燕矶长江大桥全焊式索夹设计与制造

燕矶长江大桥为主跨1860 m双层桥面钢桁梁悬索桥,采用四主缆布置方式,索夹用量大,对索夹轻型化、标准化制造需求迫切。提出一种全焊式索夹结构,上、下半索夹采用带肋薄钢板结构,在保证索夹筒体整体面外刚度的同时大幅降低索夹自重;螺杆采用多支点弹性连续梁体系锚固底座进行锚固,易于标准化加工制造;耳板和下半索夹采用直连式连接方式,有效解决了连接部位构造复杂、焊接变形大的问题;采用受力均匀、位移差更小的单侧2个齿合结构(采用40 mm厚钢板形式),焊接于下半索夹;索夹主体结构采用重涂装方式进行外防腐。有限元计算结果表明全焊式索夹结构设计合理。索夹采用轧制钢板滚圆机整体卷制筒体,加劲板和耳板批量焊接后再裁切为单个,制造效率大幅提升。相比铸造式索夹,全焊式索夹重量减轻约24%、制造加工成本降低18%,实现了索夹的轻型化、标准化制造需求。

全焊结构钢桁梁边拼装边顶推施工难点分析及解决方案

在桥梁建设中,钢桁梁结构桥梁凭借其跨度大、承载力强、节约材料等优点被广泛运用。边拼装边顶推的施工工艺,大大加快了施工工效,采用全焊结构的钢桁梁则具备更优秀的耐久性,有效降低桥梁全寿命周期中的维护成本。施工中顶推精度、焊接质量、误差控制、应力控制等方面难度较大,掌握科学的施工方法很有必要。

全焊接球阀阀杆颈部焊缝接头形式的适用性分析

在应用于全焊接球阀阀杆颈部的焊缝中,符合ASMEⅧ第1卷UW-16章节要求的焊缝有两种:骑座式全焊透焊缝、插入式全焊透焊缝。在全焊接阀门的工艺研究过程中发现,这两种焊缝存在着不同的适用性。研究结果表明:对所有全焊接球阀,仅采用骑座式全焊透焊缝作为阀杆颈部焊缝的唯一接头形式是值得商榷的。

平潭海峡公铁两用大桥主桥整节段全焊钢桁梁设计

平潭海峡公铁两用大桥元洪航道主桥采用(132+196+532+196+132)m钢桁梁斜拉桥。斜拉桥主梁为带副桁的板桁结合钢桁梁结构,双层桥面布置,上层为6车道高速公路,下层为双线铁路。3号桥塔与主梁间设纵向固定支座,4号桥塔与主梁间设纵向阻尼器。主桁采用N形桁式,桁高13.5m,桁宽15m,标准节间长度14m;副桁架上弦杆顶板中心线间距35.7m。有索区公路桥面及铁路桥面采用密横梁支撑正交异性整体钢桥面结构;无索区公路桥面采用密横梁支撑混凝土桥面结构。在铁路桥面系压重区设封闭钢箱,箱内采用素混凝土集中压重。桥墩处主桁架的竖杆上设置板式桥门架。梁端锚固采用锚拉板结构。该桥采用两节间大节段全焊制造及吊装,最大吊重1 250t,双悬臂架设。

钢桁梁全焊桁片腹杆与节点焊接连接细节疲劳性能试验研究

为避免焊缝交叉,钢桁梁全焊桁片中,腹杆与节点连接采用带半圆过焊孔的焊接构造。为评估钢桁梁全焊桁片腹杆与整体节点焊接细节抗疲劳性能,对其进行有限元数值模拟及疲劳试验研究。根据实际焊接细节结构特点,基于应力场相似原则完成试验模型设计。利用ANSYS建立实桥结构及试验模型的有限元模型,对应力分布状态及应力集中系数进行比较分析。采用3组9个试件,完成不同应力幅下钢桁梁全焊桁片腹杆与节点连接构造典型焊接细节的疲劳试验,通过数据拟合得到该焊接细节的S-N曲线。结合其他既有疲劳试验数据及欧洲规范、日本规范对该焊接细节疲劳性能进行评估。结果表明:过焊孔与翼缘焊接部位存在较大的应力集中,对焊接节点的疲劳性能有较大削弱;反复荷载作用下,过焊孔与翼缘板交接焊趾处首先产生疲劳裂纹。

