钢-混凝土结合梁悬索桥剪力钉滑移效应

钢-混凝土结合梁由钢梁、混凝土板和剪力连接件组合而成,这三者在结合梁受力过程中分别存在不同程度的剪切变形,导致钢梁和混凝土板界面之间的相对滑移效应。本文基于ANSYS有限元技术,对世界上首座3塔4跨地锚式悬索桥——武汉鹦鹉洲长江大桥建立三维空间有限元全桥模型,通过有限元模型拼接技术将标准节段的精细化模型嵌入鱼刺梁式的杆系模型中,研究最不利工况状态下标准节段中预制桥面板与钢主梁之间剪力键的滑移效应。计算结果表明:在设计的移动荷载下,鹦鹉洲大桥最大的单钉剪力值为20.6 kN,仅为其设计承载强度的34.3%,最大滑移量值为0.086 mm;在1.5倍设计移动荷载下,最大的单钉剪力值为27 kN,为其设计承载强度的44.9%,最大滑移量值为0.163 mm。鹦鹉洲大桥现有剪力连接栓钉工作性能良好,承载富余较大。

钢-混凝土结合梁在温度作用下的响应分析

在钢 混凝土结合梁中 ,温度作用通常包括三种形式 ,即 :变温、温差和温度梯度。这些温度作用有时可能导致钢 混凝土结合梁中产生较大的温度应力 ,故必须引起足够的重视。本文在五个基本假设的基础上 ,综合考虑微段的平衡条件和钢梁与混凝土板之间的变形协调条件 ,推出了钢 混凝土结合梁在沿梁截面高度方向线性分布的温度梯度作用下 ,考虑剪切变形影响与不考虑剪切变形影响时的内力、相对滑移和位移计算公式。然后根据芜湖桥初步设计方案 ,取上层公路桥面系中的一个钢 混凝土组合截面 ,按照剪力钉沿纵向全梁均匀分布和沿纵向分段均匀分布 (梁端部附近剪力钉分布较密 ,其他地方剪力钉分布较稀 )两种布置方案 ,计算了钢 混凝土结合梁在温差作用及温度梯度作用下的响应 ,得到了一些有价值的结论。文中给出的公式和结论芜湖桥桁梁结合梁设计参考。

大跨钢-混凝土结合梁斜拉桥传力机理

为探讨大跨结合梁斜拉桥中钢主梁与混凝土板的传力机理,采用梁段模型试验与有限元数值分析相结合的方法,对观音岩长江大桥主梁的受力性能进行了研究.用有限元软件ANSYS建立标准梁段的空间有限元模型,对不同组合荷载作用下结合梁的应力分布进行了弹性分析;考虑材料的非线性特性和剪力钉荷载-滑移的非线性关系,对设计荷载组合下结合梁的力学行为进行了弹塑性分析.在此基础上,采用1∶2的缩尺比例进行模型试验研究,测试了不同荷载组合下结合梁截面的应力.研究结果表明:在设计荷载组合作用下,混凝土板与钢主梁间的相对滑移较小,剪力钉能有效抗剪,保证结构整体受力性能的要求;结合梁截面应力基本满足平截面假定,钢主梁以抗弯为主,混凝土板承担较大截面压力.

铁路钢-混凝土结合梁动力系数试验研究及参数分析

以抗剪连接度为参数设计了2片钢-混凝土简支结合梁,对车辆模型以不同速度和重量过梁时的动力响应进行了测试;采用ANSYS软件建立了车桥模型,分析了行车速度、结合梁跨度、车桥频率比、车桥质量比、栓钉抗剪连接度等参数对结合梁桥动力系数的影响。结果表明:随车辆速度的增加,结合梁动力系数呈共振和消振交替上升趋势;动力系数随车桥频率比的增大而增大,随结合梁跨度、栓钉抗剪连接度和车桥质量比的增大而减小,车桥质量比越小,动力系数下降速度越快。所有参数中,结合梁跨度和车桥频率比对动力系数的影响最大。

曲线钢-混凝土结合梁的弹性力学性能分析

根据钢-混凝土结合梁计算原理和能量变分法,推导了曲线钢-混凝土结合梁考虑弯扭耦合作用、混凝土板及钢梁翼缘正应力的剪滞效应和钢与混凝土相对滑移影响的几何线弹性控制微分方程,然后采用样条最小二乘配点法求其近似解,得出了荷载作用下结构的内力和位移,分析了混凝土截面尺寸以及钢与混凝土相对滑移、剪滞效应对结构的影响.

