钢-混组合连续梁负弯矩区设计方法研究

钢-混连续组合梁桥自重小、抗震性能好且用钢少、刚度大挠度小,发展前景广阔。在前人研究的基础上,分析总结了该桥型负弯矩区的处理措施,得到如下结论:相比于施加预应力法和预顶升支座法,强配筋法对钢梁不产生预压作用,施工难度程度较低,技术经济较明显,是解决钢-混连续组合梁负弯矩区混凝土拉应力较大的一种合理设计方法。

基于实桥的斜拉桥混凝土横梁应力仿真分析

斜拉桥是高次超静定结构,其受力状态复杂,局部应力问题突出,其中,横梁显著影响其横向弯曲效应,文章通过ANSYS软件对鸭池河大桥的边跨的三种横梁建立局部实体模型,进行仿真分析,通过对成桥阶段、运营阶段短期和标准组合的应力的考察,保证横梁结构的安全性,并用于指导设计和施工。并提出:对于相关类似桥梁,为保证其结构受力的准确模拟,需进行局部仿真分析。

板桁结合钢桁梁斜拉桥主梁体系受力分析研究

结合主跨800m的国内最大跨钢桁架斜拉桥设计,采用板梁组合法和等效格子梁法两种空间计算方法,对该类型斜拉桥的板桁结合钢桁梁进行受力分析对比。结果表明:板梁组合法或等效格子梁法均可以正确模拟整体桥面系参与主桁整体受力的特性,但板梁结合法能反映出桥面板沿桥纵向的剪力滞效应、上弦杆的受力更为真实、板桁结合部位的计算结果也更为直观,可优先选用该方法。

长阳清江大桥主桥上部结构设计

长阳清江大桥主桥采用(60+200+60)m飞燕式钢桁架系杆拱,具有跨越能力大、桥面系结构高度低、自重轻、强度大、抗变形能力强、造型美观等特点。拱肋采用N形桁架布置,为保证系杆拱的空间稳定性,在拱肋上、下弦杆及边拱肋平面内设置了风撑。系梁采用刚性系梁,承担拱肋全部水平推力,简化了因设柔性系杆而需要的定位及锚固构造。桥面系采用简支桥面连续的钢-混凝土组合梁,通过支座搁置于横梁上,有效地减轻桥面系自重。吊杆采用钢绞线整束挤压吊杆,两端采用叉耳式构造,通过控制吊杆无应力下料长度来控制张拉力,既方便施工又有利于后期养护维修。全桥静力及稳定性分析表明,设计满足规范要求。

刚性悬索加劲钢桁梁桥施工阶段全桥模型试验研究

东江大桥是国内首座双层桥面三桁刚性悬索加劲钢桁梁桥,其造型新颖独特、受力复杂,并且施工过程中存在着体系转换与内力调整。为研究这种新型结构的体系转换过程和结构整体受力性能,利用全桥模型试验模拟了实桥施工全过程。介绍了模型试验的目的、设计原则、相似关系、测点布置以及试验工况等。通过各工况下试验数据与理论数据比较,可以看出两者比较吻合,从而从试验和理论两方面证明了该桥的桥型设计及施工方法是合理的。同时发现,通过体系转换能使后安装的加劲弦较好地参与整体结构受力,以及纵向内力调整效果良好。而节点横向连接刚度较小使得横向内力调整效果与理论相差较大,因此在实桥有限元模型计算时应考虑半刚性节点的影响,同时在施工时应加强此工况的监控。

双层桥面三桁刚性悬索加劲钢桁梁桥全桥静动力模型设计

介绍了东江大桥双层桥面三桁刚性悬索加劲钢桁梁全桥静动力模型的设计方法。在刚度相似法的基础上进行改进,确定合适的相似比,有效地解决了模型与实桥各部分结构弹性模量相似比不一致的模型设计问题;并通过增加附加质量的方法,使得模型桥各部分的角频率与实桥的角频率具有一致的相似比。最后介绍了模型试验自重荷载及活载加载的有限元计算方法。该方法解决了加载点多且分布不均匀的难题。

三桁钢桁梁桥横桥向内力调整方法及影响参数

针对多主桁钢桥结构成桥状态中边桁受力不均衡的情况,结合三桁刚性悬索加劲钢桁梁桥─—东江大桥,介绍了通过预设横向预拱度来横向调整三片主桁构件内力这一新技术,并分析了其调整原理。为了验证此技术的有效性,应用有限元程序,建立实桥三维有限元模型,对比了内力调整前后中边桁控制弦杆与加劲弦的轴力与不均衡系数,分析了横梁竖向抗弯刚度(EI)、横梁与主桁连接节点刚度(K)对中边桁构件内力分布的均衡性及横向内力调整效果的影响。研究结果表明,利用预设横向预拱度方法,使中桁支座沉降37 mm,可以有效地将中桁内力分担至两边桁,成桥后使中边桁对应弦杆与加劲弦不均衡系数ηi控制在±5%以内;横梁EI对三桁内力分布的均衡性有较大影响,随EI的增大,ηi逐渐减小;节点刚度K对三桁内力分布的均衡性影响显著,铰接模型不均衡系数较刚接模型高出50%左右,是决定内力调整效果的关键。最后,针对实桥横梁与主桁连接并非完全刚接的情况,提出了位移与支反力双控的施工措施。

