公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式研究--以赣江公铁大桥西支主桥设计为例

以赣江公铁两用大桥西支主桥设计为例,研究一种适应上层8车道公路、下层对称双线铁路+4车道公路混合布置的主梁断面形式。提出带挑臂双索面箱桁组合断面、带挑臂单索面箱桁组合断面、矩形箱桁组合断面、矩形钢桁梁断面4种主梁断面方案,采用有限元软件分析各方案静动力性能及受力特点,综合考虑方案构造特点、技术指标、工程数量、公铁运营安全、景观效果等,确定该桥选用带挑臂双索面箱桁组合断面。该桥斜拉索最大索力16000 kN,锚固在下层钢箱梁两侧,通过有限元实体分析对锚拉板和钢锚箱式两种索梁锚固形式进行比选研究,钢锚箱形式受力合理、应力水平低、经济性好,设计采用钢锚箱形式。带挑臂双索面箱桁组合断面桥面空间布置合理、下层公铁行车干扰小、梁端竖向变形最小、经济性好,是一种适应公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式。

某不规则多层长途汽车站结构设计及分析

某不规则多层长途汽车站工程主要由长途客运站、公交首末站、换乘连廊及站台雨棚组成。长途客运站主体结构采用框架-剪力墙结构+张弦梁屋盖。换乘连廊采用单排柱柱顶铰接的排架结构。主要介绍了具有多排斜柱、扭转不规则、楼板大开洞、凹凸不规则等多项不规则的长途客运站的抗震性能设计、屋面张弦梁结构设计;分析了钢箱梁+钢筋混凝土Y形分叉柱的换乘连廊的结构特点;剖析了钢箱梁考虑剪力滞效应和受压局部稳定影响的有效截面宽度的计算及Y形分叉柱与横梁、Y形分叉柱柱墩支座选型的设计要点。分析结果表明,所采取的合理结构设计确保了结构安全。

重庆新田长江公路大桥设计

重庆新田长江公路大桥主桥采用跨径1020 m的双塔单跨钢箱梁悬索桥,一跨过江。该桥加劲梁采用扁平流线型钢箱梁。桥塔采用门形混凝土塔,高峰侧桥塔采用塔肢不等高设计,上游塔肢高169.5 m,下游塔肢高153.5 m;新田侧桥塔高169.5 m。桥塔基础均采用分离式承台+大直径桩。两岸重力式锚碇采用空间异形结构、扩大基础,锚碇锚固系统采用无粘结镀锌钢绞线拉索。主缆采用标准抗拉强度1860 MPa的预制平行钢丝索股,吊索采用标准抗拉强度1670 MPa的平行钢丝索股,边跨及主跨跨中部分索夹采用焊接式索夹,其余采用铸造式索夹。引桥上部结构采用30 m跨径预应力混凝土T梁,下部结构采用大直径桩+大直径柱。高峰侧引桥上方的陡崖带采用支撑、清除、锚固等措施进行处治,新田侧桥塔前缘顺层边坡采用抗滑桩支挡。钢箱梁梁段采用工厂制造、水上运输、现场安装的施工方案,其中岸坡区钢箱梁采用空中连续荡移架设。

深中通道泄洪区非通航孔桥主梁设计

深中通道泄洪区非通航孔桥总长6.05 km,分布于伶仃洋大桥及中山大桥2座通航孔桥两侧。泄洪区非通航孔桥采用等跨连续梁布置,4~6跨一联。主梁设计过程中,首先进行110、120、130 m三种跨径方案比选,确定采用最经济的110 m跨径方案。然后针对结构形式,提出预应力混凝土梁、钢-混组合梁和钢箱梁3种方案,从力学性能、经济性和施工风险等方面综合考虑,最终推荐采用钢箱梁方案。钢箱梁采用外形简洁流畅的封闭式断面,有利于后期维养;考虑全线景观效果,主梁高度取4 m,高跨比为1/27.5;横隔板间距取2.5 m,采用实腹式横隔板和框架式横肋的组合式设计,使箱室内部通透性更好;钢箱梁采用Q420qD钢和Q345qD钢2种材料。钢箱梁施工采用适合海上长大桥梁的大节段预制+现场拼装的施工方案。

