高风压_高地震区大跨连续刚构高墩设计与分析
高墩大跨度连续刚构桥的抗震分析
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｐ ｉ ｅ ｒ ｌ ｏ ｎ ｇ － ｓ ｐ ａ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｒ ｉ ｇ ｉ ｄ ｆ ｒ ａ ｍｅ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ａ ｓ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｃ ｋ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ，ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ， ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ；Ａｄ ｏ ｐ ｔ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｔ ｉ ｍｅ — ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｙ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ － ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ・ － ｐ ｉ ｅ ｒ ｌ ｏ ｎ ｇ ・ － ｓ ｐ ａ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｉ ｒ ｇ ｉ ｄ ｆ ｒ ａ ｍｅ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｗａ ｖ ｅ ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ － ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ・ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ
关于高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析论文
关于高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析论文关于高墩大跨径连续钢构桥梁结构抗震设计分析论文摘要：随着我国交通事业的发展，高墩大跨径连续钢构桥梁在交通道路建设中运用的越来越多，尤其是我国西南、西北地区，盘山公路等已经不能满足经济发展需要。
但由于地形较为复杂，在道路建设中多采用桥梁，再加上山区为地震多发地带，因而对桥梁设计要求极为严格。
高墩大跨径连续钢构桥梁结构的设计具有良好抗震能力，分析其抗震设计，对于其完善与发展具有重要意义。
关键词：高墩；大跨径：连续钢构梁；抗震设计1 高墩大跨径连续钢构桥简介钢构桥结构较为特殊，是将墩台与主梁整体固结。
其承担竖向荷载时，主梁通过产生负弯矩减少跨中正弯矩。
桥墩作为钢构桥的主体部分，主要承担水平推力、压力以及弯矩三种力。
墩梁固结形式较为特殊，可通过节省抗震支座减少桥墩厚度，借助悬臂施工从而省去体系转换，减少了施工工序。
该结构可保持连续梁无伸缩缝，使行车平顺。
此外还具有无需设置支座和体系转换功能，桥梁结构在顺桥向和横桥向分别具有抗弯和抗扭刚度，为施工提供具有便利。
高墩大跨径连续钢构桥形式优缺点并存，其缺点在于受混凝土收缩、墩台沉陷等因素影响，结构中可产生附加内力。
作为高柔性墩，可允许其上部存在横向变位。
其优点在于弱化墩台沉降所产生的内力，并减轻其对结构的影响。
其突出受力结构表现为桥墩与桥梁固结为整体，通过共同承受荷载进而较少负弯矩；该桥梁结构受力合理，抗震与抗扭能力强，具有整体性好，桥型流畅等优点。
作为高柔性桥墩，可允许桥墩纵横向存在合理变位。
2 桥梁震害的具体表现2.1 支座在地震中支座损坏极为常见，支座遭到破坏后能够改变力的传递，进而影响桥梁其它结构的抗震能力，其主要破坏形式有移位、剪断以及支座脱落等。
2.2 上部结构上部结构遭受震害主要是移位，即纵向、横向发生移位。
移位部位通常位于伸缩缝处，具体表现为梁间开脱、落梁、顶撞等。
有资料显示，顺桥向落梁在总数中所占比例高达90%，由于这种落梁方式会撞击到桥墩侧壁，对下部结构造成巨大冲击力，因而破坏力极大。
大跨度高墩连续刚构桥抗震设计研究
大跨度高墩连续刚构桥抗震设计研究近年来，大跨度高墩连续刚构桥的应用越来越广泛。
由于这种类型的桥梁具有超过常规桥梁的跨度和高度，因此在抗震设计中需要特别关注其稳定性和抗震性能。
首先，对于大跨度高墩连续刚构桥的设计，通常需要进行地震剪力校核。
在进行结构设计时，应根据地震烈度、地震波效应和桥梁自身特点，确定桥墩、桥梁支座和连续梁等各部分的抗震设计参数。
同时，需要根据大跨度高墩连续刚构桥的地震作用特点，采取相应的抗震措施，如设置适当的减震装置和增设钢筋混凝土抗震墙等。
其次，大跨度高墩连续刚构桥的地震响应分析也是抗震设计的关键。
一般来说，地震响应分析是通过有限元模型来模拟大跨度高墩连续刚构桥在地震作用下的动态特性。
这个模型应能够准确地反映桥梁的刚度和阻尼特性，以及地震波对桥梁结构的影响。
通过地震响应分析，可以评估桥梁在地震下的位移、加速度和应力等参数，确定其在地震作用下的稳定性和安全性。
此外，大跨度高墩连续刚构桥的抗震设计还需要考虑材料的抗震性能。
在选择桥梁结构材料时，应优先选择具有较好抗震性能的材料，如高强度钢材和高性能混凝土等。
同时，在材料的加工和施工过程中，还需要严格遵守相关的抗震设计规范和施工标准，确保材料和构件的质量符合设计要求。
最后，大跨度高墩连续刚构桥的抗震设计还需要进行可靠性分析。
可靠性分析是通过对设计参数和地震作用参数进行概率统计和分析，来评估桥梁在地震作用下的实际性能和安全性。
通过可靠性分析，可以有效提高大跨度高墩连续刚构桥的抗震能力，减少地震灾害的风险。
综上所述，大跨度高墩连续刚构桥的抗震设计需要关注地震剪力校核、地震响应分析、材料抗震性能和可靠性分析等方面。
