对管桁架拱稳定性的影响,在节点弹簧单元和壳单元滞回性能一致性得到验证的基础上,采用往复荷载下的变刚度弹簧模型代替壳单元考虑节点的半刚性。弹簧模型的节点刚度方程由节点域壳单元模型在往复荷载加载作用下的骨架曲线确定。以矢跨比为0.29,跨度为50m的管桁架拱为算例,采用材料与几何非线性有限元法对节点域弹簧模型和普通模型进行稳定性分析。结果表明：“静力失稳模态”为空间管桁架拱的最不利初始缺陷形式;节点刚度对管桁架拱的承载力影响程度与考虑初始缺陷的大小、分布形式和荷载作用范围有关。     

钢桁架梁桥次应力分析

用有限元软件Midas/Civil对某简支钢桁架桥进行结构计算,探讨结构引起结构次应力的主要因索之一:节点刚性.同时根据次应力大小是否考虑其影响,并就减小钢桁架结构次应力给出一些建议措施.     

某桥斜拉索施工技术研讨

随着桥梁设计和施工技术的不断发展,斜拉桥作为一种优秀的桥型得到了广泛应用,而斜拉索的施工在斜拉桥的建造过程中占有欲足轻重的作用,直接影响到桥梁施工工期以及成桥质量。结合阿深高速开封黄河大桥斜拉索施工实例,就该桥斜拉索的特点以及斜拉索加工、安装、张拉、索力调整等一系列施工技术关键措施作较为详细地介绍,为类似斜拉桥的挂索施工提供参考经验。     

大跨斜拉桥双层桁架主梁施工状态的阻力系数

针对规范中对大跨径桁架桥的双层主梁阻力系数在取值上的局限，提出一种主梁阻力系数计算方法，以施工阶段节段模型的风洞试验结果为基础，对双层桁架主梁进行模型简化后，使用CFD计算得出其三分力系数. 采用不同迎风面特征尺寸，桁架片数以及桁架间距，分析了迎风面特征尺寸对主梁的阻力系数的影响. 讨论了桁架间距以及片数不同对主梁的阻力系数的影响趋势. 结果表明：迎风面特征高度与特征宽度对主梁阻力系数影响的变化规律并不相同，对此提出以桁架纵高比为变量的双层桁架桥梁主梁的阻力系数拟合公式；当桁架间距较小时，桁架片数对主梁阻力系数无影响，但当桁架间距与桁架高度比值达到3 时，桁架片数的变化会对主梁的阻力系数产生较大的影响.     

波形钢腹板斜拉桥主梁剪力滞效应研究

以某波形钢腹板斜拉桥为工程背景,建立实体有限元模型及杆系模型,在有限元计算分析的基础上,对主要施工阶段及成桥阶段关键截面的剪力滞进行分析。通过分析发现:主梁施工过程中剪力滞效应较明显,其中斜拉索锚固区的剪力滞系数最大,内腹板的剪力滞系数大于中腹板及外腹板的剪力滞系数;与施工过程相比,成桥阶段的剪力滞效应不太明显且底板剪力滞效应弱于顶板。针对主梁剪力滞效应的特点,应充分考虑该类主梁剪力滞效应的影响,建议在运用杆系分析程序对该类型箱梁总体设计时,应考虑设置剪力滞效应的影响,尤其是集中荷载作用位置。     

独塔混合梁斜拉桥成桥状态的影响参数分析

以广州东沙大桥独塔边跨带辅助墩的混合梁双索面斜拉桥为例,采用对比分析的方法,定量分析结构自重、临时荷载、结构刚度、混凝土收缩徐变这些因素对混合梁斜拉桥成桥状态的影响。得知主梁结构自重、施工临时荷载、混凝土收缩徐变对桥的索力、主梁挠度、主梁应力影响较大,其中临时荷载的影响尤为明显,而结构刚度的影响较小。在建桥施工过程中应对这些参数进行严格管理和控制,要准确模拟,修正在施工过程中各种影响成桥目标的参数偏差对成桥目标的影响,确保成桥后结构受力和线型满足设计要求。     

