服役桥梁整体顶升施工安全性仿真

整体顶升是服役桥梁改造工程领域的新兴技术.为确保桥梁整体顶升施工的安全性,以上海浦东大桥东引桥段为例,建立桥梁顶升过程仿真分析模型,对施工过程进行数值模拟.通过6种不利顶升工况,对桥梁的上部结构进行应力分析,结果表明,不均匀顶升使墩顶盖梁处与主梁横向联系产生较大附加应力,工况5是最不利情况,基本接近极限应力.数值模拟验证了顶升工程的安全性,并给出施工建议.     

薄壁墩桥梁临时支护体系的施工监测及安全性分析——以高增大桥为例

为保障桥梁施工过程中的安全性和稳定性,需要对桥梁及其临时支护体系进行施工监测。桥梁合龙阶段涉及体系转换,需着重考虑悬臂施工过程中不平衡荷载对桥梁的影响。依托广州复建高增大桥,对薄壁墩桥梁施工过程中的临时支护体系进行监测,并建立薄壁墩桥梁的MIDAS模型,对连续梁悬臂施工过程进行了仿真分析,结合理论和仿真对薄壁墩施工过程进行安全性分析。结果表明,即使在最危险工况下,薄壁墩所承受的应力也在安全范围内,临时支护体系的施工监测保证了桥梁施工全过程的安全。     

连续梁桥悬臂拼装墩顶临时锚固设计与验算

文章以台州湾跨海大桥非通航孔桥连续梁为背景,结合桥梁跨径、桥梁上部结构形式确定其锚固方式,介绍了悬臂拼装连续梁现场临时锚固的具体施工工艺,并考虑施工过程中产生的最大不平衡弯矩对墩顶临时锚固进行设计,验算了钢绞线抗拔承载力和锚固垫块抗压承载力,验算结果满足要求,为今后类似工程提供了借鉴和参考.     

V形墩连续刚构施工中应力监测分析

介绍某V形墩连续刚构桥施工过程中的应力监测方法,通过对实际桥梁进行有限元模拟,经过计算寻找桥梁的应力不利点,制定相应的监测方案。通过理论数据与实际测试数据的对比,评定该桥施工及受力状况。为V形墩连续刚构桥桥梁施工过程中应力监测积累了经验数据。     

大跨度悬索桥落梁法成桥施工技术

大跨度悬索桥的落梁法成桥施工具有施工周期短,施工机具占用少,施工费用低等特点,特别适用于大跨度自锚式悬索桥桥的施工。结合某大桥的施工,对落梁法的施工技术控制要点进行了研究;运用数值方法拟合出了钢箱梁的顶升曲线,从而确定中跨的4个临时墩顶升量值,利用数值方法对加劲粱顶升和落下的施工全过程进行模拟,以各临时墩的起顶安全性、钢箱梁的应力及变形安全性作为控制指标,确定了分级顶升的次数和每次的起顶量等施工的控制性数据。根据这些具体施工控制数据圆满完成了大桥的落梁成桥施工。     

特大跨钢桁梁桥半悬臂半简支状态应力监控

特大跨钢桁架桥梁顶推法施工过程中会不可避免的出现桥梁半悬臂半简支状态,该情况常常是桥梁顶推施工中最不利应力状态。文章主要通过某钢桁架桥顶推施工监控过程中的有限元计算结果及测量数据,进行桥梁半悬臂半简支状态受力分析。分析结果显示,桥梁半悬臂半简支状态的前端挠度与墩顶反力呈线性关系。利用此关系和预测的主桁梁前端挠度值分析桥梁顶推施工过程中危险工况的杆件应力,其计算结果与应力实测值相吻合,从而为桥梁安全施工提供了理论依据。     

