预制装配式钢混组合桥智能化制造系统研究

近年来,预制装配式钢混组合桥在中、小跨径桥梁中得到广泛应用,但存在预制装配式钢混组合桥智能化制造技术不完善的问题。因此本研究立足于国内外前沿研究成果,并结合我国实际国情及行业发展特点,研发预制装配式钢混组合桥面板智能化生产系统,并结合BIM技术和三维激光扫描仪对桥梁制造智能化程度做出提升。研究成果解决了目前预制装配式钢混组合桥智能化制造的部分技术难点,提高其建造效率和质量,具有广泛的应用前景。

钢混组合桥顶推技术在山区高速公路施工中的应用

云南、贵州、四川等地的高速公路建设取得了跨越式发展。公路建设的发展带来的是对技术的不断挑战,由于山区地形复杂、纵横起伏,海拔高差异常悬殊,因此桥梁建设技术也在不断地完善与进步。本文主要依托建(个)元高速公路包家庄特大桥施工,对桥梁高墩施工及高墩大跨度窄箱式钢混组合梁顶推关键技术进行研究,为工程安全、高效、优质建设提供技术支撑,可为国内类似工程借鉴与推广。

钢混组合桥面板在公铁两用桥维修工程中的应用

文章分析了某公、铁路两用桥公路桥桥面铺装及桥面板出现病害的原因,并针对该桥特点提出了一种新的桥面板结构,即钢混组合桥面板。钢混组合桥面板由波形钢折板、钢纤维钢筋混凝土及钢丝网组成,能够充分发挥各组成材料的特性,大大改善桥面板结构的受力性能。

车-桥耦合作用下曲线钢混组合梁桥支座动态行为分析

针对曲线钢混组合连续梁桥在车辆动载作用下的支座动态响应问题,分别构建考虑桥面横向超高和纵向高程变化的桥梁精细化有限元模型和基于实际重载车辆多刚体实车模型,采用基于弹性地基梁理论的Fiala轮胎模拟胎-路接触关系,从而建立车-曲线桥动力学耦合模型,探究车速、偏载与路面不平顺对支座响应的影响。研究结果表明:车辆行驶在支座附近,径向反力与竖向反力较大,车辆行驶在跨中,切向反力较大;三种支座反力的最大值均随车速提高而增大,对径向反力和切向反力影响较大,对竖向反力的影响体现在内侧的支座反力降低而外侧支座反力增大;三种支座动反力随路面不平顺增大而增大,路面不平顺激励对径向反力与竖向反力影响较大,对切向反力影响较小;行车偏载对径向、切向反力影响很小,而对支座间竖向反力的分配影响较大。

桥面板徐变对大跨径钢混组合梁桥力学性能的影响

为探讨混凝土桥面板收缩徐变效应对大跨径钢混组合梁桥的影响,以沁河特大桥的钢混组合梁桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立了有限元模型,研究了桥面板徐变效应下钢混组合梁桥成桥10年的应力和挠度变化,并分别探讨了时间历程、预制板龄期和相对湿度等因素对钢混组合梁桥徐变效应的影响。结果表明:混凝土桥面板徐变效应使得钢梁上缘压应力增大、下缘拉应力减小;徐变应力在次边跨最大、中跨较小、边跨最小;徐变挠度在边跨最大、中跨较小、次边跨最小;混凝土桥面板徐变效应对钢混组合梁桥的影响随时间增加而减弱,对挠度影响最大是在成桥第1年,对应力影响最大是在成桥前3年;预制板龄期和相对湿度的增加可降低徐变效应对组合梁的影响,成桥10年时龄期为28 d的中跨徐变挠度是龄期180 d的中跨徐变挠度的1.33倍,相对湿度为62%的中跨徐变挠度是相对湿度为79%的中跨徐变挠度的1.21倍。

