钢混凝土组合梁桥施工关键技术

为推进钢结构桥梁建设,交通运输部发布了《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》(交公路发[2016]115号),决定推进钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等公路钢结构桥梁建设,提升公路桥梁品质,发挥钢结构桥梁性能优势,助推公路建设转型升级。

曲线钢混凝土组合梁桥剪力滞效应影响参数研究

为研究曲线钢混凝土组合梁桥各种设计参数对于其剪力滞效应的影响,通过有限元软件Midas FEA建立不同参数情况下的曲线钢混凝土组合梁桥模型,并进行非线性分析,得到其横桥向的剪力滞曲线,结果表明:曲率半径越大,剪力滞系数越小;混凝土板厚度越大,剪力滞系数越小;钢梁高度越高,剪力滞系数越小。研究结论:曲率半径对全桥整体的剪力滞效应影响较大,而混凝土板厚度与钢梁高度对应于混凝土板与钢梁底板剪力滞效应有所影响。

钢混凝土组合梁桥施工关键技术

钢混组合梁结构发挥了混凝土材料的抗压性能和钢材的抗拉性能,回避了钢桥面铺装的疲劳问题,在中等跨径桥梁中优势明显。对中小跨径桥梁,混凝土结构建造成本相对较低,但随着桥梁跨径的增大,钢结构桥梁的成本优势开始显现。从全寿命周期看,钢结构桥梁的成本优势更为突出。钢结构具有自重轻、材质均匀、质量稳定、耐久性强、易于工厂化制造、装配化施工、便于回收利用等。

曲线钢混凝土组合梁桥负弯矩区受力影响参数研究

为研究曲线钢混凝土组合梁桥各种设计参数对于其负弯矩区受力的影响,通过有限元软件建立不同参数情况下的曲线钢混凝土组合梁桥模型,并进行非线性分析,得到其横桥向的荷载-位移曲线与开裂荷载。结果表明:预应力越大,对结构挠度限制作用越大,预应力显著提高开裂荷载,最大为30%;混凝土强度的提高对于结构挠度限制较小,对于开裂荷载影响不大,最大为10%;曲率半径小于100m时,曲率半径越大,对挠度限制越大,可以显著提高开裂荷载,最大为24%,曲率半径大于100m时,对于挠度限制很小,开裂荷载最大仅提高3%。

钢-混凝土组合梁桥的抗震性能分析及优化设计

钢-混凝土组合梁桥集钢材高强度与混凝土耐久性于一体,表现出优良的承载能力与抗震性能。它的组成是由钢梁与混凝土桥面板组成。从抗震角度来看,组合梁桥虽然能有效地分散地震力,但是也有不利之处并且有很多因素影响着它的抗震性能,其中主要有结构参数、材料特性等。评估方法主要有理论分析、数值模拟、试验研究等。优化设计策略突出以性能为本的设计理念,从改善结构细节、材料选择等方面增强桥梁整体性能。文章旨在对钢-混凝土组合梁桥抗震性能及优化设计进行探究,以期对桥梁工程起到一定借鉴。

钢-混凝土组合结构桥梁拼宽设计与成桥试验研究

采用钢-混凝土组合结构对既有桥梁进行拼宽可有效缩短施工周期、降低整体梁高并减少墩柱数量,在城市繁忙交通路口的建设环境下综合效益明显。本文以实际工程为依托,对既有混凝土高架桥采用钢-混凝土组合结构展开拼宽设计,建立空间有限元模型展开拼宽桥梁的力学性能分析,并采用成桥试验研究手段研究桥梁的整体受力性能与工作状态,结果表明,采用钢-混凝土组合结构拼宽后的桥梁整体工作状态良好,实测结果与理论分析模型接近,结构体系安全可靠。

钢-超高性混凝土组合梁桥华夫桥面板性能研究

为解决传统钢混组合梁桥桥面板易开裂、钢桥面铺装破损等技术难题,将超高性混凝土(UHPC)桥面板与钢梁组合构成钢-UHPC组合梁桥。其力学性能优良,是1种全寿命周期内极具竞争力的新型组合桥梁形式。通过进行UHPC华夫板有限元计算,设计了9个足尺条带模型试验予以研究。试验分析表明:UHPC构件正弯矩试验荷载-位移曲线大致分为线弹性阶段、弹塑性阶段、宏观裂缝开展阶段及屈服阶段,在线弹性阶段时,其刚度及极限抗弯承载力随配筋率增加而增加,弹塑性阶段后,端钩形纤维梁比直线型纤维梁刚度稍大;端钩型纤维UHPC构件较直线型纤维UHPC构件具有更优越的受力性能。端钩型纤维UHPC试件开裂应力19.4 MPa,是华夫型UHPC桥面板设计应力9.96 MPa的1.95倍,足以满足正常使用状态裂缝宽度要求:UHPC构件延性很好,在正负弯矩加载工况下,直线型纤维和端钩型纤维UHPC构件均具有较高的持载能力。

