独柱墩桥梁抗倾覆分析与加固研究

为减小因车辆偏载、温度作用等可变作用对独柱墩桥梁产生的倾覆破坏，在总结先前学者和专家对独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固研究的基础上，以支座反力法和稳定系数法为理论依据，采用Midas/Civil有限元软件对加固后的独柱墩现浇连续箱梁桥进行倾覆稳定性分析。结果表明：两种加固方法都可以提高桥梁的横向抗倾覆性能，采用增设盖梁和支座与采用增设抗拔约束装置加固方法相比，独柱墩支座受压承载力明显减小，稳定系数大幅度提高，独柱墩被加固后的3支座体系可改善桥梁结构受力状态，增设盖梁和支座加固法对独柱墩桥梁抗倾覆安全性优于增设抗拔约束装置加固法。     

曲线钢箱梁桥吊装施工稳定性分析及控制

曲线钢箱梁桥是在匝道桥中应用较为广泛的结构形式,此结构形式提高了工程项目在建设使用中的安全可靠性,但在吊装过程中,有多种因素会影响到桥梁结构的横向抗倾覆稳定性,各影响因素的影响规律、控制指标和标准尚未很好地解决。针对曲线钢箱梁桥吊装过程的稳定性,借鉴钢桥设计规范中抗倾覆稳定性计算分析方法,研究吊装过程的稳定性,提出吊装稳定系数,计算分析稳定系数与吊点位置、曲率半径、梁段长度、倾斜角度以及风荷载的相关性。结果表明：不同吊装方法对横向抗倾覆稳定性影响不同,横风对稳定系数影响较大,通过对比3种施工方案可知,纵桥向吊点间距建议取为梁段总长的2/3左右。在吊装过程中,尽量保持各吊点钢丝绳工作的同步性,避免节段发生倾斜;在超过六级风时,建议停止施工。     

一种改进的水泥土支护结构抗倾覆验算方法

对传统的水泥土支护结构抗倾覆稳定系数的计算方法进行了分析，指出其存在的缺陷，并从结构设计角度出发，按照极限状态的原理推导出一种改进的水泥土支护结构抗倾覆稳定系数的计算方法。克服了传统方法抗倾覆稳定安全系数会随着结构入土深度的增大反而减小的缺陷，因而能很好地反映水泥土支护结构抗倾覆的机理。     

公路挡土墙抗倾覆稳定性设计方法

通过力学分析,提出挡土墙倾覆破坏模式,给出挡土墙倾覆稳定系数新定义,导出挡土墙抗倾覆稳定系数计算公式,建立挡土墙抗倾覆稳定性设计新方法.研究结果表明,抗倾覆稳定系数与地基极限承载力有确定关系,随地基极限承载力的增大而增大.与现行规范法对比,采用新方法计算的抗倾覆稳定系数小于采用规范法所得计算值,采用规范法得出的抗倾覆稳定性设计达不到期望的安全值,这是导致大多数挡土墙破坏的主要原因.建议在工程实践中采用新方法对挡土墙的抗倾覆稳定性设计进行复核,并在必要时进行调整.     

曲线连续箱梁桥的偏心距及其对支座反力的影响

讨论圆弧曲线箱梁桥的偏心距及其对支座反力的影响.结果表明:内支座采用单支座布置的曲线连续箱梁桥可以通过改变支座的偏心距来调整支座的反力差.不同的支座布置形式合适的偏心距不同,并随着圆心角的增大而增大,边跨端部布置固定支座时偏心距较大,中间内支座采用墩梁固结时偏心距较小.     

曲率半径对曲线梁桥支座受力性能的影响研究

为了满足我国交通事业的蓬勃发展,曲线梁桥由于其经济、美观的特点在城市道路桥梁建设中也得到了较多的应用.但是曲线梁桥由于自身弯扭耦合的受力特性,在应用中出现较多的问题,如支座脱空、梁体向外偏移等典型问题.借鉴已有的曲线梁桥的计算理论,通过有限元软件MIDAS Civil模拟不同曲率半径的梁桥的支座的受力情况,得到弯桥曲率半径对桥梁结构力学性能的影响及支座反力的变化规律,为以后的桥梁支座设计、更换提供理论参考.     

