密布横梁正交异性板整体桥面受力行为

采用空间有限单元法和模型试验,研究南京大胜关长江大桥三主桁（拱）密布横梁体系钢正交异性板整体桥面结构的受力行为。研究结果表明：50%以上的桥面荷载通过下弦杆或系梁传至下弦节点,这部分荷载会引起下弦杆或系梁的竖向弯曲。针对三主桁（拱）密布横梁正交异性板桥面结构,提出桥面荷载在3片主桁（拱）中的2次分配的分析方法,第1次桥面荷载分配在3片主桁下弦杆或3片桁拱系梁中进行,中桁与每片边桁分配到的荷载比约为2.3-3.3,支座处大,跨中小;第2次桥面荷载分配通过横联在上弦节点中进行,中桁将0-24%的桥面荷载分配给2个边桁,跨中大,支座处小;经2次分配后,在离支座1-2节间以外的区域,中桁与边桁分配到的总荷载比约为1.0-1.2,靠近支座的区域,中桁与边桁分配到的总荷载比仍为2.5-3.3;只有第1次分配到的桥面荷载引起主桁下弦杆和桁拱系梁竖向弯曲,中桁（拱）的吊杆力、下弦杆和系梁的竖向弯矩约为边桁的2倍以上。

南京大胜关长江大桥三主桁钢正交异性板整体桥面结构受力特性的试验研究

南京大胜关长江大桥采用三主桁多横梁体系钢正交异性板整体桥面结构,结构受力状态复杂。设计制作了一个1∶6的6节间钢桁梁节段模型,研究了实桥受力状态的模拟方法,完成了多种工况下的模拟实桥正、负弯矩区受力状态的加载试验;考察了桥面荷载在3片主桁之间的横向分配,"第一系统"作用下整体桥面的应力分布。结果表明,试验实测结果与实桥的理论分析结果较吻合,说明本文的试验方法可较好地反映实桥整体桥面结构的受力状态;桥面荷载在3片主桁之间的分配是不均匀的,对称桥面荷载在3片主桁之间的分配比例为1.0∶2.0∶1.0,偏载时为1.0∶1.0∶0.0;"第一系统"作用下钢桥面板顺桥向应力沿横桥向分布较均匀,3片主桁挠度较接近,说明三主桁整体桥面结构受力状态合理,整体性好。该研究成果验证了南京大胜关长江大桥的设计计算理论和计算方法的正确性,为该桥的设计提供可参考依据,同时也为整体桥面结构的进一步研究和应用提供了技术储备。

有碴正交异性板钢桥面系铁路钢桥的设计研究及优越性的探讨

有碴正交异性板钢桥面系是铁路铜桥桥面结构的一种新形式。我院桥梁专业在“七五”规划中,把研制这种结构列入发展计划,先后进行了大量的社会调查、资料收集及论证研究工作,本文将探讨这种结构应用在我国铁路建设中的优越性,并对其设计计算中的一些原则问题提出看法。

梯形加劲肋正交异性板钢桥面分析的等效格子梁法

介绍了采用梯形纵向加劲肋的钢桥面板第二体系应力计算的等效格子梁法，推导了等效分配梁的刚度，编写了正交异性板钢桥面的结构分析程序，分析了正交异性板的第二体系的应力，并将采用等效格子梁法得到的结果和传统的ＰｅｋｌｉａｎＥｓｓｌｉｎｇｅｒ 法相比较。

采用正交异性钢桥面板的铁路钢桁梁设计

介绍了采用正交异性钢桥面板的铁路钢桁梁的结构设计,分析了钢桁梁采用这种整体桥面结构对高速行车的作用与意义,研究了采用整体桥面结构后钢桁梁的受力特性。

32m有碴正交异性板钢桥面系下承板梁试制

介绍３２ｍ有碴正交异性板钢桥面系下承板梁的结构设计特点、工厂制造质量验收标准，以及制造工艺方案，总结了工厂制造工艺方面的经验。

正交异性板钢桥面的设计计算

本文对正交异性板钢桥面的合理设计计算进行探讨。（１）研究分析国内外桥梁中正交异性板钢桥面设计的计算；（２）结合我国桥梁荷载轴重及其加载原则，应用有限条方法，建立适当的位移函数，把荷载用Ｆｏｕｒｉｅｒ级数表示，求解其恒载和活载效应；（３）将有限条方法对悬索桥正交异性板钢桥面进行计算分析的结果与Ｐｅｌｉｋａｎ－Ｅｓｓｌｉｎｇｅｒ方法计算结果进行了比较。

闭口肋正交异性板钢桥面的疲劳裂纹及检测

文章介绍了正交异性板钢桥面在国内外的应用,阐述了其各构件之间的连接构造,总结了正交异性板钢桥面疲劳裂纹产生的部位及产生的机理,对正交异性板钢桥面关键的连接部位进行线弹性有限元分析,掌握了其应力分布情况。鉴于正交异性板钢桥面疲劳裂纹的复杂性和不易检出性,推荐采用高效的超声波时差衍射(TOFD)检测技术对其进行无损检测。

