城市轨道桥梁双向加劲肋桥面系施工技术分析

随着合肥城市轨道交通的快速发展,地铁工程在市政交通中的地位越来越凸显。将城市公路桥和轨道桥同层设计,可节约交通路网建造成本。繁华大道桥为安徽省首座公路与铁路合建桥且为同层设计,该项目所能借鉴的施工经验十分有限。为此根据繁华大道桥城市轨道桥梁双向加劲肋桥面系施工经验,文章采用BIM技术进行精确制图和下料,提高加工精度,优化桥面系加劲肋制造工序,有效降低现场安装误差,为城轨同层钢桥面系施工提供依据和参考借鉴。

高速铁路桥梁装配式桥面系防护墙力学性能试验研究

装配式桥面系的研发应用有助于进一步提升铁路桥梁工业化建造水平。为了评估该新型整体式桥面附属设施结构的设计及制作工艺方法是否安全、合理可行,通过足尺模型设计制作、试验方案设计及全过程破坏试验,将预制拼装桥面附属设施防护墙结构在水平侧向荷载作用下的力学响应和破坏形态,与有限元仿真分析进行全面对比,得出各构件和连接构件的力学特点、变形规律及承载能力,防护墙实测破坏时的承载能力达到设计值的1.65倍,表明预制拼装桥面附属设施防护墙能满足设计要求,具备较好的安全度,能够确保高速铁路桥梁的运营安全。同时,获得一种基于ABAQUS平台的预制拼装桥面附属设施防护墙仿真模拟方法,其控制荷载、变形大小均与试验过程和状态吻合度良好,最大峰值处偏差在0.7%以内,加载过程最大偏差在2.8%以内,验证提出的模拟方法有效性,说明有限元模型可以准确预测结构的实际受力状态。

公路工程桥梁桥面系施工顺序及工艺研究

以银洲湖高速工程作为研究案例,对该项目中的桥面系施工技术进行深入、全面的研究分析。首先介绍桥面系施工流程及具体的施工工艺,然后对施工过程中的施工关键点及质量把控点进行简单的介绍,得出桥面系施工质量对于整个项目的重要性。

钢-混组合结构桥面系桥面板损伤机理研究

为分析研究钢-混组合桥面系混凝土桥面板的病害及成因,对钢-混组合桥面系桥梁现状进行了调查研究,总结了混凝土桥面板病害产生的主要原因。以某大跨径悬索桥为工程实例,基于Midas/FEA建立了该桥的有限元模型,模拟了超载车辆荷载、温度效应及收缩徐变3种工况下混凝土桥面板的受力情况,并对其病害产生机理进行了分析。研究表明:在超载情况下,桥面板的应力和挠度增长较快;当车辆超载100%时,混凝土板的横向压力接近于混凝土抗拉强度,混凝土板在桥面的应力最大处(桥中处)将产生横桥向贯通裂缝;温度作用对混凝土桥面板的应力分布影响明显,在整体升温的作用下桥面板产生最大拉应力值为0.63 MPa,在梯度温度下的桥面板应力值接近混凝土板的抗拉强度;收缩徐变对混凝土桥面板的受力也会产生影响,其中收缩效应比徐变效应明显,随着混凝土加载龄期增大,混凝土收缩效应明显减少,产生桥面板纵横混合裂缝。

高速铁路桥面系防护墙施工技术

随着人们的生活水平日渐提高,高铁出行凭借稳定、安全、高效的显著特点在人们的出行方式中占据越来越重要的地位,同时随着高铁施工技术的日趋完善,防护墙施工技术作为高铁施工中的关键技术,保证防护墙的施工质量对于桥面系施工质量控制,减少返工成本,保证高铁运行的安全性,以及保证乘客的视觉舒适性起着关键的作用,对高速铁路桥面系防护墙施工技术进行了分析,结合项目的实际情况总结了施工中的关键技术。

