大跨曲线高墩连续刚构桥自振特性研究

以栗子坪大桥为实例,研究大跨径曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的自振特性。应用Midas有限元软件分别建立直线桥、曲率半径分别为1 500 m、2 000 m和2 500 m的曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的有限元计算模型,计算得到该桥梁结构的自振频率和振型。分析计算结果可以得出结论:曲线桥与直线桥的振型特征大致一样,随着曲率半径的减小,桥梁前几阶振型中各个方向振型的耦合程度变大;大跨径曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的第1阶振型为桥墩纵向振动,桥墩纵向弯曲刚度更弱;桥梁第2阶振型为主梁横向弯曲振动,且前15阶振型中有6阶是主梁和桥墩的横向振动,主梁横向抗弯刚度相对于竖向刚度较小;随着曲率半径的减小,基频逐渐减小,曲率半径较大(如1 500 m以上)时,曲率半径的变化对大曲率半径连续刚构桥周期的影响较小。计算结果对认识大跨径曲线高墩连续刚构桥的振动特点有较大参考价值。     

大跨高墩连续刚构桥地震反应分析

随着我国交通事业的迅猛发展,大跨高墩连续刚构桥在桥梁工程领域得到了广泛应用。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。因此对大跨高墩连续刚构桥进行地震反应分析具有重要意义。     

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。     

高墩大跨连续刚构桥地震反应的行波效应研究

运用大型结构分析程序Midas/civil在地震波作用下,对某一实际高墩大跨连续刚构桥的地震反应的行波效应进行了时程分析的数值模拟,分析了高墩大跨连续桥在顺桥向地震波作用下不同的相位差的行波效应,以及行波效应对桥梁高低墩墩差产生的影响.结果表明:行波效应对高墩大跨连续桥的影响很大,桥梁高低墩墩差越大行波效应越明显,高墩大跨连续桥在抗震设计时应考虑行波效应.     

高墩大跨连续刚构桥线形控制研究

连续刚构桥的每个T构均采用悬臂浇筑混凝土的施工方法,混凝土的浇筑采用挂篮进行悬臂浇筑。桥梁施工控制即是对桥梁施工中的重要环节及过程进行监测与控制,以保证施工过程中结构处于安全状态,以及根据结构的实际状态,对利用各种测试及监测手段获取的数据进行跟踪修正计算,给出后续各施工阶段的标高及内力反馈数据,用以指导和控制施工,保证桥梁线型和内力符合设计要求。     

高墩大跨连续刚构桥线形控制关键技术研究

桥梁线形控制是施工监控的关键内容,是保证桥梁顺利合龙和成桥线形达到设计要求的技术保障。影响连续刚构桥线形的因素繁多,一旦控制不好会影响成桥后行车舒适度,甚至造成桥梁跨中下挠等严重工程事故,文章结合怒江特大桥的监控实例,综合分析了高墩大跨连续刚构桥的线形监控要点,采用有限元仿真计算与现场实时监控数据相结合的监控方法,通过调整施工立模标高,达到控制结构整体线形的目的,并对比分析监控数据的理论计算值与实测值。实践表明,在怒江特大桥施工监控过程中所采用的技术措施,不仅为大桥的成功修建起了重要作用,也为连续刚构桥施工线形控制积累一定的经验。     

大跨高墩连续刚构桥施工稳定性分析

高墩大跨径连续刚构桥因高墩自身的力学特点,其稳定问题日显突出.本文对高墩大跨连续刚构进行施工阶段的稳定安全性分析,为同类桥型设计提供了参考依据.     

高墩大跨连续刚构桥静动载试验

目的评价高墩大跨连续刚构桥在试验荷载作用下的承载能力与工作性能,为此类桥型的设计施工和运营养护提供参考.方法以云南省沾益至会泽高速公路牛栏江大桥为工程背景,荷载试验包括静载试验、动载试验,分别测试静载工况下各控制截面的应力状态和整体挠度,动载工况下桥梁的动态响应和振动模态参数.结果截面各测点的实测应力值、挠度值均小于理论计算值,桥梁的实际状况要好于理论情况.部分截面均出现了残余变形,相对残余变形小于20%.桥梁在无障碍行车工况下冲击系数在0.10～0.14;有障碍行车工况下冲击系数在0.20～0.29,说明桥面不平整时冲击效应较为明显.竖向一阶振动频率大于横向一阶振动频率,说明该桥竖向刚度强于横向刚度;同时该桥自振频率试验值均大于计算值.结论桥梁结构的整体刚度满足《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01—2015)的规定.桥梁结构承载力及变形满足公路一级设计荷载正常使用要求.     

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．     

高墩大跨连续刚构桥施工监控研究进展

我国桥梁数量位居世界首位,大跨连续刚构桥由于跨越能力强、受力合理、施工便捷的特点在复杂山区得到了广泛应用。但是由于大跨连续刚构桥悬臂浇筑施工误差会对其产生很大的影响,如何对其受力状态、变形与稳定性关键参量进行智能监控是保障施工安全的关键。文总结了高墩大跨连续刚构桥悬臂浇筑施工监测方法、关键监测量和施工控制方法的研究进展。首先,总结了高墩大跨连续刚构桥施工过程中桥墩和主梁的关键监测量;其次,回顾了桥梁施工监测中的常用接触式传感技术和新兴非接触式传感技术;然后,阐述了桥梁施工控制方法;最后展望了高墩大跨连续刚构桥施工监控的未来发展趋势。     

