混凝土连续梁与悬索组合桥结构体系力学性能分析

为了解混凝土连续梁与悬索组合桥结构体系的受力特性,建立(70+185+70)m混凝土连续梁与悬索组合桥全桥空间有限元模型,计算其结构内力,分析垂跨比、边中跨比、主梁抗弯刚度对该组合结构力学性能的影响,并与同等跨径自锚式悬索桥进行对比。结果表明:混凝土连续梁与悬索组合桥主缆拉力和跨中挠度均小于同等跨径自锚式悬索桥,与同等跨径自锚式悬索桥相比,活载作用下组合结构主缆拉力小76.04%,跨中挠度小66.32%;组合结构前10阶自振频率均大于自锚式悬索桥,1阶自振频率约为自锚式悬索桥的3倍;组合结构的竖向刚度随垂跨比和主梁抗弯刚度的增大而增大,随边中跨比的增大而减小,与自锚式悬索桥变化规律基本一致。

连续梁-钢管混凝土梁拱组合桥施工控制研究

连续梁-钢管混凝土梁拱组合桥的施工内容包括梁体分段浇筑、梁体合龙、拱肋组装、管弦混凝土灌注、吊杆张拉、路面铺装等。为了提高工程质量,研究过程在连续梁的顶板和底板、拱肋的上下管弦分别布设测点,通过高精度全站仪测量标高数据,对其进行线形控制。同时设置埋入式应变传感器,获取连续梁和管弦的应力数据。结果显示,线形实测值与理论值的最大偏差仅为10mm,整体可控。应力分布及变化趋势符合理论预期,满足施工要求。

支点位移法在钢-混凝土连续组合梁桥施加预应力中的应用研究

钢-混凝土连续组合梁桥的中间支点附近为负弯矩区,会导致桥面混凝土开裂,缩短使用寿命。支点位移法可以对混凝土桥面施加一定的预应力,从而避免桥面混凝土因受拉而开裂。结合张家界至南充国家高速公路湖北省宣恩(李家河)至咸丰段小模枢纽互通主线钢-混凝土连续组合梁桥的设计施工,分析研究支点位移法。

钢-混凝土组合简支桥面连续结构横向应力分析

针对钢-混组合简支梁桥的桥面连续结构开裂等病害,围绕桥面连接板的横桥向应力问题,采用线弹性理论和板的偏微分方程进行分析,得出了桥面连接板挠度和应力的分布函数,建立非线性有限元模型,并进行实桥荷载试验.通过比较理论解、有限元解和实测试验结果,证实了理论解和有限元的有效性.根据得到的分布函数,发现横桥向和纵桥向上的最大拉应力出现在钢梁端部位置的连接板的上缘.此外,还分析了连接板区域尺寸变化对横桥向应力峰值的影响,包括纵梁端部距支座的长度、纵梁的间距以及连接板区域整体尺寸变化.结果表明:较小的纵梁间距和较长的纵梁端部与支撑之间的距离会导致连接板中的横向拉应力峰值增加,并提高横向拉应力在总应力中的占比,从而导致桥面连接板早于设计荷载开裂.因此对于纵梁间距较小、梁端长度较长的钢-混组合简支梁桥桥面连续结构,仅计算其纵桥向受力性能会导致计算结果偏危险,建议按照本文方法考虑横桥向应力对桥面连接板的影响.

单拱肋下承式连续梁拱组合桥梁拱协作机理

以单拱肋下承式连续梁拱组合桥西宁祥瑞街大桥为工程背景,基于吊杆力相等假定和膜张力假定,采用结构力学的方法,推导出梁拱组合体系在均布荷载作用下,拱肋分担荷载比、拱梁弯矩比、拱梁变形比表达式,以此揭示梁拱协作机理。采用四次抛物线对吊杆力进行拟合,通过对公式、有限元计算结果进行误差分析,得出吊杆力修正系数,以此减小吊杆力相等假定带来的误差。同理,采用余弦荷载对吊杆力进行拟合,通过对吊杆力公式、膜张力公式计算结果进行误差分析,得出膜张力修正系数,以此减小膜张力假定带来的误差。最终结合吊杆力修正系数和膜张力修正系数,计算出主梁跨中挠度、拱肋跨中挠度以及吊杆力分担外荷载比例的修正系数分别为1.1、1.2、0.9,以此减小公式误差。