箱梁吊装临时墩施工技术

本文结合北京市蒲黄榆快速路立交工程箱梁分段吊装过程中临时墩排架的搭设施工,阐述了本工程中临时墩排架搭设存在的钢曲线型箱梁对临时墩排架的受力影响较大,两侧临时墩排架同时承受钢箱梁重力及水平力在落梁的瞬间受到冲击力易失稳,排架所处位置地基承载力不足易造成不均匀沉降从而影响临时墩的稳定性和高程,临时墩排架上层工字钢的吊装和拆卸难度大,由于场地受限,临时墩搭设完毕后无法进行预压等施工难点及对难点解决对策的分析,提出临时墩排架搭设的具体做法,根据临时墩排架的受力计算确定搭设方案及拆除步骤,指出临时墩施工在保证安全方面应采取的具体措施及注意事项,对于上跨既有铁路线及下方有构筑物的桥梁吊装施工临时墩排架搭设有一定的借鉴作用。     

钢箱桁架拱桥V型墩受力分析与优化设计

桥梁V墩结构形式特殊且受力情况复杂，是桥梁建设中的重要部位，为研究其力学性能，以某钢箱桁架拱桥为背景，首先通过Midas全桥模型求解出最不利荷载工况下V构的边界条件，分析了ABAQUS局部模型的受力情况，随后以V构失高与墩座高度比、内外肢腿倾角比为参数，揭示了参数变化时V墩最大应力变化规律，最后结合分析所得，对V构进行优化设计。研究表明：在承载能力极限状态下，墩座底部和外侧肢腿下缘产生了较大的拉应力；随着两种参数的增大，肢腿与墩座最大主拉应力呈现相反的变化趋势，而最大主压应力均趋于降低，这主要是由于力臂长度、桥墩整体柔度改变对主应力产生影响；结合参数分析所得，以主拉应力减小为优化目标，采用合适的结构布置形式后，主要受拉部位主拉应力明显减小，且小于允许值，安全储备得到提高。     

黄土沟谷地区格构式高墩偏位及受力性能分析

黄土沟谷地区格构式高墩在施工以及使用过程中,由于受到不同因素的影响,其墩身可能会产生一定的偏位。为研究其偏位对墩身受力以及损伤性能的影响,本文以河沟大桥4#高墩为研究对象,利用有限元软件Midas Civil和ABAQUS研究分析了高墩在最不利荷载状态下墩顶的最大偏位值以及偏位后的墩身的受力性能和损伤性能。研究结果表明：最不利荷载作用下墩顶最大偏位为35 cm;当墩顶偏位最大时,墩顶水平推力小于混凝土破坏时的水平推力临界值,此时,墩身受压侧混凝土压应力之比与墩体受拉侧钢筋拉应力之比均小于规范允许上限值,墩身混凝土未发生完全破坏;在墩顶最大偏位位移下,墩身受拉损伤因子相比墩身受压损伤因子较大,墩身受拉损伤比较严重。可见黄土沟谷地区格构式高墩施工应控制墩顶偏位,降低对墩体承载力的消弱。     

曲线连续梁桥梁体顶升及顶推复位关键技术研究

目的提出一种四跨曲线连续梁桥在支座损坏或梁体径向爬移后顶升及顶推修复方法,为类似曲线桥梁的修复提供技术支持.方法以陕西孤山川大桥为例,采用Midas Civil建立三维梁单元有限元模型,探讨曲率半径及不同顶升/顶推方案对曲线梁桥应力分布的影响.结果对竖向顶升施工,梁体应力增量对曲率半径的变化不敏感;当中间墩与相邻两墩顶升量之比为10∶7时,梁体应力增量最小.对于水平顶推方案,沿垂直于弦方向进行顶推产生的应力增量远小于沿径向顶推方案,但当曲率半径R200 m时,沿径向顶推方案产生的应力增量会陡然降低,此时其也可作为备选方案.结论基于分析结果提出了一种同类曲线连续梁桥梁体顶升/顶推最优处理方案,并将研究成果成功用于孤山川桥的纠偏施工中,陕西孤山川大桥的修复实测梁体应力结果有效地验证了本方案的正确性.     