车辆荷载作用下钢-混凝土组合梁桥的受力性能研究

目的车辆荷载是影响桥梁力学性能以及引起桥梁疲劳破坏的重要因素之一。方法为研究斜交钢-混凝土组合梁桥在车辆荷载下的力学性能,采用有限元方法,探究了斜交桥支座反力的分布情况以及该桥梁在车辆荷载作用下的静力学性能。结果斜梁桥支座反力呈不均匀分布,在钝角处的反力最大,在锐角处的反力最小,出现了负反力,使锐角向上翘。在静力学分析中,最大应力发生在4号主梁跨中处。最后通过车辆荷载的横向加载确定了在疲劳寿命研究中车辆纵向加载的位置以及疲劳关注点。结论钢-混凝土组合梁桥在车辆荷载作用下,导致桥梁跨中处的工字钢梁腹板和下翼缘连接处应力最大,容易产生疲劳损伤,在桥梁的运营维护中需要重点关注。

基于UHPC的钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩区抗裂构造研究

针对钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩区混凝土开裂的问题,提出了采用预制UHPC横梁且带预应力锚栓钢端板的连续组合梁新构造,该构造在位于钢-混凝土连续组合梁负弯矩区内,通过栓钉、钢端板、预应力钢筋、化学高强度膨胀螺栓将预制UHPC桥面板和预制UHPC横梁与相邻梁体进行桥梁连接。该构造限制了负弯矩区钢筋混凝土桥面板裂缝的产生和发展,具有适宜的刚度和良好的抗震性能,减小了混凝土横梁的厚度,减轻了桥梁自重,工厂预制UHPC构件以及简明的构件连接方式有效提高了施工质量和施工速度。

钢-混凝土组合梁桥温度场及温度效应研究

为研究钢-混凝土组合结构梁桥的温度场及温度效应,以一座钢-混凝土组合梁桥实际工程为研究对象,对其温度场进行了实测,并通过最小二乘法拟合得到沿截面竖向的最不利温度梯度模式,与我国现行规范中规定的温度梯度模式进行对比,最后通过建立实桥的有限元模型分析了两种温度梯度模式作用下的桥梁结构响应。研究结果表明:钢-混凝土组合结构混凝土桥面板与钢梁接触的局部范围内存在较大温差;由实测温度场拟合得到的温度梯度模式与我国现行规范规定的温度梯度模式形式上有所差别。

油罐车火灾下钢-混凝土组合梁桥结构响应研究

采用数值模拟方法,研究钢-混凝土组合梁式公路桥在大型车辆火灾下的结构响应,考察桥梁形式、火灾工况及荷载比的影响。首先以规范给定的烃类火灾升温曲线及CFD模拟实际油罐车火灾所得到的升温曲线作为温度边界条件,用ABAQUS建立了8个有限元模型进行计算,得出了构件内部温度场,发现实际火灾下斜交桥受火跨最高温度低于正交桥的,但整体温度更高;实际火灾较规范火灾下结构升温更快,最高温度更高;随后以受火升温结果作为温度荷载,通过恒载升温分析,考察了共计18个案例的结构响应,发现正交桥和斜交桥在火灾下的破坏模式有较大差别,前者出现不适于继续承载的变形,同时伴随着远端支座腹板屈曲的局部破坏,而后者主要体现为远端支座腹板严重屈曲;最后提出了针对钢-混凝土组合梁桥抗火措施和设计思路的建议。

腐蚀环境下钢-混凝土组合梁桥疲劳寿命计算

随着车重和车流量的增长,我国公路桥梁的疲劳安全问题日益突出。对环境腐蚀下桥梁疲劳问题展开了研究。基于S—N曲线和Miner线性累积损伤理论,考虑了不同疲劳车车重、日均车流量和环境腐蚀的作用,计算了某钢-混凝土组合梁桥的疲劳寿命。定义了疲劳修正系数并提出了用该系数考虑环境腐蚀对桥梁疲劳寿命影响的计算方法。研究结果表明:随着疲劳车车重或日均车流量的增长,腐蚀对疲劳寿命的影响逐渐减小。对于B类疲劳细节,在轻度、中度和重度腐蚀环境下,腐蚀引起疲劳寿命的最大降低比例分别为5%、9%和44%。疲劳修正系数可用于考虑腐蚀影响的组合梁桥的疲劳设计和评估,其取值与疲劳细节类别、环境腐蚀等级和无腐蚀环境下疲劳寿命有关。

