钢-FRP桥面板结合梁桥剪力连接件的试验研究

FRP桥面板具有优越的性能 ,与钢梁结合形成的钢 -FRP桥面板结合梁桥有着良好的应用前景。通过试验提出一种经济有效、施工便利的梁、板连接方式 ,对其进行了疲劳试验。试验结果表明该连接方式的承载能力和疲劳性能均满足AASHTO规范的要求。得到了FRP板中栓钉连接件承载力的计算公式 ,并应用于实际工程 ,为钢

钢纤维混凝土与钢结合梁桥面板等效板单元模型及其应用

基于拉压等效与弯曲等效方法,提出了钢纤维混凝土与钢结合梁桥面板换算为单一材料等效板单元的计算模式,导出了等效板单元的厚度和弹性模量的计算式。可方便地采用一般的有限元程序对结合梁桥进行空间分析。对一座实际的钢纤维混凝土与钢结合梁桥进行了空间应力分析及静载试验。

结合梁桥面板混凝土收缩应力评定

灌河大桥为钢-混结合梁斜拉桥。为分析该桥桥面板混凝土收缩应力水平,分别通过试验测定和理论计算公式,得到混凝土前期收缩应变时程曲线和弹性模量时程曲线,根据收缩应变结果进行有限元模拟,得到混凝土前期和后期收缩应力,并对结合梁桥面板混凝土的收缩应力进行评定。结果表明:灌河大桥桥面板混凝土前期收缩量和收缩应力的试验结果大于JTG D62-2004规范公式计算结果;采用杆系模型得到桥面板混凝土顺桥向后期收缩应力最大值为1.5MPa,采用板壳模型得到桥面板混凝土应力最大值顺桥向为1.5MPa、横桥向为2.2MPa,需要采取有效措施以减小桥面板的收缩应力。

拱形钢桁梁桥结构分析与构造细节设计

钢桁架结构通常节点密集,设计复杂多样。现结合绍兴市某拱形下承式钢桁梁桥,介绍其总体布置、结构设计,并基于有限元分析理论,采用通用有限元软件ANSYS对该桥的活荷载计算模式、上下弦杆节点、梁端节点、横肋与下弦杆及小纵梁相交节点的构造细节设计进行计算对比分析。研究表明,整体式节点设计中节点板处竖杆腹板采用渐变断开式设计,可满足应力、屈曲稳定的要求;拱梁结合点处的应力集中范围与大小受圆弧半径、支点相对位置的影响,支点靠近拱梁结合点对结构受力有利;支撑桥面板的横肋下翼缘可与小纵梁、下弦杆采用半刚性节点,虽一定程度上会增大翼缘断开范围腹板应力,但整体应力水平较低。

钢管混凝土桁架梁桥异形薄壁桥面板现浇施工技术研究

雅泸高速公路干海子特大桥为1 811 m长的钢管混凝土桁架梁桥。针对地震烈度9度山区,山高路险坡陡、风大雪多气候多变等恶劣环境特点,对高空、小半径曲线条件下异形薄壁桥面板现浇施工技术进行了研究。重点介绍了中幅桥面板施工方案的比选及桥面板的施工工艺,对类似工程具有参考借鉴作用。

钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板徐变效应研究

针对混凝土徐变易引起钢-混组合连续梁桥负弯矩区混凝土桥面板开裂问题,运用Midas/Civil建立6×85m港珠澳大桥钢-混组合连续梁桥有限元模型,分析负弯矩区混凝土桥面板徐变对主梁结构影响的规律。结果表明:混凝土徐变作用下,成桥前3年负弯矩区混凝土桥面板压应力下降较快,10年时最大压应力为-3.2 MPa;成桥10年边跨主梁最大挠度为-17.67mm,其中前3年主梁变形达到93.04%。说明徐变对港珠澳大桥钢-混组合梁桥成桥前3年影响最为显著,成桥10年内负弯矩区混凝土桥面板一直处于受压状态。

