部分填充混凝土矩形钢管组合桁梁桥冲击系数

为研究部分填充混凝土矩形钢管组合桁梁桥车激动力放大效应,以某3跨连续部分填充混凝土矩形钢管组合桁梁桥为研究对象,通过桥梁冲击系数定义求得桁梁桥挠度冲击系数与轴力冲击系数。对比分析了不同车速、桥面不平度、车重、填充系数等因素对桁梁桥冲击系数的影响,并采用MATLAB软件对共867个冲击系数进行拟合优度检验,得到95%保证率下桁梁桥冲击系数统计值。结果表明:部分填充混凝土后能有效降低矩形钢管组合桁梁桥下弦杆动力响应,但并没有降低桁梁桥在车辆荷载作用下的动力放大效应;车速对桁梁桥冲击系数的影响规律不可预测;桥面不平度是影响冲击系数的重要因素,桁梁桥关键截面冲击系数随桥面恶化显著增大,最大增幅约为400%;随着车重降低,桁梁桥关键截面冲击系数增大,最大增幅约为200%;随着混凝土填充系数的增大(下弦杆混凝土填充长度增加),由于桁梁桥下弦杆相对刚度提高,其冲击系数值略有增大;桁梁桥关键截面轴力冲击系数大于挠度冲击系数。在95%保证率下,该部分填充混凝土矩形钢管组合桁梁桥冲击系数统计值为0.223,小于美国规范、澳大利亚规范、英国规范和加拿大规范中的冲击系数取值,但大于中国规范中的冲击系数取值,应引起桥梁设计者的高度重视。

组合桁梁桥主要设计参数分析

文章以组合桁梁桥为研究对象,以某实际工程为研究背景,主要针对桁高、桁宽、节间数、剪力连接件刚度、混凝土顶板厚度这5个主要设计参数,建立组合桁梁桥在不同参数下的有限元模型进行数值模拟,分析组合桁梁桥在荷载作用下的受力特性,为该种桥型设计提供参考。

桁腹式组合桁梁结构计算理论

针对用钢腹杆代替混凝土腹板的桁腹式钢桁架-混凝土组合桁梁结构的空间分析问题,提出桁腹式组合桁梁的弯曲、扭转和畸变计算方法.通过以抗剪等效为原则的等厚腹板换算,引入上下翼板独立轴向位移自由度的手法,在一般箱梁计算理论的基础上建立桁腹式组合桁梁空间分析的基本微分方程和单元刚度方程,推导了单元刚度矩阵的计算公式,给出该类桥梁结构预应力钢束的处理技术.通过与三维实体有限元计算结果的对比,检验了该算法的计算精度.提出的计算方法具有自由度少、计算简便、变形概念明确、与现行箱梁结构计算理论衔接的优点.

钢管混凝土组合桁梁温度梯度试验研究与温度效应分析

以某钢管混凝土组合桁梁桥为工程背景,进行钢管混凝土组合桁梁的截面温度场现场监测与试验研究,通过比较分析,提出组合桁梁典型温度梯度分布;采用有限元方法,研究不同温度梯度下的结构温度效应。分析结果表明:温度梯度的取值对组合桁梁结构受力与变形影响明显;实测温度梯度作用下的温度效应值大于现行规范计算值。

钢管混凝土组合桁梁桥近、远场抗震性能

基于对传统预应力混凝土连续刚构桥的优化,提出了钢管混凝土组合桁梁桥结构形式,即上部结构采用矩形钢管混凝土组合桁梁,下部结构采用圆形钢管混凝土格构式桥墩。采用数值分析手段对比研究了传统预应力混凝土连续刚构桥、连续刚构优化桥型及新型钢管混凝土组合桁梁桥在近、远场地震作用下的抗震性能。结果表明:钢管混凝土组合桁梁桥、连续刚构优化桥型抗震性能要明显优于传统混凝土连续刚构桥,且钢管混凝土组合桁梁桥抗震性能更佳,近场地震作用下桥墩弯矩下降达41.9%,剪力下降达66.1%,远场地震作用下桥墩弯矩下降达37.5%,剪力下降达76.4%;相较远场地震,近场地震作用致使结构输入的地震能量大幅增加,相同桥型桥墩位移最大增幅达5.7倍,桥墩弯矩最大增幅达3.5倍;钢管混凝土组合桁梁桥是一种抗震性能优越的桥梁结构形式,可为西部地区装配式钢混组合桥梁的设计选型提供参考。

PBL加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥设计

高速公路跨线桥黄延桥为(24+40+24) m连续刚构体系PBL 加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥。该桥主梁采用矩形钢管桁架和混凝土行车道板构成的组合桁梁;桥墩采用Y形双肢矩形钢管混凝土树状桥墩,下设菱形承台+钻孔灌注桩基础。在负弯矩区下弦杆和Y形桥墩的矩形钢管内设置PBL纵肋并灌注混凝土,形成PBL加劲型矩形钢管混凝土断面,以提高杆件承载力、改善受压钢管局部屈曲性能。为提高该桥PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的承载力、改善节点的失效模式,采取主管内灌注混凝土和支管与主管同宽两项优化措施。混凝土桥面板通过上弦闭口PBL开孔预埋钢板连接件与主桁相连。桥墩通过纵、横向呈方格网络集中布置的PBL开孔钢板与承台固结。