浅谈高墩曲线连续刚构桥设计

介绍了高墩曲线连续刚构桥的构造、计算、施工和控制等,分析了高墩曲线连续刚构桥的受力特点,并提出曲线连续刚构桥设计时应考虑和注意的一些实际问题,并提出了一些解决方法。     

系梁设置对高墩大跨弯连续刚构桥动力特性及地震响应的影响

为了研究结构参数对弯连续刚构桥动力性质的影响,以一高墩弯连续刚构桥为工程背景,基于ANSYS有限元程序,考虑桩土与结构的相互作用,建立了有限元空间分析模型,分析了系梁的道数、系梁的刚度、系梁的位置等3个因素24个不同计算工况对结构自振特性的影响,通过线弹性时程法讨论了在不同参数设置下桥梁结构的地震响应规律.计算结果表明,系梁道数及其刚度明显改变了结构的振型序列,对结构顺桥向地震响应的影响较大,而在其它条件一定时,改变系梁的位置对桥梁结构的自振特性及地震响应影响不大.从动力学上讲,应尽量减小系梁的道数及其刚度.研究结论可为桥梁初步设计提供依据,也可供同类桥梁抗震概念设计参考.     

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.     

高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制研究

当前交通建设需求量逐渐增加,连续桥梁正在向更宽、更高的方向发展,而横截面的增加会导致桥梁表面出现变形,桥梁线形不顺,降低桥梁表面质量,令合龙几乎无法进行。为此,提出一种高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制方法,将正装计算法和倒装计算法结合在一起进行结构分析。给出成桥预拱度设置过程和立模标高的确定过程。选用一种可靠度很高的水准仪对挠度进行监测。将厦沙高速云龙谷大桥作为研究对象,对其悬臂挂篮施工进行线形控制,将3#墩和4#墩大里程方向顶板数据作为测试数据。得出以下结论：所提施工线行控制方法敏感参数取值和真实值相同,混凝土浇筑后标高、张拉后标高和设计值之差均在允许范围内,起拱度有所改变。     

高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制

当前交通建设需求量逐渐增加,连续桥梁正在向更宽、更高的方向发展,而横截面的增加会导致桥梁表面出现变形,桥梁线形不顺,降低桥梁表面质量,令合龙几乎无法进行。为此,提出一种高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制方法,将正装计算法和倒装计算法结合在一起进行结构分析。给出成桥预拱度设置过程和立模标高的确定过程。选用一种可靠度很高的水准仪对挠度进行监测。将厦沙高速云龙谷大桥作为研究对象,对其悬臂挂篮施工进行线形控制,将3#墩和4#墩大里程方向顶板数据作为测试数据。得出以下结论:所提施工线行控制方法敏感参数取值和真实值相同,混凝土浇筑后标高、张拉后标高和设计值之差均在允许范围内,起拱度有所改变。     

高墩大跨连续刚构桥中跨合龙顶推力计算方法

 为合理确定高墩大跨连续刚构桥中跨合龙的顶推力,基于力法原理提出一种适用于单柱式墩连续刚构桥先边跨后中跨合龙的顶推力解析计算方法。以某三跨连续刚构桥施工工程为例,应用解析法计算先边跨后中跨合龙的顶推位移和顶推力,同时利用数值模拟法建立有限元模型,以消除5 年收缩徐变及合龙温差引起的墩顶水平位移为原则进行计算比较,并以工程实测结果进行验证。结果显示,解析法计算值、有限元计算值和实测值三者之间误差很小,解析法与有限元法计算误差小于10%,表明解析法具有较高的计算精度,能满足实际工程要求。     

风载对高墩大跨连续刚构桥稳定性的影响分析

介绍了高墩大跨连续刚构桥稳定分析理论。基于有限元理论,建立了某高墩大跨连续刚构桥的计算模型,运用ANSYS软件对该桥施工过程的稳定性进行了模拟计算,分析了风荷载对该桥稳定性的影响,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。     

高墩大跨PC连续刚构桥施工监控参数敏感性分析

PC连续刚构桥成桥阶段的合龙精度以及内力、线性的控制是施工监控控制中的重点与难点。为研究PC连续刚构桥施工过程中各类控制参数对桥梁结构影响的敏感性,采用桥梁结构软件MIDAS/Civil建立以四川石桥河特大桥为例的三维有限元模型,调整各主要参数取值,计算施工监控过程中对结构挠度和内力的影响,确定敏感性参数,为每一阶段应力监控及线性控制提供精确的数据,进而为大桥合龙提供保障。     

高墩大跨刚构桥结构复核计算

针对实际的一座70 m+120 m+70 m跨的刚构桥,运用大型有限元软件Midas Civil 7.8进行了详尽的静力计算,根据规范进行荷载组合,从持久状况承载能力极限状态和正常使用极限状态来分别验算桥梁的正截面抗弯承载能力,正截面抗裂,斜截面抗裂,正常使用阶段预应力混凝土构件受压区混凝土最大压应力,斜截面抗剪,施工阶段法向压应力以及预应力拉应力.     

大跨曲线连续刚构桥预拱度的参数化研究

结合广州某大跨曲线连续刚构桥,通过参数变异改变该桥的曲率半径,分析研究了结构自重、施工挂篮、预加力以及混凝土收缩徐变对桥梁悬臂施工过程中预拱度设置的影响,为曲线刚构桥悬臂施工预拱度的设置提出了科学建议.