钢箱-混凝土组合曲线梁桥施工关键技术分析

介绍了钢箱-混凝土组合曲线梁桥的受力特征及结构设计,结合工程实例,分析了钢箱-混凝土组合曲线梁桥的施工控制原理和方法,施工过程的变形分析,并探讨了施工控制关键技术,主要包括测量放样、超高处理、边板处理、主梁预制、吊装就位、施工监测等内容。实践表明,通过把握施工关键技术,不仅顺利完成施工任务,还确保了桥梁的安全性和结构的稳定性,工程质量评定等级为合格,可为同类工程施工提供参考。

三跨连续钢-混凝土组合箱梁桥力学特性分析

钢-混凝土组合结构桥具有自重轻、刚度大、延性高以及较好的结构整体性和稳定性等优点,已经广泛地应用于我国的桥梁工程中,但对于成桥后桥梁力学特性的研究较少。因此,依托福州前横路升级改造项目三跨连续钢-混凝土组合箱梁桥梁工程,通过荷载试验收集分析应变、挠度和桥梁模态数据。结果表明:荷载作用下各测点应变和挠度均小于理论值,沿横向分布与理论值趋势基本相同,实测腹板中性轴与理论中性轴基本一致,表明桥梁刚度较高、整体性较好;偏载作用下横向增大系数在1.107~1.254之间,桥梁抗扭刚度较大,不易发生倾覆;桥梁在环境激振作用下第1阶模态自振频率为3.430 Hz,大于理论值2.590 Hz,与理论模型相比具有更高的刚度。

钢-混凝土组合简支桥面连续结构横向应力分析

针对钢-混组合简支梁桥的桥面连续结构开裂等病害,围绕桥面连接板的横桥向应力问题,采用线弹性理论和板的偏微分方程进行分析,得出了桥面连接板挠度和应力的分布函数,建立非线性有限元模型,并进行实桥荷载试验.通过比较理论解、有限元解和实测试验结果,证实了理论解和有限元的有效性.根据得到的分布函数,发现横桥向和纵桥向上的最大拉应力出现在钢梁端部位置的连接板的上缘.此外,还分析了连接板区域尺寸变化对横桥向应力峰值的影响,包括纵梁端部距支座的长度、纵梁的间距以及连接板区域整体尺寸变化.结果表明:较小的纵梁间距和较长的纵梁端部与支撑之间的距离会导致连接板中的横向拉应力峰值增加,并提高横向拉应力在总应力中的占比,从而导致桥面连接板早于设计荷载开裂.因此对于纵梁间距较小、梁端长度较长的钢-混组合简支梁桥桥面连续结构,仅计算其纵桥向受力性能会导致计算结果偏危险,建议按照本文方法考虑横桥向应力对桥面连接板的影响.

曲线钢-混组合箱梁桥车桥耦合振动及支座受力研究

曲线钢-混组合箱梁桥已经建设较多,在设计中因对其车桥耦合振动认识有限,相关支座反力因弯扭耦合效应引起的变化情况等尚未很好解决。基于ABAQUS有限元软件,利用傅里叶级数描述车辆平、竖曲线运动,实现了曲线梁桥车桥耦合振动的数值分析,并基于既有试验和理论成果验证了方法的准确性。以某4跨曲线钢-混组合箱梁桥为例,分析了车辆在内、外侧车道以不同速度行驶及超高条件下对桥梁支座反力的影响。结果表明:当车辆沿着曲线梁桥内侧或外侧车道行驶时,另一侧箱梁的外支座会出现脱空的现象。车速对支座峰值反力的影响较小,但可以通过较低的车速减轻支座脱空。超高对支座反力的影响较小,车辆沿着内侧车道行驶时,缓解了外侧箱梁部分支座脱空;沿着外侧车道行驶时,加重了内侧箱梁支座脱空。

钢-混工字组合连续梁桥地震易损性及其影响参数分析

以一座3×40m钢-混工字组合连续梁桥为依托,通过SAP2000建立不同墩高、不同上部结构荷载及不同上部主梁截面等全桥非线性有限元模型。选取峰值地面加速度(PGA)作为地震动强度参数,以桥墩位移延性比为损伤指标确定了完全破坏、严重破坏、中等破坏、轻微破坏、基本完好等5种结构破坏状态,分析了不同PGA作用下的桥墩易损性。研究结果表明:对于钢-混工字组合连续梁桥,相同桥墩截面尺寸、同一峰值地面加速度(PGA)下,桥墩高度越高,各个破坏状态的超越概率越小,其破坏风险越小;在合理的上部结构设计前提下,增加上部结构荷载,会降低桥墩的抗震性能;相同的下部结构布置,上部主梁采用钢-混组合结构,其桥墩易损性破坏概率要比同跨径的钢筋混凝土T型梁桥小,抗震性能更优越。建议桥梁抗震设计时重点关注上述因素的影响。