80m钢-混凝土组合桁梁膺架法施工技术

西平铁路80 m钢-混凝土组合桁梁采用工厂精确加工钢腹杆、原桥位搭设膺架,利用龙门吊拼装定位,泵车现场浇筑混凝土的施工方案,有效解决了构件吊装等施工作业对高速公路行车的影响,封闭后的膺架对跨路安全防护作用明显,降低了安全风险。重点介绍其施工的重难点,采用的技术措施,节点模拟验证和专用工装设备的应用,建成的80 m组合桁梁成桥线形和外观质量良好。经项目实践检验,膺架法施工钢-混凝土组合桁梁方案是合理可行的,膺架法施工技术也具有较好的适应性。

80m钢-混凝土组合桁梁钢结构制造安装技术

某80 m钢-混凝土组合桁梁的上弦杆采用钢筋混凝土结构,下弦槽型板采用预应力钢筋混凝土结构,腹杆和横撑为钢结构,腹杆节点(耳板)直接埋入上弦杆和下弦槽型板中,与其中钢筋采用剪力件连接。钢箱腹板和盖板间Ⅱ级棱角焊缝采用埋弧焊焊接,耳板与钢箱盖板间Ⅰ级对接焊缝采用手工电弧焊定位,CO2气体保护焊打底,埋弧焊焊接。耳板联接群孔制作采用普通麻花钻钻孔,分粗钻、精钻两次完成,采用钻模控制其位置,再配钻拼接板连接孔。采用在膺架上利用下弦槽型板上的泄水孔架设的构件支撑来支承钢桁梁上节点,并在膺架上架设起重机来安装桁梁钢结构。

钢-混凝土组合桁梁桥施工预拱度设置研究

以西平铁路线上已建成的4座80m钢-混凝土组合桁梁桥为工程背景,采用有限元软件对桥梁进行了施工过程模拟计算,得出了施工过程中贝雷梁的变形情况,在此基础上对未能考虑的影响预施工拱度设置的各个因素进行了修正。成桥后桥梁线形平顺,验证了预拱度计算与设置方法的准确性。该方法及结论可为同类型桥梁设计与施工提供参考。

铁路新型80m钢—混凝土组合桁梁桥施工技术

80 m钢—混凝土组合桁架梁桥是一种新型的桥梁结构形式,它能充分发挥不同材料的优点,具有重量轻和跨越能力强等特点。西平铁路后河村80 m钢—混凝土组合桁梁桥是目前世界上此种结构跨度最大的铁路桥,也是国内第一座采用这种结构的桥梁,技术含量较高,施工难度大,是铁道部重点科研项目。本文介绍了该组合桁梁的工程特点,施工方法及施工控制。

钢-混凝土组合桁梁节点静载力学性能试验研究

钢-混凝土组合桁梁桥节点的力学性能研究和优化设计是组合桁梁桥设计的关键,以某高速铁路桥下承式组合桁梁上节点为原型,设计制作了1∶2节点缩尺模型,对节点进行静力特性试验和有限元分析,研究钢-混凝土组合桁梁桥节点的静力力学性能.对组合节点的荷载-位移曲线、应变发展规律、极限承载力以及节点的破坏模式进行研究.研究表明:该类型组合节点具有刚度大、承载力高以及传力明确等特点,组合节点满足设计要求;节点薄弱区位于弦杆与拉压腹杆相交焊缝区域;节点破坏模式为杆件相交处开裂破坏及拉压腹杆屈曲.

闵浦二桥箱形截面杆件全焊钢板组合桁梁设计

以闵浦二桥主桥钢桁梁为背景,从钢板组合桁梁,桁架腹杆体系,横梁、平联与整体空间计算,主桁箱形截面杆件,以及全焊整体节点等方面简要介绍了现代新型箱形截面杆件全焊钢板组合桁梁的主要设计思路和方法。根据简化模型,推导出估算节点板厚度的公式,提倡设计创新理念。

汽车冲击荷载对大跨度钢-混凝土组合桁梁桥力学性能的影响

西平铁路线上有三处跨高速方案采用了80m钢-混凝土组合桁梁桥,桁高9m。由于是跨高速桥梁,所以,桥梁就有被车辆撞击的可能性。用有限元模拟不同车速汽车产生的冲击荷载对桥梁撞击的全过程,并得到桥梁被撞后的动态变形及应力变化历程。同时对桥梁损伤程度进行评估。分析结果为该类型桥梁的设计和撞击研究提供参考。

铁路新型80m钢-混凝土组合桁梁桥施工技术研究

钢-混凝土组合桁架梁桥是一种新型的桥梁结构形式,它能充分发挥不同材料的优点,具有重量轻和跨越能力强等特点。西平铁路后河村80m钢-混凝土组合桁梁桥是目前世界上此类结构跨度最大的铁路桥,技术含量较高,施工难度大,对该桥梁施工技术的研究将为同类型桥梁设计与建设提供参考。

