加肋钢悬臂支撑-底部钢板组合桥面拓宽技术

[目的]在桥面拓宽施工过程中,常出现新旧桥连接处纵向开裂、拓宽桥面横向开裂等典型问题,如何通过优化和改进桥面拓宽技术解决这些问题是桥梁工程的一个重要内容.[方法]以国内首座跨海大桥——厦门大桥的桥面拓宽工程为背景,提出了一种加肋钢悬臂支撑-底部钢板组合的桥面拓宽方法.该方法有机结合了钢-混组合梁、正交异性钢悬臂板、底部加固钢板等桥面拓宽加固方法,采用混凝土现浇板作为桥面板、湿接法连接新旧桥梁,然后通过外延加肋钢悬臂构建支撑结构,并兼做现浇桥面混凝土的永久性模板.[结果]厦门大桥桥面拓宽加固工程的三维有限元仿真结果表明,钢悬臂布置间距增大会导致拓宽部分混凝土桥面板的拉应力增加,而设置下部加固钢板对于拓宽桥梁结构的挠度和应力分布影响明显.[结论]通过合理布置钢悬臂支撑结构和底部钢板,可显著减少拓宽部分混凝土纵横向裂缝的产生,改善拓宽后的桥梁的力学性能.相关成果有效支撑了厦门大桥的拓宽加固改造施工,为同类工程提供了有益的参考.

钢悬臂梁拓宽钢筋混凝土箱梁桥的接触面应力分析

以某座普通钢筋混凝土连续箱梁桥为研究背景,提出了在箱梁翼缘悬挑钢悬臂梁的新型拓宽方法。应用有限元软件ANSYS,建立了板实结合的空间有限元模型,分析这种特殊的加宽方式存在的接触非线性问题,并引入子模型技术提高分析效率。通过对两种主要工况下的钢悬臂梁参数分析,讨论了影响接触面正应力的主要因素。分析结果表明,钢悬臂梁的合理设计能使钢混凝土接触面始终处于受压状态,不会出现裂缝,接触面的各项应力水平能满足钢悬臂梁从架设到长期运营期间的要求,钢悬臂梁的拓宽方法可同时应用于不需要增加桥墩的桥梁双侧或单侧拓宽改造工程。

SCWCBM中钢悬臂优化设计

混凝土箱梁正交异性钢悬臂板拓宽方法(SCWCBM)是一种新型的不增设桥墩的箱梁拓宽方法.采用该法加宽后整个结构能协同安全工作的重要前提是确保钢悬臂结构与混凝土后浇隔板间的接触面受力合理,在此前提下,引入拓扑优化理论以指导钢悬臂梁的外形设计,并结合施加预应力的钢悬臂结构的受力特点,推导出保证接触面受力合理的横向体外预应力筋位置的理论范围的解析式.最终提出基于钢-混凝土接触面受力问题的钢悬臂优化设计思路:先对钢悬臂的外形进行拓扑优化计算,再利用推导出的解析式求出横向体外预应力筋位置的理论范围,随后进行接触面加劲肋的细部设计,最后验算接触面应力.按照该思路进行SCWCBM中钢悬臂优化设计可以减少不必要的试算次数,节约计算资源,为SCWCBM的推广提供理论支持.

复杂应力下H形钢悬臂柱柱脚焊缝热点应力分析

H形钢悬臂柱柱脚焊缝的疲劳性能对钢柱疲劳寿命起控制作用,应用热点应力的表面外推法,通过建立数值计算模型,对弯矩、扭矩和弯扭共同作用下柱脚焊缝热点应力进行了分析。选取翼缘与底板厚度比(t_1/t_2)、翼缘和腹板厚度比(t_1/t_3)、腹板厚度(t_3)与型钢截面高度(h)作为影响因素,对热点应力集中系数SCFhs进行参数分析。分析结果表明,其它条件不变的情况下,弯矩作用下的热点应力集中系数SCFmhs随着(t_1/t_3)和(t_3)的增大而减小,但与(t_1/t_2)关系不大,h增加可导致SCFhs增大,建议取为1.40;扭矩作用下的热点应力集中系数SCFths随着(t_1/t_2)和(t_3)的增大而减小,但与(t_1/t_3)关系不大,h增加可导致SCFths增大,建议取为1.20;弯扭共同作用下的热点应力集中系数SCFmths随着(M/T)的增大而增大,建议取1.05 SCFths。

混凝土箱梁钢悬臂拓宽法试验研究与数值模拟

钢悬臂加宽法专门用于拓宽城市混凝土箱梁桥,采用该方法拓宽后的混凝土箱梁是一种新式的钢–混凝土横向组合结构,但其破坏失效形式和极限承载能力尚未明确。本文基于钢悬臂拓宽模型的静力加载破坏试验及非线性有限元数值模拟,研究了该新型横向组合结构的破坏失效形式和极限承载能力。研究表明:后浇隔板在弯剪作用下的开裂导致该组合结构达到承载极限状态,即后浇隔板对该组合结构的极限承载能力起决定性作用;通过对比理论结果与试验结果,表明所建立的数值模型能准确地预测拓宽结构的极限承载力。