通过合理的抗震设计和措施，可以确保大跨度高墩连续刚构桥在地震作用下具有足够的稳定性和安全性，为我们的交通运输事业提供可靠的保障。
高墩大跨度连续刚构桥施工控制与抗风研究
高墩大跨度连续刚构桥施工控制与抗风研究高墩大跨度连续刚构桥施工控制与抗风研究随着交通事业的不断发展，大跨度桥梁的建设越来越多，为了满足道路的通行需求，高墩大跨度连续刚构桥的建设成为一种主要的选择。
然而，由于其结构的特殊性，施工过程中存在一系列的技术难点，特别是对于抗风能力的要求日益提高。
高墩大跨度连续刚构桥是指桥墩高度大于或等于100米，跨度大于或等于300米的大型桥梁结构。
这种桥梁由多个连续的刚构桥段组成，桥梁主体高度相对较高，墩身细长，且桥面横向比较窄。
由于其结构的特殊性，使得施工过程中需要考虑多个因素的相互影响。
首先，高墩大跨度连续刚构桥的施工控制是一个重要的问题。
在施工过程中，工人需要控制好桥墩的高度、精度和强度，确保每个桥段的施工精度达到要求，以保证整个桥梁结构的平衡和稳定。
为了解决这个问题，施工方不仅需要制定详细的施工计划，还需要使用先进的测量技术和施工设备。
例如，可以利用激光测量技术对桥墩的高度进行测量和调整，保证施工的精度。
其次，抗风是高墩大跨度连续刚构桥施工中一个非常重要的考虑因素。
由于桥梁主体高度较高，横向尺寸较窄，桥梁本身对风的抗力较弱。
因此，在施工过程中需要采取一系列的措施来提高桥梁的抗风能力。
一方面，可以在桥梁主体结构中设置加强筋和延伸墩身等措施，增加桥梁的整体刚度和稳定性。
另一方面，可以利用风洞试验等方法对桥梁结构进行抗风设计。
通过模拟不同风速下的风压和风荷载，可以获得桥梁在不同风速下的动力响应，从而优化桥梁的结构参数，提高其抗风能力。
综上所述，高墩大跨度连续刚构桥的施工控制与抗风研究是一个相对较为复杂的问题，需要综合考虑多个因素的相互影响。
施工方需要制定详细合理的施工计划，采用先进的测量技术和施工设备，确保桥梁的施工质量。
同时，需要进行风洞试验等研究，提高桥梁的抗风能力。
只有通过科学的研究和合理的施工控制，才能保证高墩大跨度连续刚构桥的安全可靠，并且满足交通需求综合考虑施工控制与抗风研究，可以得出高墩大跨度连续刚构桥的施工和抗风设计是一个复杂且关键的任务。
高墩大跨刚构——连续梁桥施工过程中的抗风分析
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文 章 编 号 ：０ ３ １９ （ ０ ２ Байду номын сангаас — ０ ９ ０ １０ ．９ ５ ２ １ ） １０ ０ —２
高墩 大 跨 刚构 一 连 续 梁 桥 施 工 过 程 中的抗 风 分 析
王 宜 平
构一 连 续 刚构桥 双 薄壁 高墩 的抗 风性 能进 行研 究 。
关 键词 ： 高墩 风 效 应 刚 构 一 连 续 梁 桥
中图分 类号 ： ４ ８ ２ ； ４ ８ ２ ５ 文献标 识码 ： Ｕ ４ ．３ Ｕ ４ ． １ Ａ
１ 桥 梁 风 害调 查
风荷 载是 桥 梁结 构 最 主 要 遭 受 的 自然外 力 ， 查 调 和分 析桥 梁 的风灾 及其 产 生 的原 因对于 采用 正确 的抗 风设 计方 法 和提 出有效 抗 风措施 具 有重 要意 义 。 １４ ９０ 年 的塔科 马悬 索 桥 在 ８级 大 风 作 用 下 风致 振 动 而 破 坏 ， 得 桥梁 工程 师要 充分 面对 风致 振 动 问题 ， 使 而且现 代桥 梁 正朝着 更 大跨度 、 纤柔 的方 向发 展 ， 更 大跨 度 以 及 超 大跨 度桥 梁 的结 构 刚 度 和 结 构 阻尼 相 对 较 小 ， 导 致 其 对风 的敏 感性 不 断 增 加 ， 桥 梁 结 构 的抗 风 稳 定 对
性 研 究提 出了新 的重要 课题 。
例如 广 东南 海 九 江公 路 斜 拉 桥 施 工 中 吊机 被 大 风 吹
倒， 砸坏 主梁 ， 江西 九江 长江公 路铁 路两 用钢拱 桥 吊杆
的涡 激共 振 ， 上海杨 浦 斜 拉 桥拉 索 的涡 振 和风 雨 振 使 索套 损坏 等 。这些 桥梁 风害事 故 的 出现 使人们 越来 越
高墩大跨连续刚构桥装配式墩身抗震性能及稳定分析
高墩大跨连续刚构桥装配式墩身抗震性能及稳定分析摘要：随着交通网络的不断发展，高墩大跨连续刚构桥在现代交通建设中得到了广泛应用。
然而，地震是威胁桥梁安全的重要因素之一。
本文通过对高墩大跨连续刚构桥装配式墩身的抗震性能及稳定性进行分析，为桥梁设计和抗震工程提供参考。
关键词：高墩大跨连续刚构桥、装配式墩身、抗震性能、稳定分析1.引言高墩大跨连续刚构桥是现代交通建设中常见的桥梁形式之一。
由于其大跨度和较高的墩身，其抗震性能及稳定性显得尤为重要。
本文通过对装配式墩身的抗震性能及稳定性进行分析，旨在提高桥梁的抗震能力，保障交通运输安全。
2.装配式墩身的特点装配式墩身是指将预制墩身段组装成整体的墩身结构。
其特点在于施工简便、工期短，并且可以提高墩身的整体稳定性。
然而，装配式墩身在地震作用下的抗震性能及稳定性尚未得到广泛研究。
3.抗震性能分析通过对装配式墩身的结构特点进行分析，可以发现其在抗震性能方面具有以下优势：一是墩身的整体性能好，能够有效承担地震荷载；二是在装配过程中，可以采取一定的加固措施，提高墩身的抗震能力；三是装配式墩身能够有效分散地震荷载，减小地震对桥梁的破坏。
4.稳定性分析装配式墩身的稳定性对桥梁的安全运行至关重要。
在地震作用下，墩身的稳定性容易受到影响。
因此，在装配式墩身的设计过程中，需要考虑地震荷载的作用，并采取相应的加固措施，以提高墩身的稳定性。
5.结论本文通过对高墩大跨连续刚构桥装配式墩身的抗震性能及稳定性进行分析，发现装配式墩身具有较好的抗震性能和稳定性。
然而，在实际应用中，还需要进一步研究和改进，以提高桥梁的抗震能力和稳定性。
高墩大跨连续刚构桥的设计及关键技术研究
均 为双 端 张 拉 ， 采用 Ｏ Ｖ Ｍ 系 列 锚 具 。竖 向预 应 力 采
用＋ ２ ５ ｍｍ Ｐ Ｓ Ｂ ８ ３ ０精 轧 螺 纹 钢 筋 ， 抗 拉 强 度 标 准 值
＝
８ ３ ０ ＭＰ ａ ， 均 为单 端张 拉 ， 采用 Ｊ Ｌ Ｍ一 ２ ５型锚 具 。主
梁纵 向预应力 钢束 布置 见 图 拉控制 应力 为 １ ３ ０ ２ ＭＰ ａ ； 腹 板纵 向下 弯钢 束采 用 １ ２ — ７ ， ４ ５钢 绞线 ， 锚下 张拉 控制 应
２ ０ １ ５年 第 ６期
徐
