摘要：泉州湾跨海大桥主桥全联主梁采用槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合结构,在高速铁路大跨度跨海斜拉桥中系首次采用。为探明槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合主梁沿纵桥向的静力受力特点,建立主桥结构有限元分析模型,开展主桥在不同荷载组合作用下的静力响应分析,揭示刚度分配和一期压重对主梁受力的影响规律。结果表明:在不同荷载组合作用下,截面应力峰值均出现在主墩及辅助墩处;主墩处主梁截面承受的轴向压力及负弯矩最大,辅助墩处主梁截面承受的竖向剪力最大,负弯矩较大,该处钢箱梁截面的正应力水平最高,尤其是钢箱梁顶缘的正应力水平远高于主墩处。综合分析主梁截面刚度及其分布情况、内力和应力分布情况,以及一期压重混凝土板对主梁受力的影响,辅助墩处主梁截面为最不利受力位置,其受力状态更加需要关注。与普通组合梁相比,槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合梁的构件在工厂预制,可以在海湾深水区装配化实现快速建造,在工程经济性、抗风性能、海湾深水施工条件、高速列车行车性能适应性等方面具有显著优势,应用前景广泛。

摘要：在双幅式桥梁的建设中,公路与铁路同层并排布置的大跨双幅非对称主梁属于较特殊的设计。由于公路桥与铁路桥的动力特性不一致、主梁尾流特性差异较大以及非对称双梁间存在特殊且显著的气动干扰,使得非对称双幅主梁的涡激振动特性更为复杂。为系统探究干扰效应对主梁涡振性能的影响,以一座大跨度公铁两用双幅桥为研究背景,开展了双幅主梁涡激振动风洞试验与流固耦合数值模拟,其中公路梁为Π型叠合梁,铁路梁为流线型箱梁。研究结果表明:公路梁位于迎风侧时出现了较大幅值的竖弯和扭转振动,且风速区间与结构振动频率具有典型涡振“锁定”特征,而位于背风侧时,振动现象基本消失;铁路梁位于迎风侧时未见明显振动现象,而位于背风侧时,试验观察到了大幅振动,且振幅具有迅速上升又迅速下落的特点,无明显“锁定”区间。数值流场表明,公路位于不同位置处(迎、背风侧)时,主梁附近涡结构的尺度与分布均有明显不同。当位于迎风侧时,下桥面腔内大尺度漩涡的存在以及涡结构的周期性变化是位于迎风侧时产生涡振的主要原因;当位于背风侧时,受干扰效应影响,下桥面腔内漩涡尺度减小,升力振荡频率改变,涡振锁定现象消失。铁路附近流场及压力分布表明:当位于迎风侧时,主梁附近流场稳定,自激升力近似为直流力;当位于背风侧时,受公路尾流的干扰,铁路表面存在较大面积的负压区,公路尾流的脉动导致了铁路气动升力的振荡,因而产生了大幅振动。研究了双幅非对称平行主梁间气动干扰效应对涡振性能的影响,揭示了涡振及气动干扰机理,为类似桥梁的工程设计提供了参考依据。

摘要：目的 研究大跨度辐射式吊杆提篮拱桥力学行为特点及控制策略,以主跨255 m无推力系杆拱桥为依托,探明不同设计参数对该体系拱桥结构响应的影响。方法 采用ABAQUS软件建立全桥有限元模型;采用均匀试验和多元回归分析方法,分析主梁重力密度、吊杆弹模、索力偏差、吊杆间距等结构参数变化对成桥阶段主要控制指标的影响及对结构响应的敏感程度。结果 成桥状态下,最敏感响应依次为主拱应力、主梁应力、主梁竖向变形、主拱竖向变形;均匀试验法表明:主梁竖向变形、主拱竖向变形、主梁应力、主拱应力的主要敏感参数分别为主梁重力密度、吊杆间距、吊杆间距、吊杆弹性模量。结论 基于均匀试验和多元回归分析法的参数敏感性分析可靠性强,能够揭示参数变化与结构力学行为的内在联系和规律,指导大跨径辐射式提篮吊杆拱桥的施工,为同类桥梁的参数敏感性分析提供参考。

摘要：以某公铁同层桥梁为背景,以道路失能眩光造成的阈值增量为评价指标,基于DIALux光学仿真分析软件,结合现场试验进行公铁同层桥梁防眩设施研究,并从屏障结构和列车光源2个层面开展影响屏障防眩效果的参数分析。结果表明:屏障高度和遮光角需大于某一阈值才能满足防眩要求,本案例为3.0 m和12°;当屏障开孔率较大或者光源灯柱角度和光通量较大时,需要进一步校核眩光指标,以免其漏光严重;灯柱角度和屏障材料基本不影响眩光水平;影响眩光水平的主要因素为屏障高度、遮光角和列车灯光通量。