西北大温差条件下结合梁桥面板施工裂纹防治技术研究

本文通过对某桥工字钢-混凝体结合梁双塔斜拉桥桥面板施工过程中出现的裂纹进行检测与分析,判断桥面板裂纹产生的原因,并对整桥桥面板安装及湿接缝浇筑全过程进行受力分析,对受力较复杂区域边墩进行建模计算,提前制定有效措施,实现了结合梁桥面板裂纹的有效防治。

三门峡黄河公铁两用大桥主桥钢桁结合梁设计

三门峡黄河公铁两用大桥主桥为(84+9×108+84)m的11跨连续钢桁结合梁桥,采用双层桥面布置,下层桥面通行4线铁路(双线蒙西通道+双线运三铁路),上层桥面通行双向6车道高速公路。该桥主梁采用密横梁体系钢桁结合梁,横向布置3片主桁,主桁采用三角形桁式。下层铁路桥面采用密横梁体系的正交异性整体钢桥面板,钢轨处设置倒T形小纵梁;上层公路桥面采用C60的钢筋混凝土结合板,通过湿接缝和剪力钉与钢主桁上弦杆及横梁结合为整体;主桁横向未设置联结系,仅在两端的公路横梁底设置板式桥门架。采取选择合理的混凝土板结合及顶落梁工序、选择合适的预制板存放龄期、湿接缝处理和加强预制板配筋等措施改善结合梁负弯矩区混凝土板受拉开裂的问题。主桥钢桁梁采用拖拉式顶推的方法施工。

福厦高铁安海湾特大桥无砟轨道钢-混结合梁斜拉桥设计研究

安海湾特大桥是新建铁路福州至厦门高速铁路控制性工程,跨越安海湾,主桥为(40+135+300+135+40)m斜拉桥,半漂浮体系,采用混凝土桥面板与槽形钢箱梁相结合的主梁结构;索塔采用H形混凝土桥塔;主桥铺设含橡胶弹性隔离缓冲垫层的双块式无砟轨道。桥址基岩为弱风化辉绿岩,基础均采用柱桩。安海湾特大桥受力合理,辅助墩区段混凝土桥面板出现的拉应力通过综合采用支座升降法、配置预应力索等综合性措施,经济且有效地避免了混凝土桥面板受拉,显著减小了钢梁底板压应力和钢板厚度。通过与已实施无砟轨道铺设的两座300 m级无砟轨道桥梁对比,可以看出,安海湾特大桥具有良好的铺设无砟轨道条件。安海湾特大桥主桥无砟轨道钢-混结合梁斜拉桥的成功实施,为无砟轨道在大跨度桥梁的铺设提供了又一成功的典范,有利于大跨度无砟轨道桥梁的进一步发展。

连续结合梁桥采用顶升技术的探讨

通过理论分析、算例、现场实测资料 3个方面探讨了连续结合梁采用顶升技术进行应力调整技术的可行性 ;指出了结合梁收缩徐变效应估算应注意的问题 ;推导了考虑钢梁、混凝土板粘结滑移的结合梁收缩徐变长期行为的理论估算公式 ;

福厦高铁泉州湾跨海大桥主桥钢-混结合梁设计

福厦高铁泉州湾跨海大桥主桥采用主跨400m双塔双索面钢-混结合梁斜拉桥,为半飘浮体系。针对并行公路桥和海湾深水强风环境的建设条件,主梁采用混凝土桥面板+槽形钢箱梁的封闭式箱形结合梁,梁高4.25 m,梁宽21m,标准节段长10.5m。槽形钢箱梁(不含风嘴)采用单箱三室等高截面,底板及纵腹板加劲肋采用直板肋,节段断面连接采用栓焊混合连接方式,索梁锚固采用锚拉板结构。混凝土桥面板标准厚30cm,分块预制,在桥位与钢梁结合。墩(塔)区域的主梁采用浮吊整体吊装,其余梁段利用桥面吊机悬臂吊装。针对海洋大气腐蚀环境,预制桥面板采用C55高性能混凝土,桥面板湿接缝采用粗、细合成纤维混掺的补偿收缩混凝土,钢梁底漆采用石墨烯纳米材料改性鳞片型醇溶无机富锌涂料。