斌： 高 墩 大 跨 连 续 刚 构 桥 的 设 计 及 关 键 技 术 研 究
图３ １ ／ ２主 梁 纵 向预 应 力 钢 束 布置 （ 单位 ： ｅ ｍ）
中中支点顶 板束 锚下 张拉控 制应 力为 １ ２ ０ ９ ＭＰ ａ ， 边跨
主梁 采用 预应力 混 凝 土 连续 箱 梁 结 构 ， 计 算跨 度
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ － ０ ３ － ０ ５ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ４ － ０ ８ 作者简介 ： 徐斌（ １ ９ ８ ２ ～ ） ， 男， 江苏宿迁人 ， 工程师。
力为 １ ３ ０ ２ ＭＰ ａ ； 边跨 底 板纵 向钢 束 采 用 １ ２ － ７ ＋ ５钢 绞 线， 锚 下 张拉控 制应力 为 １ ２ ６ ４ ． ８ ＭＰ ａ ； 中跨 底 板 纵
向钢束 采 用 １ ５ － ７ ＋ ５钢 绞 线 ， 锚 下 张 拉 控 制 应 力 为 １ ３ ０ ２ ＭＰ ａ 。钢绞 线抗 拉 强 度 标 准 值 ＝１ ８ ６ ０ ＭＰ ａ ，
摘要 ： 依托 兰州至合作 铁路 泄湖峡 大夏 河特 大桥 主桥 （ ５ ４＋９ ０＋５ ４ ） ｍ连续刚构， 采 用有 限 元 方 法建 模 计算， 对 全桥 结构动 力特性 、 抗震 性 能进 行 了研 究 ， 并从 主 梁抗 裂措 施 、 主 墩 不 等 高对 于梁 部 内力的 影 响、 主墩墩 身 内力调整 三 个方 面详细论 述 了单线 高墩 大跨 连 续刚构 设计 关键技 术 。分析 结果表 明 ： 罕遇
高墩大跨连续刚构的动力特性及抗风分析
高墩大跨连续刚构的动力特性及抗风分析摘要：自改革开放以来，随着我国西部大开发战略的实施，连续刚构以其独特的优势在我国得到了广泛的应用及推广，随着经济发展及人民日益增长的生活需求，连续刚构将朝着桥墩更高，跨径更大的方向发展。
但结构刚度随着墩高及跨径的增大会逐渐减小。
本文依托一大跨高墩连续刚构桥为工程实例，采用有限元软件Midas/civil2010建立该桥空间有限元计算模型，分析了各个施工阶段的动力特性，分析得出结构在最大悬臂状态为最不利受力状态。
并在此基础上对结构的受力最不利状态进行结构静阵风抗风分析以及结构颤振分析。
结果可为其它同类型桥梁的设计、计算提供参考。
关键词：高墩大跨径连续刚构自振最大悬臂风荷载1.引言根据相关的资料显示：截止到2011年底，我国的公路总里程达400.68万公里。
其中全国高速公路达8.51万公里，居世界第二位。
随着我国的经济发展和人们日益增长的生活水平的需求，对桥梁结构的跨越能力提出了更高的要求。
高墩大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨越能力大、受力合理、结构的整体性较好，造型美观而且施工简单，经济效益高等特点得到了广泛的推广和应用。
尤其是在我国山区沟谷分布众多，地形比较复杂西部地区，该结构深受设计者所青睐[1]。
然而在我国的西部山区地形复杂，地势较为陡峭。
进而该地的连续刚构桥的桥墩的高度较高、跨径较大，使得结构稳定性问题逐渐凸显。
同时西部特殊的地形使的该地区风速、风向以及风的空间分布变的比较复杂。
因此有必要针对结构的动力特性及抗风性能展开分析[2]。
2.结构动力特性分析本文参考某预应力砼连续刚构桥，该结构的最大跨径为140米，最高墩高114米。
结构的主墩及主梁均采用梁单元模拟，本文利用Midas/civil2010对结构进行模拟分析，结构在施工过自振频率的变化如下图1。
由上图可知，随结构悬臂长度的伸长，结构的一阶自振频率逐渐减小（减小幅度达43.1%），即结构的刚度逐渐减小。
大跨高墩连续刚构桥施工稳定性分析1
大跨高墩连续刚构桥施工稳定性分析摘要：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。
关键词：桥梁连续刚构施工阶段稳定性1 引言随着我国高速公路建设逐渐向山区发展，大跨度桥梁的建设进入了前所未有的高潮时期。
因地形条件所限，山区进行公路建设通常需要跨越河流、沟谷，致使高桥墩结构的修建日益增多。
连续刚构桥因其跨越能力大、整体性能强、受力合理、施工方便等优点，成为建设单位及设计者青睐的对象[1]。
随着桥梁跨径的不断增大，桥塔高耸化、箱梁薄壁化及高强材料的应用，结构整体和局部的刚度下降，使稳定问题显得比以往更为重要，甚至有时影响到整个结构的内力作用[2]。
为确保大跨高墩连续刚构桥在施工阶段保证安全，对连续刚构桥进行最大悬臂施工阶段的稳定性分析显得尤为重要。
2 稳定问题的解决手段桥梁结构的失稳现象表现为结构的整体失稳或局部失稳。
局部失稳是指部分子结构的失稳或个别构件的失稳。
局部失稳常导致整个结构体系的失稳[3]。
在桥梁结构中，总是要求其保持稳定平衡，也即沿各个方向都是稳定的。
结构失稳是指结构在外力增加到某一量值时，稳定性平衡状态开始丧失，稍有扰动，结构变形迅速增大，使结构失去正常工作能力的现象[3]。
在桥梁结构中，总是要求其保持稳定平衡，也即沿各个方向都是稳定的。
建立在大位移非线性理论的基础上结构稳定问题提出了两种形式：第一类稳定是有分支点的如所谓的理想轴压杆的欧拉屈曲问题；第二类稳定是有极值点的失稳问题，实际上结构稳定问题都属于第二类。
对于稳定问题，大量研究所采用基于能量变分原理的近似法进行分析，而有限元法可以看作为该法的一种特殊形式[4]。
特别是伴随计算机技术的迅速发展，大型有限元通用程序的使用成为研究高墩大跨连续刚构桥稳定性问题的手段。
本文运用有限元程序针对高墩连续刚构桥施工阶段最大悬臂状态进行稳定性分析。
大跨径高墩连续刚构桥地震反应分析
大跨径高墩连续刚构桥地震反应分析蔡建业(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063)【摘要】随着我国交通事业的发展，公路刚构桥特别是高墩大跨连续刚构桥在桥梁工程领域得到了迅猛的推广和发展，随之高墩大跨连续刚构桥的地震响应分析问题也日益凸显。
文章结合某工程案例，采用通用有限元程序ANSYS ，建立全桥空间有限元模型，进行结构地震反应分析，得到此类桥梁的地震响应规律，为连续刚构桥的抗震设计提供参考，为设计人员建立合理的抗震体系，采取有效抗震措施提供依据。