钢混组合连续梁的设计方案分析

钢混组合梁由型钢和混凝土共同受力,具备较强的抗弯性、抗扭性、跨越性,是当前桥梁设计重点方向。文中以天祝县达隆路大桥项目为例,提出了3×28 m工字钢混组合连续梁的设计方案,以供参考。

西南山区耐候钢箱组合梁桥设计要点

耐候钢桥具有疲劳性能和力学性能优越、抗腐蚀性能强、工厂加工制造速度快、现场施工干扰小且后期管养维护成本低等优点,在国外已采取了大批量建设,但国内关于耐候钢桥的建设项目和研究成果均较少。为探究西南山区中小跨径耐候钢箱组合梁的设计与运用,现以国道212线李家沟大桥为工程背景,吸收国内外耐候钢桥建造的发展经验,针对西南山区的特殊建设环境,对免涂装耐候钢箱组合梁桥的总体设计、钢材选择、结构布设、构造细节设计及后期管养的问题进行研究,为同类条件下的耐候钢桥建设提供参考借鉴。

钢结构斜塔斜拉桥创新设计与结构力学行为

斜塔斜拉桥因其造型优美、视觉效果优良等特点常应用于市政桥梁中。以成都天府国际空港新城北部北一线道路工程上的跨绛溪河钢结构斜塔斜拉桥为工程背景,该桥具有桥面较宽、单根背索、桥塔空间异形程度大等特点。基于此,为便于人车通行及结构布置,采用超宽渐变桥面,受超宽渐变桥面影响,所有主次横梁按均不等长设计;桥塔单侧设置1根背索,在塔顶和背索下锚处分散锚固。桥塔为空间异形结构,桥塔采用八边形断面形式,朝主跨的一个面设置凹槽造型,横向整体内倾12°,顺桥向为无规则弧形,为优化桥塔受力,在桥塔顶部节点设置4道桥塔系梁;鉴于该桥结构受力的复杂性,考虑几何非线性,基于有限元软件建立三维空间有限元模型,对最不利荷载下结构力学行为进行分析,分析表明:该桥强度、刚度和拉索疲劳等均满足要求;其中受力最不利点位于背索梁端锚固处,建议对此处进行加强优化设计。

宽幅无风撑中承式连续梁拱组合桥总体设计

重点介绍嘉峪关市金港路上跨清嘉高速公路桥梁的总体设计和技术特色。该桥采用宽幅无风撑中承式连续梁拱组合桥结构体系,桥位处地震烈度高,为有效减小地震作用对桥梁结构的影响,在拱脚处设置摩擦摆减隔震支座,与传统中承式无铰拱桥有较大区别,为国内首座无风撑中承式连续梁拱组合桥。主桥跨径布置为(22+65+22)m,桥宽36m,主梁采用钢-混凝土组合梁,拱肋采用矩形薄壁钢箱,桥墩采用锥形实体墩,基础采用钻孔灌注桩基础。

钢-混组合梁桥健康监测系统设计与应用

为研究健康监测技术在钢-混组合梁桥中的应用,文章以山东枣木高速东延段某简支钢-混组合梁桥为背景,重点探讨了结构健康监测系统布设方案、监测传感器和系统平台构建等,提出了钢-混组合梁桥健康监测关键指标。结果表明,该桥健康监测系统布设方案合理,监测数据能有效反映结构运营工作状态,研究成果可为中小跨径钢-混组合梁桥的健康监测提供参考。

S型曲线小半径连续窄箱室钢混组合梁设计要点及受力研究

文章依托某项目4 m×45 m连续窄箱室钢混组合梁,介绍了连续窄箱室钢混组合梁的构造设计,采用有限元软件进行数值分析。设计出一种窄箱式钢梁和有承托混凝土桥面板结合的钢混组合梁截面形式。钢混组合梁增大了组合截面的刚度,减小了梁的挠度;提高了梁的基频,利于结构的抗震设计;整个截面重心的抬高,钢梁的腹板较大一部分处于受拉区,避免钢梁腹板产生“呼吸效应”。文章总结了钢混组合梁较常规结构的优缺点,构造上经优化后可为同类型桥梁方案提供设计参考。

