型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究

正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性。经过多年研究,作者提出一种新型桥面板结构——型钢-UHPC轻型组合桥面结构,将型钢、钢板条与UHPC组合,桥面板的形成无任何板件焊接,因而具有高抗疲劳性,且与传统钢桥面相比,自重持平、造价减半,可作为除“正交异性钢桥面”外的“第二种”大跨径钢桥的桥面结构方案。该文研究这种轻型组合桥面板预制板及横向接缝的抗弯性能,制作4个条带模型(包括2个预制板试件和2个接缝试件),开展三点弯曲的横向接缝负弯矩试验和预制板正弯矩试验,并对试验结果进行分析;基于“条带法”建立预制板试件极限承载力计算模型,提出接缝试件的UHPC开裂名义拉应力计算方法;基于某斜拉桥应用实例,进行整体计算和局部计算,验证新型组合桥面结构在实桥上应用的可行性。研究结果表明:(1)型钢与UHPC间在极限状态前相对滑移非常小,具有良好的协同受力性能;(2)预制板试件的正弯矩极限承载力以型钢屈服控制,而接缝试件负弯矩极限承载力以UHPC开裂和加密钢筋断裂控制;(3)接缝试件的“T形”接缝、加密钢筋、燕尾形的企口、交错式切割型钢钢条等构造设计对接缝整体抗弯拉性能有很好的提高效果;(4)预制板试件极限承载力计算模型所得计算值与试验值吻合良好,该模型搭配名义拉应力计算方法,可帮助工程实际问题的设计与应用;(5)试验结果与实桥的有限元计算值相比,新型桥面结构均有1.3倍以上的安全系数,新型组合桥面应用于实桥具有可行性。

温度作用下钢-UHPC轻型组合桥面疲劳性能研究

文中以宜昌长江大桥钢桥面加固改造工程为背景,通过有限元计算,分析不同温度作用下组合桥面疲劳易损细节的应力变化规律.结果表明:相比传统沥青钢桥面,钢-UHPC轻型组合桥面能够在不增加桥梁恒载情况下,降低疲劳细节应力幅值,改善钢桥面抗疲劳性能;不同温度作用下,相比传统沥青钢桥面,钢-UHPC轻型组合桥面各疲劳易损细节应力的降幅达15%~46%.

钢-混组合结构在桥梁中的应用综述

这篇文章重点分析了钢-混组合结构在桥梁工程中的应用实例,关于此结构在桥梁工程中所展现的优势与适用场景,详细阐述如下。首先,识别问题关键与关注研究领域。然后,本文实施特定方法进行研究探讨。针对研究文献与工程案例进行深入分析,钢-混凝土组合结构在各类桥梁项目中应用分析。实验结果表明,我们得出了以下研究结论。最后,为此,关于未来桥梁建设,我们提炼经验并提供有益建议。针对钢-混凝土组合结构研究的关键包括设计方法、材料筛选及施工技巧,提高应用性能与盈利能力。同时,对该结构进行持续监控与评估,确保其稳定性及可靠性。

钢-UHPC轻型组合桥梁结构华夫桥面板的基本性能

为了克服传统预应力混凝土主梁、钢主梁、钢-混凝土组合主梁由于材料和结构本身缺陷所引起的病害,提出了适用于(特)大跨径桥梁且无横向表面受拉接缝的钢-UHPC(Ultra-high Performance Concrete)轻型组合桥梁结构。为验证轻型组合梁用于斜拉桥的可行性,建立了空间有限元模型进行静力性能分析和疲劳应力幅计算,并制作了9个足尺条带模型试验梁,开展了静载试验研究。研究结果表明:受拉钢筋配筋率、钢筋直径、直线型纤维直径和长度对UHPC的初裂应力影响不大,而纤维带端钩能显著提高初裂应力;端钩型、直线型纤维UHPC试验梁正弯矩初裂应力分别为19.4,10.6 MPa,前者高出后者83%,负弯矩初裂应力分别为13.8,8.4 MPa,前者高出后者64%;正常使用极限状态时,端钩纤维试验梁正负弯矩初裂应力分别为华夫板下缘、上缘频遇组合拉应力的1.45倍、1.66倍;承载能力极限状态时,端钩纤维试验梁正负弯矩名义拉应力试验值分别为华夫板下缘、上缘基本组合名义拉应力的2.1倍、2.4倍;基于S-N曲线预测UHPC华夫桥面板疲劳寿命远大于200万次。

