两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件抗侧向冲击性能有限元分析

目的 研究两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件的抗侧向冲击性能,为该类构件的工程应用提供参考。方法 建立并验证侧向冲击荷载作用下两端简支GFRP管-钢骨混凝土构件有限元模型,分析了典型构件在侧向冲击荷载作用下的全过程、破坏形态、应力发展、相互作用力时程曲线和弯矩时程曲线等动态响应;研究了冲击能量、冲击冲量、钢材强度、GFRP管厚度以及截面含钢率对构件抗冲击性能的影响。结果 随着冲击能量及冲量的增大,冲击持时和构件弯曲变形增大;提高钢材强度、GFRP管厚度可以改善构件的抗冲击性能。结论 GFRP管对混凝土有较好的约束作用,构件在侧向冲击荷载作用下整体发生弯曲破坏,内部钢骨塑性变形发展充分,构件抗侧向冲击性能优越。

哈大客专普兰店海湾特大桥简支箱梁架设施工关键技术

以哈大客专普兰店海湾特大桥跨海部分为例,概括大桥箱梁的预制、运输到架设的过程。针对桥梁跨度大、墩旁托架缺乏有效的拼装措施、易受海上环境影响的特点,对施工方案展开研究,提出了采用架桥机节段预制架设方法进行简支箱梁架设,对不同工况下架桥机各杆件、墩旁托架及墩身进行受力分析,确保整体、局部受力均满足设计要求,保证大桥箱梁架设施工安全稳定。

铁路桥梁大节段预制胶接拼装简支箱梁施工

随着铁路交通的快速发展,桥梁建设面临着工期缩短、成本控制和质量提升的需求。大节段预制胶接拼装技术作为一种创新方法,通过预制箱梁的大节段装配和胶接方式,有效地提升了施工效率和桥梁质量。本文详细介绍了该技术在某铁路特大桥项目中的应用,包括节段梁的设计、预制、悬挂施工、定位及拼装等关键技术环节。实践证明,采用此技术能显著减少现场作业量,缩短工期,并通过精确的施工控制提高结构的耐久性和安全性。本文旨在通过详细阐述大节段预制胶接拼装简支箱梁的设计与施工过程,为铁路桥梁建设提供创新方法与实践案例,以供业界参考和借鉴。

气象数据驱动的拉林铁路简支T梁温致变形预测

为快速、准确预测日照环境下高原铁路桥梁的温度变形效应,基于长短期记忆神经网络(LSTM)提出了一种气象数据驱动的桥梁温度变形智能预测模型。以拉林铁路简支T梁为背景,采用热力耦合有限元仿真分析,构建了“气象数据—温度变形”映射的样本数据库,以此训练预测模型并对桥梁温致变形进行预测。结果表明,LSTM模型表现出了较高的精度和优势,其梁体竖向挠度预测的决定系数(R2)超过0.97,平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)较反向传播神经网络(BP)模型提升超过70%,较随机森林(RF)模型分别提升了24%和27%。预测挠度与真实值在趋势和数值方面均基本一致,表明所提出的预测方法性能优异,为高原铁路轨道平顺性变化规律研究及动态检测数据评价提供参考。

考虑场地液化的简支桥梁振动台试验研究

为了探究简支桥梁在可液化场地条件下的倒塌机理,结合实际震害调查,并对量大面广的简支桥梁进行了模拟液化场地下的振动台模型试验,采用持续增强的白噪声和正弦波作为激励,研究了简支桥梁在可液化场地条件下的倒塌机理。结果表明,振动台试验结果能够很好地再现液化现象,桩截面峰值应变位置随着液化的逐渐加深而下移,桩基自振频率随场地液化的逐渐加深而持续降低,而邻桩间距的不断增大会导致桥梁倒塌,试验结果与实际震害现象较为接近。研究对桥梁结构在地震作用下的土-结构相互作用具有一定的参考价值,也为现存类似桥梁的地震安全性评价积累了部分试验资料。