平潭海峡公铁两用大桥双层结合全焊钢桁梁设计

平潭海峡公铁两用大桥深水区非通航孔引桥采用跨度88m和80m的双层结合全焊钢桁梁。其中88m钢桁梁采用带副桁的华伦式桁架,桁高13.5m,桁宽14m,标准节间长10.8m。上层公路桥面宽35.5m,采用钢筋混凝土板与钢桁上层纵、横梁结合,标准桥面板厚0.25m;下层铁路桥面采用双幅预应力混凝土槽形梁,竖墙和底板厚0.36m,利用剪力钉与钢桁铁路横梁结合。该桥采用双层结合桥面避免桥面铺装难题,利用公路纵梁缩短弱化桥面系的共同作用,通过抬高桁架节点位置实现曲线超高,优化铁路槽形梁结合顺序充分发挥预应力,选用钢梁全焊整体架设技术降低海上施工风险,实现了跨海大桥建设的标准化、工厂化、预制化、大型化。

全焊式板式换热器在热电联产供热系统应用

全焊式板式换热器是集板式和列管式换热器优点于一身的新型节能换热设备 ,在热电联产供热系统首站中使用 ,运行效果优良 ,不仅提高了传热效率 ,而且降低了振动和噪音 ,填补了国内空白 。

水平加劲肋对刚性梁柱全焊节点力学性能的影响分析

梁柱节点是钢框架的关键连接部分,其连接性能直接影响框架结构在荷载作用下的整体行为。采用有限元法对刚性梁柱全焊节点的力学性能进行数值模拟,分析不同受力条件下全焊节点的力学行为,揭示不同弯矩作用时刚性梁沿长度方向的Mises应力变化特性,并对比分析有无水平加劲肋对全焊节点位移和Mises应力的影响规律。结果表明:有水平加劲肋的全焊节点总位移明显小于无水平加劲肋的,弯矩为65kN·m时,有水平加劲肋与无水平加劲肋全焊节点位移差值出现突变,且有水平加劲肋时,全焊节点转角随着所施弯矩的增大近似呈指数变化;无论有无水平加劲肋,Mises应力值从悬臂梁自由边缘到梁柱连接节点逐渐增大,梁与柱连接节点的Mises应力值较大,柱腹板节点域的Mises应力值最大。对比发现,有水平加劲肋时,悬臂梁及柱腹板节点域的Mises应力明显小于无水平加劲肋时的。由此可见,水平加劲肋可有效提高刚性梁柱全焊节点的承载能力,并有效防止节点处应力集中。

大跨度全焊接钢箱形梁的焊接变形及控制

通过对三峡工程永久船闸大型临时公路桥两根大跨度全焊接钢箱形梁制作的实践，总结了大跨度全焊接钢箱形梁的焊接变形控制方法，为大跨度全焊接钢箱形梁的制作提供了借鉴。

受火方式和防火层对梁柱全焊节点抗火性能影响分析

梁柱节点作为钢结构的重要组成部分,在火灾下极易遭到破坏。全焊节点具有较好的塑性变形能力,且抗震性能较好,在高烈度地震地区广泛应用。采用有限元法对梁柱全焊节点抗火性能进行数值模拟,研究不同受火方式下全焊节点的力学行为,揭示不同受火方式时梁柱各节点处温度变化规律,并对比分析有无防火层对全焊节点温度的影响规律。研究结果表明:不同受火方式对全焊节点温度影响较大。节点全部受火时节点各处温度变化曲线基本接近,结构各部位温差较小,整体处于高温状态;梁柱两面受火时受火面温度马上升高,远离受火位置的节点温度升高缓慢,节点各处温差较大。将节点全部受火与不受火进行对比发现,节点全部受火时节点各处应力明显大于不受火情况,温度升高使节点承载能力下降。在柱内壁和梁下侧施加防火层,升温最快的是防火层区域,且有防火层区域节点温度整体低于无防火层节点,对节点施加防火层可以有效降低整体结构升温。