简支转连续梁桥单(双)支座脱空受力分析

针对先简支后连续梁桥经常出现的支座脱空现象,利用大型桥梁专用有限元软件分别模拟单支座和双支座两种支承形式下不同支座脱空位置,分析支座脱空后桥梁支座反力的变化规律及支座脱空对桥梁内力的影响。研究结果表明,边支座脱空较中支座脱空对相邻支座影响大;在恒载作用下支座脱空导致相邻主梁墩顶负弯矩增大,在活载作用下主梁内力变化较小。     

电磁拉压支座在独柱墩桥梁抗倾覆中的应用研究

独柱墩桥梁通常用于城市匝道弯梁桥中,本文通过独柱墩弯梁桥的受力分析及支座布置,研究了一种新型的电磁拉压支座,其通过在弯梁桥内侧提供拉力进而提供抗倾覆的力矩,实现独柱墩桥梁的抗倾覆。     

青藏线上集装箱平车在强横风下的稳定性

采用数值模拟计算的方法,对青藏线上10 m高桥梁上集装箱本身和集装箱车整车在强横风下的气动性能进行研究,得到气动力系数与侧滑角之间的关系:在此基础上,根据静力矩平衡原理建立车辆在轨道上倾覆及集装箱在车体上倾覆的数学模型,得到车辆和集装箱在直线和曲线上运行时车速和临界倾覆风速的关系.研究结果表明:桥梁卜集装箱车整车和集装箱自身的横向力系数以及倾覆力矩系数均随着侧滑角的增大而增大;当侧滑角为75°时达到最大值,之后稍微降低;在低速时,车辆向曲线内侧倾覆的临界风速较低;在高速时,车辆向曲线外侧倾覆的临界风速较低;总体上,集装箱整车和集装箱自身的临界倾覆风速均随着车速的提高而降低,但集装箱在车体上倾覆的临界风速小于车辆整体在轨道上倾覆的临界风速,车辆的限速应当是以集装箱在车体上的倾覆为标准;对于集装箱车整车,当车速分别为0,40,60,80和100 km/h时,整车的临界倾覆风速分别为23.1,20.6,18.5,16.3和14.7 m/s.     

曲线钢箱梁桥步履式顶推施工横向倾覆稳定性影响因素的分析

曲线钢箱梁桥在步履式顶推过程中的横向倾覆稳定性控制至关重要。采用有限元方法及计算对可能影响到倾覆稳定性的因素,包括轴线偏移、支点脱空、支点纵横向间距、风荷载进行系统的分析。结果表明:中轴线偏移、支点的纵横向间距对结构的横向倾覆稳定性影响较大;在顶推过程中应严格控制中轴线偏移量,尽量增大支点的横向间距,合理控制支点的纵向间距;支点的脱空可能导致结构发生横向倾覆失稳,特别是外弧侧和边支点截面的脱空影响更大;在顶推过程中应严格控制各支点顶推力,使支点均衡受力,共同工作;当风荷载较小时,其对结构的倾覆稳定性影响较小。     