钢混组合梁桥跨中下挠成因分析与解决方案

钢混组合梁桥在实际运营时跨中常出现下挠现象,这不仅影响了桥梁的正常使用,还可能对桥梁的安全构成威胁。分析认为:钢混组合梁桥跨中下挠问题主要由材料性能退化、设计施工缺陷和运营维护不当等因素导致。对此,从材料性能提升、结构加固改造和管理维护体系完善等方面入手进行解决。并通过典型案例的总结和分析,提出相应的下挠解决方案,可为类似问题的解决提供参考。

钢混组合梁桥桥面铺装的施工顺序优化分析

为有效提升钢混组合梁桥桥面铺装施工技术水平,防止墩顶桥面板开裂,结合某桥梁工程施工实践,针对钢混组合梁桥桥面铺装施工顺序优化进行研究,阐述了单向连续铺装法、双向对称铺装法、墩顶对称铺装法、皮尔格铺装法工艺原理及特点,借助有限元分析模型,对四种施工方法下钢箱梁应力实施分析,结果显示:成桥状态下四种施工方法对钢箱梁应力影响较小;且采用皮尔格法施工时,只有少数桥墩顶部桥面板产生了较小的拉应力,其裂缝宽度仅为0.06mm,充分表明采用此方法进行桥面板铺设能显著降低墩顶拉应力,缩小裂缝宽度。

大跨简支钢混组合梁桥设计探析

结合实际工程项目,对大跨简支钢混组合梁桥设计进行了探讨,研究确定合理截面型式及横向布置,分析采取临时支墩和桥面板混凝土纵向分段浇筑等施工措施对最终成桥阶段梁体的影响。研究认为,大跨简支钢混组合梁桥宜采用闭口钢箱截面,其设计通常受应力控制,横向布设宜结合钢箱顶底板应力合理拟定主梁根数及间距。施工过程会影响成桥状态,采用临时支墩和桥面板混凝土纵向分段浇筑,可有效改善钢箱顶板应力状况,但对底板应力影响不大。

浅析钢混组合梁桥桥面连续后浇段施工技术

钢混组合梁桥的施工工艺直接关系到桥梁结构体系的安全坚固程度,对于钢混结构的桥面工程目前主要采取连续后浇段的技术设计方案。桥面连续后浇段的组合梁桥施工方案必须科学合理,才能保证钢混组合梁桥的整体施工质量符合安全荷载规定,从而满足桥梁桥面结构的正常使用。因此,本文探讨了桥面连续后浇段的钢混组合梁桥施工运用要点,以供参考。

基于微膨胀混凝土的组合梁斜拉桥桥面抗裂性提升研究

针对组合梁斜拉桥在极端工况下混凝土易开裂的问题,以风荷桥为研究对象,采用干燥收缩试验结合ABAQUS有限元分析的方法,对膨胀剂掺量抑制干燥收缩的效果,以及混凝土桥面板在超载和混凝土收缩共同作用下的受力状态进行了分析,研究其在极端状况下的抗裂性能。结果表明:1)12%掺量的膨胀剂可降低22%的混凝土收缩;2)在超载1倍的情况下,不掺膨胀剂的混凝土开裂严重;3)掺入12%膨胀剂的混凝土仅在极少处产生开裂,满足实际使用需求。

钢-混凝土组合桥面板的结构参数优化

为了研究钢-混凝土组合桥面板结构设计参数的优化,依托某大跨度钢-混凝土组合梁桥工程,采用三维有限元软件建立板壳局部模型,以钢板厚度、混凝土板厚度以及剪力钉间距作为分析参数,并以钢板跨中应力和支点应力、混凝土板跨中应力和支点应力及跨中挠度等5个指标作为目标函数,定义结构综合目标函数W。首先基于正交试验方法的参数分析,确定钢-混凝土桥面板最优参数组合;其次采用极差分析法对结构综合目标W进行分析,获得结构设计参数的敏感性及显著性。结果表明,参数优化后的结构较原结构混凝土板跨中压应力减小了19.0%,混凝土板支点压应力减小了17.8%,钢板跨中压应力减小了25.2%,钢板支点压应力减小了26.8%,跨中挠度减小了7.5%;结构参数对钢-混凝土组合桥面板结构受力性能敏感性程度由强到弱依次为混凝土板厚度、剪力钉间距、钢板厚度。