沪通公铁两用长江大桥新型全焊箱-桁组合节点受力性能研究

在建的沪通长江大桥是目前世界上跨度最大的公铁两用斜拉桥,通行4线铁路、6车道公路,孔跨布置为：（142＋462＋1092＋462＋142）=2 300 m。下层铁路桥面系为2.2 m高的封闭式正交异性板钢箱梁,主桁节点欲采用新型全焊箱-桁组合节点,节点板将主桁相关杆件和铁路桥面系钢箱梁连成一个整体,节点外形简洁,但内部结构构造和受力状态都很复杂,各构件内部加劲肋众多,形式、尺寸多样。在全桥空间有限元分析的基础上,选取具有代表性的E60中桁节点和两个最不利的主力组合工况,完成了局部精细有限元分析和1：3的缩尺模型试验。结果表明,E60中桁节点各相关构件绝大部分区域的应力水平不高,Mises等效应力小于200 MPa,实测结果与有限元分析结果吻合较好。但在节点板与斜杆连接处的边缘、节点板与下弦杆顶板、横隔板等多板连接处的边角处有应力集中现象,有限元分析的局部最大Mises等效应力超过200 MPa,但都小于材料Q370q E的屈服应力。试验所得的离有限元计算最高应力点2~4 cm处的实测应力都远小于有限元计算的最大应力值,表明边角处的高应力范围很小,很局部。这种新型全焊箱-桁组合节点结构构造合理,受力性能良好,安全,可以在沪通公铁两用长江大桥上应用。

西陵长江大桥全焊钢箱梁大跨度悬索桥技术

西陵长江大桥是长江三峡水利枢纽交通工程关键项目之一 ,1993年开工建设 ,1996年建成通车 ,1997年获中国工程建设“鲁班奖” ,1999年获铁道部科技进步一等奖。该桥主跨 90 0m ,主梁为全焊钢箱加劲梁 ,分成 72个节段在工厂制造后在工地全焊拼装。本文介绍该桥梁技术特色。

180m自锚式桁吊组合全焊钢结构桥现场安装施工技术

结合天津进步桥180 m自锚式桁吊组合全焊钢结构桥的施工,介绍其施工平台的搭设、钢箱梁的分段焊接及精度控制、上部桁架结构的施工工艺及控制要点,总结大跨度自锚式桁吊组合全焊钢结构桥的现场安装施工技术,为类似桥梁施工提供借鉴。

全焊透在FPSO上的应用

全焊透是浮式生产储油装置(FPSO)船体结构焊接中非常重要的一种焊接形式,主要用于高应力区和特殊结构区域的焊接。本文简要介绍了西江23-1FPSO船体结构中全焊透的应用区域和全焊透范围,希望能为FP-SO设计者提供借鉴。

杭州留石路曲线全焊连续钢箱梁桥设计

杭州留石路上塘河桥位于曲线上,设计为单箱多室全焊连续钢梁结构形式,重点介绍结构纵向计算、横向扭转效应分析、温度影响下箱梁端支点径向力分析以及细部构造处理、焊接工艺等方面的设计情况。

大跨度全焊非对称断面钢桁梁桥整体吊装方案

随着钢引桥跨度的不断增大,为了减小钢桥自重、节省投资,采用非对称断面钢桁梁桥结构型式。非对称断面钢桁梁桥由于设置悬臂侧而成为偏心结构,吊装时需合理设置吊点位置。本文从设计角度提出了一种新的吊点布置方法——将吊点布置于横梁处,并针对新方案进行空间结构计算,在保证钢桥结构安全的前提下,为施工提供不同的吊装选择。

新型全焊板壳式换热器及其应用

介绍了新型全焊板壳换热器的结构及其独特性能以及在热电联产供热系统首站中的应用,全面比较了各项使用性能。指出新型全焊板壳换热器是热电联产集中供热系统中最有发展前景的高效换热器之一。

2219铝合金全焊透搅拌摩擦焊接试验

以2219铝合金为研究对象进行全焊透搅拌摩擦焊试验,通过射线探伤和根部着色的方法验证三类全焊透工艺的有效性,并对搅拌摩擦焊试验结果进行力学性能试验和金相试验,对比三类全焊透搅拌摩擦焊焊缝力学性能的差异。通过试验可知背部垫板型搅拌摩擦焊接是最适合实际生产的全焊透焊接工艺。

钢管相贯全焊结构中贯口的制备

钢管相贯节点是钢管结构中主要的结构形式之一。介绍了钢管相贯全焊结构中贯口的制备方法,并针对现状对需要探讨的问题提出建议。

中国大跨悬索桥全焊流线形钢箱梁建造技术的起步与发展

作者结合参加虎门大桥，江阴长江大桥等工程设计的体会，分析总结建成和在建西陵长江大桥，虎门大桥，江阴长江大桥和海沧大桥等大跨悬索桥主要的结构特征，采用全焊流线形钢箱梁的优点，焊接梁段制造，工地焊接与桥梁线形设计，钢箱梁结构的传统计算方法与仿真分析方法等问题。