铁路斜交刚架桥设计与分析
斜交板桥受力特点
斜交板桥受力特点
斜交板桥是一种常见的桥梁结构，其特点是由多个斜向的钢梁和水平的钢板拼接而成。
在斜交板桥受力分析中，需要考虑以下几个方面的特点：
1. 斜交板桥的受力主要是由横向荷载和纵向荷载引起的。
横向荷载通常由行驶车辆的惯性力、风力等引起，纵向荷载则来自于车辆的重量和牵引力。
2. 斜交板桥的横向刚度较大，能够较好地抵御横向荷载，并能够有效地限制桥面的变形和摆动。
但是，斜交板桥的纵向刚度较小，容易产生较大的变形和振动。
3. 斜交板桥的受力分布不均匀，其受力集中在连接节点处。
因此，在斜交板桥的设计和施工过程中需要特别关注连接节点的强度和可靠性。
4. 斜交板桥的钢材使用寿命较长，但也需要定期进行维护和检查，以保证其安全可靠的使用。
- 1 -。
预制斜转正桥梁受力特征与设计分析
27智城建设NO.08 2020智能城市 INTELLIGENT CITY 预制斜转正桥梁受力特征与设计分析李 健 王彬鹏（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710000）摘 要：桥下使用功能是现阶段桥梁建设领域的重点考虑因素，斜转正桥梁正取得广泛的应用，可实现对梁长度的灵活调整和提升桥梁上部角度的合理性，具备效率高、技术稳定等多重特点。
文章以预制斜转正桥梁为对象分析其受力特征，并总结设计要点。
关键词：预制斜转正桥梁；结构形式；受力特征城市化进程持续推进之下，道路建设规模随之扩大，被交路与主线普遍存在斜交的关系。
若桥梁偏长仅凭斜桥的方式难以满足施工需求，且正交加大跨径的应用效果也不理想[1]。
基于此，可采取斜转正桥梁形式有效解决各类局限性问题，其在桥梁领域有广泛的应用。
1 结构建模若桥梁长度较长，整桥均设置为斜桥形式则缺乏可行性，同时正交加大跨径的方式也存在诸多局限之处。
而斜转正有效解决了传统方式下所存在的各类问题，现阶段斜转正桥梁也逐步成为主要的应用方式。
从工艺角度来看其分为现浇和预制结构两种，基于预制结构的斜转正桥梁灵活性更强，可调整梁长以确保桥梁上部角度维持在合理的状态。
因行业技术水平的不断提高，预制结构斜转正桥梁具有技术成熟、周期短、吊装便捷等特点，但由于桥梁截面尺寸偏小，存在较明显的竖向截面刚度集中现象，相比之下横向截面则显得较为薄弱，这也成为预制斜转正桥梁的发展瓶颈，且相关验算工作难度较大，难以满足规范要求。
梁格法的基本思路则是拆分桥梁结构，将其视为若干个单元（主要由纵梁、横梁构成），根据上部结构的特性，将该处的抗弯、抗扭刚度统一集中至与之相邻的梁格中，形成的等效梁格体系具有较高的真实性，其与原型结构截面弯矩等表现出较明显的相似性，因此，若单元划分精度较高该方法的适用能力也将提高，在一般结构计算中可保证精度。
2 桥梁概况某高速公路主线设置有等宽桥梁，使用到斜转正预制连续箱梁，半幅宽12.15 m，单幅桥横向分别设置1片梁，边梁悬臂1.65 m，梁高1.4 m，由0号支点起至3号支点交角为0°、10°、20°、30°。
V形墩斜交刚构桥受力性能分析
V形墩斜交刚构桥受力性能分析邹志翔;孙建渊【摘要】The V-shaped pier continuous rigid frame bridge tends to be more complex on mechanical behavior when being constructed as a skew bridge in order to adapt to the terrain.Especially the bending-twisting coupling effect,negative bearing reaction,overall movement and cracking of the box girder,which results from the skew angle,cause serious harm todaily operations of the bridge.By using the grillage method,a finite element model of a three-span V-shaped pier skew rigid frame bridge is established first to compare and analyze the effects of actions,including the internal forces,bearing reaction and displacement.Then relevant spatial mechanical properties are found,which has theoretical significance and practical value for the design and construction of skew rigid frame bridges with V-shaped piers.