贵黔高速鸭池河大桥主梁结构受力行为分析

贵黔高速鸭池河大桥采用主跨800m的钢桁-混凝土梁混合梁斜拉桥,主跨主梁为正交异性钢桥面板结合钢桁梁,边跨主梁为预应力混凝土边箱梁,主跨钢桁梁与边跨混凝土箱梁间采用钢箱过渡。为明确大跨度混合梁斜拉桥主梁受力特点,确保结构安全,对该桥主梁结构进行整体计算,并对其重点部位进行局部应力分析。计算结果表明:主梁结构整体刚度大,各项设计计算指标均满足规范要求,局部构造受力性能佳;该类型主梁能适应类似的主跨大、边主跨比小的混合梁斜拉桥体系。

沉降控制的单桩竖向承载力及其数值分析方法

通过对某大桥3根钻孔灌注桩静载试验结果的数据分析,拟定各层土桩侧阻力和桩尖土层端阻力的位移函数,并根据单桩荷载传递理论建立在竖向荷载作用下的桩土相对位移沿桩长分布的微分方程。最后利用基桩在各土层交接面处的力和位移的协调关系作为边界条件计算出微分方程的数值解,从而得出各土层在桩顶加载过程中的阻力以及桩土相对位移沿桩长的分布情况,为有效确定单桩竖向承载力和桩顶控制沉降量提供了分析数据。

三主桁钢桥横向内力调整方法与参数研究

多主桁钢桥在成桥状态下结构受力复杂,各桁受力不均衡,以一座双层桥面三桁刚性悬索加劲钢桁梁桥——东江大桥为工程背景,介绍了通过支座升降预设横向预拱度来横向调整三桁内力技术。采用大型有限元程序建立实桥三维空间有限元模型,运用仿真分析法对该技术的有效性及相关影响参数进行了相应的研究。结果表明,利用预设横向预拱度方法使中桁支座适当沉降,可以有效地实现将中桁受力分担至两边桁,成桥后中、边桁对应控制杆件不均衡系数iη控制在±5%以内;横梁抗弯刚度EI和节点刚度K均对横向三桁内力分布的均衡性有较大影响,随EI的增大,iη逐渐减小;节点刚度K对横向三桁内力调整效果影响显著,铰接模型不均衡系数iη较刚接模型高50%左右,是决定内力调整效果的关键。针对实桥横梁与主桁连接并非完全刚接的情况,建议采用位移与支反力双控的施工措施。

钢筋增强ECC-普通混凝土组合桥墩抗震性能研究

为了探究钢筋增强ECC-普通混凝土组合桥墩的抗震性能,基于ABAQUS对7个组合桥墩和1个普通混凝土桥墩的拟静力试验进行数值模拟,研究墩身材料、配筋率、剪跨比、轴压比、钢筋笼位置及ECC包裹层厚度对桥墩骨架曲线、变形性能、耗能能力、刚度退化及残余位移的影响。模拟结果表明:组合桥墩全面优于普通混凝土桥墩,能有效提高桥墩的强度与延性,进而提高桥墩的抗震性能;提高配筋率可以提高组合桥墩的承载能力与变形性能,但是对刚度退化与残余位移影响不大;剪跨比对组合桥墩的延性影响较大,提高剪跨比虽能增强桥墩变形能力,但降低了桥墩承载能力;轴压比对组合桥墩的影响与剪跨比相反,增大轴压比提高了桥墩的承载能力,却降低了其韧性;ECC包裹层厚度对组合桥墩的峰值荷载影响不大,对桥墩韧性有一定的影响;将钢筋笼置于普通混凝土,不能充分发挥钢筋笼的性能,降低了桥墩的抗震性能。

简支曲线与直线钢箱梁桥受力性能对比研究

某城市快速路立交匝道桥共有4条匝道,其中匝A分别在跨越现状河道、现状道路处均设置1-60m简支钢箱梁桥,分别为第二联钢箱梁桥、第五联简支钢箱梁桥,桥面宽度均为10.5m,第二联钢箱梁桥平面位于圆曲线上,曲线半径为200 m、钢箱梁顶板采用板肋,第五联钢箱梁桥位于直线上,钢箱梁顶板采用U肋;对这两座钢箱梁桥的结构应力、支座反力等多方面进行计算对比分析,验证两座钢箱梁桥钢结构设计的合理性、安全性,并得出钢箱梁曲线与直线桥的差异性。

某跨河连续钢箱梁下承式拱桥结构设计

针对某跨河连续钢箱梁下承式拱桥进行了结构设计,通过Midas Civil空间梁单元建模,对该桥梁的结构变形、应力、抗倾覆、稳定性等多方面进行计算分析,验证了该桥梁结构设计的合理性及安全性。