空间组合桁梁桥受力特点及剪力滞分析

桁架组合梁桥包括复合桁梁桥和组合桁梁桥。组合桁梁桥是指将一般钢桁梁的上、下弦和混凝土桥面板结合在一起共同受力的结构。通过对奉干公路浦南运河空间组合桁梁桥的有限元计算,分析了空间组合桁梁桥的传力特点,通过桥面板应力分布得到有效宽度,揭示了腹杆轴力与桥面板剪力滞现象之间的关系,为组合桁梁桥的设计提供参考。

钢-混凝土组合桁梁施工技术探析

本文对某铁路跨越高速公路处80m钢混凝土组合桁梁施工方法进行探讨,确定该桥施工的难点重点,提出该桥施工阶段重点控制的工序。结合实际情况,针对不同的难点,提出具有针对性的解决方案。重点探讨了支架搭设、钢梁构件的加工运输、高强螺栓的施拧、钢梁拼装、钢筋混凝土上弦、下弦施工等工序的具体施工方案。

双主梁曲线钢管混凝土组合桁梁桥冲击系数研究

为研究双主梁曲线钢管混凝土组合桁梁桥冲击系数,分别建立了桥梁有限元模型和7个自由度车辆弹簧-质量模型;考虑离心力和桥面不平度,采用分离迭代法进行了车-桥耦合振动分析;讨论了多车道曲线梁桥冲击系数分析的车辆加载工况;分析了车辆横向加载车道、离心力、行车速度和曲率半径对车桥耦合振动响应影响;构造了双主梁曲线梁桥冲击系数估算公式。

矩形钢管混凝土连续组合桁梁破坏模式

为了对矩形钢管混凝土组合桁梁桥工程设计提供参考并助力该桥型的进一步推广应用,采用与试验结果相验证的有限元方法对矩形钢管混凝土连续组合桁梁主桁应力、混凝土桥面板应力、桥面板钢筋应力、核心混凝土应力、杆件屈服进程、杆件塑性变形进行失效全过程分析。基于截面塑性铰模型提出矩形钢管混凝土连续组合桁梁合理破坏机制;以截面刚度、承载力、结构是否发生合理破坏模式为评价指标,对桥面板配筋率、桥面板厚度、腹杆和弦杆壁厚比、弦杆内填混凝土强度等级等一系列设计参数合理取值范围展开研究。研究结果表明:桥面板配筋率合理取值宜为1.39%~2.31%;桥面板厚度对组合桁梁负弯矩区承载力影响更为明显;腹杆与弦杆壁厚比α的合理分布为0.667~1.0;中支点下弦杆、跨中上弦杆内填混凝土强度等级的提高对提升组合桁梁刚度和承载力效应更为显著。

钢管混凝土组合桁梁弯剪性能试验研究

钢管混凝土组合桁梁是由钢管混凝土桁架和混凝土板组成,既有桁架结构受力特征,又受板桁组合作用及节点力学性能影响显著,受力机理复杂,破坏模式多样化。为对钢管混凝土组合桁梁承载力进行研究,采用跨中单点加载模式对8榀不同截面形式、剪跨比及板桁连接方式的组合桁梁及桁架进行模型试验,对板桁组合作用、弹塑性阶段内力分布以及节点对整体力学性能的影响进行研究。结果表明:板桁组合作用可显著降低与之相连弦杆的应力水平,改变试件的破坏模式,提高结构承载力和抗弯刚度;将组合桁梁的上弦杆和混凝土板视为组合上弦杆后,其杆件轴力分布与铰接桁架模型吻合较好。依据试件的破坏模式、承载力,考虑板桁组合作用对组合桁梁承载力的影响,完善并验证了组合桁梁承载力简化计算方法,在不同弯剪加载模式下该方法预测的破坏模式均与试验结果相符,受弯及受剪承载力计算结果精度较高。

新型矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构形式与绿色建造

随着国家践行“双碳”战略和工业化建筑时代的到来,桥梁作为生命线节点工程正在向着装配化、工业化的方向大步迈进,而钢管混凝土组合桁梁桥作为一种高性能组合结构桥梁形式在承载性、承灾性及装配化等方面具有优势,融合“工业化建造”“绿色建材”理念是实现钢管混凝土组合桁梁桥绿色建造的有效手段。为此,从高传力体系、高承载力结构构造及高承载力节点构造等方面阐述了矩形钢管混凝土组合桁梁桥的构造优势,证明其是一种高承载性能桥梁结构形式,从高韧性与高经济性方面进一步论述了矩形钢管混凝土组合桁梁桥的优势所在,并就抗震性能、工程经济性与常规混凝土梁桥进行类比;而后从全预制件装配单元、预制件现场快速拼装角度阐述了矩形钢管混凝土组合桁梁的工业化建造理念,提出与快速拼装相适应的构造措施,并对具有绿色高强优点的碱激发UHPC混凝土应用于钢管混凝土组合桁梁桥进行了构思和设想;最后通过典型工程实践证实了钢管混凝土组合桁梁桥具有轻质高强、力流传递明确的显著特征和高效的装配建造性能。