%V形墩连续刚构桥为了适应地形地物而采用桥梁结构斜交布置时,其力学性能较正交桥更为复杂,特别是斜交引起的上部结构弯扭耦合效应、支座负反力、上部箱梁的整体移动及开裂等,严重危害桥梁的运营安全.通过采用梁格法建立三跨V形墩斜交刚构桥的有限元数值计算模型,根据其内力、反力及位移等方面的作用效应进行比较分析,得到了V形墩斜交刚构桥的空间受力规律,对V形墩斜交刚构桥的设计与施工具有很好的理论指导意义及实际应用价值.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2017(033)005【总页数】5页(P43-47)【关键词】V形墩;斜交刚构桥;梁格法;受力性能【作者】邹志翔;孙建渊【作者单位】同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海200092【正文语种】中文在以往的桥梁建设中,一直以道路设计服从桥梁的思维模式进行,所以正交桥居多。
高速铁路桥梁结构设计与分析
高速铁路桥梁结构设计与分析随着交通运输的发展，高速铁路的建设成为了现代城市化进程中不可或缺的一部分。
而在高速铁路的建设中，桥梁结构设计与分析是至关重要的环节。
本文将从桥梁结构设计的原则、分析方法以及现代技术应用等方面进行探讨。
一、桥梁结构设计的原则桥梁结构设计的原则主要包括安全性、经济性和美观性。
安全性是桥梁结构设计的首要考虑因素，设计师需要确保桥梁在使用寿命内能够承受荷载和自然灾害的作用，保证行车的安全性。
经济性是指在满足安全性的前提下，尽可能减少建设成本。
美观性则是指桥梁在设计上要符合人们审美的要求，与周围环境相协调。
在桥梁结构设计中，还需要考虑材料的选择、荷载的作用以及施工工艺等因素。
材料的选择要考虑强度、耐久性和可维修性等因素，以确保桥梁的使用寿命。
荷载的作用主要包括静荷载和动荷载，设计师需要根据实际情况进行合理的估计和计算。
施工工艺则需要根据桥梁的具体情况进行选择，以确保施工的顺利进行。
二、桥梁结构分析的方法桥梁结构分析的方法主要包括静力分析和动力分析。
静力分析是指在桥梁受到静力荷载作用时，通过计算和分析桥梁的受力情况，以确定桥梁的结构稳定性。
动力分析则是指在桥梁受到动力荷载作用时，通过计算和分析桥梁的振动情况，以确定桥梁的结构安全性。
在静力分析中，常用的方法包括静力平衡法、刚度法和位移法等。
静力平衡法是指通过平衡受力图中的力的作用，确定桥梁的受力情况。
刚度法是指通过计算桥梁的刚度矩阵，进而求解桥梁的受力情况。
位移法是指通过计算桥梁的位移矩阵，进而求解桥梁的受力情况。
在动力分析中，常用的方法包括模态分析和响应谱分析等。
模态分析是指通过计算桥梁的固有振动模态和频率，进而确定桥梁的动力响应。
响应谱分析是指通过计算桥梁在地震荷载下的响应谱，进而确定桥梁的动力安全性。
三、现代技术应用随着科技的发展，现代技术在桥梁结构设计与分析中得到了广泛的应用。
其中，计算机辅助设计（CAD）和有限元分析（FEA）是最为常见的应用技术。
斜腿刚构桥的优化设计
斜腿刚构桥的优化设计摘要：斜腿刚构桥具有良好的力学性能和优美纤细的造型，被广泛用于高速公路直线上跨桥，景观桥意见跨河公路桥上。
本文重点动斜腿刚构的上部箱梁的截面变化和斜腿截面变化两个方面，对斜腿进行优化设计，通过分析比较不同尺寸的截面的内力计算，对斜腿刚构进行优化设计。
关键词：斜腿刚构截面变化受力分析Optimal Design of Rigid-frame Bridge with oblique legsFU Yingchun Gao Yongli LIU Guo YE Jianguo（Shandong Provincial Communications Planning and Design Institute，Shandong Jinan 250000 China）Absrtact：oblique legged rigid frame bridge has good mechanical properties and beautiful and slender shape，so it is widely used to span the bridge on the straightline of expressway.This paper focuses on the cross-section change of the upper box girder and the cross-section change of the inclined leg of the rigid frame of the inclined leg，and optimizes the design of the inclined leg，and calculates the internal force of the cross-section of different sizes by analyzing and comparing the internal force of the cross-section.The optimum design of oblique leg rigid frame is carried out.Key words：Oblique leg rigid frame，Section variation，force analysis1 斜腿刚构桥的发展及特点随着我国高速公路建设的飞速发展，各种道路立体交叉，如铁路跨越公路，公路跨越公路，管线和水渠跨越公路等层出不穷。