【关键词】连续刚构桥;高墩;地震;反应谱分析【中图分类号】U442．5+5【文献标志码】A［定稿日期］2019－10－18［作者简介］蔡建业(1983 )，男，硕士，高级工程师，主要从事桥梁设计工作。
1工程概况该高墩大跨连续刚构桥主桥全长1140m ，跨径布置为(130+4ˑ220+130)m ，主梁横截面为单箱单室变截面，采用C55混凝土悬臂浇注，端支座与主梁跨中处梁高4．5m ，根部箱梁高度12m ，梁高按二次抛物线变化。
主墩采用双肢薄壁与单肢薄壁组合形式:主墩上部为空心竖直双肢薄壁墩，空心薄壁厚度横桥向厚1m ，顺桥向厚0．6m ，高度均为60m ;下部为箱形截面单肢薄壁墩，采用C50混凝土爬模施工，墩柱顺桥向采用1ʒ60坡率放大，横桥向按1ʒ40坡率放大，高度分别为81．49m 、165．74m 、248．22m 、239．38m 、18．27m 。
桩基础由25根桩径为3m 群桩组成，长度为40m ，桩底嵌入岩石。
主桥立面布置如图1所示。
图1主桥立面布置(单位:cm )2自振特性分析2．1有限元模型建立结构力学模型是进行结构静、动力分析时所采用能够反映结构力学性能和构造特点的计算图式。
本文在建立结构模型时主要有以下几点考虑［1－2］:(1)模型中各个部分采用的单元类型以及结构节点单元的划分，一定要尽量符合实际结构的构造特点和受力特点。
高墩大跨连续钢构桥施工技术研究报告
高墩大跨连续钢构桥施工技术研究报告一、引言连续钢构桥是一种在支座处无阻碍跨越景观地区、大面积河流和既有交通干线的桥梁结构。
高墩大跨连续钢构桥具有结构轻巧、施工周期短等优点，因此在现代桥梁建设中得到了广泛应用。
本报告对高墩大跨连续钢构桥的施工技术进行研究和分析。
二、施工准备1.材料准备：根据设计要求，准备所需的钢材、混凝土等施工材料。
2.设备准备：选用适宜的吊装设备和焊接设备，确保施工的顺利进行。
3.施工人员准备：培训和安排具有一定工程经验的工人参与施工工作。
三、施工工艺1.基础施工：根据设计要求，在墩台位置进行基础开挖、桩基施工等工作。
保证墩台的稳定性和强度。
2.墩身施工：采用钢骨架与混凝土相结合的施工方式，先进行钢骨架的焊接和安装，然后浇注混凝土，形成增强墩身。
3.支座施工：根据设计要求，准备好支座材料，进行支座的安装和调整，确保桥梁的水平度和水平轴线。
4.主梁施工：将完成焊接和防腐处理的主梁吊装到预定位置，并进行相互连接，形成连续梁构造。
5.混凝土浇筑：在主梁和墩台之间进行混凝土浇筑，形成桥面板。
四、关键技术1.拼装前的准备工作：在吊装前，对焊缝进行检查和处理，确保焊缝的质量和强度符合要求。
2.吊装技术：采用先中间后两侧的吊装方式，确保吊装平稳、均匀，防止重物倾斜或结构变形。
3.焊接工艺：选用适宜的焊接工艺，保证焊接接头的质量和强度。
焊接时需注意避免热变形和局部应力集中。
4.混凝土浇筑技术：采用高效率的浇筑工艺，保证混凝土的质量和强度。
五、安全与质量控制1.施工过程中加强安全监管，确保施工人员的安全和桥梁结构的稳定性。
2.对施工中的焊接接头进行无损检测，确保焊缝的质量。
3.对施工中的混凝土进行抽样检测，确保混凝土质量符合设计要求。
六、结论1.施工准备和工艺的合理安排是成功施工的关键。
2.焊接工艺和混凝土浇筑工艺对桥梁质量和强度有重要影响。
3.安全和质量控制是施工过程中必须重视的方面。
通过不断的实践和研究，高墩大跨连续钢构桥施工技术将会得到进一步的完善和发展。
高墩大跨弯连续刚构设计参数对自振及地震响应的影响分析的开题报告
高墩大跨弯连续刚构设计参数对自振及地震响应的影响分
析的开题报告
一、研究背景及意义
高墩大跨弯连续刚构是大型桥梁中常见的结构形式之一，它由多座墩柱和跨度较大的连续梁组成，具有承载能力强、刚度大、抗震性能好等优点。
但在设计和施工实
践中，由于各种因素的影响，高墩大跨弯连续刚构在自振、地震等方面的响应存在一
定的问题，因此需要从设计参数方面进行深入研究，以进一步提高其安全性和可靠性。
二、研究内容及方法
本文将主要从高墩大跨弯连续刚构的设计参数入手，探讨其对自振、地震响应的影响，并采用数值仿真方法进行验证和分析。
具体研究内容包括：
1.高墩大跨弯连续刚构设计参数的选择和优化原则。
2.基于ANSYS有限元软件，建立高墩大跨弯连续刚构的数值模型，分析其自振
频率和振型。
3.基于中震工程设计规范和《公路桥梁抗震设计细则》等国内外相关规范，采用地震波法进行地震响应分析，研究不同设计参数对地震响应的影响。
4.针对分析结果，提出相应的优化建议和措施，以进一步提高高墩大跨弯连续刚构的安全性和可靠性。
三、预期研究成果及意义
本研究将通过对高墩大跨弯连续刚构设计参数的深入研究，揭示其自振、地震响应特性，为今后类似结构的设计与优化提供参考和借鉴，具有重要的理论和实际意义。
同时，研究结果还可为相关标准与规范的制定和修订提供参考依据，加强桥梁抗震设
计水平，提升工程质量与效益，为交通行业的发展做出积极贡献。
大跨连续刚构桥抗震分析与研究
（）模 态 分 析 。采 用 ［ ｎｚｓ 对 有 限元 模 型 ２ ． ｃｏ 法 ａ 进行模 态 分析 ， 求解 前 １ Ｏ阶模 态 。动力 特 性 计 算结
果见 表 ２所列 。
表 ２ 结构 前 １ Ｏ阶模 态 振 型 描 述
２ 结构有 限元建模及模 态分析
（ ）结构 有 限元 建 模 。采 用 有 限元程 序 Ｍｉ ｓ １ ｄ ／ ａ ｃ ｉ对全 桥 建 立 三 维 空 间 有 限元 模 型 ｌ ， 图 １所 ｉｌ ｖ ３如 ］ 示， 主桥 墩 编号 由 ８ ～ １ ＃。全桥 共 用 ３ １个 梁 单 ＃ ４ ３ 元 ， 算 分 析 中 忽 略 桩 基 的作 用 ， 用 墩 底 与 地 面 计 采 固结 的形 式 ， 弹性 连 接 模 拟 连 续 梁 以及 边 跨 的支 用 座 。主梁 与 连 续 刚构 主 墩 采 用 Ｃ ５混 凝 土 ， 续 梁 ５ 连 主 墩 采用 Ｃ ０混 凝 土 ， 台 采 用 Ｃ ０混 凝 土 ， 梁 ４ 承 ３ 主
１ 概
述
河 东 特 大 桥 位 于 六 潜 高 速 公 路 １ ７ ｋ ＋ ｌ ｍ ４ ６ｍ～ １ ８ｋ ９ １ ｍ＋ ５ ２ｍ 处 ， 长 １０ ０ｒ， ０ 全 １ ｎ 由左 右
两 幅桥 组成 。其 主桥 为 ６ （ ６ｍ＋４ ２ 跨 ６ ×１ ０ｍ＋
