波形钢腹板连续箱梁桥施工线形控制探析

为明确波形钢腹板连续箱梁桥施工线形控制方式及控制要点,以某跨河公路桥梁为例,首先分析了连续箱梁桥高程控制要点;然后对波形钢腹板预拱度进行计算,分析了剪切变形对组合箱梁挠度的影响;最后,总结了成桥后桥面线形控制结果。结果表明,线形控制主要由理论计算分析、施工过程监测、桥面线形联测等过程组成;在实施期间,必须提前制定科学合理的施工线形控制方案及监测方案,对施工过程中梁体变形展开实时监测,并采取有效措施将成桥后桥面实测高程和目标高程差控制在允许范围内,为施工线形控制提供保证。

波形钢腹板连续箱梁桥振动频率的参数分析

为准确计算和分析波形钢腹板连续箱梁桥的弯曲振动频率,首先,运用能量变分原理和Hamilton原理,推导出波形钢腹板简支箱梁桥弯曲振动频率的计算公式;然后,在简支箱梁桥频率计算公式的基础上,根据连续梁自由振动的三弯矩方程,得到任意等跨等截面波形钢腹板连续箱梁桥弯曲振动频率的计算公式,该公式的正确性得到已建实桥频率实测值和Ansys三维有限元计算值的验证;最后,对波形钢腹板连续箱梁桥弯曲振动频率的影响参数进行了分析。研究结果表明,波形钢腹板剪切效应对波形钢腹板连续箱梁桥弯曲振动频率的影响较大,而其余参数对该桥型弯曲振动频率的影响较小,在实际工程中为了计算的简便性,可以忽略这些因素的影响。研究结论可为同类型桥梁的设计提供参考。

大跨波形钢腹板连续箱梁桥有效分布宽度研究

波形钢腹板组合箱梁桥与钢筋混凝土箱梁桥一样,箱梁翼板也存在剪力滞效应。为研究大跨度变截面波形钢腹板组合连续箱梁的剪力滞效应,采用ANSYS的APDL参数化建模方法建立了典型的三跨式波形钢腹板组合连续箱梁桥的有限元模型,计算分析了集中(均布)荷载作用下变截面箱梁几何参数(腹板尺寸、宽高比、宽跨比、变截面)对于剪力滞系数的影响规律,明确了影响大跨度变截面波形钢腹板组合连续箱梁桥剪力滞效应的主要影响因素以及剪力滞效应影响范围,最后采用修正荷载计算得出了基于规范的有效分布宽度的修正系数。结果表明:宽跨比是影响变截面波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的主要因素,宽高比、腹板尺寸对箱梁的剪力滞效应影响较小;等截面连续箱梁与变截面连续箱梁的剪力滞效应存在较大差异,集中荷载作用下,等截面箱梁顶板剪力滞系数大于变截面箱梁,底板剪力滞系数小于变截面箱梁;集中荷载作用下对箱梁剪力滞的纵向影响范围十分有限,仅限加载处及附近截面;集中荷载作用下中跨跨中截面及中墩墩顶截面的有效分布宽度修正系数取0.65,边跨跨中截面及边墩墩顶截面有效分布宽度修正系数取0.5。

大跨径波形钢腹板连续箱梁桥设计与施工关键技术

桃花峪黄河大桥跨北大堤桥为(75+135+75)m波形钢腹板连续箱梁桥,对该桥设计与施工关键技术进行研究。设计阶段研究得出:与预应力混凝土连续箱梁桥相比,波形钢腹板连续箱梁桥具有景观效果好、抗震性能好、施工效率高等优点,确定该桥采用波形钢腹板连续箱梁桥;对比工程造价,确定高跨比取1/18;采用有限元法分析横隔板数量对箱梁抗扭刚度和畸变的影响,确定中、边跨分别设置8道、4道横隔板;对3种型式连接件进行试验研究,确定波形钢腹板与顶、底板分别采用Twin-PBL和角钢连接;预应力采用体内和体外混合配束方案,确保维护方便。施工阶段研究得出:随跨径增大,施工位移增量对波形钢腹板加工尺寸影响显著,加工时必须考虑其影响;采用"悬臂桁车技术"保证了钢腹板起吊和安装定位;采用先边跨后中跨合龙方案,确保了大桥顺利合龙。