青藏线棚车在强横风下的倾覆稳定性

采用缩比棚车模型风洞实验的方法研究棚车在5 m高路堤和15 m高桥梁上的气动性能,得到气动力系数与侧滑角之间的关系,在此基础上,根据静力矩平衡原理建立棚车整车在轨道上倾覆及车体在转向架上倾覆的数学模型,得到车辆在直线和曲线上运行时车辆运行车速和临界倾覆风速关系.研究结果表明:路堤或桥梁上棚车的气动力系数均随着侧滑角的增大而增大,在桥梁上侧滑角为75°时达到最大值,之后稍微降低;车体在转向架上倾覆时的临界风速小于车辆整车在轨道上倾覆的临界风速,车辆的安全速度限值应当以车体在转向架上倾覆为基础进行研究;车辆在曲线上静止时,其在路堤和桥梁上的临界倾覆风速分别为37.0和39.5 m/s,当车速为100km/h时,其临界倾覆风接近30 m/s;若车辆在直线上静止时,其在路堤和桥梁上的临界倾覆风速分别为45.0和49.0 m/s,当车速为120 km/h时,在路堤或桥梁上棚车的临界倾覆风速接近33 m/s.     

独柱墩桥梁上部结构抗倾覆稳定性分析

独柱墩桥梁有施工方便、结构轻巧、占地量小的优点,也有抗扭能力弱、偏心荷载作用下倾覆问题突出的缺点,以某曲线独柱墩梁桥为依托工程,提出了4类独柱墩桥梁破坏形式;将车道荷载、车辆荷载、车队行车荷载和车队停车荷载做为4个加载工况,以有限元模拟软件为工具,求解了结构自重及二期恒载作用下以及最不利荷载作用下的桥墩各支座反力,得出桥梁上部结构在荷载作用下发生扭转变形,支座所受的力在次边墩最大;计算了依托工程在四种工况下的箱梁抗倾覆稳定系数,为今后独柱墩桥梁的抗倾覆稳定性验算提供参考。     

墙背土压力非线性分布对抗倾覆稳定性的影响

现行<公路路基设计规范>对挡土墙抗倾覆稳定性的设计是假定土压力分布为线性分布下进行的,没有考虑墙背实际土压力的非线性分布较假定的线性分布合力作用点高度有所提高的影响.按现行规范计算出的抗倾覆稳定性系数大于实际值,挡土墙抗倾覆稳定性设计达不到期望的安全储备.通过力学分析,导出了土压力非线性分布下合力作用点高度的计算式和抗倾覆稳定系数的计算式,建立了挡土墙抗倾覆稳定性设计的新方法.在与现行规范法对比的基础上,建议在工程实践中采用新方法对挡土墙的抗倾覆稳定性设计进行复核,并在必要时进行调整.     

基于摩擦摆球型支座的多跨曲线连续梁桥抗震性能（英文）

为了探讨多跨曲线连续梁桥的抗震性能和减隔震方法,对基于摩擦摆球型支座的多跨曲线连续梁桥构建了有限元模型,并进行了动力特性和非线性时程分析.结果表明,桥梁模型的纵向刚度弱于横向刚度,且第1阶振型对桥墩纵向地震反应贡献较大,振型参与系数为29.8%,第6阶振型对桥墩横向地震反应贡献较大,振型参与系数为20%;在E1地震作用下,设置的摩擦摆球型支座能够使桥梁保持弹性工作状态,且支座变形和伸缩缝宽度满足要求;在E2地震作用下,部分桥墩的截面最大弯矩需求大于截面的抗弯承载能力,而进一步的桥墩强度验算发现,结果均满足抗震需求.     

跨坐式单轨车辆的临界侧滚角 任利惠， 季元进

跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力显著地受到稳定轮和导向轮与轨道接触状态的影响.当转向架一侧的稳定轮离开轨道梁侧面时,跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力将大大降低.建立了跨坐式单轨车辆的侧倾方程,推导了跨坐式单轨车辆柔性系数的计算公式,分析了稳定轮和导向轮与轨道接触状态对浮心高度和柔性系数的影响.提出使用车体临界侧滚角来衡量跨坐式单轨车辆抗倾覆能力的变化.推导了跨坐式单轨车辆的临界侧滚角的计算公式,并使用UM软件动力学仿真验证了上述公式的准确性.依据临界侧滚角讨论了稳定轮预压力合理的设置数值.当稳定轮预压力已设定时,在保证车辆具有良好的抗倾覆能力前提下,应对曲线通过设定最高限速和最低限速.     