先简支后桥面板连续体系桥面板抗裂性能研究

先简支后桥面板连续体系是一种新型钢混组合结构,在该体系的中支点处设置一定长度的钢梁-混凝土桥面板分离段,可以改善桥面板负弯矩区的受力状态。目前对于该体系桥面板负弯矩区这一薄弱环节的试验研究尚属空白。本研究首先根据实际一座先简支后桥面板连续的钢混组合梁桥,设计制作了两跨1/4比例的缩尺模型,并通过安装、拆除带套筒剪力钉对中支点处的分离段长度进行调节。然后通过在两跨桥面上模拟单轮重轴荷载进行逐点加载试验,研究了分离段长度对桥面板受力状态和抗裂性能的影响。最后对原桥的抗裂性能进行了分析。结果表明,中支点处设置分离段的先简支后桥面板连续体系可显著改善结构的抗裂性能。本研究有助于推广先简支后桥面板连续体系在钢混组合结构中的应用、推动桥梁结构预制装配技术的发展。

简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区设计及工程应用

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥为依托,提出了一种简支转连续结构负弯矩区构造设计方案。采用有限元分析和实桥试验相结合的方法,对简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区的受力性能进行分析,验证了该构造设计的可行性,最后就负弯矩区改善开裂的措施进行了探讨。研究结果表明,对于钢-混组合连续梁桥,简支转连续的施工方法与焊接连续施工方法相比,可减小墩顶负弯矩;承载能力极限状态时,负弯矩区混凝土最大裂缝宽度满足规范要求;桥面板钢筋直径以及混凝土自身力学特性是影响负弯矩区开裂的关键因素,适当加大桥面板钢筋直径、采用超高性能混凝土可以有效减小简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土的开裂;顶升支座法可以在一定程度上减小墩顶负弯矩,对控制开裂有利。

简支转连续钢-混组合梁负弯矩区连接构造受力性能试验研究

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥工程为依托,设计了两根负弯矩区具有混凝土横梁连续段的试验梁SCB-1和SCB-2,针对不同荷载作用下两根梁的受力性能进行室内试验研究,同时就试验过程中的构件扭转现象进行了有限元分析。结果表明:极限荷载下试验梁破坏模式为钢筋先屈服,负弯矩区横梁连接栓钉受力约为220MPa,满足使用要求,试验梁裂缝主要集中在横梁中线两侧1/5~1/3计算跨径范围内,是构件抗裂的关键区域;构件设计过程中应尽量避免偏载和不均匀支撑的共同作用;扭转现象使得构件整体受力性能降低约20%,实际工程中建议增加横向连接刚度。

简支矩形薄壁箱梁受不确定移动偏载作用的竖向振动响应研究

针对工程中薄壁箱梁受不确定移动偏载作用的振动问题,给出了一种基于区间过程的求解简支矩形薄壁箱梁结构竖向振动响应边界的方法.基于修正Timoshenko梁理论、乌氏第二理论和箱梁畸变理论,求得了移动偏载作用下考虑截面扭转和畸变的简支矩形薄壁箱梁受迫竖向振动解析解,通过引入区间过程描述移动偏载的不确定性,推导了简支矩形箱梁竖向振动响应边界的计算过程,分析了不确定性参数的相关性和荷载速度对简支矩形薄壁箱梁竖向振动响应的影响,与有限元计算结果对比验证了本文方法的正确性.

静力模型优化分析简支T梁桥横向分布系数与刚度

鉴于桥梁荷载试验成本高且对试验人员专业性要求较高,为了能为桥梁监测提供更为贴合实况的理论数据,提出一种基于结构静力学试验测试结果修正理论参数的方法。该方法能考虑T梁间的剪切变形,比铰接T梁法更贴合梁间实际联系状况,提高了分析精度,降低了对试验人员专业性要求,并将该方法应用于有机玻璃铰接T梁桥模型的横向分布系数与刚度分析。结果表明:不考虑梁间剪力影响,在简化分析模型分析计算下,荷载横向分布影响线的计算结果与铰接T梁法一致,确保了所提简化模型与分析结果的准确性;该方法得到的荷载横向分布系数与实况契合度优于铰接T梁法,更能准确反映桥梁实际刚度;以有机玻璃模型静力实测响应值为基准,识别简化分析模型的关键控制参数,基于实测数据、修正后的理论模型及采用软件提取值计算得到的横向分布系数差异性较小,从而证实该方法能更好地反应桥梁实际刚度,为桥梁监测提供更为贴合实况的理论数据。可见静力模型优化分析简支T梁桥,在最不利荷载作用下的梁体下挠量优化率达27.71%,在3种工况下,下挠量最大梁体影响线数值优化率分别达到34.82%、13.07%和5.46%。