波形钢腹板连续箱梁桥异步施工法研究

异步施工法也称自承重悬臂浇筑法,是基于变截面波形钢腹板连续箱梁桥这种桥型结构自身的特点,形成的一种新型施工方法。将箱型结构的顶板、底板、波形钢腹板划分为3个独立施工面同时施工,优势是节省工期、安全高效。

特大跨径波形钢腹板连续箱梁桥设计与分析

以主跨160m的特大跨径波形钢腹板连续箱梁桥为背景,对波形钢腹板连续箱梁桥的箱梁主体、波形钢腹板、抗剪连接件等构造设计进行了详细介绍。参照现行桥梁规范及国外相关规定,利用Midas Civil有限元软件,对桥梁结构及重要构件进行了静力分析,为今后波形钢腹板桥梁的设计与计算提供参考。

大跨径PC连续箱梁桥与波形钢腹板连续箱梁桥静力特性对比

在大跨径连续梁桥中,PC连续箱梁桥和波形钢腹板连续箱梁桥是最常见的两种桥型。本文以温州主跨为120m的风卧桥为工程背景,对比分析两种桥型的静力特性。分析结果表明,波形钢腹板连续箱梁桥能减少混凝土用量,从而降低结构自重,在受力性能上优于PC连续箱梁桥,但在设计时需要增加截面高度以提高抗弯刚度。

波形钢腹板连续箱梁桥在国内的研究和应用

波形钢腹板箱梁桥有自重轻、抗震性能好、造型美观等优点,在国内外得到了快速发展,对该桥型的结构、受力、施工等特点进行了简述,对其在国内的发展前景进行了探讨,希望促进其更广泛推广应用。

波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥结构性能分析

为解决传统预应力混凝土PC箱梁桥跨中挠度过大和腹板开裂的难题,文中提出“大跨径波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥”的新桥型结构,通过有限元建模和计算分析,对波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥结构性能进行研究,并论述该桥型结构的性能优势。研究表明,波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁桥具有以下特性:(1)结构恒载内力占比明显降低;(2)结构沉降适应性较好;(3)结构横向刚度弱于竖向;(4)偏载对顶板应力影响明显,对底板应力影响次之,对主梁竖向位移影响小;(5)该桥型结构在梁高、顶板厚度和顶板横向预应力方面具有较大优势。随着UHPC材料的推广应用,波形钢腹板-UHPC组合连续箱梁有望成为大跨连续梁桥具有竞争力的桥型方案。

简支波形腹板钢箱组合截面与传统截面箱梁桥抗震性能对比分析

为研究波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥(CW-SBCCGB)与传统箱梁桥抗震性能的异同,基于截面等效原理,根据某实际工程CW-SBCCGB的单箱截面,等效出波形腹板混凝土箱梁桥(CW-CBGB)和混凝土箱梁桥(CBGB)的单箱截面,再结合动力分析理论和ABAQUS有限元模型对比分析3种截面简支梁桥动力特性和抗震性能的不同。结果表明:3种截面简支梁桥前五阶振型不变,CW-CBGB和CBGB前三阶频率相比于CW-SBCCGB有所下降,但相差不超过1Hz,第四阶及以后频率差异逐渐变大;剪滞效应对CW-SBCCGB和CW-CBGB动力特性影响较大,对CBGB影响较小;在纵桥向+竖桥向和横桥向+竖桥向地震作用下,CW-SBCCGB和CBGB的墩顶位移和跨中位移均大于CW-CBGB结构,CW-SBCCGB主梁跨中截面剪力最小,CW-CBGB跨中截面弯矩最小,说明CW-SBCCGB和CW-CBGB的抗震性能均优于CBGB的抗震性能。

新型波形钢腹板组合箱梁桥动力性能分析

对一种新型波形钢腹板组合箱梁桥结构开展了动力特性及抗震性能分析;以鄄城黄河大桥跨中箱梁段为例,建立组合箱梁桥的多尺度有限元模型,并与实测值进行了对比,验证了多尺度模型的有效性;基于此设计了该新型波形钢腹板组合箱梁的截面参数,采用多尺度建模方法研究了各参数变化对箱梁动力特性的影响规律,通过地震反应谱法分析了该结构在各向地震作用下的结构响应。结果表明:箱梁横隔板的数量和厚度是结构动力特性的敏感参数,对结构的扭转刚度影响很大;增大波形钢腹板厚度可有效提高结构刚度,且刚度增大对频率的影响程度大于质量增大对频率的影响,建议腹板厚度宜设为20~30 mm;槽形钢板可有效提高截面的抗弯刚度,尤其对结构竖向弯曲模态影响较大;横向地震作用对混凝土顶板和横隔板应力的影响最大,纵向地震力对波形钢腹板应力的影响最大,竖向地震力对混凝土底板和槽形钢板的应力影响较大。