单节段装配式桥墩抗震性能试验研究

与传统整体现浇桥墩相比,装配式桥墩具有工期短、环境影响小、施工质量高等优点.装配式钢筋混凝土桥墩的抗震性能是其设计时需要考虑的关键问题之一.试验设计了一组现浇式及两组装配式桥墩试件,采用拟静力试验方法从破坏形式、水平承载力、位移延性与累积耗能等方面研究其抗震性能.试验结果表明:与整体现浇式桥墩相比,装配式桥墩的水平承载力与前者接近,位移延性与累积耗能能力稍差,残余位移偏大;钢套筒连接装配式桥墩的位移延性与累积耗能能力优于金属波纹管连接装配式桥墩.     

PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数优化分析

针对PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数的优化,选取主要设计参数墩高、壁厚、双肢间距及跨径为研究对象。利用数值分析方法,应用桥梁专用有限元软件得到双薄壁墩两肢的内力和应力,基于主墩混凝土材料力学性能,根据应力安全系数确定最优结构参数,并依据既有实桥资料和计算数据,利用多元线性回归方法,拟合得到PC连续刚构桥双薄壁墩设计参数优化的计算公式,所得回归公式可应用于双薄壁墩结构参数优化。     

V形墩连续刚构桥静动力行为及地震响应分析

以新洋港V墩连续刚构桥为工程背景,采用结构分析软件Midas／civil2010建立空间有限元模型,进行施工全过程仿真分析,计算主桥各个施工阶段和运营阶段不利荷载组合下的内力、应力和变形情况;同时,进行动力特性分析,并分别用反应谱法和一致时程激励法计算主桥在El地震作用下的内力和位移响应．计算表明,施工及运营阶段主桥受力合理,满足规范要求;地震作用下的位移响应较小,考虑竖向地震作用对V墩轴力和主跨跨中内力影响较大,计算结果可为抗震设计提供依据．     

滑动支座摩擦效应对连续梁桥地震响应影响

以1座跨度为(55+4×90+55)m的预应力混凝土变截面连续梁桥为研究对象,采用ANSYS软件建立桥梁动力分析模型.选取3条人工地震波作为地震动输入,基于动力非线性分析方法,考虑摩擦效应,分析盆式橡胶支座连续梁桥非固定墩的地震响应和支座的滞回性能,并与未考虑摩擦效应的地震响应进行比较.结果表明:非固定墩处的盆式橡胶支座在地震作用下形成了规则、饱满的滞回曲线,形状近似为矩形;相对未考虑盆式橡胶支座摩擦效应的模型,考虑支座滑动后,固定墩墩底顺桥向弯矩、剪力分别降低了25.91%、27.41%,固定墩墩顶顺桥向位移和非固定墩墩梁相对位移分别降低了26.15%、25.59%;对于多跨长联连续梁桥,滑动支座数量多且反力大,若不考虑滑动支座的摩擦耗能,桥梁结构地震响应结果偏大,抗震设计偏于保守.     

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。     

公路梁桥高阻尼橡胶支座优化配置研究

减隔震设计是较为有效的抗震措施,高阻尼橡胶支座(HDR)亦因其较好的减隔震效果在公路梁桥中广泛应用。采用非线性时程分析法对软弱场地中配置不同减隔震支座的梁式桥进行地震响应分析,研究发现高阻尼橡胶支座的减隔震效果优于相同支承能力的板式橡胶支座。然而,无论是滑动式板式支座还是滑动式高阻尼橡胶支座均会导致相应桥墩处的支座位移过大,且各项地震响应与其他各墩差异较大,荷载在各墩间分配不均。通过改变边墩处高阻尼橡胶支座的刚度及类型,分析对比了支座的各项参数对桥梁结构地震响应的影响规律。研究发现全桥采用刚度相近的高阻尼橡胶支座时能够达到全桥各墩抗震性能的均衡、减小地震作用对桥梁结构及支座的破坏。     