基于AHP-变权综合评价法的斜拉桥健康状态评估

提出了基于AHP-变权综合评价法的桥梁健康状态评估方法,根据斜拉桥的结构特点建立其层次型评估体系,从而将复杂的桥梁结构健康评估指标层次化。最后结合工程实例,对某斜拉桥健康状态进行综合评估,验证了该方法的可行性,对于桥梁结构的安全及维护具有重要的意义。

香港昂船洲大桥锚管制造拼装工艺设计

结合工程实例,针对锚管直径大、长度长及空间定位难的问题,设计了锚管加工和拼装的工艺流程,指出该方法在昂船洲大桥锚管的生产实际中既满足了设计要求,又提高了工作效率,从而确保了昂船洲大桥钢箱梁的制造质量。

新型钢桁梁-混凝土箱梁结合段构造形式与力学性能分析

为研究新型钢桁梁-混凝土箱梁结合段的构造形式和力学性能,以贵黔高速鸭池河大桥为工程背景,建立了实桥钢-混结合段的数值模型,详细分析了在竖向最大弯矩荷载工况下结合段各部分的受力行为和传力状况,选择了3类主要的构造变量(剪力连接件类型、结合段长度和过渡段长度),对比了不同构造参数对结合段力学性能的影响。结果表明:结合段构造较合理,受力可靠,除钢板预应力束锚固点和混凝土角隅处存在应力集中外,整体应力水平不高;结合段钢顶板、底板上的连接件纵向剪力分布不均匀,四周剪力较大,横向不均匀程度更严重;结合段内钢梁和混凝土间传力平稳,靠近承压板处钢板内力能迅速传到混凝土内部,远离承压板处混凝土应力趋于均匀;相比于PBL和组合连接件,栓钉连接件的剪力分布更均匀,传力更平顺;结合段长度增加反而会降低中间区段的传力效率,不应盲目增加其长度;增加过渡段长度会将使更多的内力分配到承压板上,对内力的横向非均匀分布没有明显的缓和作用。

重载PC连续刚构桥体外预应力加固及效果研究

为探究预应力混凝土连续刚构桥的加固方法,首先用结构有限元计算软件对原桥结构进行复核验算,然后根据桥梁病害修正相关参数后对桥梁现状重新验算,修正相关参数后的中跨理论挠度值与实际下挠吻合度较好,同时抗裂验算结果与实际病害情况相符,故计算结果验证了修正参数后的理论计算模型与实桥吻合。依据修正参数后的模型验算结果,提出了体外预应力加固方案,并对该加固方案进行数值模拟验算。模拟结果表明:体外预应力张拉后,桥梁极限承载能力、主梁压应力储备均提升明显;在加固施工完成后,采用桥梁荷载试验验证了加固方案的有效性。最后得出在连续刚构桥抗裂性能及承载能力不足时,体外预应力加固为有效的加固措施。

主跨390m中承式钢桁提篮拱桥结构选型研究

为研究中承式钢桁提篮拱桥的结构选型和力学性能,文章以犀牛大桥为例,通过数理统计、归纳演绎和有限元数值模拟等方法,得到了犀牛大桥结构总体布置参数和力学特性。研究结果表明:犀牛大桥最佳矢跨比为1/4.5,合理拱轴线为悬链线,对应的拱轴系数为1.2;犀牛大桥为大跨度窄拱桥,拱桥宽跨比远小于规范限值,通过拱肋内倾3.5°、设置密布的纵向(K形)和横向(X形)联结系来保证结构施工和运营横向稳定性;拱脚桁肋弦杆应用了PBL加劲型矩形钢管混凝土新型结构和拱肋外包混凝土的方案,既改善了拱脚受力,又起到了防撞的作用;拱桥施工采用“化整为零”的加工制造和“集零为整”的拱肋节段整体缆索吊装的施工方案,成功解决了在施工现场场地狭小、运输条件差等山区大跨度拱桥难以施工的问题。研究可为类似工程提供参考。

青海哇家滩黄河大桥主桥上部结构设计

青海哇家滩黄河大桥主桥为双塔双索面钢-混叠合梁斜拉桥,钢-混叠合主梁断面首次采用了上字型边钢主梁,并结合抗风试验研究的成果,设计了主梁的抗风措施。该桥设计中研究确定了索梁锚固的合理构造及解决小边中跨比容易出现支座负反力的方法。介绍了该桥上部结构设计要点与计算。

钢管混凝土劲性骨架混凝土拱桥的结构计算分析

钢管混凝土劲性骨架混凝土拱桥是一种典型的自架设方式施工的桥型,其施工过程是结构安全的重要控制点,且施工顺序和方式会影响到桥梁运营时的受力状态。本文以某上承式钢管混凝土劲性骨架混凝土箱型拱桥设计为依托,分别采用平面杆系模型和空间板、梁体系模型对桥梁的施工、运营进行一体化的计算分析,为同类型桥梁的设计、施工提供借鉴和参考。