组合梁—混凝土梁混合斜拉桥技术特点与稳定性分析

以唐山市津唐运河滨河北大街桥为例,对"组合梁—混凝土梁混合斜拉桥"这种新型斜拉桥体系的技术特点进行了综合分析论述,同时采用有限元软件MIDAS CIVIL对该种桥型进行了稳定性分析,得出了相应结论。

独塔双索面连续钢-混凝土混合梁斜拉桥施工监控分析

桥梁施工监控主要是通过测量施工过程中桥梁主要控制截面应力、变形、拉索索力等参数,将测试结果与结构分析计算数据进行比较分析,从而控制桥梁施工,保障桥梁安全.本文通过论述施工监控的主要内容及方法,并结合工程实际对某独塔双索面连续钢-混凝土混合梁斜拉桥进行施工监控分析.通过现场施工控制,该桥施工质量控制良好,线形平顺,主塔偏位、成桥索力、主梁应力均与理论计算结果保持一致.分析结构为此类钢-混凝土混合梁斜拉桥施工监控提供参考依据.

混合梁斜拉桥微膨胀UHPC灌注钢混结合段的时变效应

为明确微膨胀超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete,UHPC)灌注材料的收缩徐变对混合梁斜拉桥钢混结合段长期性能的影响,以湖北武穴长江公路大桥为工程背景,开展材性试验与结构反应实测。基于一种全桥杆系+局部空间网格的多尺度有限元建模方法,对不同灌注材料收缩徐变下钢混结合段的时变效应进行分析研究。研究结果表明:实桥所采用的微膨胀UHPC在测试龄期内膨胀应变呈现出先增后减且始终保持膨胀的趋势,在约5 d龄期时达到最大膨胀应变292.6με,至1 080 d时为83.8με;徐变系数在前50 d龄期内增长较快,至1 080 d时为1.63。灌注材料的收缩可在结合段内部产生显著的次应力,表现为内填混凝土的拉应力和钢格室的压应力;徐变则会导致混凝土应力松弛而使一部分恒载压应力向钢结构转移。运营20 a后,钢混结合段内填普通混凝土存在较高的开裂风险。未作收缩控制的普通UHPC虽亦出现拉应力,但未超过其抗拉强度,抗裂安全系数仍可达到1.5以上。而微膨胀UHPC处于受压状态,不存在开裂问题。微膨胀UHPC的应用,既可改善内填混凝土的抗裂性能,又有助于常规钢混结合段的结构优化,大幅减少材料用量和结构自重。

大跨混合梁斜拉桥缆索吊施工技术

《公路斜拉桥设计规范》(JTG/T 3365-01-2020)定义混合梁斜拉桥主梁是在边跨的一部分或全部采用混凝土梁,其余梁段采用钢梁或组合梁的斜拉桥。主要应用到钢材和混凝土两种材料组成。通常情况下,较大跨径的主梁采用钢梁结构以减少自重,而较小跨径的边跨主梁采用混凝土梁结构以平衡主跨的重量。由于边跨主梁采用混凝土梁结构,其抗弯刚度和重量较大,进一步有助于减少主跨主梁的内力和变形。混合梁斜拉桥充分利用了钢材和混凝土这两种主要材料的优势,成为大跨径桥梁方案中非常具有竞争力的一种结构类型。

钢-UHPC组合梁与PC梁结合段力学特性研究

【目的】研究千米级混合式斜拉桥钢混结合段服役的安全性与可靠性。【方法】以观音寺长江大桥为研究对象,采用ABAQUS建立混凝土箱梁与钢-UHPC组合梁结合段的有限元模型,研究钢混结合段在最不利荷载工况下的力学特性,探讨结合段的传力机理。【结果】结果表明,钢混结合段中各构件的应力水平均在材料容许范围之内,结构具有一定的安全储备;结合段内力过渡平稳,组合梁底板应力在组合梁加强段下降了39.2%,结合段内部钢格室与混凝土的最大压应力分别为40.0 MPa和31.0 MPa,普通混凝土箱梁的应力水平沿着远离结合段的方向逐渐减小,随后保持稳定;在经过承压板后,70%的轴力直接传递给结合段混凝土,剩余轴力由钢构件以较为平缓的趋势向混凝土传递;在组合梁加劲U肋与普通U肋交接位置,结构应力达420.2 MPa。【结论】钢混结合段整体受力性能良好,建议在设计过程中优化加劲构造的布置方案。

超大跨径主跨混合梁斜拉桥体系分析

通过理论推导证明,斜拉桥跨中0.3~0.32倍跨径范围的主梁产生了塔根处主梁总轴力的一半。据此,提出将此范围内的主梁更换为轻质梁型的主跨混合梁斜拉桥。对主跨1 000 m的组合梁+常规混凝土组合桥面梁斜拉桥和组合梁+钢箱梁斜拉桥进行试设计,并与主跨900 m的组合梁斜拉桥进行对比,发现:主跨1 000 m的组合梁+常规混凝土组合桥面梁斜拉桥塔根处的轴力水平仅比主跨900 m的组合梁斜拉桥增加2.6%,组合梁+钢箱梁斜拉桥塔根轴力可降低6.9%;采用混合梁后,活载下的主梁竖向弯矩相比单纯组合梁,变化不大,但在极限风荷载作用下,会导致塔处横下弯矩增加,跨中横向弯矩减小;跨径相同时,百年风组合下,塔处截面轴力减小效应与弯矩增加效应叠加后,截面总应力仍然减小。