钢-混凝土组合箱梁桥空间网格计算模型研究

本文分析了钢-混凝土组合箱梁桥基本计算方法,指出了设计计算中应用单梁模型、梁格模型与实体模型的缺陷,详细介绍了空间网格模型的基本原理,将空间网格模型引入钢-混凝土组合箱梁计算中。为探究空间网格计算模型在钢-混凝土组合箱梁桥中的计算效率和可靠性,以一主跨480 m双塔五跨钢-混凝土组合箱梁桥为例,将主梁按照空间网格模型划分,分析成桥阶段恒载、活载以及设计标准荷载组合作用下主梁边、中跨关键截面的应力。结果表明:空间网格模型可以准确分析组合箱梁截面整体空间效应,无须单独建立局部模型就能考虑到混凝土顶板的剪力滞效应和活载局部效应,计算得出的应力结果直接用于配筋计算,为钢-混凝土组合箱梁桥分析提供新的思路和方向。

基于悬浇法的钢-混组合连续梁桥施工控制

为探究钢-混组合连续梁桥悬臂浇筑施工控制要点,以某跨江桥梁为例,应用MIDAS/Civil有限元软件构建其仿真分析模型,对线形及应力理论值展开模拟;进而应用现场监测技术,开展结构断面应力、线形监测,钢梁吊装监测及体外索力监测。结果表明,针对混合连续梁桥结构特征所制定和采用的施工控制方案切实可行;对桥梁施工期间钢箱梁段、预应力混凝土段、结合段线形及应力的监测为施工安全及质量控制提供了可靠保证。

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。

钢-混组合连续梁桥成桥后混凝土收缩徐变效应影响分析

钢-混组合连续梁桥的钢梁和桥面板通过剪力钉连接,混凝土桥面板的收缩徐变变形会受到钢梁的约束,继而引起桥面板和钢梁应力发生重分布。以某市区快速路环线工程钢-混组合连续梁桥为分析对象,研究发现混凝土收缩徐变对组合连续梁桥成桥后的线形和应力均产生一定不利影响,环境年平均相对湿度变化对组合连续梁桥线形和钢梁应力影响较小,相对湿度增加对桥面板受力有利。

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。

变截面工字型钢混组合连续梁桥受力性能分析

采用MIDAS/Civil软件建立变截面工字型钢-混组合梁桥空间梁格模型,并通过数值模拟和理论分析的方法,探讨该型桥梁的受力特点。结果表明:在自重和车辆荷载作用下,边跨的最大正弯矩出现在距8号墩10 m处,中跨的最大正弯矩出现在跨中截面,最大负弯矩出现在9号墩墩顶截面附近。主梁采用Q345qDNH钢材,其屈服强度345 MPa,在实际应力表现中,主梁工字钢最大应力224.83 MPa,仅约为屈服强度的2/3,显示应力储备充足;主梁混凝土最大拉应力略超过抗拉强度;新型变截面工字型钢-混组合梁桥受力性能表现良好,其设计满足使用要求。

铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段静力试验研究

为研究大跨度铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段的力学性能,以新建杭温铁路永嘉右行线跨甬台温特大桥主桥为背景,基于原桥节段有限元模型研究钢-混结合段的应力分布及传力特性,并基于缩尺模型试验对钢-混结合段承载能力、变形性能等进行分析。结果表明:刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段传力较为顺畅,钢-混结合段钢结构、混凝土结构纵向应力横向分布不均匀系数分别为0.72~1.42、0.63~1.31,钢-混结合段内纵向应力横向分布不均匀现象较过渡段更为显著;后承压板在传力过程中起着重要作用,结合段通过后承压板、剪力钉及PBL连接件分别可传递约56.4%、27.4%、16.2%的轴力,钢-混结合段中1.5 m钢格室段及2.5 m伸长段中钢结构分别将28.3%、15.3%的轴力传递给混凝土;结合段在1.8 P(P为设计荷载)作用下仍处于弹性工作状态,具有足够的承载能力,钢、混凝土强度安全系数分别不小于2.7、2.4;钢-混结合段挠度与三次多项式相符较好,变形较为平顺。

钢箱-混凝土组合曲线梁桥长期爬移分析方法

为了分析钢箱-混凝土组合曲线梁桥的长期爬移规律及其影响因素,并提出可能的防控措施,采用Abaqus有限元软件建立了钢箱-混凝土组合曲线梁桥的有限元分析模型,分别提出了支座摩擦滑移、长期精细温度场以及车辆离心力的模拟方法,分析了在这几种因素共同作用下曲线梁桥支座连续2 a的切向、径向位移变化规律,为钢箱-混凝土组合曲线梁桥的爬移防治提供了理论依据.