某高速公路钢-混组合梁桥设计分析与研究

钢混组合梁结构是充分利用钢梁与混凝土的组合性能的优势,提升了桥梁结构安全、经济、美观等综合性能。以具体的钢混组合梁结构设计项目为例,桥面板为混凝土桥面,桥面板底设置2根槽型钢箱梁,通过剪力钉连接桥面板与槽型钢箱梁,横向是通过内横撑和箱间横梁连接,主要是从结构总体设计、结构的验算和施工工艺方法三个方面对钢-混凝土组合梁结构进行设计分析研究,结果表明该组合梁结构合理、安全可靠;进一步利用大型桥梁专用软件Midas/Civil建立钢-混凝土组合梁结构的有限元空间梁格模型并进行分析,理论计算结果表明,钢混组合梁桥力学性能满足规范设计要求;钢箱梁在制造加工、运输、吊装等过程中整体稳定性和刚度均满足要求。

跨文化遗产河流超大钢箱梁桥施工技术

目前钢箱梁桥梁的安装一般采用吊装法,而超大钢箱梁因为尺寸、重量大,一般采用分段分节吊装的方式,分段处需要设置临时支墩作为临时支撑。对于跨文化遗产河流的钢箱梁桥,因保护文化遗产河流的需要,不能在河道以及其保护范围打设钢管桩、灌注桩,也不可设置临时便桥或临时工作墩,导致通常采用的分段吊装法不适用。对跨文化遗产运河超大钢箱梁桥施工关键技术进行研究,采用深化设计技术、智能化制造技术以及免临时支架的超大钢箱梁安装技术,保证了工程质量与施工安全,保护了跨文化遗产运河。

大跨度简支U型钢箱梁渡槽应用分析

文中通过断面形式、构造细节、防腐设计、伸缩缝处理等多方面对大跨度简支钢箱梁渡槽进行了分析探讨,采用有限元分析软件进行结构的总体计算以及局部分析。结果表明,渡槽桥梁结构安全且布置合理,以期为此类钢箱渡槽的设计和建设提供参考。

溧阳景詹沙河大桥空间异形钢拱桥设计

溧阳景詹沙河大桥为(80+123+45)m的大跨径空间异形钢拱桥,采用空间异形钢拱与三跨曲线钢箱梁组合的结构,标准桥宽13.5 m。该桥拱肋以古琴造型为设计元素,拱肋内外边线采用幂次修正的对勾函数,截面为六边形,高62 m。全桥共设10根斜吊杆,上端采用耳板集中锚固于拱顶,下端采用锚箱与主梁连接,沿弧形道路中心线自然形成扇形索面。曲线主梁采用等高度单箱多室钢箱梁,梁高2.5 m,主墩,边墩处设置观景平台。主墩由钢拱脚和钢斜杆组成V构,可以有效减小主跨跨径、抵抗曲线钢箱梁外倾、部分平衡拱脚的水平力和弯矩。边墩采用V形立柱,桥头两侧为重力式桥台。经计算,拱脚节点、拱梁固结节点和拱顶吊杆锚固节点等关键节点构造的受力均符合要求。水中曲线钢箱梁采用带浮托顶推滑移的方法施工,主拱近似直线段采用在桥面上先纵向滑移再横向滑移最后竖向转体的方法施工。

山区标准跨径钢箱-钢板组合梁设计

根据山区高速公路桥梁的建设环境和应用需求,通过集成利用既有桥型的优点,提出了标准跨径钢箱-钢板组合梁桥。依托四川雅康高速升航互通对25~50 m标准跨径钢箱-钢板组合梁开展设计研究,并依据主梁受力、材料用量和山区环境施工便利性,采用了双钢边箱主梁、双钢边箱中间增设工字形钢板梁的组合式主梁结构分类体系。利用有限元计算软件,以相同截面用钢量为前提,建立了钢箱梁、钢板梁和钢箱-钢板组合梁空间模型,计算分析了3种主梁结构的抗扭截面特性和抗弯截面特性。结果表明:采用双钢边箱梁中间设置钢板梁的钢箱-钢板组合梁结构方案,集成利用了钢箱梁截面优良的刚度特性和钢板梁构造简单的结构特征,具有“横向受力均衡,纵向受力优良”的受力特性,是山区小半径曲线梁桥的合理选择;钢箱-钢板组合梁采用制造、运输与安装一体化技术,能够较好满足山区道路运输条件,以制造单元纵向组拼作为安装单元的方式,可确保施工现场的快速高精度安装,实现了山区桥梁装配化施工。通过经济性对比表明:钢箱-钢板组合梁的用钢量、平均施工周期、地震内力均少于钢板梁和钢箱梁。钢箱-钢板组合梁的受力性能与钢箱梁相当,明显优于钢板梁。