钢混组合连续刚构桥混凝土桥面板安装技术要点

文章以具体工程为实例,介绍了钢混组合连续刚构桥混凝土桥面板预制工艺要求,阐述了桥面板吊装上架、预应力穿束等施工技术要点,并对桥面板安装中的拼接面涂胶、面板拼拢挤紧、预应力压浆等工艺措施进行了详细研究,以提高钢混组合连续刚构桥混凝土桥面板安装效率,提升钢混组合连续刚构桥混凝土桥工程整体施工质量,促进桥梁工程事业长远发展。

钢混组合梁减隔震抗震优化设计分析

为确保钢混组合梁抗震设计性能最优,依托黄江跨航道主跨为138 m的大跨度槽型钢混组合连续梁桥,针对减隔震支座多参数进行优化研究,选择支座尺寸、铅芯直径以及硬化率作为分析参数,分别选取墩底纵向弯矩和横向弯矩两个指标作为目标函数,定义结构综合目标函数W。基于正交试验方法的参数分析,确定钢混组合梁桥抗震性能最优参数组合。采用极差分析法对W进行分析,获得结构设计参数对抗震性能的敏感性及显著性。结果表明,钢混组合梁桥抗震性能最优减隔震支座参数为:减隔震支座尺寸为1 300 mm×1 300 mm,铅芯直径为190 mm,硬化率为0.20,较原设计方案纵向墩底弯矩减小了41.9%,横向墩底弯矩减小了30.5%;参数敏感性程度由强到弱依次为支座尺寸、硬化率、铅芯直径。

平武枢纽D匝道1号桥钢混组合梁变更现浇预应力箱梁方案设计

该文分别采用Midas Civil Designer和Ansys软件对桥梁结构进行计算,并以《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)为标准。Midas Civil Designer软件采用梁格法离散模型,横向通过横向联系及虚拟边横梁连接,车道荷载加载与横向联系上可按实际模拟。该文主要对平武枢纽D匝道1号桥钢混组合梁变更现浇预应力箱梁方案设计进行简单的阐述。

落石撞击下钢混组合梁桥上部结构动力响应分析

基于HJC混凝土损伤本构模型,利用非线性显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了钢混组合梁桥上部结构的有限元模型,并采用能量守恒原理检验了计算结果的稳定性。从落石速度、落石质量、接触面积、碰撞位置四个影响因素方面,研究了钢混组合梁桥上部结构在落石撞击下的动力响应。研究表明:(1)各影响因素中,落石速度变化对钢混组合梁桥上部结构的影响最显著;(2)落石对桥面板的破坏以局部破坏为主;(3)综合了落石速度和落石质量的落石动能可以作为落石撞击钢混组合梁桥研究中的自变量;(4)碰撞位置不变时,落石动能与混凝土损失体积呈正相关。

V墩异型钢混梁拱组合桥运营阶段力学性能分析

为了确定V墩异型钢混梁拱组合桥在运营荷载作用下变形及受力的特点,以郑东新区前程路大桥为背景,采用组合有限元建立大桥精细有限元模型,考虑运营阶段的汽车活载、人群荷载、温度荷载(整体升降温、日照正负温差),分析荷载单独作用于异型拱桥主要构件的力学性能。结果表明:由于预应力混凝土V墩与边跨预应力混凝土主梁形成刚度较大的刚架,活载对该V墩刚构组合拱桥力学性能影响很小,但温度荷载对桥梁结构的影响较大,整体升、降温作用对预应力混凝土结构受力及变形的作用十分显著,整体升、降温作用对钢结构的受力影响不大,但变形影响显著,梯度升、降温作用对桥梁结构受力及变形的影响介于活载作用和整体升、降温作用之间。