在役连续刚构桥顶升技术及应用

以某连续刚构桥顶升改造为背景,采用施工过程仿真分析方法,研究了顶升不同步性对上部结构承载力、支点反力的影响及顶升过程中原桥墩、临时墩荷载变化对承台、桩基内力的影响,并提出桥梁顶升施工方法、步骤和顶升过程的监测控制方法。研究结果表明:顶升施工过程中,下部结构最不利主拉应力仅为1.15 MPa,最大主压应力仅为4.72 MPa,临时墩最不利水平变位仅为1.57 mm,应力与变形均满足要求;但上部结构承载力不足,需采取体外预应力加固补强措施。应用结果表明,桥梁顶升施工技术工期短、造价低,不影响桥下通行,可以明显改善桥梁使用性能。     

考虑徐变的钢管混凝土拱桥结构分析

钢管混凝土拱桥的建造过程可以分为相互联系的三个阶段：拱肋施工阶段、桥面系统施工阶段和使用老化阶段。计算中要考虑它们共同对结构的影响。在使用老化阶段,拱桥在徐变会影响其变形和内部受力状态。通过使用ACI209密闭混凝土的徐变公式和逐步计算法,根据拱桥在徐变过程中的特点,利用有限元工具计算出拱桥的徐变结果。从计算结果可以看出,钢管混凝土拱桥的徐变与普通有干燥的混凝土是不同的,表现在对数时间坐标上,其徐变变形即使在几十年后也不会趋于水平。     

大跨度PC连续刚构桥合拢施工措施

连续刚构桥一般都做成超静定的结构形式,因此砼收缩、徐变和温度变化等因素都会在结构内产生附加内力,因此对结构产生不利影响.介绍了大跨度预应力混凝土连续刚构桥减少营运期砼收缩徐变的新的合拢施工措施———主跨静置4个月后合拢,并用理论计算分析了该种合拢方式与常规合拢方式之间徐变影响的不同,为连续刚构桥的徐变控制提供了科学依据.     

大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性分析

为明确大跨径中承式钢箱系杆拱桥施工阶段稳定性,以西双版纳澜沧江黎明大桥为研究对象,建立全桥空间有限元模型对该桥进行施工阶段全过程稳定性分析,研究考虑初始缺陷的几何非线性、材料非线性、风撑、临时风撑、吊杆非保向力和抗风缆索对结构施工阶段稳定的影响。结果表明:施工全过程中结构的稳定系数满足相应规范要求,考虑初始缺陷的几何非线性分析,结构的稳定系数降低7%~8%;考虑几何与材料双重非线性时,结构的稳定系数降低49.67%~52.05%,故材料非线性对结构稳定性有显著影响。增加永久风撑数量能有效提高缆索吊装最不利施工阶段及拱肋合拢后施工阶段的稳定性,布设临时风撑能显著提升结构缆索吊装最不利施工阶段的稳定性,非保向力效应对中承式钢箱系杆拱桥稳定性有较大的影响,布设抗风缆索显著提升拱肋合拢后施工阶段稳定性。由此可见,施工阶段稳定性的影响因素较多,本研究可为同类型桥梁的施工与设计提供参考。     

软弱地层深大基坑富水特性及组合支护控制

为研究深大基坑地层富水特性以及组合支护方案下基坑控制效果,以在建连云港—镇江高速铁路线淮安东站站前广场基坑为工程背景,开展含水层抽水试验,明确地层富水特性以及水力联系,为基坑施工提供依据;设计地连墙、TRD两种支护以及分层开挖方案,并开展了基坑控制效果现场监测分析。结果表明：(1)影响含水层渗透性因素较多,应采用多种方法比对分析,获取较为合理的水文参数;本工程含水层潜水静水位标高+6.60～+6.80m,第Ⅰ承压含水层静水位标高+3.73m~+3.75m,潜水和承压水之间有较厚的弱透水隔水层,两者之间没有明显的水力联系。(2)地连墙和TRD连接处深层水平位移最大,需要加强重点防控;地连墙侧位移分布近似均匀,TRD墙侧呈现上、中部大,下部小的“刀把”形,地连墙侧水平位移以及地表沉降控制效果均优于TRD墙侧。(3)桩顶和立柱隆沉具有明显的三阶段变化特征,支护方案对桩顶和立柱隆沉的影响差异较小;混凝土撑轴力和基坑外水位变化具有明显的四阶段变化特征;支护方案对第1道混凝土支撑即次支撑轴力的影响较大,最大轴力差异为18.8%;对第2道混凝土支撑即主支撑轴力的影响基本忽略,差异为0.7%。     