高速铁路简支箱梁施工方法选择及造价分析

我国高速铁路建设受制于征地拆迁及环境保护等影响,经常采用“以桥代路”形式,桥梁工程在线路中占比大,简支箱梁作为桥梁结构中的主要结构形式,越来越多应用于高铁建设中。本文对简支箱梁常用三种施工方法的施工工艺和适用条件进行了总结,并提出了综合造价确定方法,通过工程实例进行施工方案比选,为后续高速铁路简支箱梁施工组织设计提供思路。

先简支后连续桥梁上运梁施工安全分析

对先简支后连续桥梁上进行梁板运输作业的安全性进行了分析。根据某先简支后连续桥梁的设计参数建立了三维空间有限元模型,分析了在单跨20 m的空心板桥和单跨40 m的T梁桥上进行运梁作业时结构的内力,并对梁板间有无横向联系、运梁车跑偏等情况进行了具体分析对比。最后,根据计算分析的结果给出了合理建议。

现浇简支箱梁外侧模纵向滑移施工技术研究

针对现浇简支箱梁外侧模纵向滑移施工技术问题,本文结合具体工程实例,首先分析了外侧模支架及模板的设计,然后对侧模整体滑移进行了力学计算和模拟分析,最后根据确定的施工方案,阐述了现浇简支箱梁外侧模纵向滑移施工技术及控制措施,研究结果表明:模板在不同跨度下的应力分布与跨度成正比,确定了合理的跨度为6 m;采用侧模滑移方案能有效节约工期、减少成本,并提高项目的社会效益。

先简支后结构连续桥梁施工技术研究

为保证先简支后结构连续桥梁施工质量,从钢筋工程施工、混凝土工程施工和预应力张拉施工等方面探讨了先简支后结构连续桥梁施工技术,提出了具体的施工方法和施工中需要注意的关键点,如钢筋工程施工中钢筋加工形状与尺寸应满足设计要求,钢筋调直需借助弯曲机实施等,可为同类工程施工提供参考。

简支型钢筋桁架楼承板无支撑架施工研究——以装配式钢结构住宅楼承板施工为例

依托济南C-3-1地块项目,根据装配式钢结构住宅建筑的结构特点,研究合理深化设计简支结构钢筋桁架楼承板的技术要点,运用有限元分析软件对简支型钢筋桁架楼承板安装和混凝土浇筑施工进行验算分析,通过设置装配式加固系统和调整桁架钢筋设计、安装结构,最大限度地发挥钢筋桁架楼承板的整体支撑刚度优势,实现将原设计的有支撑简支楼承板转化为无支撑架施工,总结楼承板桁架钢筋深化设计参数,为桁架配筋提供依据。

先简支后连续小箱梁桥补强方案研究

针对先简支后连续小箱梁桥实际施工中预应力张拉顺序偏差导致负弯矩区部分混凝土压应力储备不足的情况,提出了采用高延性混凝土铺装和施工体外预应力两种补强方案。通过有限元模型计算当前施工状态及预测成桥后结构的应力水平,并对比分析了两种方案的补强效果;有限元分析结果表明,采用高延性混凝土铺装的补强方案运营阶段主梁上下缘均不会出现开裂,采用该方案补强后桥梁荷载试验表明桥梁结构的承载力及抗裂性能够满足设计荷载要求。

高铁简支箱梁钢筋骨架电阻焊接工艺参数研究

研究目的:目前高铁简支箱梁的钢筋骨架制造主要依赖人工绑扎,效率低、成本高。为此,本文作者团队提出了简支箱梁钢筋骨架自动电阻焊接工艺,能够替代传统绑扎方法、提升制造效率、降低人力成本。但该焊接工艺会对钢筋造成一定损伤,在车辆荷载的反复作用下可能会导致产生焊接点疲劳问题。本文通过试验探究焊接工艺下不同焊接参数对钢筋骨架中十字焊接钢筋的静力拉伸性能和疲劳性能的影响,确定最优的焊接参数以保证钢筋骨架的性能。研究结论:(1)电阻焊接工艺制成的钢筋试件在静力拉伸试验和疲劳试验中破坏模式不同,前者以焊点处横向短钢筋脱离长钢筋的形式破坏,后者表现为纵向长钢筋在焊点处断裂;(2)焊接参数与试件的静力拉伸强度和疲劳寿命之间不是简单的线性关系,存在局部极值点;(3)综合考虑静力拉伸强度与疲劳寿命,N3组焊接参数表现最佳,其对应的电流有效值为11.5 kA,电流峰值为16.0 kA,电压为0.6 V,焊接时间为9个周波;(4)本研究成果可应用于高铁钢筋骨架的电阻点焊制造,推动简支箱梁的高效生产与发展。

