高墩大跨径连续刚构弯桥全过程非线性稳定分析

基于非线性稳定理论,利用有限元法,对高墩大跨径连续刚构弯桥在悬臂施工和营运全过程中进行了特征值屈曲分析和考虑材料非线性大变形的稳定分析;对不同曲线圆心角、墩身长细比及考虑温度变化引起侧移的情况进行非线性稳定分析,归纳出高墩大跨径弯桥在施工和营运阶段的稳定荷载系数与弯桥圆心角、墩身长细比和温度变化的关系.结果表明:悬臂施工阶段是高墩大跨径弯桥施工和营运全过程稳定性的控制阶段,弯桥在施工阶段的非线性稳定荷载系数为成桥状态的63%;其非线性稳定荷载约为特征值屈曲荷载的40%;营运阶段墩身长细比的影响更为突出;温度变化对桥梁稳定性影响甚微.     

薄壁特高墩预应力混凝土连续刚构桥的空间稳定性

以欧拉弹性理论为基础,利用空间有限元法对薄壁特高墩预应力混凝土连续刚构桥的空间稳定性进行了计算分析。以洛河特大桥为例,当墩高大于100m时,最大双悬臂状态的结构稳定性安全储备较低,其余工况均有足够的稳定性。计算结果表明,结构的计算模型及几何特征对其稳定性的影响较大,且应对薄壁高墩刚构桥的T构施工过程进行严密监控。所提出的结构稳定性研究方法及分析结果为该类桥的设计提供了可靠依据。     

高墩-群桩体系临界荷载计算

考虑桩-土相互作用对上部高桥墩稳定性的影响,基于力效相等原则,通过力法原理,将群桩基础进行等代以模拟桩土作用,导出了单肢高墩-群桩体系在竖向荷载作用下的屈曲临界荷载计算公式.通过工程实例验证了本文方法的可行性,分析了桥墩刚度和高度对体系稳定性的影响.结果表明:桥墩的刚度和高度是影响体系屈曲性能的两个重要因素,但当墩高及其刚度值超过某一界值,体系的临界荷载趋于一定值,即结构的屈曲破坏不是一个材料破坏的问题,而是体系存在一最优墩桩刚度比和长度比,使得墩-桩-土三者共同工作最协调.     

高墩大跨刚构桥桥墩的稳定性与承载能力研究

以张家界太极溪特大桥为研究对象,同时使用ANSYS与ABAQUS两种有限元软件进行计算分析,首先,采用线弹性稳定分析方法对大跨预应力混凝土连续刚构桥各施工阶段双肢薄壁墩的稳定性和失稳模态进行计算;随后,使用非线性仿真分析方法对该桥各施工阶段进行计入初始几何缺陷的非线性分析.通过分析可知:在相同的荷载工况作用下,各施工阶段的极限承载力均小于成桥阶段的极限承载能力;裸墩状态与0号块施工阶段该桥桥墩的纵向稳定性较小,结构在几何缺陷与材料塑性的影响下,承担荷载能力明显减弱.利用ANSYS与ABAQUS两种软件计算所得结论极为相近,通过其结果的相互验证,可以在一定程度上确定本次计算分析所建模型与分析方法的正确性,可为今后该类桥桥墩的施工、设计与研究提供参考.     

双薄壁高墩曲线多跨连续刚构桥自振特性分析

为确定双薄壁高墩曲线多跨连续刚构桥的自振特性,以某双薄壁高墩曲线五跨连续刚构桥为实例,应用ANSYS有限元软件中的Solid 65实体单元和Beam 188梁单元建立该桥空间有限元计算模型,同时利用Midas/Civil建立大桥空间梁单元有限元模型,探讨不同软件、不同单元类型以及预应力张拉对双薄壁高墩曲线多跨连续刚构桥自振频率的影响,分析曲线桥梁结构的平曲线半径对双薄壁高墩曲线连续刚构桥的自振特性的影响,最后按照桥墩等线刚度的原则分析墩高对双薄壁高墩曲线连续刚构桥的自振特性的影响.计算结果表明:曲线连续刚构桥第1阶振动模态一般为纵飘;曲线桥梁结构动力特性及其力学行为的分析,建议选用可考虑翘曲的Beam 188梁单元模型;对于高等级公路中的曲线半径较大的双薄壁高墩曲线连续刚构桥,曲率半径对桥梁的自振特性影响很小;在保持墩线刚度不变的前提下,结构的自振频率随着墩高的增大而减小,可以通过优化墩的纵桥向厚度或双薄壁墩间距改善结构的整体刚度.     