连续钢箱梁悬索桥顶板U肋嵌补段裂缝处治施工

钢箱梁顶板U肋嵌补段焊缝开裂对结构受力及安全稳定影响较大,以某连续钢箱梁悬索桥为例,针对定期检查中发现的顶板U肋嵌补段焊缝裂缝病害,应用ANSYS程序构建钢箱梁悬索桥局部仿真模型,模拟嵌补段焊缝开裂的可能影响;基于此,分析可能引起嵌补段焊缝裂纹的原因,并提出切实可行的维修处治措施,取得了较好的处治效果。

钢-混组合连续梁桥无支架施工技术

针对大跨度钢-混组合梁桥面板及翼缘板为现浇结构的组合梁桥,存在浇筑支架搭拆复杂且难度大的施工问题。论文提出了一种预应力钢-混组合箱梁悬拼施工装置,采用精轧螺纹钢锚固装置作为锚固措施,对开口钢箱梁进行悬臂拼装施工,给出了无支架施工技术方案与施工步骤。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工关键技术分析

结合工程实例,阐述了装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工中需解决的主要问题,分析了该类桥梁结构设计方案和工作要点,探讨了施工关键技术,主要包括钢桁梁构造、钢桁梁节点构造、桥道板、剪力联结构造、墩梁联结构造、下部结构施工技术等内容。结论证实,通过优化施工方案设计,把握施工关键技术,有助于缩短工期,取得了一定的社会效益,同时还节约了施工成本,取得了一定的经济效益。

跨线连续钢—混组合梁桥负弯矩区抗裂措施设计与研究

为改善跨线连续钢—混组合梁桥负弯矩区的受力性能以解决桥面板开裂问题,以深圳某高速改扩建工程4×85 m连续钢—混组合梁桥为研究对象。基于有限元法,研究增设预应力筋、支点升降法、后浇成型、微膨胀混凝土以及增大配筋率对负弯矩区桥面板抗裂性能的影响。结果表明:桥面板后浇成型可消除一期恒载引起的桥面板拉应力;支点升降法和预应力筋均能在桥面板中引入预压应力,有效降低桥面板的应力水平;增大配筋率只能减小最大裂缝宽度,当配筋率小于1.2%时,随着截面配筋率的增加,桥面板的最大裂缝宽度迅速减小,当配筋率超过2.4%时,随着截面配筋率的增加,桥面板的最大裂缝宽度减小幅度变小;微膨胀混凝土可有效减小桥面板的拉应力。最后基于工程实际提出了综合抗裂措施,可为后续类似工程设计提供参考。

钢-混凝土组合连续梁桥施工监控技术

为了探讨钢-混凝土组合连续梁桥的施工监控技术,以一座钢-混凝土组合连续梁桥实际工程为研究对象,根据其项目特点及结构受力特点,结合桥梁施工监控的目的及原则,提出施工监控的方法、内容、方案及监控预警等,为桥梁施工监控的开展提供技术支撑。

大跨连续组合梁桥钢箱梁施工技术运用

大跨连续组合梁桥是一种新型桥梁结构形式,钢箱梁是这类桥梁的一个重要组成部分,这类工程项目一般技术要求高、工程管理难度大。为确保工程项目建设与施工的良好效果和安全性,既要优化项目设计,也要掌握各关键工序和环节的技术要点和操作规范,还要实施全面质量安全管控。本文将围绕大跨连续组合梁桥钢箱梁施工技术简要论述,分析临时支撑设置、钢箱梁吊装、钢箱梁安装及调整等各环节和工序的施工技术和要点关键,就如何保障工程有序施工和提高施工质量水平提出建议,希望对类似工程施工与管理有所参考。