节段预制拼装波形钢腹板连续组合箱梁抗弯性能试验研究

为研究波形钢腹板连续组合箱梁在整体现浇和节段预制拼装施工工艺下抗弯性能的差异,对一片节段预制拼装变截面波形钢腹板连续箱梁和一片相同尺寸的整体式波形钢腹板连续箱梁进行了抗弯性能试验,分析了接缝的存在对节段预制波形钢腹板连续梁不同特征截面上应变的分布、荷载-挠度曲线变化、预应力增量的影响,并对两片梁的破坏形态进行了分析,试验结果表明:加载初期,接缝的存在对试验梁刚度影响较小,两片梁的应变和变形接近。开裂后节段拼装梁节段接缝间的混凝土应变相对整体梁偏小,但接缝处的混凝土应变较大,接缝位置的塑性变形使得内力重分布现象更加明显;整体梁出现典型的弯曲裂缝,而节段拼装梁裂缝数量在整个过程中相对较少,集中出现在节段两侧接缝位置;在塑性阶段,节段梁变形主要发生在接缝位置,梁体变形相对较大,而边跨相对于中跨挠度变化较小。节段拼装梁的预应力筋相比于整体梁发挥了更大的作用,应力增长速率更快,且节段拼装梁有效高度变化小于整体梁。提出了节段预制拼装波形钢腹板连续箱梁抗弯承载力计算公式,且公式计算值与试验结果吻合程度较好。

波形钢腹板PC组合箱梁桥施工仿真及监控分析

波形钢腹板PC组合箱梁桥在施工阶段结构受力状态较为复杂,为确保在施工过程中安全可靠,建立桥梁结构施工仿真计算模型,模拟主梁在不同施工阶段的施工过程,结合桥梁悬臂施工位移监测方法及混凝土结构应力测量原理,对比分析有限元仿真结果与实际监测数据。结果表明,理论数值和实测数据吻合度较高,建立的施工仿真模型能够较好地反映实际桥梁的受力状态,主梁结构应力和线形均满足设计要求。

波形钢腹板PC预制箱梁桥结构力学特性分析

为研究波形钢腹板PC预制箱梁桥结构力学特性,以一座波形钢腹板预应力混凝土预制箱梁桥为例,借助大型专用有限元软件,建立了结构数字孪生模型,进行波形钢腹板验算分析,开展了静动载试验,对主梁挠度、应变和动力性能的实测值与理论值进行对比验证。结果表明,装配式预应力混凝土波形钢腹板先简支后连续箱梁具有优良的受力性能,桥梁结构在静力荷载作用下工作良好,实测的振动时域曲线与连续梁桥的振动规律一致,具有合理的振动时域、频域曲线、阻尼比及冲击系数,说明该桥的理论刚度小于整体刚度,满足设计要求。此研究有助于剖析波形钢腹板PC预制箱梁桥的实际受力性能并进行承载能力评价,对于波形钢腹板PC预制箱梁桥的建造与应用具有工程参考价值。

波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥关键施工技术研究——以九绵高速平武涪江特大桥为例

文章主要探究波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥关键施工技术,助力提高箱梁桥施工质量。以九绵高速平武涪江特大桥为例,简要分析波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥力学性能,从波形钢腹板施工、钢筋施工、模板施工、混凝土施工、预应力施工这几方面出发,提出关键施工技术应用措施,以期为相关工作者提供参考。

波形钢腹板箱梁桥异步法施工技术

以漳河大桥主桥波形钢腹板箱梁对称悬臂浇筑施工为案例,根据波形钢腹板箱梁桥自重轻的结构特点,探讨异步法挂篮悬浇施工工艺技术。波形钢腹板作为挂篮施工的主承重构件,简化了导梁和挂篮设施,使挂篮结构简便,行走方便,并将悬臂梁段划分为多个作业面同时进行平行流水施工,实现了同一节段底、顶板错位施工,使施工作业面开阔,干扰小,施工安全、效率高,节约工期。

