腹板嵌入式双倒T型钢-混组合梁受弯性能研究

在通过横隔板连接的双倒T型钢腹板上部开槽,并将开槽腹板部分嵌入到混凝土翼板,与底部钢筋共同形成带有榫结构连接的腹板嵌入式双倒T型钢-混组合梁。设计了该试件的受弯性能试验,分析总结了试件的破坏模式,并基于荷载-挠度曲线和应变分布特征等试验结果对其承载力和延性等力学指标进行评估。该梁满足完全抗剪连接,具有良好的整体抗弯性能。根据试验及有限元模拟结果,提出了抗弯承载力设计方法,试验结果与理论计算结果误差为2.7%,结果吻合较好,该理论公式可作为结构设计的依据。

桥梁参数对双工字钢-混组合梁桥结构的影响

为研究桥梁参数对桥梁结构动力特性的影响,并从设计角度给出桥梁参数的合理取值,建立三跨连续双工字钢-混组合梁桥模型,分析了主梁刚度、主梁腹板高厚比、横隔梁刚度、横隔梁腹板高厚比等因素对主梁竖向位移的影响,提出了桥梁参数的取值建议。通过数据分析可知:主梁竖向变形与主梁刚度呈反比,主梁刚度倍数从0.8增加到1.2时,工字钢主梁的竖向变形值减小了26.5%;当主梁的栓钉刚度在QO1Nc至1Nc范围内,栓钉刚度对钢主梁竖向变形影响较大,但当栓钉刚度超过1Nc后,栓钉刚度的改变对钢主梁变形影响很小,为减小钢主梁的变形可将栓钉刚度设置为1Nc。

四线铁路钢-混组合梁斜拉桥设计关键技术

上海斜塘特大桥主桥采用主跨260 m双塔斜拉桥,跨越斜塘航道,承载四线铁路。对2种边中跨比斜拉桥方案进行对比,根据中跨静活载挠跨比、静活载梁端转角和活载负反力等分析结果,确定边中跨比采用0.38,主桥跨径布置为(40+60+260+60+40)m;对比3种钢-混组合梁截面形式的主梁刚度、经济性及无砟轨道适应性,主跨梁体选取高3.5 m的分离式双箱钢-混组合梁,边跨及衔接处主跨8 m段采用混凝土梁;对比H形和花瓶形桥塔的结构性能、施工方案,选取高97 m的H形桥塔;综合考虑结构刚度、轨道板变形和施工控制,中、边跨斜拉索梁上间距分别取12 m和8 m,桥塔最外侧斜拉索倾角取30°;索塔、索梁均采用钢锚箱式锚固结构。大桥整体结构计算结果安全可靠;温度、列车等荷载组合作用下,桥梁竖向刚度、换算曲率半径均满足规范要求。

移动荷载下钢-混组合梁桥剪力连接件受力分析

为了分析双工字钢-混组合连续梁桥剪力连接件在移动荷载作用下的受力特性,本文将剪力连接件简化为沿桥梁纵向放置的弹簧单元,用弹簧单元的轴力代替剪力连接件的剪力,采用ANSYS软件建立车桥耦合振动系统,其中车桥之间采用点面接触模型,利用Newmark-β法求解车桥耦合模型,并用现场试验验证了模型的正确性,同时对不同车重、车速、路面不平度和车数下各剪力连接件的受力特性进行了研究。结果表明:采用弹簧单元模拟简化的剪力连接件可以有效的计算桥梁不同位置剪力连接件的受力特性,且不同位置处的剪力连接件受力状态不同,行车因素对剪力连接件受力特性也有较大影响。

车辆荷载作用下双工字钢-混凝土组合梁桥主梁动力分析

为研究车辆荷载作用下双工字钢-混凝土组合梁桥主梁的动力影响因素,采用ANSYS有限元软件建立车-桥模型,研究分析了桥面不平顺、车速、车辆分布等因素对主梁动力分析的影响。研究表明:随着桥面的退化,主梁位移时程曲线波动加剧,当桥面不平顺等级从A级退化到D级,钢主梁的竖向位移值增加了14.4%;随着车速的增大,钢主梁的竖向位移值增大了32.8%;车辆偏载、中载状态下主梁动力响应存在差异;混凝土强度对钢梁的竖向位移值影响很小。

基于板梁理论的工字形钢—混组合双跨连续梁弯扭屈曲分析

基于板梁理论,对均布荷载作用下的双轴对称工字形钢—混组合双跨连续梁进行弯扭屈曲分析,推导截面连续梁发生弯扭屈曲时的临界弯矩公式,运用ANSYS有限元软件对10根双轴对称工字形钢—混组合双跨连续梁进行特征值屈曲分析,对比屈曲临界弯矩的数值解与理论解,讨论换算截面法的适用性。结果表明:理论解与有限元解之间具有较高的吻合度,最大误差不超过3%。换算截面法的计算结果与实际结果差别较大,并不适用于工字形钢—混组合连续梁弯扭屈曲问题的计算。