减小主桁与桥面系共同作用效应的施工新技术分析

对两类传统解决主桁与桥面系共同作用方法及应用情况进行了对比分析,以某跨海公铁两用大桥80(88)m简支钢桁组合梁桥项目为依托,在研究主桁与桥面系共同作用传统方案的基础上,对一种新的解决主桁与桥面系共同作用的技术方案(先对主桁上弦进行预压以缩短公路纵梁,并滞后安装)进行了介绍,并对其具体实施方案进行了比选分析和阐述。

基于BIM技术的装配式桥面系经济性研究

为研究装配式法与现浇法施工桥面系技术经济指标的差异,依托贵南高速铁路装配式桥面系新工法的定额测定成果,在同口径工程界面情况下,对比分析两种工法的技术经济指标差异。研究结果表明:(1)装配式工法每延米技术经济指标较常规现浇法施工均有不同程度的增加,增加幅度43%~92%,有声屏障段落增加幅度43%~47%,无声屏障段落增加幅度88%~92%;(2)装配式预制块较现浇法施工在实体工程数量上存在一定优化,主要表现为钢筋数量,每延米钢筋用量优化62.60~159.12 kg;(3)装配式构件预制与现浇法施工桥面系在构件实体工程数量上口径一致,每延米经济指标为现浇法施工的80%。装配式法中预制块安装工程是该工法费用组成的重要影响因素,而螺栓安装与封堵子目对预制块安装工程的延米经济指标影响较大,占预制块安装工程费用的78%。

基于BP-LSTM混合模型的钢-混组合桥面系空间温度场及温度效应实时评估及预测

考虑到传统健康监测系统与有限元方法的不足,为实现钢-混组合桥面系温度及温度效应的实时评估及预测,提出基于多层前馈--长短期记忆(BP-LSTM)混合模型的实时评估及预测方法。研究过程中,以某桥为工程背景,采用其健康监测系统数据,并利用有限元法热力耦合分析扩充数据,构建包含"结构特征、时间特征、环境特征--温度、温度效应"映射的样本库,并通过实测数据验证有限元计算的准确性;设计BP-LSTM混合模型结构,对LSTM网络以考虑时间权重的均方误差(MSE)损失函数加以改进,读入样本库数据进行训练、验证、测试,从而获得输出精度较高的混合模型;最后,分别给出利用BP-LSTM混合模型进行温度及温度效应实时评估与预测的方法。结果表明:基于气象数据的结构温度场有限元计算结果与实测基本一致,"结构特征、时间特征、环境特征--温度、温度效应"映射具有高度非线性,单独BP网络或LSTM网络效果不佳,而BP-LSTM混合模型精度较高;根据本文提出的实时评估及预测方法,混合模型输出值与目标值的决定系数最低为0.930,最高为0.993,精度较高,可用于钢-混组合桥面系空间温度场及温度效应实时评估及预测。

连续钢桁结合梁桥桥面系受力状态及与桥面系刚度的关系

以1座下承式连续钢桁结合梁桥为例,采用有限元法研究其桥面系的受力特性,考察中支座区域桥面系受力状态与混凝土板板厚、纵梁抗拉刚度及抗弯刚度的关系;针对纵横梁及混凝土板在中支座区域受力比其他区域突出的问题,探讨解决方案。研究结果表明:在中支座两侧节间内,随着纵梁抗拉刚度的增加,纵梁轴力增加速度逐渐减小,且低于抗拉刚度的增加速度;随着纵梁抗弯刚度的增加,纵梁竖向弯矩也增加;采用较高的纵梁或增加混凝土板厚对降低中支座区域纵横梁的应力效果并不明显;选择合适的纵梁高度并增加翼缘厚度或采用4根小纵梁的方法均可降低该区域纵横梁的应力水平,在中支座两侧节间内再布置横梁时,纵横梁的应力可进一步降低。