钢悬臂组合桥面板加宽改造箱梁方案研究

为实现对既有箱梁最大限度的保留利用,以某高速公路互通立交匝道桥为背景,对钢悬臂组合桥面板加宽改造箱梁的方案进行研究。该方案通过在原箱梁两侧安装空腹式钢悬臂和钢混组合桥面板的方法,在实现拓宽目标的同时,对原桥的箱梁进行了最大限度的保留利用,并在不设置横向预应力的条件下实现最大悬臂2.875m。通过有限元参数分析确定了该桥钢悬臂的合理布置间距为2m,钢悬臂与混凝土箱梁连接面上锚栓设计时应考虑内力分布不均匀情况。同时,验证了采用带纵肋钢板作为桥面板底模是可行的,但应重视混凝土收缩徐变对组合桥面板的内力重分布的影响。

咸阳路地道引路工程钢悬臂支护桩的设计与施工

主要介绍咸阳路地道引路工程钢悬臂支护桩的设计与施工.对工程设计计算、设计中的问题与对策加以说明.最后得出两点结论是:工字型钢支护的稳定分析方法仅依据应力状态理论是不能满足实际工程需要的,有必要以变形来控制;工字型钢支护的加固补强措施中最重要的是采取信息施工方法.

钢悬臂拓宽混凝土盖梁的数值模拟与模型试验研究

该文提出一种桥梁下部结构拓宽方法,即采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的方法,利用正交试验及数值模拟分析研究了其受力性能,分别对比分析了试验结果与数值模拟结果的荷载-挠度关系、钢结构受力及混凝土结构受力。分析结果表明:试验结果与数值模拟结果一致,验证了数值模拟计算的准确性;揭示了钢-混组合悬臂结构的破坏机理。对盖梁整体进行了力学性能分析,结果表明:拓宽后整体盖梁的混凝土结构、钢悬臂各部位、预应力钢束、螺栓等传力部件皆满足对应规范的受力要求。表明该文提出的钢悬臂拓宽混凝土盖梁以进一步拓宽桥面的新式拓宽方法可行可靠。

超大悬臂钢结构飘雨篷系统施工技术改进研究

为解决超大悬臂钢结构飘雨篷系统施工技术难题,该文以某高校体育场看台为例,建立三维BIM模型,对劲性混凝土柱中的型钢及悬挑钢梁整体加工和吊装技术、大截面劲性混凝土柱模板支撑体系施工技术、劲性混凝土柱混凝土浇筑技术、劲性混凝土构件复杂钢筋节点深化技术、直立锁边金属屋面系统抗风防漏技术和超大悬挑结构施工安全技术进行改进.可以有效地确保工程质量,加快工程建设进度,减少项目成本,推进智慧工地创建,使传统施工与高新技术接轨,具有较好的社会效益.

基于可靠度反演理论的大悬臂钢桁梁横移施工抗倾覆稳定设计

为了评估大悬臂钢桁梁在横移施工中的安全性,提出一种基于可靠度反演理论的大悬臂钢桁梁抗倾覆稳定安全系数评估方法,该方法在给定目标可靠指标和考虑结构参数随机性的前提下,采用可靠度反演理论,求解大悬臂钢桁梁在横移施工中的抗倾覆稳定安全系数。最后,采用该方法对潍莱高铁82 m大悬臂钢桁梁的抗倾覆稳定问题进行研究,并对参数的敏感性进行分析。计算结果表明:在大悬臂钢桁梁横移施工中,忽略参数不确定性的影响会导致过高地估计结构的抗倾覆稳定安全系数;抗倾覆稳定安全系数对横移配重质量和配重距离两个参数最为敏感,随着这两个参数变异性的增大,大悬臂钢桁梁抗倾覆稳定安全系数迅速减小。

悬臂式钢闸板在波浪荷载作用下动力响应分析

将平面闸板简化为二维悬臂梁,然后将二维悬臂梁的动力响应方程及求解过程进行C语言编程,作为FLUENT计算的动边界条件,进行波浪荷载计算,求出整个耦合过程中作用于悬臂梁的动水压力的时间历程,再将该二维动水压力作为三维有限元模型的动压力输入,从而求出结构在波浪荷载作用下的三维流固耦合解.分析结果表明:悬臂式钢闸板组合防洪墙在波浪荷载作用下钢闸板的动态响应微弱,安全可靠;流固耦合迭代计算方法可以充分利用现有的大型软件ANSYS和FLUENT进行复杂结构的流固耦合问题的计算分析,具有工程实用性.