６ 预 应力 混 凝 土 连 续 刚构 ， 长 ６ ２ｍ， ６ｍ） 桥 １ 主梁 采 用 单 箱 单 室 截 面 。该 桥 址 区位 于 大 别 造 山 带 即 大 别 淮 阳 山腹 背 斜 构 造 区 ， 属 华 南 地 震 区 长 江 中 、 隶 下 游地 震 亚 区 ， 域 内 地 震 时 有 发 生 ， 震 级 均 小 区 但 于 ４级 ， 震 无 害 。根 据 文 献 ［ ］ 地 震 动 峰 值 加 速 有 １，
大跨度连续刚构桥高墩抗震分析
大跨度连续刚构桥高墩抗震分析摘要】以七古寺大桥主桥为研究对象，采用MIDAS/Civil有限元程序建立桥梁空间有限元计算模型，对大跨度连续刚构桥的高墩进行动力和抗震分析。
计算结果表明，桥梁第1阶振动模态为顺桥向振动，第2阶和第3阶振动模态为横桥向振动，桥墩的顺桥向和横桥向刚度较小，主梁的竖向刚度较大；在顺桥向和横桥向地震荷载分别作用下，桥梁产生较大的水平力，其中主梁产生的水平力比桥墩大，桥墩顶部水平位移较大，墩顶和墩底截面弯矩较大，为设计最不利控制截面。
【关键词】连续刚构桥；高墩；动力分析；抗震分析【Abstract】In this paper, a 3-dimensional finite element calculating model is established for the main bridge of Qi-Gusi bridge, which is a long span continuous rigid bridge, by using software MIDAS/Civil to analyse its high pier's dynamic and anti-seismic characteristics. The calculated results indicate that the first vibration mode of this bridge is longitudinal vibration, while transverse vibration follows in second and third vibration modes. The longitudinal and transverse rigidities of high pier are weaker than the vertical rigidity of main girder. Under longitudinal and transverse seismic loads respectively, large horizontal force is generated, which is more caused by main girder than by high pier. The horizontal displacement on the top of high pier is obvious as well as the sectional moments on the top of it and at the bottom of it. As a result, they are considered the most disadvantage control sections for design.【Key words】 Continuous rigid bridge；High pier；Dynamic analysis；Anti-seismic analysis1. 引言大跨径连续刚构桥是山区桥梁常用的结构形式，一般利用主墩的柔性来适应桥梁的纵向变形，由于它具有优越的结构性能、良好的经济指标，越来越显示出巨大的发展潜力［1］。
高墩大跨度连续刚构桥稳定性分析
高墩大跨度连续刚构桥稳定性分析摘要：在高等级公路沿线地貌起伏大、山岭重丘区等地，架设的高墩大跨桥梁日益增多，预应力混凝土连续刚构桥以其跨越能力大、整体性强、受力合理、施工工艺成熟等优点受到桥梁工程师的欢迎。
而高墩连续刚构桥多采用薄壁结构，并且墩高、跨径不断加大，为确保桥梁的安全使用，对其进行稳定性分析是必不可少的。
关键词高墩连续刚构稳定性设计一、引言高墩大跨度连续刚构以其跨越能力大、经济性较好等优势大量的运用于公路、城市桥梁，特别是高速公路进入山区后更是成为了跨越沟谷最常见的大跨度桥梁。
本文以贵州镇胜高速公路虎跳河特大桥主桥设计为背景，重点介绍高墩大跨连续刚构的设计特点，如设计时考虑主墩截面特殊设计、合龙时顶推方法解决主梁位移较大及其产生的边主墩较大内力问题。
连续刚构桥是墩梁固接的连续梁桥。
它是在连续梁桥和T型刚构桥的基础上发展起来的大跨径桥梁最常用的形式之一，具有跨越能力大，行车舒适，无需大型支座等特点。
该类桥梁特别适合于跨越深谷、大河、急流的桥位。
今年以来，在西部大开发的交通建设中，穿越山岭重丘区架设在陡坡深谷之间的高墩大跨度桥梁日益增多，给高墩、大跨度连续刚构桥的发展带来了新的机遇；如何确保结构的安全和稳定，保证结构的受力合理和线形平顺，为大桥安全、顺利地建成提供技术保障，本节就此进行了分析说明。
二、虎跳桥简介虎跳河主桥桥跨布置为120m+4×225m+120m六跨一联的预应力混凝土连续刚构桥，主墩均为薄壁墩，高度较高的6、7号桥墩下部分采用整体（双幅）箱形断面。
主桥全长1140m，镇宁、胜境关两岸各设一交界墩。
镇宁岸引桥为5×50m先简支后连续的预应力T梁，胜境关岸为5×50+6×50m先简支后连续的预应力T梁。
全桥总长1957.74米。
连续刚构桥的主梁与桥墩固结,上下结构协同受力,使得墩顶处箱梁截面的负弯矩减小,有利于减小梁高;桥墩高而柔,顺桥向抗推刚度小,能有效地减小湿度和混凝土收缩、徐变和横向抗扭刚度大，能满足特大跨径桥梁的受力要求。
高墩大跨径连续刚构桥设计与计算分析
高墩大跨径连续刚构桥设计与计算分析依托高山峡谷高墩大跨径连续刚构桥实际工程案例，介绍该桥的工程概况、总体设计、结构设计、计算分析，并对关键技术问题给出对策措施。
标签：高墩；大跨径；连续刚构桥；桥梁设计引言本桥是山区高速公路上的一座高墩连续刚构桥，主桥上部构造为85m+3×160m+85m连续刚构，主墩最高达104.5m，是山区桥梁跨径较大、墩高较高的曲线不对称连续刚构桥。
图1 主跨布置示意图桥位区为高山峡谷地貌，桥位区地形起伏较大，两岸桥台均位于山体斜坡上。
大桥两岸山坡上第四系覆盖层较薄，强-弱风化基岩埋藏较浅。
本区属温带大陆性季风性气候，年平均气温14.3°C，极端最低气温-20℃°C，极端最高气温43.3°C。