混合梁斜拉桥C55高性能混凝土配合比设计研究

鄂东长江大桥为混合梁斜拉桥,PC宽箱梁及钢-混凝土结合段采用C55高性能混凝土。要求PC宽箱梁混凝土具有高工作性、高抗裂性及高耐久性,钢-混凝土结合段混凝土具有大流态、高粘聚性,收缩小、刚度大、韧性好、疲劳强度高。分别考察胶凝材料、掺合料及水胶比、砂率、聚丙烯纤维及微膨胀剂、水化热降低剂、减缩剂、钢纤维等对混凝土工作性及强度的影响。介绍在强度、防裂、长期收缩和徐变性能、耐久性能等方面的研究成果。确定PC宽箱梁采用单掺粉煤灰或粉煤灰矿粉复掺混凝土配合比,钢-混凝土结合段混凝土采用钢纤维增强混凝土配合比。

混合梁斜拉桥混凝土–钢桁结合段模型试验

鸭池河大桥是国内首次采用钢桁梁的大跨度混合梁公路斜拉桥,目前有关混凝土-钢桁混合梁结合段的研究极少,结合段构造设计基本参照普通钢-混凝土结合段的构造原理,为验证其混凝土-钢桁结合段截面形式和构造设计的合理性,有必要对混凝土-钢桁结合段的力学性能、刚度匹配和变形特点进行详细研究。本文开展了几何缩尺比为1∶5的结合段模型试验,分别考察在体内预应力加载、设计极限荷载和1.6倍设计极限荷载作用下结合段各部分的应力分布和变形情况。结果显示,该桥主梁混凝土-钢桁结合段两端刚度过渡顺利,具有足够的承载力和安全储备,整个试验过程中混凝土-钢桁结合段表现出了良好的力学行为特点,表明这种新型混凝土-钢桁结合段的构造设计合理,可应用于同种类型桥梁的设计。

无锡蓉湖桥钢混凝土混合梁斜拉桥施工技术

介绍无锡蓉湖独塔钢混凝土混合梁斜拉桥基础、钢管混凝土塔柱、预应力混凝土梁及钢箱梁施工技术。

混合梁斜拉桥边跨混凝土梁受力特点

本文通过对混合梁斜拉桥的混凝土主梁受力和截面应力控制的简化分析 ,说明了混凝土梁段的受力特点 ,并对苏通大桥混合梁斜拉桥方案的混凝土梁段应力作了概念分析 ,给出了混凝土梁的应力计算结果 。

钢-混凝土组合梁与预应力混凝土箱梁在矮塔斜拉桥中受力特点的对比分析

本文采用MIDAS／CIVIL有限元软件，基于矮塔斜拉桥的受力特点（以梁为主，索为辅），分别采用钢-混凝土组合梁和预应力混凝土箱梁为主梁，来建立有限元数值模拟分析模型，按照一定的等效简化荷裁级边界条件对其进行加载分析受力基本特点，揭示矮塔斜拉桥的力学特性及其与其他两种主梁在力学性能上的差异。

约束混凝土柱组合梁混合结构应用研究

由约束混凝土柱和组合梁组成的混合结构能够克服钢筋混凝土梁、柱的截面大、自重大、抗震不利、施工麻烦的缺点。该结构的特点在于约束混凝土柱的箍筋直径、间距、配箍特征值、平均约束应力和轴压比限值等。梁和柱的节点是该结构体系的核心问题，比较端板螺栓连接节点、钢筋连接节点、角钢桁架节点的试验，以端板螺栓连接节点和角钢桁架节点为好。通过约束混凝土柱一组合梁混合结构体系与异形柱结构体系实际工程设计用材对比，该结构能够节省混凝土、钢材用量。

混凝土收缩徐变对高、低塔混合梁斜拉桥成桥状态的影响分析

为了解混合梁斜拉桥混凝土收缩徐变对其成桥状态的影响,以某主跨520m,两桥塔塔顶高差86.5m,主跨为钢箱梁、边跨为混凝土箱梁的混合梁斜拉桥为背景,采用基于等效弹性模量及有效初应变的方法,分析混凝土收缩徐变对边跨混凝土梁段线形及主跨钢箱梁线形、应力及索力的影响。结果表明:混凝土收缩徐变对全桥线形及主梁应力影响较大,其中混凝土边跨挠度最大增幅达30%,主梁应力最大差值约5MPa;对全桥索力影响不大;顺桥向、竖向塔顶位移均约有2cm差别。