国内第一座公路无塔悬索桥开建

近日,西香高速木里支线木里河特大桥正式开工建设,该桥建设在陡峭险峻的V型峡谷中,采用无塔悬索结构,桥梁缆跨696 m,桥梁梁跨504 m,主梁采用钢桁梁+钢混组合桥面板结构,是国内跨径最大的无塔悬索桥,也是国内第一座公路无塔悬索桥。据了解,在西香高速木里支线33.828 km建设里程中,就有7座桥梁、5座隧道,桥隧比达到99%,总投资约86.9亿元。

新型多主梁叠合板钢混组合梁的成桥试验研究

新型多主梁叠合板钢混组合梁桥体系(简称组合板梁桥)综合运用了叠合板、抗拔不抗剪连接、组合盖梁等新型工程技术,通过发挥材料的组合作用,使主梁高度降低、结构刚度增大、抗震性能改善,具有施工快速、结构可靠、环境影响小等优点,有很强的竞争优势。对该体系的工程应用和成桥试验展开研究,主要结论如下:①总结了组合板梁桥体系相对于传统桥梁体系的推广优势;②对依托工程进行了静载和动载试验,结果表明工程整体工作性能良好,其承载能力满足设计要求;③对组合桥梁采用梁-壳模型进行有限元建模,效果良好,刚接板法计算横向分布系数较为准确。

中小跨径钢混组合梁桥经济技术性分析及设计优化比选

为了合理评价钢混组合梁桥在中小跨径公路桥梁中的适应性,基于江苏省公路中小跨径桥梁的特点,对钢混组合梁桥的经济性、技术性进行研究,比较分析了钢混组合结构在中小跨径桥梁中大规模应用所具备的经济、技术优势。定义了新的设计优选指标,可综合考虑各种构件的造价及各自的活载储备系数的影响,量化参数变化对经济性和技术性的影响。对16 m跨径钢混组合板梁桥的设计参数进行了优化比选。结果表明:钢混组合结构自重轻,拼装方便,适合工厂化生产、装配化施工,是一种适用于中小跨径桥梁的桥型;钢混组合结构在材料用量及成本造价层面相较于传统混凝土结构桥型具有一定竞争力,钢混组合板梁初期建设成本比预制混凝土小箱梁贵10%~15%,比现浇预应力混凝土箱梁便宜;若考虑整个服役周期,同等跨径的钢混组合板梁与相应的混凝土桥梁(装配式预应力混凝土小箱梁、T梁)相比,全寿命周期建设成本接近,同等跨径的钢混组合箱梁的全寿命周期建设成本与现浇预应力混凝土箱梁基本持平;由于自重轻,在地质条件较差的情况,采用钢混组合梁桥会更具优势;引入活载储备系数和综合优选指标来进行桥梁结构设计优化,有利于结构设计参数的量化比选,通过16 m跨径钢混组合板梁桥的优化设计实例得到桥面板厚度最优的设计参数为0.25 m。

曲线钢混凝土组合梁桥徐变效应分析

针对混凝土桥面板徐变过程对曲线钢混组合梁桥力学性能的影响,以某座5×30 m的曲线双工字钢板组合梁桥为工程背景,使用ANSYS软件建立精细化实体有限元模型,利用其中的Creep准则进行徐变等效计算,在考虑施工过程后研究钢混组合梁桥的徐变效应,并探讨不同加载龄期下的预制板对徐变效应的影响。研究结果表明:桥面板徐变导致的5跨连续梁跨中截面徐变应力在边跨最大,中跨次之,次边跨最小;横桥向上靠近钢纵梁处徐变应力大,远离钢纵梁处应力小;受到“弯扭耦合”影响,外侧钢纵梁应力变化比内侧钢纵梁应力变化更加明显,两者徐变应力值最大差异为32.28%。徐变导致的应力重分布使钢混组合梁中的桥面板应力向钢主梁转移,且钢梁上缘应力的增幅比下缘更为显著,边跨跨中钢梁上缘增幅是下缘的5.6倍。连续梁恒载变形会随着混凝土桥面板徐变持续增加,且边跨跨中附加挠度>中跨>次边跨;混凝土预制板加载龄期越长,徐变效应产生的主梁附加挠度越小,30 d的加载龄期下边跨徐变挠度是180 d加载龄期的1.5倍。