1 技术标准（1）设计车速：80km/h；（2）设计荷载：1.3倍公路-I级；（3）桥梁宽度：本桥为分离式双幅桥，单幅桥宽12.25m，组成为0.5m（防撞护栏）+11.25m（行车道）+0.5m（防撞护栏）；（4）设计水位：SW1/300=407.788m；（5）地震基本烈度：地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S；（6）基本风速：根据抗风设计规范设计基准风速22.9m/s。
2 总体设计大桥跨越典型的V型山谷，路线与谷底高差达140多米，桥梁规模大、设计复杂。
高墩连续刚构桥以其造价经济、施浇工工艺成熟、养护费用较少，在此具有比较明显的竞争优势，从经济性和施工方便考虑，主桥推荐采用160m桥跨方案。
同时，由于主桥边跨过渡墩较高，为避免边跨现浇段支架式施工，尽量减小边跨现浇段的长度，以适应导梁或托架式施工，边跨与主跨的比值以边墩不出现拉力为原则采用偏小的0.53。
故主桥桥跨布置设计为85m+160m+85m。
3 结构设计3.1 上部结构大桥上部构造采用85m+160m+85m预应力混凝土连续刚构箱梁，为单箱单室箱形截面。
上部箱梁顶宽12.25m，底宽6.25m，悬臂长3m。
高墩大跨连续刚构桥抗震性能分析
２０１２年 ８月
水 利与 建筑 工程 学报
Ｊｕ ａ ｏＷａ ｒ ｅｏｒｅ ｎ ｒｈｅｔｒ ｏｒ ｌ ｆ ｔ ｓ ｃｓ ｄＡｃｉｃ ａ ｎ ｅＲ ｕ ａ ｔ ｕｌ
Ｖｏ ． ０ Ｎ ． １１ ｏ ４ ～ ｇ ．，２０１２ ｕ
பைடு நூலகம்
高墩 大 跨连 续 刚构桥 抗震 性 能分 析
ｇ ｏ ｕ ｅ ｏｉ ｎ ｓ ｉ ｃ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｂ ｃ ｕ ｅ ｔｅ ｐ ｅｓ ｕ ｕ ｌ ｏ ｄ ｎ ｔｅ ｔｒｉ ｔ ｔ ｅ ｅａ ｔ － ｌｓｉ ｏ ｌｓｉ ｄ ｆ ｒ ｏ ｄ ｓ ｐ ｒ ｒ ｉ ｅ ｓ ｅ ｆ ｍａ ｃ ｅ ａ ｓ ｉｒ ｓ ａ ｙ ｃ ｕ ｏ ｎ ｅ ｏ ｈ ｌｓｉ － ａ ｔ ｒｐ ａ ｔ ｅｏ － ｉ ｔ ｙ ｉ ｍ ｏ ｈ ｌ ｌ ｎ ｃｐ ｃ ｃ －
ｍｅ ｔ ｆ ｅ ｂ ｄ ｅ Ｓｔ ｉ－ ｏｌ ｉｒ ｎ ｅ ｅ ａ ｔ ｎ ｏ ｔ ｎ ａｔ ｑ ａ ｅｃ ｕｄ ｓ ｔ ｆ ｅ ｒｑ ｉ ｍｅ ｔ ｏ ｅｓ ｉ ｅ ｎ ｒ ｇ ’ ｎ ｈ ｌ ｗ ｐ ｅｓｕ ｄ ｒｔ ｃｉ ｆ ｒ ｇ ｅ ｒ ｕ ｋ ｏ ａ ｉ ｙ ｔ ｅ ｒ ｎ ｓ ｆｓ ｉ ｃ ｄ — ｏ ｔ ｈ ｉ ｈ ｏ ｈ ｏ ｓｏ ｈ ｌ ｓ ｈ ｕ ｅ ｍ
陈 昕 ， 马 麟
（ 河海大学 土木与交通学 院 ， 江苏 南京 ２０９ ） １０８
摘
要 ：以 白鹤滩工程大洪水 沟连续 刚构桥 为研 究对象 ， 应用 Ｍｉ ｓ 限元软件 ， ｄ 有 ａ 并考 虑 了边跨 支座处
的弹性 约束作用 ， 建立了该 连续 刚构桥的整体空问有限元计 算模 型。对其整 体结构进 行 了静 力和基 于
纤 维单元 的弹性反应谱和 弹性 时程分析 ， 探讨 了该连续 刚构桥采 用薄壁 空心高墩 时 的动力性能 。分析 结果表明 ： 该桥空心薄壁墩在强震作用下结构 的强度和位移均能满足 ０ 抗震设计细则的要求 ， ８ 同时薄壁 空心高墩形式的连续刚构桥桥墩通常并没有进入弹塑性或塑性阶段 ， 在抗震性能方 面有较好的优越性 。 关键词 ： 限元模型 ； 有 反应谱 ； 薄壁空心墩 ； 弹性 时程 ； 抗震性能 ； 维单 元 纤
高墩大跨连续刚构桥的地震反应分析的开题报告
高墩大跨连续刚构桥的地震反应分析的开题报告一、研究背景及意义随着我国经济和文化的不断发展以及城市化进程的加速，大跨径、高墩高速公路桥梁的建设逐渐成为研究热点。
而地震是影响桥梁安全的重要因素之一，地震对于高墩大跨连续刚构桥的振动与变形具有极大的影响。
因此，针对高墩大跨连续刚构桥的地震反应分析具有重要的理论和实际意义。
二、研究现状目前国内外已有很多学者就高墩大跨连续刚构桥的地震反应进行了研究。
其中有基于经验公式的简化计算方法、基于有限元分析的数值计算方法、基于试验和实测数据的实测分析方法等。
但是，由于高墩大跨连续刚构桥的复杂性和多变性，以上方法仍存在一定的局限性。
三、研究内容及方法本文将基于现有研究成果，结合高墩大跨连续刚构桥的实际工程应用需求，探索可行且有效的研究内容和方法。
具体研究内容包括对高墩大跨连续刚构桥的结构特点、地震特性、地基特性等进行分析，并建立相应的数学模型。
利用ANSYS或ABAQUS等有限元软件，对已建桥梁或实验原型进行地震动力学分析，考虑不同地震程度、不同地基情况下的结构受力变形情况和动力响应特性。
最终，以典型工程案例为例，对高墩大跨连续刚构桥的地震响应进行模拟计算和分析。
四、预期研究成果与意义通过对高墩大跨连续刚构桥的地震反应进行深入研究，本研究将有望实现以下预期研究成果：1.深刻认识高墩大跨连续刚构桥地震反应特性，发掘其潜在规律性和特定性。
2.对高墩大跨连续刚构桥的结构设计和施工提供一定的理论支撑和技术指导，提高桥梁的安全性和经济性。
3.为相关工程领域的相关研究提供参考参考，对推动我国高速公路建设起到积极的促进作用。
综上所述，高墩大跨连续刚构桥的地震反应分析是目前桥梁工程领域急需解决的问题之一，本研究将探索可行且有效的研究方法，同时即将取得的研究成果具有重要的理论和实际意义。
大跨高墩连续刚构桥地震反应分析
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董 伟
（ 中铁 第 四勘 察 设 计 院 集 团 有 限 公 司 ， 湖 北 武 汉 ４ ０ ６ ） ５ ０ ５ 摘 要 ： 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
厚分 别 为 ２ ２ 、 １８ 。 ．ｍ ．ｍ
鬟蚕 毫 擗墩材称擅 窜 熏嘏数默 ・ ｌ螂毒 矫 鞍 辑蠼 厦刘耘 攫夸 主粱对嚣 整牵 主粱对辍 撮弩 主粱反对称 鳖鼙 烹 粱列獠璺耷 主 粱反对称谯 窜 主粱反对称 竖窜 辑 璇髓 窜 ，主粱对称 髓 窜
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３ 地 震 反 应 谱 分 析
本 桥 按 Ｉ类 场 地 土 考 虑 ，采 用 抗 震 基 本 设 防 烈度 为 ７ Ｉ 度 （ 平 地 震 系 数 为 ０ １ 的 设 计 地 震 下 的 反 应 谱 。 按 照 规 水 ．）