极限斜交角框架桥空间结构受力分析及设计
３ 结语
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通过该项 目整体空间结构建模分 析、 计算 ， 在 大跨度 、 斜交 角 小的框架桥设计 当中应该注 意以下几点 ： １ ） 对 于整体 式框架桥 ， 由于上下 部结构联 合受力 ， 如 果基础
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拼装式架桥机架设斜交桥梁施工技术探究
拼装式架桥机架设斜交桥梁施工技术探究该大桥为4跨斜交简支箱梁桥，桥梁轴线与河流斜交角度为20°，每跨由10片箱梁组成。
箱梁顶板宽为2.4m，底板宽为1.0m，梁高为1.7m，单片箱梁质量为120t。
为节省施工造价、保证施工质量，满足工期要求，经对不同施工方案的比较，决定采用六四式军用梁现场拼组架桥机架梁的施工方案，施工实践证明该方案不仅保证了施工质量，而且大大缩短了工期、节约了施工造价。
二、架桥机设计思路和原则1.主要思路参考用于某大桥铁路引桥40m箱梁架设的SPJ300/40架桥机的经验，结合本桥斜交特点，在进行架桥机主体结构形式和走形、起升机构的设计时为简化架梁作业程序，采用架桥机整机过孔、运梁车一次到位，连续完成吊梁、前移梁、落梁和横移就位等措施，以便使架桥机架梁效果达到最优。
2.科学计算设计工作在实际针对主梁开展空间计算时，如果利用实际构造会面临较为复杂的情况。
单片结构横向的对称性以及工程精度需求都需要较长时间考虑。
连接六四式军用梁基本构件单元同样涉及到较为复杂的程序。
利用刚铰混合模型简化上述平面结构，开展结构分析是符合实际结构情况的重要前提。
在建立计算模型是需要利用先进的手段与科学技术，最为普遍的就是利用ANSYS软件，部分杆件在基本构件单元中需要连接，可利用钢结方式有效连接构件。
这种连接方式不仅可以充分考虑到单元内部杆件，同时也不会忽略单元外部实际连接形式的重要性。
在实际开展荷载计算工作时，会涉及到多方面内容，其中主要包括起升重量、架桥机设备自重、风荷载以及惯性荷载等。
在结合实际的基础上，可获得多种类型的荷载组合。
在设计时需要将控制荷载作为主要内容。
三、科学设计架梁施工方案首先，根据现场条件的实际施工条件，在预制场顺线路方向的中央挖1条深60cm、宽3m的纵向运梁通道，铺设运梁轨道(钢轨、枕木和道碴)。
运梁车走到待架梁的相应位置后，铺设横移滑道(采用八三式军用墩、钢轨、滑板和滚排)，用4台50t千斤顶将梁顶起，在梁体下铺好滑道后落顶，用倒链牵引将梁横移至运梁车处，之后再用千斤顶将梁顶起，撤出滑道并将梁体落到运梁车上，对梁体两侧进行稳定支撑。
铁路斜交框架立交桥的空间分析
铁路斜交框架立交桥的空间分析卫 星,强士中(西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031)摘要:铁路斜交框架立交桥是铁路跨越公路时采用的一种桥梁形式。
目前斜桥计算理论尚未形成完整的理论体系,这给铁路斜交框架立交桥的设计与施工带来一定的困难。
文章介绍了铁路斜交框架立交桥的空间有限元分析方法,并结合分析结果得出了铁路斜交框架桥的空间受力特点,进而对铁路斜交框架桥钢筋布置提出几点要求。
文章最后以一座实桥为例对空间分析方法进行说明。
关键词:铁路桥 斜交框架 空间分析 有限元中图分类号:U441+15 文献标识码:A 文章编号:100321995(2004)0520003202 在我国,斜交桥是20世纪80年代以后才逐渐发展起来的,由于其受力复杂一般较少采用,主要应用于对线型要求较高的高速公路及城市立体交通。
铁路跨越公路时大都采用正交框架式结构(地道桥)。
随着线路等级的提高与高速公路的大规模修建,铁路跨越公路时将不可避免地采用斜交框架立交桥。
就目前而言,关于斜桥的计算理论,国外国内都尚未形成完整的理论体系,无论是理论解析方法,还是数值解析方法,还都处于研究阶段。
斜桥计算中的许多关键问题仍然认识模糊,其设计理论与方法、力学特点、构造特点、施工要点均不很明确,有关规范也没有对此作出明确的条文规定。
这种现状给斜交框架桥的设计与施工带来一定的困难。