大跨度铁路钢桁梁斜拉桥带水平K撑桥面系受力特性研究

传统铁路钢桁梁纵横梁桥面系的横梁面外受力显著,而改进的密肋横梁桥面系又会导致主桁下弦杆节间受力。针对大跨度铁路钢桁梁斜拉桥桥面系的受力与传力问题,以贵广铁路思贤窖特大桥为背景,研究带水平K撑新型桥面结构的受力特性。首先建立全桥杆系有限元模型,分析各种工况下桥面结构受力特性、变形特征,并与密肋横梁桥面系方案对比分析;然后,在其基础上研究带水平K撑桥面结构的传力机理;最后通过模型试验研究带水平K撑桥面结构的的受力特性。结果表明:K撑构件主要传递纵向力而极少传递竖向力及弯矩,能够降低节点横梁的面外弯矩并避免下弦杆节间弯矩;试验实测K撑构件应力较小,以受轴向应力为主,但因两端偏心连接而存在一定的弯矩应力。

客运专线4线双桁钢桁连续梁桥面系设计研究

以南昌枢纽向莆引入东新赣江特大桥为工程背景,介绍客运专线4线双桁钢桁连续梁桥面结构的设计研究,比较研究非结合梁、半结合梁、全结合梁、正交异性板的优缺点。由于在大跨度钢桁梁结构上,正交异性钢桥面板技术上更加成熟、稳妥,正交异性板桥面系既能减小结构自重,减少主桁用钢量,又具有良好的耐久性,结合4线双桁的结构受力特点,得出"大纵梁、大横梁"的正交异性钢桥面板是客运专线4线双桁大跨钢桁梁桥面系合理可行的方案选择。

安庆长江铁路大桥主桥桥面系受力分析

安庆长江铁路大桥主桥为主跨580 m的六跨连续钢桁梁斜拉桥,桥面系采用正交异性钢桥面系。为验证该桥整体桥面系结构受力是否合理以及能否有效参与主桁结构的共同受力,采用有限元分析程序ANSYS分别建立3号桥塔支座附近E17～E23六个节间和中跨跨中E37～E43六个节间的钢桁梁节段模型,对桥面系中纵梁、横梁及横肋、桥面顶板的应力进行分析。分析结果表明:在设计荷载作用下,桥面系中纵梁、横梁、桥面顶板的应力水平均满足规范要求;桥面系受力横向分配比较均匀,结构整体刚度好;同一主桁断面处桥面顶板和纵梁的纵向应力分布较均匀,桥面系结构能有效参与主桁共同受力。

横撑及桥面系对钢管混凝土拱桥动力响应的影响分析

横撑和桥面系作为钢管混凝土拱桥的重要组成部分对结构整体动力响应会产生很大的影响。以茅草街大桥为例,建立了中承式钢管混凝土拱桥不同横撑和桥面系布置形式的有限元模型,采用三向地震波同时输入的形式,得到6种工况在相同地震波作用下的不同动力响应,提取出拱肋的弯矩和位移包络图,并对面内弯矩、面外弯矩、竖向位移、横桥向位移进行了比较和分析。结果表明,桥面系对拱肋的响应影响很大;拱肋与桥面系结合处位移、内力均较大,在设计中应予以关注;在保证横向刚度的前提下,横撑需进行优化布置,以使得拱桥动力响应更加合理安全。

客运专线四线双桁钢桁连续梁桥面系设计

南昌枢纽向蒲引入东新赣江铁路桥于南昌市郊跨越赣江,要求单向通航孔净宽不小于105 m,双向通航孔净宽不小于180 m,拟建大跨度的4线合建2桁钢桁连续梁,结合客运专线四线双桁钢桁连续梁桥面结构设计研究成果,得出"大纵梁、大横梁"的正交异性钢桥面板方案是客运专线四线双桁大跨钢桁梁桥面系的合理选择。