某分离式立交桥静载试验及评估

张庄分离式立交桥斜交角度较大,上部结构为钢-混组合梁,重车行经时晃动严重,已出现箱梁上翘、支座脱空的病害情况,故对桥梁进行了静载试验,得到了该桥相应的检测结果,完成了桥梁损坏状况和承载能力的分析评定,提出了桥梁病害防治的措施,最终拟定了维修加固方案。

大跨双铰高低拱座钢桁架拱桥设计关键技术

湖北宜来高速溇水河大桥跨越宽300 m以上的U形沟谷,两岸地势陡峭,两岸山体高差近36 m,为减少施工开挖对环境的破坏、保证结构安全性和经济性,经方案比选,该桥最终采用附加内力小、适应基础变位能力强、因地制宜的主跨310 m双铰高低拱座中-下承式钢桁架拱桥。为满足高低拱座拱桥的结构受力、提高工业化制造效率,该桥拱轴线采用虚拟计算跨径340 m、矢高86.2 m、拱轴系数1.7的整体悬链线方案。主拱肋采用2片N形桁架结构,单片拱肋采用等截面扁平钢箱结构,主桁节点采用整体栓焊节点,2片拱肋桁架横向中心距27 m,通过米撑及K撑连接。桥面系采用传力明确、经济性好的纵梁结构体系钢-混组合梁,且在端横梁外侧增加小边跨解决边跨梁端出现负反力的问题,梁端设置速度锁定器约束装置。为解决拱脚在多重荷载作用下的受力及耐久性难题,提出拱脚铰轴采用摇摆式铰轴构造。整体及局部分析表明,该桥具有较好的静、动力性能。

贵州两渡水湘江大桥主桥设计关键技术

贵州两渡水湘江大桥主桥为(72+120+72)m波形腹板钢槽组合梁大跨变截面连续刚构桥。针对传统波形钢腹板组合箱梁桥底板混凝土结构自重仍然偏大、底板易开裂、下翼缘混凝土与波形钢腹板易脱离等问题,该桥主梁采用自重轻、底板抗裂能力强的波形腹板钢槽组合梁结构。主梁顶板宽20.25 m,单箱双室变截面。为解决组合梁根部钢底板受力复杂、抗压稳定性差的难题,在负弯矩区组合梁钢底板上设置混凝土层,形成顶、底板双重组合结构。为提高混凝土桥面板和钢主梁之间的抗剪承载力、有效防止桥面板横向角隅弯矩导致的竖向掀起问题,剪力连接件采用开孔钢板的双PBL键。主梁墩顶0号块采用全混凝土结构,钢-混结合段采用后承压式构造。主梁横隔板采用实腹式和桁架式两种结构形式,在提高结构抗畸变和抗扭转能力的同时,大幅降低了工程用钢量。主墩采用壁厚1.8 m的双肢实体薄壁墩。结构整体和局部计算分析表明,桥梁具有较好的安全性和适应性。

温州七都大桥北汊桥主桥主梁精确匹配研究

温州七都大桥北汊桥主桥为主跨360 m双塔中央索面钢-混组合梁斜拉桥,主梁为钢-混组合梁,主梁宽37.62 m。该桥主梁采用浮吊及桥面吊机进行双悬臂架设,由于主梁宽度较大、横断面刚度较小,在桥面吊机吊装梁段过程中,已安装梁段及吊装梁段均产生较大的竖向变形,且在二者匹配过程中产生错台,无法精确匹配。为解决该桥主梁施工中由于桥面吊机吊装梁段产生较大局部变形的问题,实现梁段精确匹配安装,采用有限元软件Abaqus建立节段模型,分析桥面吊机横向间距对已安装与吊装梁段变形、吊装梁段横向抗倾覆稳定性与相对错台量的影响,并进行钢箱梁焊接顺序优化分析。结果表明:在主梁及桥面吊机确定的情况下,桥面吊机横向间距越大,已安装梁段的外缘变形量、吊装梁段主梁中心线处的变形量、吊装梁段的抗倾覆力矩、吊装梁段与已安装梁段的错台量均越大,综合考虑选择桥面吊机横向间距为13.3 m;采用先焊接边腹板、再对桥面吊机进行部分松钩的方法后,理论相对错台量均小于1 mm,满足精确匹配要求。最终梁段最大实测相对错台量仅为0.3 mm,实现了梁段的精确匹配。

禹门口黄河公路大桥临时墩设计关键技术

禹门口黄河公路大桥为主跨565 m双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,边跨设计无辅助墩。主梁采用全回转桥面吊机双悬臂拼装施工,最大双悬臂长度达200 m,边跨需增设临时墩,以提高施工期结构抗风性能、降低安全风险。通过设计难点分析,以施工全过程临时墩受力安全为原则,确定在11号和12号墩边跨侧距塔柱中心160 m处设临时墩(由桩基础、钢管墩身、承重梁和横向限位等组成),其高度分别为39.6 m和41.3 m;临时墩与钢主梁采用临时铰(允许纵向位移)连接;临时墩的锁定和解除时机分别为13号斜拉索二张后和Z18号钢主梁安装后。采用有限元软件MIDAS Civil 2019建立全桥空间模型分析临时墩受力及钢主梁位移,并进行施工过程实时监测。结果表明:临时墩受力安全,结构可靠。