时速400 km高速铁路50 m跨钢-混凝土结合梁设计

莫斯科—喀山高速铁路设计时速400 km,50 m跨钢-混凝土简支结合梁为该线桥梁标准跨设计的重要内容。为做好世界上首例满足时速400 km高铁要求的50 m简支结合梁设计,开展了一系列分析研究。首先分析钢-混凝土结合梁设计的必要性,然后在调研国内外结合梁工程基础上给出了两种钢-混结合梁截面形式并通过有限元建模分析,工程量统计、施工分析以及景观分析等对其比选;随后对推荐方案进行静力计算确定了结合梁的合理截面尺寸并给出钢箱的构造设计;紧接着给出50 m钢-混结合简支梁桥车桥动力分析模型和主要计算结果,证实了该设计满足400 km/h高速列车的安全性和舒适性;最后探讨了50 m结合梁的施工方案。所得结论对类似高铁项目的结合梁设计提供有益参考。

新型钢-混凝土结合梁的研发及在重载铁路桥梁强化改造中的应用

为满足既有重载铁路提高轴重强化改造需求,研发了新型变高度钢-混凝土结合梁替换既有低高度钢筋混凝土梁。通过有限元计算和依据相关规范进行的检算分析,确定并优化了结合梁设计。根据桥址条件制定了便捷的换梁施工工法,在5 h天窗时间内顺利实施了换梁工程。通过组织30 t轴重KM98试验列车实车试验,验证了结合梁能够满足30 t轴重重载铁路运输要求。本文所采取的方法解决了小跨度钢筋混凝土梁重载适应性不足的问题,提供了一种桥梁改造新模式。

钢-混凝土结合梁试件降温过程的数值计算与实验研究

采用控制容积法建立钢 混凝土结合梁试件温度分布的数学模型,并计算了其在降温过程中的温度分布。研制了低温实验装置,对钢 混凝土结合梁试件进行了降温实验,将计算与实验结果进行比较,最大偏差为1.5℃,计算结果与实验值吻合良好。研究表明:降温过程中,试件内部温度分布不均匀,且变化较大,因此在工程实际中,由于气温的变化所产生的温度应力将会给铁路桥梁结构造成危害,值得高度关注。

某钢-混凝土结合梁铁路桥施工事故原因分析

对某钢混凝土结合梁铁路桥施工事故,从设计、施工及其他方面进行了分析,找出了发生工程事故的主要原因。为今后同类工程的设计、施工提供借鉴。

考虑相对滑移钢-混凝土结合梁内力分析

钢-混凝土结合梁在荷载作用下,混凝土板和钢梁之间将产生相对滑移,导致结构内力的重分配,需考虑相对滑移的影响。采用伽辽金法计算结合梁考虑相对滑移的静力响应,采用正交函数作为位移函数,通过推导出形常数与载常数的计算公式,最后用渐近法计算分析并比较连续结合梁的内力。结果表明:计算简单精度较高。

铁路钢-混凝土结合梁动力响应试验研究

为了深入研究钢-混凝土结合梁桥动力响应的变化规律,以剪力连接度为参数设计了两组试验梁,分别进行了模型列车以不同速度和不同重量通过时的动力测试,得到了各试验梁跨中竖向动挠度、加速度和支座截面结合面相对滑移的时程曲线。试验结果表明:随着行车速度的增大,结合梁跨中挠度和结合面相对滑移都不是线性变化,但总体上呈上升趋势;随剪力连接度的减小,结合梁刚度下降,动力系数增加,且动力系数随行车车速和车辆重量的增加也均呈增大趋势。

秭归长江公路大桥钢-混凝土结合梁安装技术

秭归长江公路大桥为主跨519 m(计算跨径)全推力中承式无铰钢箱桁架拱桥,钢-混凝土结合梁设计为“平面框架式钢梁+预制混凝土桥面”结构体系。桥梁位于三峡库区,跨越长江主航道,两岸地势险要、场地狭窄,且受峡谷复杂风场影响。结合桥梁结构及建造环境特点,钢梁进场采用陆上、水上多样化的运输方式,在江面航道外侧设定位船实现运输船舶快速定位;拱上立柱区钢梁采用先安装横梁再逐跨安装纵梁及次横梁;吊杆区钢梁采用先间隔架设整节段再散件安装跨间梁,最后在跨中无应力合龙;混凝土桥面板采用“拱上提升站起吊+梁面平车纵移+梁面龙门吊机复位”多设备接力安装。该桥采用的多项施工关键技术解决了不利条件下的施工难题,实现了钢-混凝土结合梁顺利安装。