用高强螺栓作为结合梁桥的剪力连接件

在预制预应力混凝土桥面板与多片I字形截面的钢梁构成的结合梁桥上 ,用高强螺栓剪力连接件代替传统的焊接式剪力钉连接件来连接板、梁是一种新的尝试。通过详细阐述高强螺栓剪力连接件工作特性、计算理论、受力分析及施工工序 ,并与传统的焊接式剪力钉连接件结合梁桥比较 ,论证了高强螺栓剪力连接件结合梁桥的可行性及其具有的施工方便、快捷、安全 ,更换桥面板经济。

武汉鹦鹉洲长江大桥钢—混结合梁施工技术

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为(200+2×850+200)m的三塔四跨地锚式悬索桥,为解决桥面铺装层易破损、脱离移位的难题,主梁采用钢-混结合梁结构,其上铺装改性沥青SMA铺装层。针对该新型结构设计,钢加劲梁各单元件均提前在专业钢结构加工厂内制造成型,并采用长线法预拼;混凝土桥面板采取工厂预制施工;边跨混凝土桥面板与钢加劲梁结合采取先节段内结合,后节段间结合的二次结合施工技术;中跨混凝土桥面板与钢加劲梁结合采取先节段桥面板临时固定,后分批浇筑湿接缝混凝土的结合施工技术。实践证明,该桥采用的钢-混结合梁施工技术实际应用效果良好。

铁路结合梁桥结构噪声的数值预测与试验验证

基于车-线-桥耦合振动和统计能量分析,提出铁路钢-混结合梁桥车致振动与结构噪声的理论计算方法。车-线-桥耦合振动分析中,采用有限元方法建立梁-板混合模型,计算桥面板的振动能量,代入并求解统计能量平衡方程,得到桥梁各子系统间的振动能量传递,根据桥梁各构件的振动响应计算桥梁辐射的结构噪声。通过对某三跨钢-混结合梁桥辐射噪声进行现场实测,验证了理论预测模型。分析结果表明:结合梁桥结构噪声主要位于20~1 000Hz频段,计算此类桥梁结构噪声时截止频率可以取1 000Hz;计算主跨跨中断面距近轨不超过25m场点的结构噪声时,可忽略邻跨的影响;全频段内下翼缘辐射噪声最小,315 Hz以上频段以腹板辐射噪声为主,315Hz以下频段以桥面板和钢梁腹板辐射噪声为主。

沪苏湖铁路虹七特大桥钢-混结合连续梁设计

沪苏湖铁路虹七特大桥为(42+60+45)m钢-混结合连续梁桥,主梁采用"槽型钢箱+混凝土桥面板"形式,利用了原设计方案主跨45m预应力混凝土连续梁的预留基础,节约了大额管线迁改费用。钢梁采用单箱单室槽型梁,横隔体系分为框架式、桁架式、实腹式3种,标准间距为4.0m。混凝土桥面板横桥向全宽预制,预留加长湿接缝剪力槽,满足了铁路桥梁布置大量剪力钉的需要。桥面板设计采用不允许裂缝产生的方法,主力工况下按全预应力构件设计,主力+附加力工况下按预应力混凝土A类构件设计。中支点负弯矩区抗裂措施主要采取调整桥面板安装顺序、支点顶升、设顶升预拱度、双重结合等措施。主梁刚度以及动力性能良好,有效保证了行车安全性、舒适性。

双箱结合梁桥结构冗余度评估

为评估双箱结合梁桥的结构冗余度,按照AASHTO LRFD规范设计双箱结合梁桥(内、外侧梁采用相同尺寸翼缘),将NCHRP报告406中推荐的Rd作为冗余度的量化指标,采用非线性有限元软件建立25个简支梁桥和8个连续梁桥模型,分析桥梁的跨长、曲线半径、外部横向连接类型和数量、梁的连续性等参数对Rd的影响。研究结果表明:1个没有外部横向连接的简支梁桥模型、17个有外部横向连接的简支梁桥模型和8个连续梁桥模型的Rd满足NCHRP报告406中Rd≥0.50的最低要求;对于简支梁桥,Rd随桥梁跨长、外部横向连接数量增加而增大,与桥梁跨长影响相比,曲线半径影响较大,横向连接数量影响最大;对于双跨连续梁桥模型,Rd为1.56～2.01(大于简支梁桥的Rd),连续性可明显增加结构冗余度。