预弯波形钢腹板钢箱-混凝土组合轨道梁设计及截面参数分析

针对跨座式单轨交通系统中钢箱-混凝土(钢-混)组合轨道梁自重大、体外预应力施加困难等问题,提出梁宽为1250 mm的预弯波形钢腹板钢-混组合轨道梁。基于数值模拟方法,初步设计了轨道梁数值模型,对轨道梁进行承载力计算和自振特性分析,验证结构设计的合理性。在结构布置合理的基础上,通过对轨道梁内置钢箱截面参数进行分析,总结轨道梁承载力变化规律,并与初始截面对比获得轨道梁最优截面形式。结果表明:轨道梁结构设计合理,截面参数满足结构强度、刚度要求;轨道梁动力特性满足结构设计要求,在加入横撑与平联结构后可运用于实际工程。由于钢板厚度对轨道梁局部应力具有一定影响,因此提出适用于组合轨道梁的优化设计方案,与初始设计方案相比,用钢量减少了25.3%(约为3.26 t)。

广州海心桥主桥设计

广州海心桥是跨越珠江的人行景观桥,整体造型采用“琴鸣绢舞,岭南花舟”的概念,主桥采用拱跨198.152 m的曲梁斜拱中承式钢拱桥,拱梁固结。该桥共设置2条步道,二者在边跨部分平面呈分叉分幅布置,中跨合并成整幅,标准桥宽15 m。拱肋采用二次抛物线的形式并向东倾斜10°,矢高57.95 m,矢跨比1/3.4,采用等高变宽圆端形箱形断面,拱肋桥面以下至拱脚范围采用超高性能混凝土(UHPC)包裹钢箱混凝土组合结构。主梁平面为半径129.1 m向东侧弯曲的曲线梁,中跨为单箱三室横向变高的钢箱梁,边跨为分幅单箱单室钢箱梁。吊杆采用GJ15-19挤压锚固钢绞线拉索,向心布置,共23根。拱肋插入水中拱座,下接20 m×20 m承台,并与其下的9根∅3 m型钢混凝土抗推桩共同抵抗水平推力。经计算,结构变形、刚度、人行舒适性及抗风、抗震、防撞性能均满足要求。该桥采用大节段整体吊装的快速化施工技术。

基于BIM更换钢箱梁施工方案演示及风险分析

以运营铁路设站移出简支T梁更换铁路道岔连续钢箱梁工程为依托,提出了三种牵引顶推横移BIM施工方案,开展了Project施工进度计划甘特图、可视化动态模拟分析施工节点演示和施工风险等分析研究;经过综合对比分析,推荐了封锁时间分别为6 h和7 h的整体牵引顶推方案为最优和次优方案。

大跨度钢-混凝土混合连续梁桥设计

以南宁市324国道金陵大桥为背景,研究大跨度钢-混凝土混合连续梁桥设计与施工关键技术。金陵大桥主桥为跨径布置(75+180+75)m的连续梁桥,为国内最大跨度的钢-混凝土混合连续梁桥。结合该桥特点,对桥梁设计与施工关键技术进行研究,供类似工程参考。

新通扬运河大桥主桥改造设计

新通扬运河大桥主桥改造设计将原桥上部80 m跨钢管混凝土系杆拱拆除,利用其下部结构进行改造,新建80 m跨简支双层钢桁梁,上层布置为8车道城市快速路,下层人行道及非机动车道布置在主桁外侧,内侧为双向六车道公路。设计方案采用双层桥梁的形式,以立面空间换取平面空间,可节约用地、减少拆迁、降低造价。该改造工程的成功实施为老桥改造提供了一条新途径,可为类似改造项目提供借鉴。