摩擦摆支座参数变化对简支桥梁隔震效果研究江夏

以某简支梁桥为实际工程背景,以摩擦摆支座的滑动曲面半径及滑动摩擦系数为主要参数。系统研究了摩擦摆隔震支座的两个主要参数的变化对隔震简支桥梁的隔震效果的影响,摩擦系数越大,高速铁路桥梁的隔震效果越好,摩擦摆滑动曲面半径的大小对高速铁路桥梁的隔震效果影响不大。     

独柱墩匝道桥抗倾覆研究

汲取独柱式桥梁倾覆事故的教训,结合现行的公路桥涵规范在抗倾覆性能方面的规定与要求,考虑超载车、重车对独柱墩桥梁的影响,本文拟定三种工况汽车荷载的组合作用,通过施加最大偏心荷载,计算独柱墩匝道桥在正常使用状态下的抗倾覆能力,对该桥梁在三种荷载工况下的抗倾覆性能进行验证,并对三种荷载工况下的结果进行横向比较,得出了一定的分析结果,为以后的桥梁加固与设计提供可靠、详实的资料,对桥梁的安全运营提供有力保障。     

非饱和土基坑刚性挡墙抗倾覆设计与参数分析

针对非饱和土基坑刚性挡墙提出其抗倾覆计算的基本假定,推导基质吸力均匀分布和线性减小2种情况下满足不同抗倾覆稳定系数的埋置深度方程,并对新定义的抗倾覆埋置系数进行参数影响特性分析。研究结果表明:基质吸力及其分布、吸力角和有效抗剪强度参数对抗倾覆埋置系数的影响显著,抗倾覆埋置系数随基质吸力、吸力角和有效抗剪强度参数的增加不断减小甚至为零;忽略基质吸力的饱和土基坑挡墙抗倾覆设计过于保守,线性分布时基质吸力的影响不如均匀分布时显著,应合理假定基质吸力分布并采取工程措施确保其稳定存在。     

抗剪栓钉对隔震桥梁地震响应的影响

目的研究抗剪栓钉对城市轨道交通隔震桥梁纵向地震响应的影响,分析考虑栓钉的摩擦摆支座组合刚度.方法以某在建城市轨道交通矮墩连续梁桥为研究对象,基于非线性时程分析方法,对比了不同工况下桥梁结构关键部位的地震响应,并分析了不同栓钉抗力对桥梁地震响应的影响.结果曲线、制动墩墩底纵向弯矩时程曲线及梁端纵向最大位移有较大影响;当栓钉剪断时,栓钉抗力对制动墩支座纵向最大位移几乎没有影响,制动墩墩顶纵向最大位移、制动墩墩底纵向最大弯矩随着栓钉抗力的增大而增大,抗剪栓钉的极限抗剪能力宜控制在竖向荷载的6%以内.结论对于城市轨道交通矮墩连续梁桥,进行摩擦摆支座减隔震设计时,要充分考虑抗剪栓钉抗力的影响.     

跨坐式单轨车辆的临界侧滚角

跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力显著地受到稳定轮和导向轮与轨道接触状态的影响.当转向架一侧的稳定轮离开轨道梁侧面时,跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力将大大降低.建立了跨坐式单轨车辆的侧倾方程,推导了跨坐式单轨车辆柔性系数的计算公式,分析了稳定轮和导向轮与轨道接触状态对浮心高度和柔性系数的影响.提出使用车体临界侧滚角来衡量跨坐式单轨车辆抗倾覆能力的变化.推导了跨坐式单轨车辆的临界侧滚角的计算公式,并使用UM软件动力学仿真验证了上述公式的准确性.依据临界侧滚角讨论了稳定轮预压力合理的设置数值.当稳定轮预压力已设定时,在保证车辆具有良好的抗倾覆能力前提下,应对曲线通过设定最高限速和最低限速.