某正交异性板钢箱梁斜拉桥UHPC组合桥面改造方案研究

某跨江大桥为主跨460m的斜拉桥,运营多年后正交异性板钢箱梁出现大量裂纹,提出采用超高性能混凝土(UHPC)组合桥面(由配钢筋网的UHPC层与钢桥面板通过短栓钉组合而成)进行改造。为选择合适的改造方案,采用有限元法建立原钢箱梁和UHPC组合桥面钢箱梁(UHPC层厚4.5,5.5,6.0cm)模型,分析各疲劳细节应力及UHPC层应力;开展UHPC层配置钢板条的组合结构模型试验,验证其疲劳性能。结果表明:UHPC组合桥面降低了钢箱梁各疲劳细节最大应力幅,降幅为11%~88%,顶板疲劳细节处裂纹尖端最大应力幅降幅达92%;疲劳荷载作用下,UHPC层顶面应力较低,钢桥面板开裂后UHPC层底面应力较大;采用钢板条对5.5cm厚UHPC层的组合结构加强后,UHPC层名义开裂应力达43.2MPa,200万次疲劳寿命达22.1MPa,疲劳性能满足要求,选择该方案进行改造。

正交异性板道砟桥面钢桁梁设计

以96 m正交异性板道砟桥面钢桁梁为研究对象,根据主桁下弦杆为拉弯构件的受力特点,设计中适当增大主桁下弦杆的竖向抗弯刚度。通过取消传统的钢混组合式道砟槽板,采用新型MMA防水体系+CAP轻质垫层+钢挡砟墙桥面系布置,减小二期恒载30%以上,有效减小了主桁用钢量。为了解决正交异性钢桥面板活载加载计算工作量大的问题,提出了正交异性板桥面系虚拟影响面加载法。钢桁梁的各项刚度指标分析结果表明:本桥具有较大的整体刚度,满足200 km/h的列车行车速度要求。结合桥址实际情况,在钢桁梁小夹角上跨既有铁路状况下,采用转体施工法进行钢桁梁架设。

高速铁路正交异性板钢桁梁整体计算模式及方法研究

随着我国高速铁路的快速发展,正交异性板钢桁梁桥得到了广泛的应用,国内外的学者也对正交异性板钢桥作过一些试验和计算分析研究,但是没有形成一套可供系统应用的计算模式及方法。结合实际工程经验,总结正交异性板钢桥面系类型及其适用范围,分析正交异性板三体系受力机理,归纳整理了4种正交异性板计算方法并分析各自优缺点,给出桥面系杆件上翼缘板有效宽度计算公式、桥面系纵向参与系数计算方法,以及在平面模型中下弦杆弯矩的计算方法。通过对正交异性整体钢桥面结构形式、受力特性和整体设计计算方法等进行较为系统的分析研究,总结出一套完善的正交异性板钢桁梁设计方法,并成功应用于多座钢桥的设计中,该方法可为类似桥梁的设计提供理论参考。

公路悬索桥正交异性板钢箱梁桥面局部应力简化计算方法初步研究

选取公路悬索桥正交异性板钢箱梁典型结构,根据顶板厚度、主梁高度、横隔板间距以及吊杆纵向间距内横隔板节间数等4个参数对结构进行研究。用有限元法试算确定最不利荷载位置后,分别对各结构的节段模型进行加载计算,研究钢箱梁桥面的顶板纵向最大拉应力与最大压应力、顶板横向最大拉应力与最大压应力、纵肋纵向最大拉应力与最大压应力,并由计算结果推导出公路悬索桥正交异性板钢箱梁桥面局部应力简化计算公式,初步验证该公式具有一定的计算精度与简便性。

RPC-正交异性组合桥面荷载横向分布系数研究

为研究活性粉末砼(RPC)-正交异性组合桥面在车辆荷载作用下的横向分布系数,以某自锚式悬索桥为工程背景,取两相邻吊杆间部分钢箱梁建立节段局部模型,采用车辆后轴重加载,通过对横桥向单车加载、双车加载和三车加载及不同横向加载位置所对应的不同工况进行分析,得到5cm RPC组合桥面和纯钢桥面、不同RPC厚度两种情况下的荷载横向分布系数。研究结果表明,RPC组合桥面可明显改善荷载横向分布,分布系数比纯钢桥面更均匀,受力更合理;桥面荷载横向分布系数的变化规律与其结构刚度有着紧密关系,随着RPC厚度的增加,组合桥面荷载横向分布系数的变化幅度逐渐减小,RPC厚度建议取50mm。

