组合梁墩顶连接件刚度对桥面板收缩徐变效应影响计算研究

通过有限元软件MIDAS Civil对一联3×35 m钢板连续组合梁进行建模分析,比对了钢板组合梁联合截面单梁模型与三维桁架模型下钢梁与混凝土受力计算结果差异,并探讨计算了组合梁墩顶开裂区域内连接件刚度变化下混凝土收缩徐变对结构受力的影响。结果表明:三维桁架模型和联合截面法计算所得桥面板和钢梁纵向应力差异不大;墩顶0.5L范围内,桥面板板顶横向应力随连接件刚度增加而递增,桥面板板底横向应力随连接件刚度增加而递减,当连接件模拟为刚性连接时,混凝土收缩徐变对墩顶板顶应力影响最大为2.4 MPa,对墩顶板底应力影响最大为3.8 MPa。

基于轮式加载的钢板组合梁桥面板负弯矩区开裂性能试验研究

为真实模拟车辆在桥面上的行走特征,研究轮载作用下钢板组合梁桥面板在墩顶负弯矩区的开裂特性,制作了2×6 m两跨连续钢板组合梁模型试件,采用自主研发的轮胎式疲劳加载机往复行走进行疲劳加载,获得钢板组合梁桥面板裂缝发展和钢筋应力变化规律,对轮式往复加载与正弦加载进行对比分析。结果表明,钢板组合梁桥面板在墩顶负弯矩区会出现多条横向裂缝,同时在钢主梁顶部对应位置出现纵向裂缝;在40~140 kN各级轮载作用下,桥面板墩顶上层横向钢筋应力最大值为43 MPa且比纵向钢筋应力大;混凝土应力最大值为0.69 MPa,误差为4.17%,表明桥面板力学性能良好。真实轮载作用比正弦加载更为接近实际受力状态,体现了作用力在不同作用位置之间进行传递的过程,更能体现实桥上车辆的刹车和启动带来的冲击效应。

钢-混组合梁桥桥面板铺装顺序优化设计研究

针对钢-混组合梁桥桥面板铺装中负弯矩区应力较大导致混凝土开裂的问题,以宁夏镇罗黄河特大桥主桥为依托工程,采用单向连续铺装法、双向对称铺装法、墩顶对称铺装法、皮尔格铺装法4种桥面板施工方法对钢-混组合连续梁桥桥面板铺装顺序进行研究,利用有限元分析软件建立全桥模型,模拟施工过程中桥面板铺装顺序,得到墩顶桥面板应力,并计算分析负弯矩区桥面板的最大裂缝宽度。结果表明,4种方法在成桥下钢箱梁的应力相差不大,采用皮尔格法铺装桥面板时,负弯矩区最大拉应力仅为0.2 MPa,最大裂缝宽度仅为0.07 mm,采用该方法能减小墩顶拉应力,有效控制裂缝宽度,确保成桥后结构整体安全、稳定。

钢板梁桥U形钢筋湿接缝力学性能试验研究

U形钢筋湿接缝是一种具有良好受力并能适应桥梁快速施工的接缝形式。针对中小跨径钢混组合梁桥墩顶负弯矩区域处横向U形湿接缝处于受拉状态,混凝土可能开裂的特点,设计制作3组U形钢筋湿接缝拉伸试件,通过静力拉伸试验分析不同钢筋搭接长度、搭接形式对接缝受力性能及抗裂性能的影响。结果表明:3个试件混凝土开裂区域均在接缝范围内,最先开裂及最大裂缝的位置位于湿接缝与桥面板的施工缝处,设计或施工时应予以关注;U形钢筋采用焊接或增加搭接长度可减小钢筋平均应力,U形钢筋采用交错形式时钢筋平均应力增加约16.8%。