1 铁路斜交框架桥的空间分析对于铁路斜交框架桥必须考虑其空间效应,因此对此类结构的受力分析,一般应借助于通用的有限元分析软件,建立桥梁的空间计算模型来实现。
有限元分析的计算精度往往与单元的划分方式、划分密度有关。
单元划分的不当,往往带来某些部位应力的突变,对于铁路斜交框架桥,其斜交角越小,这种突变越多、越明显。
因此在有限元数值分析中应从结构的实际出发,从实际结构到有限元模型的简化要合理,同时应注意各种单元的适用范围,选择恰当的单元类型,避免网格划分带来的误差。
单元网格应足够细,特别是在结构突变的位置。
极限斜交角框架桥空间结构受力及设计
Application of steel fiber concrete construction technology in road ＆ bridge construction
TONG Yun （ Shanxi Yuncheng Road ＆ Bridge Limited Liability Company，Yuncheng 044000 ，China） Abstract： The paper analyzed the application of steel fiber concrete construction technology in current our country road ＆ bridge construction， and discussed to some extent to its sustainable development strategies，so that to realize the sustainable development goal of road ＆ bridge construction technology． Key words： road ＆ bridge construction，steel fiber concrete，construction technology0 1.2 m 挖孔灌注桩
＞350
730
520 300 1.2 m 挖孔灌注桩
L
L
a）桥型布置图
4 324
4
L
4
承台采用实体单元， 桩基础用实际桩长、 土采用土弹簧进行模拟。 根据以上模型， 经过计算受力分析， 认为第四模型能最大程度的模 拟结构的真实受力情况， 所以采用第四模型进行结构的设计。 本桥建模分析采用 midas civil 7． 4． 1 软件。
Midas Civil培训课件斜交T型梁桥分析与设计
激活
钝化
自重
预应力 -
-
-
-
-
二期
-
-
-
二 建模分析前的准备工作
3.预应力钢束坐标
N1 XZ 0 -0.5 11.96 -1.9 17.96 -1.9 29.92 -0.5
N1 Xy 00 29.92 0
钢束竖弯坐标表
N2
N3
R
X
Z
R
X
Z
R
0
0 -0.95 0 0 -1.5 0
15 9.96 -1.9 30 7.96 -1.9 30
19.76 0 8 21.76 0 8
29.92 0 0 29.92 0 0
二 建模分析前的准备工作
1.力学模型-平面网格
二 建模分析前的准备工作
2.施工阶段信息
步骤名称
结构组
激活
钝化
纵梁1
纵梁2
预制
纵梁3
-
纵梁4
纵梁5
辅助节点
存梁60天
-
-
横梁（0.915）
架设 横梁（2.015） -
横梁（2.032）
二期
-
-
收缩徐变
-
-
边界组
激活
钝化
主主梁与辅
助节点
临时支撑
-
-
-
永久支撑 临时支撑
15 19.96 -1.9 30 21.96 -1.9 30
0 29.92 -0.95 0 29.92 -1.5 0
钢束平弯坐标表
N2
N3
R
XyRXyR
0
000000
0 10.16 0 8 8.16 0 8
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铁路斜交刚架桥设计与分析
作者：景斌
来源：《中国科技纵横》2015年第05期
【摘 要】 通过斜交刚架桥的设计，介绍斜交刚架桥的设计原则和技术参数的选用，采用
空间有限元分析方法，对结构进行计算分析，为类似工程设计提供设计参考。
【关键词】 铁路 ;刚架桥 ;设计
随着铁路工程的发展，铁路与道路、沟渠交叉情况越来越复杂。特别是受j结构高度限制
的立交及斜交沟渠，采用斜交刚架结构可以很好的满足工程功能需要，并较大的节约工程造
价。本文通过对铁路斜交框架桥设计过程介绍，总结本类桥梁设计过程中的设计原则及注意事
项，为类似工程提供设计参考。
1 工程实例
东北地区某新建双线铁路，与既有沟渠斜交75度，施工期间沟渠不能中断，受其它因素
影响，最终采用1-20m斜交刚架桥跨越，较好的满足了工程需要。
主要技术标准如下：
（1）线路等级：国铁I级;设计速度：160km/h;直线，线间距5.0m。
（2）荷载：中-活载。二期恒载160KN/m（双线）。
桥址范围内，表层为粗角砾土，之下为石英砂岩。地震基本烈度8度，动峰值加速度