混合梁斜拉桥边跨超宽箱梁混凝土外观质量与裂缝控制

九江长江公路大桥主桥南边跨为梁宽38.9 m的扁平流线型超宽闭合预应力混凝土箱梁,通过采用分段分节支墩支架现浇施工工艺,优化混凝土配合比设计,加强模板精细化施工和保护,改进混凝土的浇筑顺序、布料方式、振捣工艺和养护方法,夏季施工采用多种温控防裂措施,现浇箱梁在强度、外观质量和裂缝控制方面取得了较为理想效果,为后续同类桥梁宽幅箱梁混凝土的施工质量控制提供了借鉴。

大跨度组合梁斜拉桥辅助墩区桥面板受力研究

组合梁斜拉桥辅助墩区混凝土桥面板,在恒活荷载作用下受拉易产生裂缝。为研究斜拉桥辅助墩区混凝土桥面板的纵横向受力特性,以(210+438+210)m组合梁斜拉桥为工程背景,运用大型有限元软件ANSYS11.0建立"梁-实-壳-杆"的混合有限元模型,并对其进行仿真分析。结果表明,在短期组合作用下,辅助墩区桥面板纵横向受力总体呈受弯状态,拉应力明显超标。为提高辅助墩区桥面板的耐久性,提出了在其钢梁内浇筑混凝土填实段的改善措施,为后续同类组合梁斜拉桥设计与研究提供参考。

混合梁斜拉桥锚跨异型混凝土箱梁空间受力仿真分析

大跨度混合梁斜拉桥锚跨主梁具有受力形式复杂的特点,在实际应用中很难把握其实际受力情况。以万州长江公路三桥锚跨异型混凝土箱梁为工程背景,通过有限元仿真计算分析手段,分别对锚跨混凝土箱梁在主梁截面弯矩最大、弯矩最小、轴力最大、轴力最小工况下的空间应力分布、索梁锚固区受力情况以及索梁锚固区横截面剪力滞效应进行分析。研究结果表明:各工况下,锚跨混凝土箱梁基本上处于受压状态,少数索梁锚固区对应的底板位置和顶板位置存在拉应力作用,最大拉应力与最大压应力均满足规范要求。

钢-混凝土混合梁三塔斜拉桥结构参数敏感性分析

根据泸州某钢-混凝土混合梁三塔斜拉桥的结构特点,利用MIDAS/Civil有限元软件建立全桥模型,分析斜拉桥主梁自重、斜拉索索力、斜拉索弹性模量等结构参数对成桥主梁线形、应力及斜拉索索力的敏感程度。结果表明,斜拉索索力和主梁自重对成桥状态的结构行为有显著影响,属敏感性因素;边跨混凝土梁的结构响应远小于主跨钢箱梁的结构响应;中塔空间索面斜拉索纵桥向索力变化对成桥结构的影响比横桥向索力变化对成桥结构的影响大,施工中需严格控制斜拉索张拉力。

钢-混凝土结合段在混合梁斜拉桥转体施工中的受力分析

转体桥梁上跨既有公路、铁路、航道的优势突出,具有安全性好、对运输干扰小的优点,尤其是在跨越铁路时,已经成为首选的桥梁方案。以某独塔单索面混合梁斜拉桥项目为工程背景,对混合梁斜拉桥的钢-混凝土结合段在转体施工过程中的受力进行研究,确保转体过程中结构安全可靠。

鄂东大桥混合梁钢-混凝土结合部研究与设计

为了解决混合梁斜拉桥钢-混凝土结合部结构构造不合理产生的混凝土开裂、钢板与混凝土剥离、结构性能差、耐久性不足等问题,改善钢-混凝土结合部的结构性能,提高其耐久性,确保大桥整体设计使用寿命,针对世界第二混合梁斜拉桥——主跨926 m的鄂东长江公路大桥,以理论分析、数值计算和模型试验为手段,研究了混合梁斜拉桥主梁钢-混凝土结合部的合理位置确定、结构形式选择以及细部构造等。结合部位置应从受力合理、施工方便和造价经济3个方面综合确定。部分断面连接承压传剪式"钢格室+开孔板连接件"的结构构造传力平顺、刚度过渡平稳、构造合理,是混合梁结合部的合理结构形式。

混合梁斜拉桥不对称双悬臂施工技术

迫龙沟特大桥主桥为主跨430m的混合梁双塔双索面斜拉桥,边跨采用预应力混凝土主梁、中跨采用钢-混结合梁。该桥主梁采用不对称双悬臂方案施工,即边跨预应力混凝土梁采用牵索挂篮悬臂浇筑施工,中跨钢-混结合梁采用架梁吊机悬臂拼装施工。在该桥主梁施工中,采用不同步双悬臂施工,中跨钢梁安装超前边跨1个节段,以取消中跨约3 000t的均布压重;在边跨距离桥塔中心27.5m处设置施工辅助墩,以提高中跨结合梁的大悬臂状态稳定性;在中跨钢-混结合段处设置反拉压重装置,以提高塔梁锚固性能;设置塔梁临时固结和纵向限位装置,以抵抗墩顶处梁体的不平衡力矩;将边跨侧靠近桥台的3个节段合并成1个边跨现浇段,以减少双悬臂施工的节段数。该桥已于2016年完工,成桥线形及结构受力均满足设计和规范要求。