类 型 以及 结 构 节 点 单元 的划 分 ， 一 定 要 尽 可 能 地 再 现 真 实
要 意 义。
关 键 词 ： 大跨 高墩 连 续 刚构 桥 ；反 应 谱 ；桩 一 相 互 作 用 土
高墩连续刚构设计要点
高墩连续刚构设计要点高墩连续刚构是指在高跨度桥梁中采用的悬臂式连续刚构，该结构形式具有抗弯刚度高、跨度大、自重轻等优点。
高墩连续刚构在桥梁工程中应用广泛，下面介绍其设计要点。
一、荷载分析高墩连续刚构的设计首先需要进行荷载分析，并根据要求制定荷载组合。
荷载分析主要包括车辆荷载、风荷载、地震荷载、温度荷载等，应根据不同情况分别进行计算。
二、结构形式确定高墩连续刚构的结构形式应根据不同情况进行确定，一般可以采用箱形梁结构或双层梁结构。
在结构形式确定后，需要进行结构参数的选择和优化，如跨径、高度、厚度等。
高墩连续刚构采用的是悬臂式连续刚构，需要进行合理的设计以满足要求。
连续刚构的设计应包括伸缩缝长度的确定、施工阶段的考虑、支座设计等。
四、节点设计高墩连续刚构的节点设计是关键，应根据不同的设计参数、荷载情况和结构形式等进行考虑，确保节点连接的可靠性和安全性，并减小节点的应力集中。
五、材料选择高墩连续刚构的材料选择应符合相关规范和标准，并根据实际情况和要求进行考虑。
经常应用的材料包括混凝土、钢筋、预应力钢筋等，应选择优质材料以保证结构的强度和耐久性。
六、施工过程中的考虑高墩连续刚构的施工应根据具体情况进行合理的安排和部署，注意施工安全和质量，并在施工过程中做好检测和验收工作。
七、考虑方案经济性高墩连续刚构的设计应考虑方案的经济性，包括总体造价、维修保养费用、使用寿命等。
在设计过程中应采用合理的技术和材料，提高结构的耐久性和经济性。
综上所述，高墩连续刚构设计的要点包括荷载分析、结构形式确定、连续刚构设计、节点设计、材料选择、施工过程中的考虑和方案经济性等，设计人员应根据具体情况进行合理的选择和优化。
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文章编号:1003-4722(2007)02-0047-04高风压、高地震区大跨连续刚构高墩设计与分析杨少军(铁道第一勘察设计院桥隧处,陕西西安710043)摘 要:克其克苏布台特大桥是一座位于高风压、高地震区的高墩大跨铁路桥梁,是精伊霍铁路的重点工程之一,为全线最高桥。
结合该桥介绍高风压、高地震区大跨连续刚构桥空心高墩的结构特点和计算方法。
关键词:铁路桥;连续刚构;高墩;设计中图分类号:U443.22文献标识码:ADesign and Analysis of High 2Rise Piers of Long Span Continuous Rigid 2Frame B ridges in Strong WindPressure and Active Seismic R egionY AN G Shao 2j un(Bridge and Tunnel Engineering Division ,the 1st Survey and DesignInstitute of China Railways ,Xi ’an 710043,China )Abstract :The Keqikesubutai Bridge is a long span railway bridge wit h high 2rise piers located in t he st rong wind pressure and active seismic region ,and is also a key const ruction p roject and t he highest bridge on t he Jinghe 2Ining 2Horgus Railway.In t his paper ,wit h reference to t he de 2sign and analysis of t he Bridge ,t he st ruct ural feat ures and calculation met hods for hollow high 2rise piers of long span continuous rigid 2frame bridges in t he strong wind pressure and active seis 2mic region are p resented.K ey w ords :railway bridge ;continuous rigid 2f rame struct ure ;high 2rise pier ;design收稿日期:2006-12-31作者简介:杨少军(1967-),男,高级工程师,1989年毕业于兰州铁道学院桥梁专业,工学学士。
1 概 述精伊霍铁路克其克苏布台特大桥位于新疆自治区北天山中山山地。
桥址处地形开阔,河床呈“U ”形,两侧山势陡峻,地形、地质条件复杂。
桥址处地震动峰值加速度0.2g (相当于地震基本烈度8度),基本风压强度900Pa 。
受地形条件控制,主桥采用(48+2×80+48)m 预应力混凝土连续刚构,一联内共设5个桥墩,7号、11号过渡墩墩顶设活动支座;8～10号主墩墩梁固结,墩高分别为64,67,66m 。
7号墩采用明挖满灌基础,8～11号墩均采用<180cm 的钻孔桩基础(图1)。
2 主墩结构构造因桥址处设计流量较小,故主墩可选择的墩型有圆形空心墩、圆端形空心墩、矩形空心墩及双壁矩形实体墩。
由于圆形空心墩横向刚度差且不易与主梁顺结,因此设计中仅对主墩进行了圆端形空心墩、矩形空心墩和双薄壁墩3种截面形式的分析比较。
桥址位处高风压区,如何减小风荷载对主墩的影响成为设计关键之一。
通过对3种墩型受风影响比较,采用圆端形截面可以显著降低风载效应(表1)。
由于墩梁固结,主墩纵、横向刚度不仅影响着墩顶位移及墩身截面强度,而且对主梁内力变化影响很大。
主墩与主梁的相对刚度决定了主梁的内力分图1 全桥立面布,主墩的纵向刚度越大,主梁受力越不合理。
因此,确定合理的主墩构造尺寸,是设计成败的关键。