摘要：台风登陆时,常诱发狂风、巨浪、风暴潮等自然灾害,威胁跨海大桥的安全。开展台风登陆期间跨海大桥风-浪-流多灾害作用随机振动分析对桥梁结构设计及安全运营有重要作用。首先,介绍台风登陆期间的风-浪-流多灾害数值模拟技术,利用台风混合风场模型驱动SWAN+ADCIRC波流耦合模型实现桥址海域台风期间的风、浪、潮、流模拟。然后,总结了风、浪、潮、流荷载的计算方法,其中风荷载采用了台风风谱,波浪荷载考虑台风波浪谱及各墩非一致激励。以某跨海公铁两用大桥为例,基于台风“艾利”期间的环境参数模拟结果,并借助有限元软件ANSYS开展跨海大桥多灾害作用振动分析。研究结果表明,长期响应的统计特征可利用每次10 min的30次短期随机时程分析结果均值作为代表值,桥梁短期动力响应极值服从广义极值分布;考虑风向、波向变化对桥梁随机振动分析结果影响显著。

摘要：为研究非对称施工荷载对斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态,以主跨为988 m的G3铜陵长江公铁两用钢桁加劲梁桥架设施工为工程背景,采用数值方法建立斜拉悬索协作体系桥的空间非线性有限元模型,对倒拆施工中非对称和对称施工荷载作用下千米级柔性桥梁结构受力、变形、合龙调整措施及合理成桥状态进行研究。结果表明:对称和非对称施工荷载下斜拉悬索协作体系桥的结构响应差异不大,非对称施工荷载下结构内力更小,但主梁上弦杆的最大位移增大2 m;合龙口梁段间宽度比合龙段小,梁段高差为7.6 cm,采用合龙口处施加5000 kN顶推力和临时吊索300 kN张拉力的调整措施,能有效调整合龙口几何形态,满足合龙施工要求;全桥合龙后主桁跨中区域呈上拱趋势,最大竖向位移为2.6 m,缆索过渡区斜拉索张拉完成后主桁上拱曲率增大,最大竖向位移为2.9 m,完成二恒铺装后主梁可达到合理设计线形。

摘要：借鉴钢桥节段预制拼装施工工艺,对所有混凝土节段进行唯一编号,按毫米级精度匹配预制和切线拼装。节段间的临时预应力按体外预应力设计。构建包含节段梁、节段临时预应力、架桥机主梁、吊杆的结构系统计算模型,计入节段移动荷载引起的架桥机主梁和吊杆变形及吊钩受力转换到吊杆受力的冲击效应,对每条胶接缝进行拼装施工全过程的全截面应力分析,通过精细化计算控制胶接缝在拼装过程中的拉应力。控制架桥机吊杆拉力,节段4根吊杆同步张拉,防止节段之间错动。节段逐节拼装,后续节段对已拼节段临时预应力产生压缩变形损失。临时预应力失控和胶接缝在后续节段拼装受拉,是胶接缝开裂的主要原因。胶接缝耐久性设计主要体现在多道防水设计和精细化施工,在胶接缝位置注水,检测胶接缝密封性能。采用人工和自动监测相结合的施工监控系统,实现高精度线形,防治胶接缝裂纹。建立了节段预制全胶结拼装连续梁高性能建造的框架体系。

摘要：台风在近岸登陆时通常带来强风、巨浪等极端海洋环境,而风浪作为跨海桥梁的主要环境荷载,其极端性、复杂性给桥梁的安全运营带来巨大挑战。为深入了解极端台风风浪环境下跨海桥梁动力响应特点,基于台风期间桥址区实测风浪数据,构建合理的风速和有效波高边缘分布模型及其Copula联合概率分布模型;以某跨海桥梁为例,基于谱分解与模态叠加法在频域下计算桥梁在不同风浪要素组合下的极端动力响应,其中,输入的脉动风谱为Von Karmen谱,波浪谱为P-M谱;构建结构响应面,结合风速和有效波高联合累积分布的环境等值线,对跨海桥梁在极端风浪环境下的结构动力响应进行分析。结果表明:台风“杜鹃”期间,桥址区最大风速达到26.1 m/s,最大有效波高达到3.15 m,风速和有效波高的最优Copula联合概率分布模型为Clayton模型;台风“杜鹃”期间,在风速和有效波高累积概率为0.98的情况下,桥梁跨中最大竖向位移的均方根为2.72 cm;塔顶最大横向位移的均方根为1.18 cm;桩基最大横向内力的均方根为193 kN;主梁位移响应主要受风荷载控制,塔顶横向位移响应受风荷载和波浪荷载的共同控制,桩基横向内力响应主要受波浪荷载控制。研究方法和结论可为跨海桥梁设计和运维提供参考。

摘要：目前针对单壁钢围堰施工过程荷载的取值,通常依靠现行规范中的线性荷载模式确定,无法真实反映受空间水力条件影响的围堰及承台施工受力情况。以清江河大桥单壁钢围堰工程为背景,综合考虑施工过程中围堰结构体系变化,提出了采用流体动力学与有限元相结合的改进荷载模式分析方法。将此方法与常规的基于现行规范荷载的有限元模拟方法进行对比,验证了该方法在复杂水力条件下对施工期单壁钢围堰结构受力安全的有效性。研究表明,在研究范围内,在混凝土受力方面,现有规范计算结果偏于不安全,其结果偏小约20%;而对于钢构件而言,位移结果比较接近,规范计算的环向次肋最大应力偏大约20%;利用大涡模拟(large eddy simulation,LES)湍流模型来模拟复杂河道水流条件,能够更好地反映空间复杂水流力对结构的影响。综上,研究成果有利于保障复杂水力条件下围堰结构施工安全,可为今后同类单壁钢围堰的设计和计算提供参考依据。