装配式组合连续刚构桥的负弯构件实验设计

依据科研项目"一种新型的装配式钢-混凝土组合连续刚构桥",设计了一根跨径为7 000mm的钢-混凝土组合实验梁,进行了负弯矩作用下的静力性能试验。验证了其装配式施工方法的可行性。该实验梁的设计目的明确、针对性和可操作性强,且方法简单适用,设计和实验过程中激发了学生对专业的兴趣,锻炼了学生动手操作的能力,并开阔了学生的眼界,是培养学生科研和创新能力的良好途径。

装配式组合连续刚构桥的负弯构件疲劳实验设计研究

为掌握钢-混凝土组合桥梁负弯矩区段的疲劳性能,按1/4缩尺比设计制作了装配式钢桁-混凝土组合模型实验梁,并考虑实桥正常使用状态和3倍车辆荷载超限状态下对组合梁进行了300余万次的疲劳荷载实验。实验结果表明,在正常使用(200万次)疲劳荷载作用下,实验梁处于弹性工作阶段,桥道板无开裂,状态良好;在3倍超限(310万次)疲劳荷载作用下,虽然预制桥道板已经出现开裂,但实验梁整体刚度尚可,PCSS剪力连接件滑移仍处于弹性阶段。实验结果为实桥的安全运营提供了有利参考。

墩高受限时装配式组合连续刚构桥墩梁固结构造及性能研究

针对桥墩高度有限的装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥,为尽量减少墩底出现水平力,在分析结构构造特点和各施工阶段受力行为的基础上,提出了适应于矮墩的墩梁固结构造:利用钢牛腿和墩顶预埋钢板传递施工阶段和运营阶段竖向力;利用抗推挡块抵抗运营阶段水平力,并通过预埋于墩顶钢板下的群钉传递此水平力;利用精轧螺纹钢筋作为安全措施抵抗意外情况下出现的边中跨不平衡拉拔力,保证桥梁安全受力。以实体工程为例,通过有限元方法建立全桥分析模型,分析了桥墩从施工到成桥的力学行为,同时对挡块预埋件式墩梁固结构造进行精细化建模分析。结果表明:与传统的墩梁固结方式相比,该构造可明显降低墩底拉应力,优化墩高受限时钢桁-混凝土组合连续钢构桥墩受力性能,可为桁架连续刚构桥提供参考。

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。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥受载性能试验研究

为探析剪力连接布置形式对装配式钢桁-混凝土组合梁的性能影响,制作剪力栓钉水平布置(PSTC-H)与竖向布置(PSTC-V)两种不同形式的钢桁-混凝土组合(PSTC)梁试件,通过两点加载负弯矩试验,观察组合梁的荷载开裂、弹性恢复、关键点位移,分析其力学规律。研究结果表明:各组试验梁的初始裂缝均位于加载点附近的桥道板顶面侧边;PSTC组合梁开裂后,板内裂缝发展较慢,组合梁能够在较长的荷载范围内继续工作;整个加载过程中PSTC-H与PSTC-V梁的剪力连接件工作状态均较好,钢桁架与道板预埋钢板间未见破损及开裂;同级荷载水平下,PSTC-H的破坏最大挠度值、滑移值、裂缝宽度均明显小于PSTC-V。综合来看,栓钉水平布置的PSTC-H剪力连接方式性能更优。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥的预制桥道板安装过程有限元模拟方法

为了掌握装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工阶段的受力性能,对预制桥道板安装过程进行了精细化有限元建模方法研究。根据该桥型的构造和施工特点,提出了两种不同的模拟方法。方法一为提出在安装钢桁单元时激活钢桁与桥道板之间的弹性连接,以实现预制桥道板单元分批次安装在变形后的钢桁上;且仅设置SD_x方向刚度值,以此模拟桥道板独自获得预压应力的状态。待全桥桥道板安装及张拉完成后,再将弹性连接方式更换为刚性连接,使之成为组合梁承受后期荷载。方法二为在安装钢桁单元时激活钢桁与桥道板之间钢臂连接单元以实现预制桥道板单元分批次安装在变形后的钢桁上,且释放钢臂连接单元顶端转动及水平约束,以此模拟桥道板独自获得预压应力的状态。待全桥桥道板安装及张拉完成后,再恢复钢臂连接单元顶端的转动和水平约束,使之成为组合梁承受后期荷载。分别用以上两种方法建立了某主跨70 m依托工程的全桥计算模型,对其关键施工阶段进行了仿真模拟分析。计算结果表明:两种计算方法均能精确的模拟预制桥道板安装过程,且两种方法数据吻合较好,可供同类桥梁参考。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型建立方法