高速铁路钢-混凝土混合连续梁桥设计关键技术

阜淮高铁跨涡河采用(82+180+82)m钢-混凝土混合连续梁桥,通过对混合连续梁整体分析,选择合理的结构形式及边中跨比;通过对跨中钢梁长度的比选,选择合理的钢-混结合段位置;建立空间有限元模型,分析钢-混结合段的局部应力;对结构自振特性和车桥耦合动力响应进行分析。研究结果表明,钢混连续梁具有较大的结构刚度,对无砟轨道适应性好;通过合理选择结合段位置,使结合段和主梁受力更加合理,钢混结合段通过合理的结构过渡构件,使内力可以得到良好的传递。

钢-混凝土连续组合桁梁桥受力性能优化

为有效改善钢-混凝土连续组合桁梁桥负弯矩区受力性能,以天津海河吉兆桥为例,总结连续组合桁梁桥的主要设计难点,并对传统的解决方案进行评述,在此基础上提出综合采用部分组合技术、双重组合技术以及优化施工工序3项措施对吉兆桥进行优化设计。采用MIDASCivil软件建立吉兆桥边上1榀组合桁架有限元模型,进行施工全过程分析,检验3项优化措施的有效性。对比分析结果表明,采用此3项技术措施可使混凝土桥面板在荷载短期效应组合下始终受压,下弦杆钢板最大压应力相比不灌混凝土方案降低了约25%。可见,合理采用此3项技术措施可显著降低钢-混凝土连续桁梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力和下弦杆钢板的压应力,从而有效避免混凝土桥面板开裂,改善下弦杆的稳定性。

有轨电车钢-混组合曲线梁桥剪力钉受力分析

武汉市东湖创新示范区有轨电车T2实验线工程,跨武黄高速公路段采用三跨钢-混组合曲线连续梁桥,曲率半径为150 m,钢箱梁与桥面板采用均布式剪力钉连接.由于桥梁呈小曲线半径,曲线段桥面板受弯扭复合作用,剪力钉不仅受顺桥向剪力作用,同时也承受横桥向剪力,剪力钉受力十分复杂,因此,研究钢-混组合曲线梁桥剪力钉受力特性是十分必要的.文中采用ABAQUS有限元软件,通过弹簧单元Springs/Dashpots模拟剪力钉、实体单元C3D8模拟混凝土桥面板、壳单元S4R模拟钢箱梁,桁架单元T3D2模拟预应力筋,建立了全桥精细化空间有限元模型,研究四种工况组合下桥梁剪力钉空间受力特性.结果表明,在四种工况作用下桥梁剪力钉顺桥向剪力,在边跨跨中、 D6和D7支点附近最大,最大值为61.38 kN;剪力钉横桥向最大值在D7墩附近,为23.33 kN;与直线段相比,桥梁曲线段剪力钉存在明显的横桥向作用,在弯扭复合作用下,剪力钉受力复杂;在四种工况作用下最大剪应力为66.3 kN,小于剪力钉抗剪强度,满足规范要求.

钢-混凝土连续组合梁桥施工全过程监测及数值分析

介绍1座钢-混凝土连续组合箱梁桥的设计特色及施工过程,采用先一次建立全桥有限元模型,然后利用Ansys中的生死单元技术,建立了该桥模拟施工全过程的数值分析模型。不同施工阶段的分析表明,设计采用的预应力方法可以使内支座处混凝土桥面板保持压应力状态,有效防止负弯矩区混凝土的开裂。将计算结果与不考虑体系转换情况下组合梁桥计算结果进行了比较,并对该桥成桥状态的性能作了评价。最后,指出了组合连续梁在应用中应解决的关键问题。

钢-混凝土组合连续梁桥动力响应试验研究

钢-混凝土组合梁桥动力响应有其特点,本文结合福州光明港钢-混凝土组合连续梁桥实际工程,开展环境激励及汽车动载激励试验,并应用有限元进行分析和研究,表明理论计算与实测的频率和振型等动力特性较吻合,同时进行组合作用、横向支撑连接、体外预应力等参数研究,为该类型组合连续梁桥的动力性能研究与工程设计提供参考。

BIM技术在钢-混组合连续梁桥顶推施工中的应用

桥梁工程建设环境复杂,传统施工工艺、施工方法越来越难以满足现代施工质量管理要求。文中以乌玛(乌海—玛沁)公路宁夏段(青铜峡—中卫)镇罗黄河特大桥为背景,研究BIM(建筑信息模型)技术在钢-混组合连续梁桥顶推施工中的应用,阐述基于BIM技术的钢筋与钢构件智能加工技术、基于BIM和3D扫描技术的半成品构件的智能复核及质量控制方法、基于BIM技术的钢箱梁顶推施工方案设计及全过程监控等关键技术及其应用。

曲线钢-混凝土组合箱梁桥的爬移行为

钢-混凝土曲线组合梁广泛应用于市政桥梁建设中,由于曲线桥的复杂受力特征,钢-混凝土组合梁桥会在运营期随时间的增长产生横向“爬移”现象.针对曲线钢-混凝土组合箱梁桥产生爬移行为的问题,对梁体爬移机理及预防措施进行研究;利用通用有限元分析软件Abaqus为平台,采用Python语言参数化建模的方式对曲线钢-混凝土组合箱梁桥的爬移行为展开大规模影响因素分析;研究了梁体爬移行为的影响因素及各因素的影响程度;针对曲线组合箱梁桥的爬移机理提出了三种处置措施,并基于数值分析模型验证了处置措施的有效性.结果表明:温度变化是造成爬移的重要因素,车辆离心力作用可促进爬移行为的发展,同等跨度下梁体曲率半径越大,爬移行为越弱.