钢-混凝土组合结构桥梁拼宽设计与成桥试验研究

采用钢-混凝土组合结构对既有桥梁进行拼宽可有效缩短施工周期、降低整体梁高并减少墩柱数量,在城市繁忙交通路口的建设环境下综合效益明显。本文以实际工程为依托,对既有混凝土高架桥采用钢-混凝土组合结构展开拼宽设计,建立空间有限元模型展开拼宽桥梁的力学性能分析,并采用成桥试验研究手段研究桥梁的整体受力性能与工作状态,结果表明,采用钢-混凝土组合结构拼宽后的桥梁整体工作状态良好,实测结果与理论分析模型接近,结构体系安全可靠。

基于UHPC的钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩区抗裂构造研究

针对钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩区混凝土开裂的问题,提出了采用预制UHPC横梁且带预应力锚栓钢端板的连续组合梁新构造,该构造在位于钢-混凝土连续组合梁负弯矩区内,通过栓钉、钢端板、预应力钢筋、化学高强度膨胀螺栓将预制UHPC桥面板和预制UHPC横梁与相邻梁体进行桥梁连接。该构造限制了负弯矩区钢筋混凝土桥面板裂缝的产生和发展,具有适宜的刚度和良好的抗震性能,减小了混凝土横梁的厚度,减轻了桥梁自重,工厂预制UHPC构件以及简明的构件连接方式有效提高了施工质量和施工速度。

涂覆聚脲混凝土自锚式悬索桥主梁抗爆性能试验与数值模拟

为研究爆炸荷载作用下涂覆聚脲混凝土自锚式悬索桥主梁的抗爆防护效果,以山东湖南路大桥为背景,通过试验和数值模拟结合的方法对自锚式悬索桥主梁的爆炸破坏特征和动力响应进行研究。采用2发3 kg TNT和1发5 kg TNT药柱,开展1∶3缩尺节段箱梁试件的2发单次爆炸试验和1发重复爆炸试验,分别编号为G(未涂覆聚脲箱梁)、PCG(涂覆聚脲箱梁首次起爆)、PCGR(涂覆聚脲箱梁二次起爆),试件顶面涂覆聚脲厚度为1.5 mm。通过LS-DYNA软件进行试件爆炸响应数值模拟及验证。研究结果表明,聚脲涂层可有效增强混凝土箱梁的抗爆性能,3 kg TNT在中间箱室上方0.4 m处首次起爆时,试件G中间箱室顶板形成贯穿性椭圆形破洞;试件PCG中间箱室顶板未贯穿,仅发生轻微的局部凹陷;5 kg TNT二次起爆后,试件PCGR中间箱室顶板出现近似圆形贯穿性破洞,1号和3号箱室在支撑处出现明显裂缝。涂覆聚脲后自锚式悬索桥主梁抗爆性能得到至少20%的提升,300 kg、500 kg、800 kg、1000 kg TNT当量作用下,未涂覆聚脲主梁顶板混凝土均出现贯穿性破洞;涂覆聚脲后仅在TNT当量为1000 kg时发生轻微贯穿。

正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板抗弯性能分析

为探讨不同类型加劲肋构造对正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板抗弯性能的影响,通过试验和数值模拟方法分析比较了平钢板-混凝土连续组合桥面板(SCCCDs)、带一字肋的正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板(OSCCCDs)和带U形加劲肋的正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板(USCCCDs)等3种组合桥面板抗弯性能的异同点,研究了加劲肋数量、加劲肋厚度、钢板厚度、混凝土厚度、配筋率和PBL剪力连接件间距等参数对抗弯性能的影响.结果表明,3种类型钢板-混凝土连续组合桥面板的抗弯刚度和极限承载能力存在显著差异.相比于SCCCDs, OSCCCDs和USCCCDs的极限荷载分别提高了23.1%和74.5%.混凝土板厚度对连续组合桥面板的抗弯性能影响最大,对抗弯刚度和极限承载力的影响率分别为15.70%和22.44%.