新型的钢桁-混凝土组合连续刚构桥(Prefabricated Steel Truss-concrete(PSTC)Composite Continuous Rigid Frame Bridge)采用全装配式施工,并通过焊接预埋于混凝土桥道板内的剪力联结钢构件,将预制混凝土桥道板与钢桁联结为一体,无需预留剪力键后浇孔洞和现浇预制桥道板间湿接缝。为探索一套适用于装配式钢桁-混凝土连续刚构桥的非线性动力模型建立方法,掌握全桥动力计算中的新型装配式栓钉剪力键(PCSS剪力键)、预制混凝土桥道板、拼接缝及桥墩的非线性模拟方法,基于前期已经开展的PCSS剪力键推出试验和精细化有限元分析,建立了钢桁-混凝土组合连续刚构桥中2 m节段PCSS剪力键的实体有限元模型,得到了顺桥向、竖向以及横桥向的荷载-滑移曲线、刚度及承载能力,并作为非线性弹簧单元的特征值代入全桥计算模型;借用动力分析中的P-M-M塑性铰模拟了预制混凝土桥道板间接缝可能出现的开裂,并利用Ucfyber程序计算塑性铰的P-M参数,代入有限元程序中计算得到P-M-M塑性铰特征值;利用以上方法,建立了l=386 m装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥非线性动力模型,得到了该桥的动力特性。研究成果为后续研究该桥型的动力性能或抗震响应奠定了基础,亦可供同类装配式桥梁参考。

装配式钢桁—混凝土组合连续刚构桥钢桁制作安装工艺

基于装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥依托工程-广佛肇高速公路青岐涌大桥,结合桥位较远、不能大尺度远距离运输的特点,研究了钢桁整体式制作的安装技术工艺,对杆件制作、工厂节段拼装、现场半桥拼装以及半桥钢桁吊装工艺进行了详细阐述。结果表明,整体吊装工艺可以适用于桥梁高度较矮、运输条件有限等场合,且钢桁线形控制精度高、合拢段构造简单,不失为一种快速建造桥梁方法。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥预制桥道板制作工艺研究

为了使预制桥道板底面平整度达到预埋式栓钉剪力键的焊接精度要求,并使预制桥道板板间拼接精度达到设计要求,针对预制桥道板底面平整度及板间接缝的制作工艺进行了精度控制研究,提出相邻桥道板可采用连续标准化预制,使板间接缝自适应以满足设计及施工精度要求;严格控制装配式栓钉剪力键的预埋精度并采用刚性模板以保证底面平整度,使其满足预埋剪力键竖钢板与钢桁顶面之间的焊缝缝差要求。依托工程实践表明,该方法简单可行、易满足精度要求,可供同类桥梁参考。

全装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥应用研究

全装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥是钢桁架梁和混凝土桥道板组合形成的一种新型组合结构桥梁,具有装配化施工、设计简单、工期短、避免了混凝土结构裂缝、可克服混凝土收缩徐变等病害、显著降低自重、施工质量易保证、桥梁力学特性良好、方便检测维修等优势,本文在依托工程的基础上,介绍了该桥型的发展、应用、结构特点及设计要点,供工程设计人员参考。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工工艺

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现场规划与布置、钢桁梁分片施工工艺、钢桁片拼接施工工艺、刚构桥挂篮悬臂现浇施工前准备、测量环节控制施工工艺、钢桁架的具体测量计算、混凝土连续刚构桥挂篮悬臂现浇施工工艺及注意事项,旨在正确利用钢桁片,科学合理布置,提升装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥的整体质量与稳定性。

装配式钢箱-混凝土组合刚构桥设计与施工技术研究

针对现有的预应力混凝土连续刚构桥,在保留其优点的同时,为克服其主要病害及成因,提出了一种装配式钢箱-预应力混凝土组合连续刚构桥。该文介绍了该桥型的构造及特点,阐明了该连续刚构桥的具体施工方法及主要施工步骤,并以主跨245m的装配式钢箱-混凝土组合连续刚构桥为例,通过有限元方法对其结构受力性能进行了分析,最后与常规刚构进行了比较。

快速施工钢桁-混凝土组合连续刚构桥装配工序优化分析

为了实现钢桁-混凝土组合连续刚构桥的快速建造,提出一种基于装配式PCSS剪力连接件的组合梁桥全装配式施工方法。该文针对3种桥面板安装和组配方案,建立了精细化有限元模型,进行了施工阶段优化分析。结果表明:预制桥面板一次性焊接方案使得桥面板内获得预应力最高,但结构挠度较大,钢桁梁受力最大,且PCSS剪力键焊接难度较大;桥面板每一批次焊接方案使得钢桁梁受力和跨中挠度较小,PCSS剪力键焊接难度较小,但工期较长;桥面板每两批次焊接方案中桥梁受力性能、变形和工期介于上述两种方案之间。因此,在综合考虑结构受力、施工难易和工期的基础上,桥面板每两批次焊接方案成为依托工程的推荐施工方案。

浅析装配式连续刚构桥

介绍了装配式连续刚构桥的受力特点和适用范围 ,并结合实桥分析了这种体系桥梁的设计、计算要点及施工顺序对内力的影响和影响程度 ,还提出了拓展跨径的一些思路 .