空间索形悬索桥吊装施工过程分析方法

以主缆与吊索的下料长度、索夹安装位置为联系,构建吊索下端力矩阵,并建立各个施工阶段临时体系相互独立的平衡方程.分别采用考虑重力的多段二力杆、分段三维悬链线来分析空间索的双向垂度特征,并提出了2种主梁吊装过程的解析解.利用数值迭代法,实现不依赖于前行施工阶段,独立求解任一工况的物理状态.算例分析表明,该方法对施工状态的实时变动能迅速作出响应,适合施工过程的实时监控与技术决策分析.     

钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥施工阶段受力性能研究

钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥是主梁为钢-砼组合结构、由V形墩连续刚构桥和连续梁组合形成的新型桥梁结构体系。它既有组合连续梁的结构特点与受力特征,又有V腿刚构桥的结构特点与受力特征。但是这种新桥梁结构体系的研究还相对减少。钢-混组合连续梁桥-V腿连续刚构桥的受力性能与施工过程密切有关。本文围绕国内首座钢-混组合连续梁-V腿连续刚构桥,以弹性理论为基础,结合结构特点和施工工艺,建立了考虑施工过程的全桥有限元分析模型,对分析研究了大桥各个主要施工阶段主梁的受力性能,并模拟与分析了该桥的顶推施工过程,分析了施工工艺对全桥纵向桥面板以及钢梁受力的影响。     

桥面板徐变对曲线组合梁桥剪力钉受力性能的影响

钢-混组合梁桥中桥面板与钢主梁通过剪力键连接,混凝土板徐变效应会对剪力键内力产生影响。为探究这种影响,本文以某座钢-混组合曲线梁桥为背景,使用ANSYS建立精细化实体有限元模型,按金属蠕变原理模拟混凝土板徐变效应,在考虑施工阶段的基础上研究混凝土板徐变效应下剪力钉的力学行为。研究表明：钢纵梁处剪力钉横桥向徐变内力约为顺桥向2.0倍,但徐变内力变化趋势均相同即每跨跨中向两侧支点逐渐递增,徐变内力极值均出现在支点湿接缝附近剪力钉上。钢横梁剪力钉横桥向、顺桥向内徐变内力均由横截面中线向两侧逐渐增加,但受“弯扭耦合”影响,横梁内、外侧剪力钉徐变内力相反。徐变影响下全桥剪力钉顺桥向徐变滑移分布较横桥向更加均匀,绝大多数剪力钉顺桥向徐变滑移量仅为横桥向的30%~50%。混凝土板徐变效应对剪力钉内力影响随时间的增加而减弱,内力影响最大是成桥初期3个月;增加混凝土板预制龄期可显著降低成桥时剪力钉的徐变内力,推荐采用龄期为180d的桥面板,并计入10年徐变效应可满足工程要求。     

自重和索力偏差对混凝土斜拉桥施工受力状态的影响

采用分段浇筑施工的混凝土斜拉桥的施工状态受到诸多不确定性因素的影响,仅根据现有规范按照确定性方法来计算其承载力及使用性能是不安全的.为了研究混凝土斜拉桥在施工阶段不确定性因素影响下的受力状态,将混凝土自重和施工张拉索力作为变量,采用拉丁超方抽样法对一座混凝土斜拉桥进行了分析.分别研究了在上述两类变量单独和组合作用下桥梁的状态,统计了在给定分布的变量作用下的截面边缘应力的分布规律,分析了不同的索力张拉误差对桥梁应力状态的影响,最后给出了指定截面边缘正应力施工阶段可靠度随索力张拉误差的变化规律.分析得到:自重偏差和索力张拉误差对结构施工状态有很大影响,而且影响的部位不相同;施工阶段应尽量降低索力张拉误差,以减小应力的变异;在前期设计时很有必要进行不确定性分析,以了解结构可能出现的状况,避免发生施工事故.