表1 墩身横向风力比较8号9号10号K 2 1.39 1.41 1.41圆端形空心墩K 10.30.30.3墩身风力/kN158167165M /kN ・m504756115445K 11.2 1.2 1.2矩形空心墩墩身风力/kN 480510503M /kN ・m153601734016834K 10.90.90.9双薄壁墩墩身风力/kN 291313309M /kN ・m92971064710336 注:1.基本风压值W 0为900Pa ,地形地理条件系数K 3为1.2;2.K 1为墩身风载体型系数,K 2为墩身风压高度变化系数;3.M 为风力对墩底产生弯矩。
经比较,圆端形空心墩具有混凝土用量少、抗风性能好、墩身刚度大和单墩自振周期小等优点,因此,主墩采用圆端形空心墩。
墩身构造:8～10号主墩墩身纵向为直坡;梁体以下2m 范围内墩身横向采用直坡,2～15m 范围内横向内、外坡率均采用4.56∶1,以下横向内、外坡率均采用50∶1;壁厚0.8m ,墩身纵向宽度5.7m ,横向夹直线长度5m 。
墩身由墩顶矩形截面过渡到墩底圆端形截面,上部设0.8m 高实体段,下部设4m 高实体段(图2)。
3 主墩结构计算3.1 静力分析计算3.1.1 固端干扰应力与温度应力固端干扰应力与温度应力为空心高墩常规计算内容,此处不再赘述,经计算,8～10号墩墩顶截面日照温度应力、墩顶截面寒潮温度应力、墩底截面日照温度应力与墩底截面寒潮温度应力分别为4.94,2.86,5.01,2.82M Pa ,固端干扰应力计算结果见表2。
3.1.2 墩顶位移图2 主墩立面、侧面空心高墩墩顶位移由3部分组成,即外力(列车表2 固端干扰应力MPa 墩号墩顶截面墩底截面88.88.698.2 6.9108.77.8 注:干扰区域影响长度为6～8m 。
竖向活载、制动力、离心力、摇摆力、风力等)作用下引起的水平位移Δ1、地基不均匀变形产生的墩顶位移Δ2和日照温差作用产生的位移Δ[1]3。
在空心高墩中,日照温差作用产生的位移Δ3一般较大,如何计算、控制该位移值成为设计中的难点。
刚构墩在日照温差作用下墩身产生的墩顶水平变形由于梁部的强大约束而不能完全自由释放,从而产生较大的温度附加力。
墩身日照温差变形在一定程度上同梁部收缩、徐变变形类似,是一个较缓慢的过程,不可能突然集中产生或消退而对行车产生重大影响。
因此纵向日照温差作用产生的墩顶位移可不计入或部分计入(如0.5倍)刚构空心墩墩顶纵向总位移中(本桥设计时,《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1-2005)尚未颁布,故未考虑日照温差位移)。
墩顶纵、横向位移采用西南交通大学“BSAS”程序进行计算,将基础进行等刚度模拟,主墩横向约束按悬臂梁考虑,日照温差取10℃,计算结果见表3。
表3 墩顶位移mm 8号9号10号墩顶纵向位移(包括基础)列车作用下风力作用下制动力作用下墩顶纵向总位移墩顶横向位移列车摇摆力及风力作用下基础不均匀变形产生墩顶横向总位移5.6 5.2 5.5 8.58.58.5 18.519.118.6 32.632.832.68.611.69.5 4.29.59.2 12.821.118.7 注:日照温差作用产生的墩顶横向位移仅1.5mm,可忽略不计。
由于日照温差作用产生的纵向墩顶位移不计入墩顶纵向总位移中,因此应计算日照温差附加应力。
主力应同温差应力组合,但不再与其他附加力组合,通过墩身强度的控制完成日照温差应力与位移的转换。
8～10号墩墩顶截面主力同温差应力组合值分别为9.2,8.1,9.6M Pa。
3.1.3 稳定性(1)空心高墩按轴心受压构件验算整体稳定,此时不考虑弯矩作用,但应考虑纵向弯曲的影响。
由于墩高较高,因此计算长度L0系数的取值尤为关键。
沿桥纵向,墩顶、墩底均有固结约束,墩顶可有一定的横向移动,根据文献[2]其系数可取1,为安全计取1.5;桥墩横向,基本近似为底端固定、顶端自由的杆件,系数取2.0。
(2)空心高墩的局部稳定直接关系到墩身最小壁厚尺寸和是否需要设置横隔板。
本桥空心墩壁厚0.8m,壁厚与墩身宽度比为1/12.5～1/14.9,介于1/10～1/15之间,根据有关资料[3],满足最小壁厚要求,空心墩局部稳定能得到保证,可不设横隔板。
3.2 抗震性能分析3.2.1 地震力本桥位处高烈度地震区,为保证列车的运行平稳、舒适,主桥的纵、横向刚度相应较大,但地震作用下,主桥纵、横向刚度越大,主墩的地震反应也越大。
设计中分别参考《铁路工程抗震设计规范》(G BJ 111-87)和新编《铁路工程抗震设计规范》(送审稿),采用M IDAS/Civil软件进行主桥地震反应分析。
计算模型中主墩及过渡墩基础考虑“桩—土”作用,按弹簧模拟。
在多遇地震作用下,按Ⅲ类场地土二区进行反应谱分析。
各主墩地震力见表4、表5。
计算结果表明,按“送审稿”计算的墩身弯矩和扭矩值均较"G BJ111-87"计算值大,但能够满足“送审稿”的抗震要求。
3.2.2 桥墩延性设计以9号墩为例,在罕遇地震(0.38g)作用下墩底截面最大弯矩M max=6.13×105kN・m。
将墩底空心圆端形截面简化为壁厚1.2m的空心矩形截面(纵向5.7m,横向9.36m,外环钢筋179根<28,内环钢筋167根<28),经计算,受压区高度x=0.776 m<1.2m,墩底截面屈服弯矩M y=f sk A g[h0-x/3] =1.26×105kN・m,线性弯矩比μm=M max/M y= 4.87;由a=0.38g>0.32g,T1=1.591s,按附录F 求得:λm1=0.855,λm4=0.815,λm=λm3=λm1+2/3 (λm4-λm1)=0.828,故桥墩非线性位移延性比μu=λm・μm=4.03<4.8,满足“送审稿”要求。
(注:a为水平地震基本加速度;T1为桥墩纵向第一自振周期;λm为非线性位移延性比与线性弯矩比的比例系数,λm1对应Ⅰ类场地,λm3对应Ⅲ类场地,λm4对应Ⅳ表4 横向地震力(有车)墩号按“G BJ111-87”计算按“送审稿”计算墩顶墩底墩顶墩底M/kN・m T/kN・m Q/kN M/kN・m T/kN・m Q/kN M/kN・m T/kN・m Q/kN M/kN・m T/kN・m Q/kN810100136001540 9370013600317010832158131387118493164192071 9132005388202015500053883590143607763217021837380223848 101040014600158010200014600294011248167891568155509171772930 注:M、T、Q分别表示弯矩、扭矩与剪力,下同。