桂平郁江钢桁斜拉桥正交异性桥面系力学分析

结合南宁至广州铁路桂平郁江钢桁斜拉桥工程实例,对其正交异性整体桥面系的力学行为进行分析,得出此类结构的一些规律和结论,可供类似工程借鉴和参考。通过建立该桥整体空间有限元模型,分别采用空间板壳单元,模拟正交异性整体桥面系各构件、受拉空间杆单元模拟斜拉索、空间梁单元模拟桥梁其他构件,用空间有限元方法进行桥面结构的力学行为分析。结果表明:正交异性桥面结构整体性能好,各组成部分受力规律性较强;钢桁梁节间范围内布设多道次横梁并采用小刚度纵梁的结构体系可以有效减弱桥面结构参与主桁的共同作用,使得桥面结构应力水平不高、受力均匀,符合结构受力合理的特点;混凝土道砟槽板拉应力水平较高,应采用高配筋进行控制。

大跨径正交异性板钢桥面铺装方案选择研究

介绍了国内外典型钢桥面铺装情况,分析了影响钢桥面铺装方案选择的六个主要指标,提出了评价铺装方案优劣的AHP-模糊综合评判模型;结合重庆朝天门长江大桥进行实例研究,通过分析评价得到了最优铺装方案。

超高性能混凝土—钢正交异性板组合桥面试验研究

针对钢桥面板疲劳开裂和铺装层破损两大技术性难题,提出一种超高性能混凝土(UHPC)-钢正交异性板组合桥面体系。该体系由配有钢筋网的UHPC薄层与钢桥面板通过短剪力钉组合而成。对该组合桥面体系短剪力钉抗剪性能、静力承载性能、开裂强度影响参数、疲劳承载性能、抗水渗透性能开展试验研究,结果表明:UHPC超高的力学性能及耐久性能能够满足组合桥面体系的使用需求;通过合适的设计可保证UHPC层与钢正交异性板的可靠连接;在设计荷载作用下,组合桥面体系UHPC层能够满足抗裂性能要求,且具备较大的静力承载能力富余度;500万次疲劳加载后,组合桥面体系受力状态良好,未出现明显疲劳损伤;组合桥面体系抗渗性能满足P20等级要求。

正交异性整体钢桥面建模分析方法对比

正交异形钢桥面板的常用建模分析方法包括空间杆系法(SF)、空间板梁法(SPB)以及空间板壳法(SP),采用各种方法进行分析时的计算量与计算精度各有优劣,有必要进行对比研究。以一座连续钢桁梁柔性拱桥正交异性钢桥面节段为对象,结合现有规范分别建立了SF,SPB以及SP计算模型,并对3种建模方法与分析结果进行对比。研究结果表明:3种建模方法的受力行为较为接近;SPB模型的应力峰值更大,模型刚度也更大;依据现有规范中有效宽度建立的SF模型的横梁应力分析结果与其他2种模型存在较大差异,横梁有效宽度取值方面有待进一步研究。

正交异性板及桥面复合铺装影响面测试试验研究

研究目的：正交异性板及桥面复合铺装由多层次结构和多种材料构成,局部受力非常复杂,而目前国内对其研究多偏重于理论计算,缺乏相关的试验验证。为掌握结构真实受力情况,本文在理论计算的基础上,以厦门某桥为工程背景,进行由正交异性板、栓钉和混凝土铺装层组成的桥面复合铺装的影响面加载试验,以验证相关计算理论和计算方法。研究结论：（1）正交异性板及桥面复合铺装影响面试验与有限元计算结果基本吻合,表明本次试验方案能够较好反映出正交异性板及桥面铺装各结构层次的影响面分布规律;（2）桥面铺装结构影响面分布具有强烈的局部效应,三个典型部位横向影响范围基本在1-3个U肋间距长度之间,纵向影响范围约在5个U肋间距长度,但纵、横向影响较大区域基本都在1个U肋间距长度以内;（3）本研究方法及成果可为正交异性板及桥面复合铺装的设计和科研提供借鉴。

基于正交试验设计的正交异性钢桥面系多因素优化研究

以某大跨悬索桥钢箱梁为研究对象,建立精细化的局部正交异性钢桥面系有限元模型.采用正交试验设计方法,研究了最不利轮载作用下正交异性板结构参数及铺装层材料与结构参数对铺装层力学特性的影响.以钢桥面铺装体系质量最轻和铺装层横向拉应力最小为目标函数,拟合得到各变量间响应面模型,最后对正交异性钢桥面系进行优化设计.结果表明:轮载对称施加在U肋正上方时,铺装层内横向拉应力及弯沉值最大;最不利轮载作用下,铺装层弹性模量变化对铺装层横向拉应力、铺装层与钢桥面板间层间剪应力、铺装层弯沉值影响最为显著,增大铺装层厚度及弹性模量可改善钢桥面系受力状况,钢桥面板厚度变化对钢桥面系力学特性影响较小;基于响应面对正交异性钢桥面系进行多目标优化设计,减小了铺装层横向拉应力的同时,降低了结构自重,具有很好的应用价值.

正交异性板对钢桥面铺装荷载响应的影响分析

通过有限元模拟对正交异性桥面板构造对钢桥面铺装荷载响应的影响进行分析,结果表明:纵腹板部位、顶板变厚度部位对铺装的荷载响应具有显著影响,这些刚度突变部位是钢桥面铺装受力分析的临界荷位;行车状态对荷载响应也有明显的影响。