钢结构悬臂式交通显示屏结构变形分析

采用SAP 2000和ABAQUS有限元分析软件建立结构简化模型,针对某钢结构悬臂式交通显示屏结构变形进行了力学和数值模拟分析。分析结果表明,钢结构悬臂式交通显示屏结构变形分析中应考虑由柱顶水平位移转角引起的梁端变形,特别是当柱子刚度较弱、变形较大时,应计入钢柱弯曲变形累加效应的不利影响;钢结构悬臂式交通显示屏结构设计中应适当增加柱子刚度,减小由柱顶水平位移转角引起的悬臂梁端挠度。

高层建筑中悬臂钢桁架的分析与设计

主要分析了某综合开发区主塔楼悬臂钢桁架的传力机理及其对结构抗侧移刚度的影响;探讨了钢与混凝土共同作用的悬臂钢桁架核心筒加强区的分析和设计方法。分析表明,钢悬臂的刚度与传入边柱的轴力存在渐进曲线关系;同时,悬臂钢桁架在考虑了核心筒加强区钢构件与混凝土共同作用后,由于合理利用了混凝土的刚度和混凝土对钢构件的握裹作用,可节省埋入核心筒加强区的钢用量,其分析与设计方法是值得借鉴的。

某高层结构长悬臂钢框架楼板的减振分析

本文采用有限元软件ETABS对人行走激励下高层长悬臂钢框架楼板进行TMD减振分析。根据节点加速度、弹簧力和阻尼力等计算结果,表明合理的TMD布置方式和参数选取可有效控制长悬臂钢框架楼板竖向振动,改善竖向舒适度。

动载荷作用下某变截面悬臂钢构件应力集中系数的实用算法

为了研究变截面悬臂钢构件的应力集中系数,设计实施了静载荷和动载荷作用下的实验分析,通过测定端部位移与根部应变,得到单位位移下悬臂钢构件变截面处的应力集中系数,并与ANSYS建立的仿真模型进行比对。提出了一种计算动载荷作用下变截面悬臂钢构件应力集中系数的实用方法:将悬臂钢构件变截面处用大曲率曲梁模型进行近似,求解静载下响应,再根据动静荷载的研究结果引入动荷系数,得到动载荷下的悬臂钢构件应力集中系数。

风场水平空间相关性对长悬臂钢连廊风致效应的影响

以某两栋办公单体间的长悬臂钢连廊为原型,考虑沿钢连廊长度方向的脉动风速非完全相关性,采用谐波叠加法模拟风速时程,并基于准定常假定进行钢连廊的风振时域分析,得到了结构的风振响应和杆件内力。研究表明:由于该钢连廊的特殊体型,在考虑脉动风速水平向空间相关性后,悬挑端的加速度响应增大明显,并产生了扭转振动;钢连廊的风振系数,尤其是长悬挑部分的风振系数增大效应明显;部分构件的内力增幅明显。因此,在长悬臂钢连廊设计中应考虑风速水平空间相关性对风致效应的影响。

档案馆工程大吨位预应力悬臂钢桁架结构施工技术

江苏省档案馆工程五层大悬臂区域钢结构中的大跨预应力钢桁架结构的制作及安装具有相当的技术难度。结合工程实际阐述大截面大吨位悬臂钢桁架结构的精细化制作技术、预应力钢桁架安装的施工流程及关键操作要点、预应力拉索的布索技术及注意事项等,提出的基于吊装及布索为主导的悬臂钢桁架结构组合施工技术科学合理、经济可靠,是工程顺利实施及良好综合效益获取的保证,其研究具有良好的现实应用价值和深远的推广应用意义。

深圳湾科技生态园悬臂钢桁架施工技术

深圳湾科技生态园设置了由悬挑35.55 m的重型钢桁架组成的悬臂结构,钢桁架结构复杂、质量大、悬挑长,施工困难。采用格构式支撑胎架、吊车通道加固、空中阶段合龙、分级分阶段拆除临时支撑(落架)、有限元分析"等施工技术,高效率、高质量地完成了悬臂钢桁架的安装,该施工技术工艺先进、安全可靠、工期缩短。

不同连接强度带悬臂梁段的钢框架结构滞回性能研究

为了研究利用钢梁高强度螺栓拼接耗能的带悬臂梁段钢框架结构的滞回性能,按照不同的设计方法,设计了3个带悬臂梁段上下各半层的钢框架试件并进行循环加载试验,分析试验现象,研究其滞回性能、应变分布、转动能力、能量耗散系数、刚度等参数。通过对比分析表明:等强拼接方法设计的钢框架刚度大,延性较差,在梁端处形成塑性铰,梁端焊缝处易开裂;削弱拼接节点,使高强度螺栓提前滑移,增强了钢框架的延性和转动能力,延缓了梁端板件的屈服,降低了整个框架的屈服荷载,钢框架的极限荷载不受影响;实际内力值方法设计的带悬臂梁段钢框架结构抗震性能最好,建议按此方法设计带悬臂梁段钢框架结构中的钢梁拼接节点,并将拼接节点尽量靠近梁端设置。

大跨度悬臂钢结构高空散拼施工技术

针对大跨度悬臂钢结构施工难度较大的问题,提出了通过槽钢作为钢结构悬臂主梁的临时固定拉杆来进行钢结构吊装的方法,在钢构件全部拼接完成后,再切割槽钢腹板截面进行逐步卸载。在施工前,利用BIM技术对钢结构进行优化和预安装,从而在保证钢结构施工安全的前提下,降低了施工难度及施工成本,取得了较好的社会和经济效益。