0.2g。
场地类别为II类，最大冻结深度1.5m。
本桥采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C45，顶板厚1.20m，侧墙厚1.20m。侧墙
与顶板相交处采用加腋构造，桥宽13.0m。2.5m宽2.0m高承台，承台下设单排端承桩，桩径
2.0m，桩间距2.5m。
2 结构模型
2.1 模型介绍
采用空间有限元程序MIDAS软件建立上部结构模型，顶板、侧墙及承台采用板单元模
拟，桩基采用梁单元模拟。按照《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB 10002.5-2005）附录D
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的方法，按节点弹性支承模拟桩基的侧向边界条件，桩基基底按固结考虑，将桩基模拟到实际
模型中。
整体模型如图1：
2.2 荷载组合
设计按以下组合检算结构作用：
荷载组合（恒载包括：自重、二期恒载、收缩、徐变、基础变位）
（1）主力组合：恒载+活载+横向摇摆力。
（2）主力+纵向附加力组合：主力+制动力+温度荷载。
（3）多遇地震力组合（特殊荷载）：恒载+列车竖向静活载+多遇地震作用+50%静荷载横
向效应。
（4）罕遇地震力组合（特殊荷载）：恒载+列车竖向静活载+罕遇地震作用+50%静荷载横
向效应。
结构温度影响按整体升温按+25℃，整体降温按-25℃计算。桥面板非线性温度变化按顶板
升温10℃考虑，并考虑非线性温度负效应。混凝土收缩按降温15℃考虑。
单侧基础不均匀沉降按5mm考虑。
3 计算过程
3.1 侧墙基础桩基设计
根据本桥地质情况，初步拟定为端承桩，桩长为10m，桩径2.0m，桩间距2.5m。按此情
况将桩基情况模拟进模型。
计算得桩基反力及内力，并对此桩基检算是否满足要求。若不满足，则对桩基布置进行修
改，并从新计算，直至满足要求。
3.2 上部结构内力分析
根据刚架桥的受力特性，选取以下截面检算结构内力：
顶板检算截面为：顶板角偶处截面;顶板厚度变化处截面;跨中截面。
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侧墙检算截面为：侧墙角偶处截面;侧墙底截面进行检算。
根据模型计算，内力云图如图2：
由图可以看出，顶板最大正弯矩出现在跨中，最大负弯矩出现在角偶区域。根据内力的分
布情况，与线路方向垂直断面内力大小较为一致，钝角处内力较其他位置偏大。
侧墙下端内力较为一致，侧墙上端则与顶板钝角对应位置内力较大。 由计算模型得主梁最大竖向位移16.376mm。根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土 故本桥需要设置预拱度，跨中处的预拱度（上拱）为： 4 设计注意事项 5 结语 （2）设计过程中的难点在于基础边界条件的拟定，可根据实际地质情况设置适宜的基础 参考文献
故在配筋计算时钝角位置宜进行局部加强处理。
3.3 上部结构变形分析
根据规范，钢筋混凝土结构截面刚度按0.8倍EI计算。在列车竖向静活载、温度力作用下
的跨中竖向挠度为最大值为7.176mm
结构设计规范》当由恒载及静活载引起的竖向挠度等于或小于15mm或跨度的1/1600时，可
不设预拱度。
恒载+1/2静活载=11.716+2.33=14.046mm。
边墙顶预拱度为0，之间按二次抛物线过渡。
通过计算侧墙顶及基础顶刚度如表1：
满足规范设计要求。
3.4 地震力分析
框架桥为整体结构，抗震性能较好，抗震薄弱位置为侧墙底部，在设计计算中需要对其进
行抗震设计。
（1）斜交刚架桥的受力较为复杂，不同于框架桥及梁式桥，对基础情况的模拟尤为重
要，不同的基础情况，不仅关系的基础自身的内力计算，而且会对顶板及侧墙的受力产生影
响。
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（2）斜交刚架桥钝角区域内力较大，且斜交角度越大，增大值越大。故在配筋计算时必
须对相应区域进行加强。
（1）斜交刚架桥可以有效的满足特殊情况下的功能需求，对既有道路或沟渠影响较小。
并且造价相对较低，有较好的应用前景。
形式。并可选用不同的基础刚度对结构内力进行包络计算，增大设计安全系数。
[1]《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB1000 2.3-2005）.
[2]《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）.
[3]范立础.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社.2001.
[4]杜振华.沈轶勇.斜交刚构桥的空间有限元分析[J].铁道勘测与设计.2011.04.