高速铁路32m简支箱梁墩台横桥向沉降静力影响及损伤评级

针对高速铁路桥梁新旧线并行修建引起的横桥向墩台不均匀沉降的问题,利用ABAQUS有限元分析方法,选取高速铁路常用的32 m标准双线多跨简支梁桥,建立CRTSⅢ型单元板式无砟轨道-桥梁-墩台空间静力耦合模型;考虑不同沉降类型和沉降幅值,研究横桥向桥墩不均匀沉降对轨道结构层间受力及其轨面变形规律,在此基础上提出适用于该桥型的单、双墩横桥向不均匀沉降静态损伤分级及维修建议。结果表明:横桥向墩台不均匀沉降对轨面高低不平顺影响最大,其次为扭曲和水平不平顺,且沉降墩顶处易出现变形极值;横桥向墩台仅单侧沉降时,单墩沉降差10、15、20 mm,伤损等级依次为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级;需要关注桥墩横桥向双侧沉降情形,损伤比单侧沉降更严重;当沉降差达到20 mm时,自密实混凝土层横向拉应力超过C40混凝土抗拉强度限值,轨道结构存在开裂风险。建议日常保养时单、双墩横桥向不均匀沉降控制在10 mm及以下,应避免出现沉降15 mm及以上的不利情形。

高震区高速铁路跨度40m简支箱梁方案可行性研究

高铁40 m简支箱梁为近年新发展的大跨度桥梁建造技术,已在低震区多个项目应用,但尚未见高震区桥梁案例,40 m梁是否适用于高震区高铁桥梁,需要研究分析。以津承高铁天津段为例,对0.2g地震区的桥梁进行了40 m梁跨度比选研究,研究涉及梁墩构造、全桥动力性能、工期和经济比选等多方面。研究结论表明:(1)与32 m梁比,40 m梁每延米圬工量较少,两者预制架设经济指标相当;(2)两种跨度梁的桥墩构造一致,40 m梁实体墩墩顶略大,桥墩配筋较32 m梁加强;(3)40 m梁桥的自振频率、脱轨系数、轮重减载率等动力性能均满足规范要求;(4)40 m梁运架设备充足、工艺较成熟,不是制约40 m梁推广应用的因素;(5)40 m梁桥的地震重要性系数宜取1.5,此时的桥梁地震响应与公路、城市桥梁抗震算法较为接近;(6)两种跨度梁的梁场规模相当,40 m梁的运架工期更节约;(7)0.2g地震区40 m梁方案与32 m梁方案相比,投资增加3.57%,增幅较小,但40 m梁方案综合效益显著,可以作为高震区高铁标准跨度梁推荐使用。

市域(郊)铁路简支箱梁设计

市域(郊)铁路在我国起步较晚,国内尚无对应标准的简支箱梁通用设计参考图。结合市域(郊)铁路的设计标准,介绍桥面布置原则,对不同工序浇筑三墙的优缺点进行对比。根据有限元计算结果及构造要求对结构主要构件尺寸进行了比选,采用实体分析计算方法,对梁体各工况下的局部受力情况进行计算,明确了需局部加强位置。通过车桥耦合计算分析,验证行车安全、舒适性。研究结论为:(1)线间距4.0 m时,桥面宽度为10.8 m,线间距为5.0 m时,桥面宽度为11.8 m;(2)推荐采用节省工期、质量易保证的整体式桥面一体化运架方案;(3)结构腹板厚度采用36.0 cm,顶板、底板厚度采用26.0 cm,腹板斜率采用1∶2.5,腹板间距5.2 m左右;(4)需对吊点、支座位置进行局部加强;(5)桥梁的振动性能良好,列车的行车安全可以保证,乘坐舒适性良好。