单箱双室变截面波形钢腹板组合梁剪应力分析

为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题。基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CSW剪应力计算公式进行了对比。对各项剪应力的性质展开了研究,针对变截面CBBCSW的顶底板和参与承剪机理进行了分析,提出了底板承剪比例计算公式。以室内模型试验梁和一座单箱双室变截面CBBCSW为例,采用ANSYS有限元软件分别建立了试验梁与实桥的有限元模型,研究了不同约束体系下,剪应力在CSW上的分布以及顶底板与CSW参与承剪的规律。对比不同荷载情况下,有限元计算结果与理论公式计算结果的差异,分析不同荷载工况对顶底板与CSW参与承剪的影响。此外,分析了横隔板对单箱多室CBBCSW剪力分配的影响。研究结果表明:所提公式的理论结果与试验实测结果和有限元结果吻合较好,且底板参与承剪的比例不可忽视;变截面引起的“附加剪应力”是影响剪力传递的直接原因,弯矩的大小会直接影响底板参与承剪的比例;对称荷载下中腹板与边腹板的剪力分布几乎相同,而横隔板会改变CSW上剪力分配,靠近横隔板处的部位剪应力分布更均匀。研究结果可以为实际工程中变截面CSW的剪应力和承剪比的分析提供参考依据。

波形腹板钢箱-混凝土组合梁横向内力计算与分析

为精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁(SBCCGCW)的横向内力,考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应,利用框架分析法推导SBCCGCW的横向弯矩计算公式;通过两座实桥横向弯矩的有限元和实测结果对所提公式的正确性进行验证;对SBCCGCW横向内力的影响因素进行研究,并根据有限元分析结果提出SBCCGCW横向内力的简化计算公式。结果表明:利用所提公式获取的横向弯矩值与有限元结果和实测结果吻合较好,误差在10%以内;横隔板会大幅度减少荷载作用点处的横向弯矩;宽高比、混凝土顶板厚度、荷载作用位置对混凝土顶板横向弯矩的影响较大,钢底板厚度变化对混凝土顶板横向弯矩的影响较小。研究成果可为SBCCGCW的横向内力计算与分析提供参考。

波形钢腹板-钢底板组合箱梁耐火极限与设计

研究目的:近年来交通量的增加,由车辆碰撞或易燃物品运输车辆引起的桥梁火灾时有发生,不容忽视。为了解火灾下波形钢腹板-钢底板组合箱梁的火灾响应,采用ANSYS建立三维热-力耦合分析模型,分析火灾下组合箱梁温度场分布状态与抗弯承载力衰变规律,研究不同受火场景对组合箱梁耐火极限的影响,提出抗火设计方法。研究结论:(1)火灾下组合箱梁截面抗弯承载力呈三阶段发展;不同受火范围下跨中挠度随受火时间延长均呈两阶段发展;随着受火长度的增加,组合箱梁挠度增长幅度越大,受火初期受热弯曲效应作用越显著;(2)与抗力准则相比,采用挠度破坏准则判定组合箱梁的耐火极限较安全;(3)在组合箱梁底板增设不同类型的加劲肋形式,均可提高组合箱梁的耐火极限,当加劲肋材料用量相同时,与增设通长加劲肋相比,增设底板局部加劲肋对组合箱梁的耐火极限改善效果更好;(4)本研究成果可为波形钢腹板-钢底板组合箱梁的耐火极限理论分析与抗火设计提供参考。

随机车流下波形腹板组合箱梁桥疲劳寿命评估

为研究运营期内波形腹板组合梁桥的疲劳安全问题,基于WIM系统实测车辆荷载数据对桥梁疲劳寿命进行评估。利用某高速公路桥梁WIM系统实测车流数据建立随机车流模型,运用ANSYS有限元软件分析随机车流作用下波形腹板组合箱梁桥的疲劳应力,通过疲劳寿命评估方法评估波形腹板组合箱梁桥疲劳寿命,并探讨车流量变化对疲劳寿命的影响。研究结果表明:在随机车流作用下,波形腹板组合箱梁桥钢底板与波纹腹板焊缝相同折角处的应力值内侧比外侧大,导致内侧的疲劳损伤比外侧大,疲劳寿命较短;车流量变化对桥梁的疲劳损伤影响较大,随运营时间的增长,桥梁的疲劳寿命快速下降。因此,在运营期内需对桥梁运行车辆采取一定的限流限载措施。