秭归长江公路大桥钢-混凝土结合梁安装技术

秭归长江公路大桥为主跨519 m(计算跨径)全推力中承式无铰钢箱桁架拱桥,钢-混凝土结合梁设计为“平面框架式钢梁+预制混凝土桥面”结构体系。桥梁位于三峡库区,跨越长江主航道,两岸地势险要、场地狭窄,且受峡谷复杂风场影响。结合桥梁结构及建造环境特点,钢梁进场采用陆上、水上多样化的运输方式,在江面航道外侧设定位船实现运输船舶快速定位;拱上立柱区钢梁采用先安装横梁再逐跨安装纵梁及次横梁;吊杆区钢梁采用先间隔架设整节段再散件安装跨间梁,最后在跨中无应力合龙;混凝土桥面板采用“拱上提升站起吊+梁面平车纵移+梁面龙门吊机复位”多设备接力安装。该桥采用的多项施工关键技术解决了不利条件下的施工难题,实现了钢-混凝土结合梁顺利安装。

铺装层厚度对钢-混叠合梁桥温度效应影响方析

以某三跨连续钢-混叠合梁桥为工程背景,应用有限元软件ANSYS计算分析中、美竖向温度规范下铺装层厚度对主体结构温度效应的影响及中国规范中铺装层的受力情况。结果表明,两国规范中正温度梯度下结构的拉应力最大值均出现在工字梁,且在正、负温度梯度转变时拉应力比压应力变化明显;砼桥面板除在美国规范负温度梯度作用下拉应力不超过C50容许强度外,其他均大于自身设计抗拉强度;中国规范下铺装层温度效应产生的拉、压应力最大值均小于其容许强度;结构各部位温度产生的效应差距较大。

郑州黄河公铁两用桥主桥钢梁结构设计

郑州黄河公铁两用桥主桥需同时满足高速铁路及一级公路的行车要求,技术含量高。主桥采用了连续钢桁结合梁多塔斜拉桥、连续钢桁结合梁两种桥型。首先介绍主桥的总体布置,结构体系。而后对设计中采用的斜主桁及平行四边形弦杆、铁路正交异性整体钢桥面、公路新型结合桥面等新结构进行了着重阐述,并且论述了采用新结构的必要性及合理性。还对主桥主桁、铁路桥面和公路桥面、联结系、主塔及斜拉索的布置形式和结构构造做了详尽说明。最后详细介绍钢梁各主要构件防腐涂装要求,并且对钢桁结合梁斜拉桥采用的拖拉钢梁施工方法,以及连续钢桁结合梁采用的悬臂施工安装钢梁、顶落梁架设结合桥面板的施工过程做了介绍。

青山长江公路大桥边跨钢槽梁顶推关键技术

武汉市四环线青山长江公路大桥南汊主航道桥为(100+102+148+938+148+102+100)m钢箱及钢箱结合梁斜拉桥,边跨主梁采用钢箱结合梁,即钢槽梁+混凝土桥面板的组合截面。边跨主梁采用先顶推架设钢槽梁,再在其上安装预制桥面板,最后施工湿接缝完成体系转换的总体施工方案。边跨钢槽梁顶推采用步履式顶推,钢梁在工厂制造完成后船运至墩位,利用浮吊吊装至桥塔墩墩旁托架,焊接完成后由中跨向边跨方向顶推。对边跨钢槽梁顶推架设进行有限元分析,以指导顶推施工中墩旁托架、临时支墩、导梁等大临结构设计,并采用三节间钢梁顶推技术、支架应力应变监控、大行程多点步履式顶推施工技术、实时动态纠偏等关键技术,保证了边跨钢槽梁架设的工期、质量及安全。