基于结构可靠度的高墩施工期稳定性分析

由于桥墩在施工过程中承受的荷载与成桥使用期荷载不同,在考虑风荷载、偏心荷载等不利影响下建立了高墩施工期稳定性功能函数,并以实际算例计算得到高墩的可靠指标．通过参数的敏感性分析表明,高墩施工期稳定性可靠度影响比较大的参数为混凝土轴压强度的不定性及计算模式的不定性;偏心荷裁对高墩的影响不显著,但墩高对可靠指标有较大影响,随着墩高的增大,可靠指标有明显的降低．     

高速铁路特大桥桥墩施工关键技术研究

本文基于笔者多年从事高速铁路土建工程施工的工作经验,以某特大桥桥墩施工为研究对象,结合某高速铁路特大桥3#墩31.5米、7#墩3 9 m薄壁高墩的施工,研究探讨了空心薄壁高墩施工方案选定、模板设计、混凝土的施工、高墩控制测量、混凝土外观质量控制措施,全文是笔者基于工程背景实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

桥墩形式对曲线形连续刚构桥地震响应的影响

以西牛大桥为工程背景,将主墩分别设计为单柱式薄壁墩、双柱式薄壁墩和组合式墩柱3种形式,运用 Midas/Civil 软件对高墩大跨曲线形连续刚构桥进行三维地震动态时程分析,比较不同的桥墩形式以及曲率半径对高墩大跨曲线形连续刚构桥抗震性能的影响。分析结果表明,在主梁弯矩分配上,双肢墩和组合墩要优于单肢墩,而在主梁位移与墩顶轴力方面,组合墩也具有明显的优势;在桥墩形式不变的情况下,随着曲率半径的增大,主梁跨中弯矩和竖向位移先出现明显的减小,之后趋于平缓。     

钢管混凝土桥墩地震响应有限元分析

基于柔度法有限元分析了钢管混凝土桥墩的地震响应规律,探讨了轴压比、长细比、含钢率、混凝土强度等参数对地震力、墩顶位移、墩顶加速度等的影响.结果显示：①随着轴压比、钢管厚度和混凝土强度的增加墩底地震力增加,随着桥墩高度的增加地震力降低;②随着轴压比、桥墩高度的增加,墩顶地震位移增大,随着钢管厚度和混凝土强度的增加地震位移降低;③随着轴压比的增加,墩顶地震加速度减小,随着桥墩高度的增加,墩顶加速度先减小后略增加,随着钢管厚度和混凝土强度的增加,墩顶地震加速度增加.相关成果可为钢管混凝土桥墩抗震设计和施工提供借鉴和指导.     

墩高对不对称高墩连续刚构桥力学特性的影响（英文）

对不同墩高下的不对称高墩连续刚构桥成桥阶段进行了力学特性研究,获得了高墩连续刚构桥在不同墩高下的主梁和桥墩的内力、位移变形特性.研究结果表明,桥墩墩高的变化对主梁内力、主梁竖向位移、墩内力、墩横向位移均产生不同程度的影响,其中对跨中主梁竖向位移和墩顶剪力的影响较大,主梁竖向位移随着墩高的增大而增大,最大位移处平均增幅14.3%,墩顶主梁剪力随着墩高的增大而减小,平均变化率37.1%.     

能量法分析高墩大跨连续刚构桥稳定性

以稳定性理论为基础,用能量法推导了线弹性情况下高墩大跨连续刚构桥的高墩自体稳定性、悬浇施工稳定性和全桥稳定性的稳定系数的理论计算公式．与软件计算结果相比,二者吻合较好．     

双薄壁墩刚构矮塔斜拉桥地震时程响应分析

为了研究双薄壁墩墩高和壁厚组合的厚高比对双薄壁墩矮塔刚构斜拉桥地震反应的影响,以甘肃天水国际陆港市政道路工程渭河五号桥（75+126+75）m连续刚构矮塔斜拉桥为研究对象,依托Midas Civil软件建立全桥空间有限元分析模型,利用非线性时程分析法,对五种不同工况组合的厚高比形式下的建模结构的地震响应进行对比。对比结果表明,墩高相比壁厚更能影响墩顶纵向弯矩,厚高比越大,对纵向弯矩的贡献值越小。各厚高比的塔身最高处索鞍横向剪力小于最低处索鞍横向剪力,工况厚高比越大,墩顶横向剪力越小。塔墩梁固结附近的横向剪力明显大于其他各关键位置的横向剪力。除主跨跨中位置处竖向外移需要注意外,梁端竖向位移突出,由于刚构斜拉桥的特殊性,在实际工程中应在此种结构的边墩处设置合适的减隔震装置或支座以减小地震响应影响。     