中等跨径钢桥桥面系标准部件组合优化分析

为研究中等跨径钢桥标准化桥面铺装层受力性能及整体造价成本,对中等跨径钢桥桥面系不同标准部件组成的正交异性桥面铺装体系进行优化选择,以实现钢桥经济性和安全性的良好结合。将桥面系整体造价及竖向挠度作为优化的目标函数,以挠跨比限值和裸板的横向拉应力、铺装板的横向拉应变限值作为约束条件,考虑顶板厚度、U肋高度和铺装层厚度等主要设计参数,对标准化设计中的桥面系标准部件组合进行优化分析。结果表明:轮载作用在U肋中心位置和满布在U肋中间位置时对裸板和铺装板的受力和变形最为不利;顶板厚度和铺装层厚度对裸板和铺装板的受力与变形影响较大,在设计时应予以关注;顶板厚度取16mm、U肋取U300×260×8-40、铺装层为EA(40mm)+GA(30mm)的正交异性钢桥面铺装体系受力和经济性能最优。

以钢横梁受力为主的拱桥桥面系病害分析与加固方案探讨

介绍了以钢横梁受力为主的钢管混凝土拱桥桥面系出现病害的情况,分析病害产生的原因为超载车辆作用,以及钢纵梁参与了结构整体受力,导致了纵横梁连接部位焊缝处存在较高的应力幅,出现了材料的疲劳破坏,进而对采用大纵梁体系的加固方案进行了深入的探讨。

钢-混组合桥面系截面设计参数研究

钢-混凝土组合桥面系在大跨度桥梁中的应用日趋广泛,其结构及形式多借鉴于建筑结构。以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为例,结合ANSYS有限元程序的Workbench平台Design-Exploration模块进行实验设计,对组成钢混组合桥面系的混凝土板、钢纵梁及钢桁架等结构参数对组合截面力学性能的影响进行了相应研究。结果表明:混凝土板厚度的变化对钢-混组合桥面系力学性能影响较为明显,钢纵梁厚度和钢桁架高度变化产生的影响相对较小。混凝土板的高度和钢纵梁厚度变化时产生的效应基本相同,组合桥面系竖向挠度和钢纵梁应力极值随着混凝土板厚度或者钢纵梁厚度增加而增加;钢桁架高度在从低到高的变化过程中,组合桥面系竖向挠度逐渐减小,钢纵梁极值压应力和极值拉应力分别出现先增大后减小和先减小后增大的现象。

天兴洲大桥斜拉桥铁路结合桥面系模型试验研究

武汉天兴洲公铁两用长江大桥斜拉桥铁路桥面采用纵横梁体系的混凝土结合桥面板、有碴桥面、结合桥面板处于空间受力状态。针对铁路纵横梁体系的静活载效应、混凝土道碴槽板的弯曲应力及局部关键区域的受力行为进行专项模型试验,研究结合桥面系的力学行为、应力分布规律及应力传递路径等关键问题。试验结果表明:该桥铁路桥面采用的纵横梁体系混凝土板结合桥面系受力合理、响应明确,结构应力及刚度满足规范要求;卸载后残余应变、位移很小,结构处于弹性工作状态,混凝土道碴板未发现可见裂缝;结合桥面系的受力性能良好,设计合理可行。

武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥铁路混凝土板结合桥面系试验模型设计

武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为(98+196+504+196+98)m双塔三索面钢桁斜拉桥,主梁为3片主桁的板桁结合钢桁梁,上层为6车道公路,下层为双线客运专线、双线Ⅰ级铁路。其中铁路桥面采用纵横梁体系的混凝土板结合道碴桥面。介绍铁路混凝土板结合桥面系模型试验的结构设计及试验方法。

钢箱拱肋组合梁桥面系提篮拱桥结构计算的几点探讨

我国现行的公路、铁路桥梁钢结构设计规范落后于桥梁建设的发展,以至于在桥梁钢结构和组合结构设计与计算中一些问题无相应规范可依据。通过一座主跨100 m的钢箱拱肋组合桥面系提篮拱桥为例,对受压钢箱拱和钢-混凝土组合结构设计与计算中的几个问题参考国外相关规范进行了一些探讨,为同类桥梁钢结构与组合结构设计提供参考。