上承式梁拱组合桥总体设计

梁拱组合体系桥梁,因其受力合理、造价低廉、施工简便、造型美观等特点,在市政工程建设中得到广泛应用。桥梁总体设计是梁拱组合桥设计的一个重要环节,合理的计算分析可以确保结构具备良好的受力性能。为研究上承式梁拱组合桥的总体力学性能并解决工程实际问题,以通州通惠河桥为例,采用空间有限元分析软件对桥梁上部结构进行整体计算分析,对桥梁关键部位的受力性能进行验算,计算结果均满足现行规范要求。

大跨度自锚式悬索桥钢‒UHPC轻型组合加劲梁构造设计研究

为优选大跨度自锚式悬索桥钢‑UHPC轻型组合加劲梁结构方案,该文以益阳市青龙洲大桥为背景,采用有限元模拟、足尺试验对比验证3种钢‒超高性能混凝土(Ultra‑High Performance Concrete,UHPC)组合加劲梁方案,对比静力性能、经济特性等指标。结果表明:UHPC华夫板、UHPC无腹筋纵肋板、长栓钉带钢板条的UHPC纵肋板方案均可满足设计需要,长栓钉带钢板条的UHPC纵肋板有更高的抗弯刚度、抗裂安全储备,可达到需求值的5.4倍;桥面板新型T形接缝通过合理预留钢筋实现桥面板零焊接,并有效减少UHPC板内高拉应力区纤维不连续引起的断缝;钢‒UHPC轻型组合梁性能优越、适用性高、经济性好,具有良好的应用前景。

连续梁拱组合桥拱肋竖向转体施工方案研究

蕺河特大桥为钢管混凝土连续梁拱组合体系桥,拱肋采用竖向转体施工。为了明确连续梁拱组合桥拱肋竖向转体施工过程中拱肋和牵引索的受力和变形,把握临时支架在施工过程中的强度、刚度及稳定性,采用有限元软件Midas Civil对钢管拱肋竖向转体过程进行了仿真分析,进一步模拟了施工过程中卷扬机带动拱肋连续转动的过程,分析了不同荷载工况下拱肋、临时支架及牵引索的受力和变形。分析表明,拱肋竖向转体施工中,可通过给牵引索施加单元温度荷载,改变线膨胀系数使牵引索收缩来模拟卷扬机的卷动;钢管拱肋在支架上拼装时,临时支架满足规范要求;随着拱肋拉升高度的增加,拱肋最大应力、最大位移及牵引索索力均减小;拱肋竖向转体施工过程中,最不利施工工况为钢管拱肋在临时支架上拼装完成时。

钢-混凝土连续组合桁梁桥受力性能优化

为有效改善钢-混凝土连续组合桁梁桥负弯矩区受力性能,以天津海河吉兆桥为例,总结连续组合桁梁桥的主要设计难点,并对传统的解决方案进行评述,在此基础上提出综合采用部分组合技术、双重组合技术以及优化施工工序3项措施对吉兆桥进行优化设计。采用MIDASCivil软件建立吉兆桥边上1榀组合桁架有限元模型,进行施工全过程分析,检验3项优化措施的有效性。对比分析结果表明,采用此3项技术措施可使混凝土桥面板在荷载短期效应组合下始终受压,下弦杆钢板最大压应力相比不灌混凝土方案降低了约25%。可见,合理采用此3项技术措施可显著降低钢-混凝土连续桁梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力和下弦杆钢板的压应力,从而有效避免混凝土桥面板开裂,改善下弦杆的稳定性。

钢-混凝土连续组合铁路桥梁综合动力性能试验研究

通过对某客运专线的钢-混凝土连续组合板梁铁路桥和连续组合箱梁铁路桥的综合动力性能试验,测试在高速列车通过时钢-混凝土组合连续梁桥的自振特性、动挠度、竖横向振幅、竖横向加速度、墩顶横向振幅、支座位移、脱轨系数、轮重减载率和轨道力等动力响应和安全指标。采用车桥耦合振动理论对2座组合梁桥进行动力仿真分析,对桥梁的动力性能、试验列车运营的舒适性和安全性进行预测,结合已有相关规范,分析实测资料并综合评价2种类型组合梁铁路桥体系的各种性能。试验结果表明,在高速列车荷载作用下,2座组合梁桥梁体及墩身应力增量很小,支座位移也很小;实测梁体竖向自振频率符合相应的规范要求;在高速列车荷载作用下,梁体跨中挠度、横向振幅、竖横向加速度和墩顶横向振幅以及桥梁中跨跨中的脱轨系数、轮重减载率和轨道力符合相应的规范要求。