不同曲率下预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形分析

桥墩横向变形是曲线连续刚构桥产生径向位移和扭转变形的主要原因,为探究预应力斜墩对曲线连续刚构桥施工过程变形的影响规律,通过矩形斜墩在曲梁偏压和桥墩预应力作用下墩顶横向位移和转角计算公式的理论推导,阐释了预应力斜墩在曲线连续刚构桥悬臂施工过程中变形的主要规律;以实际工程为背景,通过不同曲率半径的曲线连续刚构桥数值模拟分析,研究了曲率半径对该类桥梁各施工荷载作用下空间变形的影响规律.结果表明:斜墩的斜腿构造和预应力对减小曲梁的径向位移和扭转变形作用明显;最大悬臂状态曲梁的径向位移和扭转变形由悬臂根部向悬臂端先增大后减小,且峰值随曲率半径的减小而向桥墩靠近;直线连续刚构桥的径向位移和扭转变形产生于桥墩的横向变形,而曲线连续刚构桥还包含了曲梁自身的径向位移和扭转变形.预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形复杂,桥梁施工控制尤其需要关注其径向变形和扭转变形.     

大跨径梁桥墩顶块空间应力数值分析及优化设计

为了优化大跨径连续梁桥和连续刚构桥墩顶块的分析方法,对墩顶块几何尺寸的确定方法、预应力的模拟方法、荷载的施加方法、边界条件的选取进行了分析,并且通过参数分析提出了有效的解决方法。在此基础上,提出了考虑普通钢筋配筋率影响的允许应力增大系数法,明确了墩顶块三维有限元计算结果的判断方法;提出了墩顶块倒角优化设计方法和一种新型的墩顶块形式。研究结果表明:墩顶块顶板、底板和腹板应力增大系数参考值为1.05,横隔板为1.10,倒角为1.55;只要墩顶块有限元模型尺寸足够大,加载方式对墩顶块关心位置计算结果的影响可以忽略;对连续梁墩顶块而言,倾斜隔板墩顶块各部分应力峰值较竖直隔板墩顶块有了很大的改善。     

铁路连续复合刚构桥墩梁刚性节点的受力分析

连续复合刚构桥墩梁刚性节点受力复杂,本文以工字型钢连续组合梁+RC桥墩的刚接接头为例,应用大型通用有限元软件MSC.Nastran进行3D-FEM分析,研究了其传力特性,重点探讨了剪力键传力机制.通过对连续复合刚构桥主梁(工字型钢主梁的组合梁)与RC桥墩刚性连接构造细节的3D-FEM分析,探讨了刚性节点的传力机制,重点是剪力键所承担的剪力分布.分析结果表明,墩梁刚性节点采用剪力键连接方式可以有效的传递内力,而且节点的施工性能得到极大改善.研究成果有利于组合刚构桥的设计和应用.     

深水区高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥弹性地震响应研究

针对深水库区高墩大跨径预应力混凝土刚构桥的结构特点,考虑桩-土相互和动水之间的耦合作用,采用等代刚度法和大型通用有限元程序ANSYS,对某预应力混凝土刚构进行了线弹性地震响应分析,分别研究了横梁设置位置对下部结构和上部结构顺桥向和横桥向的地震响应特点。研究结果表明:随水深与墩高比h/H的加大,顺桥向地震波作用下,主梁根部及各跨跨中竖向弯矩增幅较大,其余变化较小;横桥向地震波作用下,边墩墩顶以及中墩墩顶和墩底横向弯矩增幅较大,其余变化较小。     

连续刚构桥合拢工艺研究

文章较详细地介绍了连续刚构桥合拢中的几个关键问题。首先对劲性骨架进行了理论分析和构造建议,然后介绍了施加配重的原理及方法,最后介绍了千斤顶顶开的理论和计算,对连续刚构桥梁的合拢施工有一定的指导作用。     

大跨连续刚构桥稳定性分析

利用大型通用有限元程序建立了某高墩大跨连续刚构桥的空间有限元模型,计算了桥梁结构的稳定安全系数,对桥梁的失稳特征进行了分析,计算表明该桥具有足够的稳定安全性,分析结果为同类桥型的设计提供了参考依据。     

某受损桥墩受力行为仿真分析

以某因撞击受损桥墩为例,建立实体及杆系有限元仿真模型,采用静力分析及有限元建模相结合的方法对桥墩受损后的力学行为进行了分析。研究结果表明:桥墩被撞击时,最大压应力出现在撞击点,最大拉应力出现在桥墩撞击点高程的2侧圆弧面及撞击点内部;受损桥墩裂缝较大处箍筋屈服的概率大;成桥状态验算时,桥墩撞击面壁厚损伤75%工况下的应力及位移的验算结果接近或基本达到规范相应限值,而桥墩撞击面壁厚损伤100%工况下的验算结果不能满足规范相应限值要求;随着桥墩损伤程度的增加,桥墩的稳定系数逐渐降低。