基于集中铰-纤维模型的小半径曲线桥地震反应

在地震作用下,曲线桥因其几何不规则性会产生扭转作用。因此,曲线桥的桥墩就会受到压-弯-剪-扭耦合受力而发生复杂的破坏形式。本文以一座匝道桥为工程背景,采用集中铰-纤维模型对曲线桥进行了有限元建模。探究了曲线桥的有限元建模方法,之后研究了不同墩高以及不同桥墩布置型式对曲线桥抗震性能的影响。研究表明：相比于纤维模型,集中铰-纤维模型更适合曲线桥桥墩的模拟。同时墩高的改变对桥墩的受力有显著的影响,等高型式下桥墩受力随墩高的变化规律与变墩高型式下并不一致。同一高度的桥墩在不同布置型式下的受力也有明显的区别。     

大跨度桥梁边墩横向减震体系的地震易损性分析

在大跨度桥梁中,边墩的竖向恒载与中墩相比往往较小,导致支座滑动摩擦力较小,因此,摩擦型耗能减震支座无法有效控制地震位移.针对以上问题,提出了滞回型钢阻尼器和滑动支座配合使用的桥梁边墩减震体系.然后,以一座大跨度钢桁架拱桥为例,建立了全桥有限元模型,以支座位移、墩底弯矩以及拱脚立柱的应力为工程需求参数,采用云图法建立概率地震需求模型,分析了该大跨度桥梁的边墩横向地震易损性.结果表明,采用滞回型钢阻尼器和滑动支座的桥梁边墩减震体系可有效降低桥梁上、下部结构各主要控制部位的横向地震易损性.     

车-桥耦合作用下曲线钢混组合梁桥支座动态行为分析

针对曲线钢混组合连续梁桥在车辆动载作用下的支座动态响应问题,分别构建考虑桥面横向超高和纵向高程变化的桥梁精细化有限元模型和基于实际重载车辆多刚体实车模型,采用基于弹性地基梁理论的Fiala轮胎模拟胎-路接触关系,从而建立车-曲线桥动力学耦合模型,探究车速、偏载与路面不平顺对支座响应的影响。研究结果表明：车辆行驶在支座附近,径向反力与竖向反力较大,车辆行驶在跨中,切向反力较大;三种支座反力的最大值均随车速提高而增大,对径向反力和切向反力影响较大,对竖向反力的影响体现在内侧的支座反力降低而外侧支座反力增大;三种支座动反力随路面不平顺增大而增大,路面不平顺激励对径向反力与竖向反力影响较大,对切向反力影响较小;行车偏载对径向、切向反力影响很小,而对支座间竖向反力的分配影响较大。     

基于有效约束集法的混合梁斜拉桥合理成桥状态确定方法

 针对混合梁斜拉桥的结构特点,提出基于有效约束集法的混合梁斜拉桥合理成桥状态优化方法.以混合梁斜拉桥主梁、桥塔的弯曲及拉压能量之和为目标函数,以钢箱梁段竖向位移、桥塔水平位移、主梁上下缘及桥塔两侧应力、斜拉索索力及其均匀性为约束条件,建立混合梁斜拉桥合理成桥状态的二次规划数学模型,采用有效约束集算法进行合理成桥状态的优化.实例优化及比较结果显示,优化所得成桥状态,主梁竖向位移-22~8 mm,桥塔塔顶水平位移为向主跨侧偏20 mm,结构整体线形平顺;钢箱梁上下缘及钢桥塔两侧应力为-84.43~16.38 MPa,混凝土主梁上下缘及混凝土桥塔两侧应力为-16.31~-0.003 MPa,结构内力及应力均与无约束最小弯曲能量法计算结果相近;斜拉索索力为2061~2457 kN,其分布比无约束最小弯曲能量法的计算结果更均匀,且边墩具有更大的压力储备,表明该方法的有效性和优越性.