钢-混凝土连续组合梁桥的理论分析和试验研究

根据完全剪力连接的连续组合梁桥的构造特点及各部分受力机理,做出合理假设,提出分层平面框架计算模型该计算模型用于沈阳市东西快速干道工程某段连续组合梁桥,计算值与静载试验实测值非常接近,证明了本计算模型用于钢-混凝土连续组合梁桥正确实用的.

钢桁腹预应力混凝土组合梁桥的剪滞效应

钢桁腹预应力混凝土组合梁桥在截面形式上采用桁式腹杆和混凝土顶底板,由于剪切变形的不均匀性,使得组合箱梁在纵向弯曲时产生较为明显的剪滞效应。以某钢桁腹混凝土组合梁桥为例,利用空间实体模型分析了剪滞效应和有效宽度分布规律,并研究了顶底板厚度及钢管壁厚对剪滞效应的影响,为今后同类桥型的设计提供参考。

基于公路规范的钢-GFRP-混凝土组合梁桥受力性能分析

利用有限元软件建立了钢-GFRP-混凝土组合梁桥的空间有限元模型,对钢-GFRP-混凝土组合梁桥进行了施工阶段及运营阶段的静力性能分析。计算结果表明:施工阶段GFRP板的应力、刚度及T形肋的局部稳定验算均满足要求;运营阶段组合梁桥的整体挠度、局部区域挠度及混凝土最大裂缝宽度也满足要求;GFRP板和钢主梁的应力满足相应的材性指标。

波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥

本文首先对波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥的发展概况进行了回顾。

钢-混凝土组合梁桥徐变的三维虚拟层合元分析(英文)

采用三参数粘弹性模型,对钢-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的徐变性能进行了研究,并采用三维虚拟层合单元法研究这种效应以及截面由不同材料组成时结构的受力特点。在实验研究的基础上,拟合了粘弹性模型中的参数,并对钢-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的竖向变形和轴向应变进行了研究,通过对计算和试验结果进行对比分析验证了该法的准确性。

钢-混凝土组合梁桥施工阶段频率的分析研究

为了研究结构的动力特性在施工监控中的作用,以两座钢-混凝土组合梁桥的工程实例为研究对象,首先分析了温度对其频率的影响程度,通过对某施工阶段的大气温度、振动信号进行数据采集,并用最小二乘法拟合其温度曲线,利用频域分解法处理其实测频率,将不同温度下的实测频率进行对比,研究发现,温度对钢-混凝土组合梁桥的频率影响比较小,然后建立有限元模型求其理论频率,将不同施工阶段的实测频率与理论频率进行对比。在排除温度影响的因素下,通过实测频率与理论频率的对比分析,两者的突异与实际施工过程出现的问题相吻合。这表明,结构的动力特性也可以作为施工监控的指标。

大跨钢箱-混凝土组合梁桥悬吊拼接关键技术研究

为解决跨越特定障碍物时的无支架施工问题,提出了钢-混凝土组合桥梁悬吊拼接施工工法.该工法的关键技术问题是钢箱梁悬吊拼接过程中的拼接精度与安全控制问题,为此自行设计了钢箱梁拼接定位器装置,实现了箱梁拼接的初步定位与拼接安全性要求.根据钢箱梁拼接精度要求,经过系统的理论分析,推导出钢箱梁段拼接面转角控制值及轴向变形环境温度调节量的通用计算公式,为大跨变截面连续钢箱梁悬吊拼接精度控制提供了技术保障.该工法在解决桥梁跨越特定障碍物无支架施工过程中,表现为快速、安全、实用的特点,具有普遍推广应用的价值.

跨G河2-40 m简支钢—混凝土组合梁桥设计

通过对钢—混凝土组合梁桥的整体布置设计,以钢混凝土组合梁的主梁内力为基础,对组合梁的抗弯、抗剪强度进行验算以及对温差和收缩徐变进行分析,且对钢板梁进行了疲劳计算分析,另外,简要介绍了钢—混凝土组合梁桥的施工,以供类似工程参考借鉴。