高海拔山区铁路钢-混凝土结合梁温度场和温度效应研究

铁路结合梁温度荷载过大会危及列车行驶和桥梁结构安全。为研究高海拔山区高辐射、大温差环境对铁路钢-混凝土结合梁的影响,以典型32 m钢-混凝土结合梁为研究对象,建立有限元模型进行计算分析,得到高海拔山区下铁路钢-混凝土结合梁温度场和温度效应,同时与GB50917—2013《钢-混凝土组合桥梁设计规范》规定的设计温度梯度下的温度效应对比。研究表明,高海拔山区铁路钢-混凝土结合梁日间升降温过程最大温差分别为10.49,10.44℃。大气温差升高16℃,升降温过程混凝土板中部与混凝土下表面、钢梁温差平均增大3,5℃;结合梁升温过程的挠度增大2.45 mm,但降温过程的挠度变化不显著;升降温过程的结合梁混凝土板平均拉应力增大0.56 MPa,钢梁下翼缘最大拉应力变化在1 MPa内;靠近梁端区域栓钉的纵向相对滑移最大平均增量约0.1 mm。采用规范规定的温度梯度进行高海拔山区铁路结合梁设计是可行的,规范结果相比模拟结果,升温过程的挠度小3.27 mm,降温过程挠度大4.56 mm,混凝土内部的拉应力更为不利。

钢-混凝土结合梁的发展历程与现状综述

钢 -混凝土结合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结合梁结构。本文介绍了钢 -混凝土结合梁在实际工程应用、相应的各种设计规范、理论研究的发展历程及现状 ,并着重介绍了钢

连续钢-混凝土结合梁综合施工技术

介绍北京地铁五号线太平庄-太平庄北区间第十四联连续钢-混凝土结合梁综合施工技术,包括钢梁制作、安装,结合梁顶升、配重预压,现浇钢筋混凝土桥面板分段施工,结合梁落梁就位,预应力张拉等一整套施工技术。

大跨径钢-混凝土结合梁斜拉桥自振特性分析

钢-混凝土结合梁结构常用于大跨径悬索桥、斜拉桥等悬吊桥跨结构,其结构自振频率一直是研究重点。文章以主跨360.0m的钢-混凝土结合梁斜拉桥为分析对象,首先通过桥梁荷载试验,验证了钢、混凝土材料采用截面特性等效换算方式分析钢-混凝土组合结构的可行性;然后对比分析了钢-混凝土组合梁斜拉桥3个阶段自振特性,即有限元计算阶段自振特性、竣工验收阶段自振特性、运营22年后结合梁自振特性,以寻找钢-混凝土结合梁斜拉桥在不同时间阶段结构刚度、自振特性的变化特征。结果表明,在钢-混凝土结合梁结构运营22年后,桥梁结构1阶对称竖弯自振频率降低了3.94%;桥梁结构2阶反对称竖弯自振频率降低了9.29%;桥梁结构3阶对称竖弯自振频率降低了5.58%。

连续曲线钢-混凝土结合梁施工技术

由于施工条件、施工工期、地面交通布置和桥梁总体美观等限制,在城市高架桥梁的设计中,连续钢箱梁往往是首选方案。文中结合连续曲线钢-混凝土结合梁工程实例,论述了该类型结构的施工特点及制作架设施工工艺。

体外预应力在钢-混凝土结合梁施工中的应用

通过实际模拟,对比了组装好钢梁后,在有无张拉体外索的2种情况下,施工桥面板混凝土跨中挠度值。其结果表明:在客观条件受限制的情况下,利用体外预应力二次张拉,便可解决因交通繁忙而不易施工的难题。

钢-混凝土结合梁在高速公路梁施工中的应用

钢结构桥梁以及钢-混凝土结合桥梁因其良好的耐久性和受力性,被广泛应用与铁路桥梁。近年来,钢-混凝土结合梁逐渐应用于高速公路桥梁和城市道路桥梁中,这种结合结构充分利用了钢结构的抗拉性能和混凝土结构的抗压性能。钢-混凝土结合结构刚度大、跨越能力强、受力性能好,使用性能充分发挥不同材料的优点,达到最佳状态。

钢-混凝土结合梁负弯矩区力学特点分析

叙述了钢-混凝土结合梁负弯矩区受力特点,引入等效截面、等效宽度be的定义,并推导出受拉区高度及负弯矩M的计算公式,对结合梁负弯矩作用下的承载力进行分析总结。