铺装层对钢桥面板横隔板处纵肋顶板连接细节疲劳应力的影响分析

为研究铺装层对横隔板处纵肋顶板连接细节疲劳应力的影响,文章基于热点应力评估方法,建立了包含该细节局部子模型的有限元分析模型。数值模拟结果表明:在该模型结构尺寸下,考虑铺装层与顶板联合作用后,横隔板处纵肋顶板连接细节热点应力幅由59.6 MPa降至51.2 MPa。考虑到大跨度桥梁环境状况复杂,建议疲劳设计时不考虑铺装层与顶板的联合作用。

轻型组合桥面板球扁钢纵肋-横隔板连接细节局部应力分析

为降低正交异性钢桥面板疲劳开裂的风险,提出带球扁钢纵肋的轻型组合桥面板方案。以洞庭湖二桥轻型组合桥面板为工程背景,建立钢桁梁局部有限元模型和球扁纵肋-横隔板连接细节的子模型,并基于热点应力法,对横隔板上开孔孔型和厚度进行了参数分析。研究表明:球扁纵肋-横隔板连接处3个典型疲劳细节的疲劳性能受横隔板厚度影响显著;综合比较,苹果型开孔的疲劳性能最优。为进一步验证轻型组合桥面板的球扁钢纵肋-横隔板连接处3个细节的疲劳性能,开展了足尺模型疲劳试验,试验模型采用16mm厚带苹果型开孔的横隔板设计。疲劳试验中,控制细节(横隔板切口自由边缘)的应力幅为90.6MPa,历经250万次循环加载后,试验模型中典型疲劳细节均未出现疲劳裂纹。这表明,带球扁钢纵肋的轻型组合桥面板关键细节的疲劳性能良好,能满足洞庭湖二桥的工程要求。

钢桥面板U肋-横隔板连接接头应力分析

采用有限元方法对我国常用的实腹式横隔板扁平钢箱梁钢桥面板结构进行了应力分析,研究了U肋-横隔板连接接头疲劳裂纹的产生机理及主要影响因素,并对几种常见的横隔板弧形切口形状及内肋式构造、底部固定式构造等新型构造的效果进行了比较。研究表明,传统构造4和新型内肋式构造21的受力性能较为理想,但普遍适用于不同疲劳裂纹形式、加载条件、横梁高度、制造工艺的最优构造形式并不存在,需要采用基于性能的方法进行U肋-横隔板连接接头疲劳设计。

U肋与横隔板连接疲劳开裂加固手孔开设方法初探

受复杂焊接构造形式和受力特性的影响,U肋与横隔板连接疲劳开裂表现出多发性、早发性、再现性的特点,严重影响了正交异性钢桥面板的正常使用性能。为保证正交异性钢桥面板的安全使用,合理延长其使用寿命,国内外学者针对该连接构造细节的加固方法展开了大量的理论和实验研究。但受实际条件和加固操作空间的限制,提出的各种加固方法在实桥中的应用仍面临着可行性的难题。文章在现有的U肋横隔板连接疲劳开裂局部加固方法的基础上,提出了一种在实桥中具备可操作性的加固方法。并结合有限元方法对该加固方法进行了深入的分析,研究成果对正交异性钢桥面板的设计、检测、加固有一定的指导意义。

串联蜂窝防失稳导向隔板设计研究

基于串联蜂窝在方形导轨的应用,通过试验对串联蜂窝变形稳定性进行了分析。发现串联蜂窝在撞击过程中会受单块蜂窝块强度不均及撞击力偏载等影响而极易出现整体失稳,分析表明现有连接隔板因强度过低且截面尺寸小于导轨截面,很难有效预防结构整体失稳。为提升连接隔板对串联蜂窝防失稳的效果,从理论层面研究了连接隔板截面尺寸、导轨截面尺寸和隔板偏转程度三者的关系:在导轨截面尺寸一定时,连接隔板的长度越长,偏转角越小,偏转后与导轨产生的摩擦越小,对串联蜂窝变形导向性越强。基于此设计了一款新型导向隔板,试验发现其不仅提高了串联蜂窝的变形稳定性,同时解决了串联蜂窝剥离问题。

宜宾新市金沙江大桥主桥总体设计

宜宾新市金沙江大桥主桥为(304+680+304)m双塔双索面钢桁梁斜拉桥,采用半飘浮体系,在桥塔横梁顶设置含限位功能的纵向阻尼器,两岸边跨各设置1个辅助墩。桥塔采用宝瓶形钢筋混凝土塔,四川岸和云南岸塔高分别为290.2 m和297.5 m,由上、中、下塔柱和上、中、下横梁及下塔柱横向连接隔板组成。主梁采用钢桁梁与钢-混组合桥面板的板桁结合型式,主桁横向中心距28 m,桁高6.8 m,标准节间长6.8 m,上、下弦杆与腹杆呈“N”形布置,采用焊接整体节点。桥面板采用钢-混组合桥面板。斜拉索采用环氧喷涂钢绞线体系,疲劳应力幅280 MPa,斜拉索在主桁上采用锚拉板锚固方式,在桥塔上采用钢锚梁锚固方式。采用桥面全回转吊机进行主桁、横桁单元件安装;钢-混组合桥面板滞后主梁2个节段施工。

连续曲线双箱钢-混组合梁弯扭性能试验研究

为研究连续曲线双箱钢-混组合梁的弯扭性能,以实际工程为背景,以曲线半径和横隔板连接方式为参数,设计了3根1∶10的缩尺模型,并对其进行静力加载试验,研究试验梁跨中截面的荷载-挠度曲线、横向挠度分布和钢梁与混凝土板间的相对滑移规律。结果表明,3根梁的破坏形式一致,均为弯扭破坏,负弯矩区在0.1P;(P;为极限荷载)时就会开裂;极限荷载时,试验梁跨中截面外侧挠度达内侧的1.37倍;试验梁的抗弯刚度和抗扭刚度均随着曲线半径的增大而提高,横隔板连接方式对其弯扭性能影响不大;混凝土板与钢梁结合面切向滑移随着曲线半径的增大而减小,横向栓接试验梁的滑移量小于横向焊接试验梁的;切向滑移量最大值出现在跨度的3/4处,径向滑移量最大值出现在中支点附近处。

双箱钢-混凝土连续曲线组合梁受力性能试验研究

为研究连续曲线组合梁桥在运营期的力学性能,以直埠南枢纽C匝道实际工程为背景,考虑横隔板连接方式和曲线半径的影响,设计了3根相较于实际案例缩尺比例为1∶10的连续曲线组合梁,进行4种运营工况下的静载试验,得到了试件在各工况下的荷载-挠度曲线、控制截面的应变沿梁高与横向的分布规律等。经对比研究发现:在4种运营工况下,对跨中挠度来说,荷载分布在外侧钢梁处为最不利工况;组合梁偏载系数约为1.30;曲线半径对曲线组合梁的受力性能有一定影响,横隔板的连接方式对其影响不大。