浅析装配式连续刚构桥的设计与施工

介绍了装配式连续刚构桥的受力特点和适用范围,并结合实桥分析了这种体系桥梁的设计、计算要点及施工顺序对内力的影响。

钢混组合梁连续刚构桥施工控制影响因素研究

以浙江省宁波市舟山港跨海大桥北通航孔桥工程为项目背景,采用Midas civil软件建立桥梁有限元模型,选取结构几何形态参数、截面特征参数、时间特性参数、荷载参数和材料特性参数作为施工控制参数,并考虑桥梁施工工艺进行施工控制参数敏感性分析。分析结果表明,采用支座顶升施工工艺的钢混组合梁连续刚构桥,在成桥阶段结构线形和结构应力易受预应力钢束初始控制预应力和混凝土重度这两类施工控制影响因素的影响;在施工过程中采用支座顶升施工工艺调整桥梁结构线形,会导致初始控制预应力参数和年平均相对湿度参数敏感性分析结果在支座顶升位置处发生突变。研究结果可为钢混组合梁连续刚构桥的施工控制提供参考依据。

快速建造的钢混组合连续刚构桥装配方法及力学性能影响研究

为研究全装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥应用于特大跨径时的合理装配工序,揭示不同装配工序对桥梁结构性能的影响,建立了l=386m的装配式组合连续刚构桥有限元模型,模拟了6种不同的钢桁、预制桥面板安装工序以及钢混组合结整时机,以分析比较桥面板与钢桁的装配顺序、钢混焊接结整顺序对于桥梁跨中挠度、钢桁上下弦杆应力以及预应力度的影响。计算结果表明:桥面板与钢桁分节段同步施工时,可减小桥梁的上下弦杆应力和跨中挠度值,并提高刚度。但是同时会降低预应力度;桥道板分段焊接在跨中挠度值和上下弦杆应力方面表现出更好的性能,可以平均减小跨中挠度值29.90%,并平均减小上下弦杆应力35.49%,而且能够有效减小靠近桥墩节段的预应力损失;桥道板与钢桁分多段同步施工,合龙后一次性焊接桥道板不仅能保证预应力损失较小,还能提高全桥刚度,因此可推荐为特大跨全装配式钢桁-混凝土连续刚构桥优化施工装配方案,研究结果可为全装配式钢混组合梁桥推广应用提供技术参考。

装配式钢桁-混凝土组合连续钢构桥施工工艺

装配式钢桁-混凝土组合连续钢构桥在弦杆受力、节点水平剪力、稳定性和纵向力分配等方面还存在一些问题,需要对这些问题进行深入的研究和分析,对场地进行合理的布置,利用正确的钢桁梁分片、钢桁片立方布置等工艺,才能确保装配式钢桁-混凝土组合连续钢构桥的稳定性。

某装配式钢桁-混凝土组合连续刚构特大桥荷载试验检测技术研究

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥是一种新型桥梁,克服了传统的混凝土连续刚构桥普遍存在的难以根治的纵、横、斜裂缝和后期长期挠度过大的问题,而且由于现场拼装,不仅质量便于控制,而且大大缩短工期。本文以装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥为背景,介绍了该类型桥型荷载试验的实施过程,包括静载试验和动载试验的技术要点和试验方法,并根据实测结果与理论计算值的比较,按相关规范对桥梁整体性能进行评价,分析结果表明该桥各项测量指标均满足规范要求,结构处于正常弹性工作状态。

装配式超高墩连续刚构桥碰撞响应及影响研究

灌浆套筒连接装配式超高墩连续刚构桥与边联的动力特性差异显著,地震作用下易与边联发生碰撞。本文采用OpenSees建立了CFRB-FSP(主桥)与边联碰撞模型,探究了非长周期地震动、近断层脉冲型地震动作用下两者纵桥向的碰撞响应及其影响。结果表明,相同PGA作用下,近断层脉冲型地震动作用下的峰值碰撞力比非长周期激励下的大;峰值碰撞力随初始间隙、碰撞刚度以及跨径、墩高的增大而增大;CRFB-FSP主梁峰值位移随主梁跨径、墩高的增大而增大;墩底峰值弯矩随跨径的增大而增大,但随墩高的增高而减小,这与高阶振型的参与有关;碰撞后,CRFB-FSP的主梁峰值位移、墩底峰值弯矩都有所减小,减小率随跨径、墩高的增大而增大。