上承式梁拱组合钢结构桥梁施工研究

为减少桥梁上部结构自重,获得更大的桥下净空,引入钢结构桥梁建设思路,开展上承式梁拱组合钢结构桥梁施工研究。在明确工程概况,完成对吊装施工方案的比选后,通过拼装支架搭设、施工中的合拢控制、支架预拱度设置与沉降消除、龙门吊安装,完成施工。在此基础上,对新的施工技术进行了总结,以期对同类工程的建设起到一定的借鉴作用。

极端温度下钢-UHPC组合结构中栓钉抗剪性能数值分析

为深入研究极端温度下钢-UHPC组合结构中栓钉的抗剪性能,基于推出试验建立考虑焊趾的精细化有限元模型,对不同温度下的栓钉抗剪性能及栓钉与UHPC的损伤状态进行分析。研究结果显示:UHPC的损伤深度及高度均随着温度的升高而发生扩大现象;栓钉的损伤主要集中在焊趾处,随着温度的升高,由于UHPC的损伤增大,其对栓钉的约束作用下降,焊趾处损伤范围发生缩小现象。栓钉的抗剪承载力与抗剪刚度均随着温度的升高而降低,且均呈现出线性相关,在-60、60℃下,栓钉的抗剪承载力相较于常温20℃时增长了11、-6 kN,增长率为15%、-8%;抗剪刚度相较于常温20℃时增长了15、-9 kN/mm,增长率为18%、-11%。结合计算结果,在已有的抗剪承载力与抗剪刚度计算式的基础上,引入了温度效应的影响系数,并与计算数据拟合结果较好,能够给工程提供一定的参考。

大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工技术

随着工程技术的进步,大跨度梁拱组合钢结构桥梁因其优越的力学性能和经济效益而广受关注。本文首先阐述了大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工的关键技术要点及其实际应用,并对主梁线形控制技术、吊杆张拉力技术和支架预压技术等实际应用进行了详细讨论,旨在为桥梁工程提供科学的施工方法和技术支持,以期提高工程质量和施工效率,为推动大跨度梁拱组合钢结构桥梁建设的技术进步和创新奠定一定理论基础。

大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工技术研究

本文以一座跨江大跨梁拱型钢结构桥梁为研究对象,对大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工技术进行了详细的分析,总结其基本概况和施工技术难题,并在此基础上,对线型的控制方法和线性灵敏度进行了研究,并就钢梁分段、拱脚钢箱梁的制作、支撑结构的施工工艺和吊装等方面的施工工艺要点进行了分析和讨论,以期为类似的工程提供借鉴,满足当前钢结构桥梁施工的技术要求。

大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工技术研究

大跨度梁拱组合钢结构技术工艺成熟,且易于实现,能满足钢结构桥梁项目建设要求。为实现桥梁工程的安全性、经济性,文章对大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工技术进行了研究,从钢梁分段优化、钢箱梁施工、支撑系统施工、吊装施工等环节阐述了该技术施工要点,结合大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工问题,提出了施工期间的技术保障策略,旨在提高桥梁结构施工质量,建设高质量精品工程。

大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工技术分析

在现代钢结构桥梁技术中,大跨度梁拱组合钢结构的桥梁是目前市场中,刚度较好、施工便利、且价格优势较大的下承式整体设计的钢梁结构。通过对某个桥梁工程实例的研究,对大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工难点问题、钢结构桥梁的结构特点以及钢结构桥梁施工质量控制要求进行了分析,并采用了钢梁优化的方法来控制桥梁工程的施工要点,这种大跨度梁拱结合钢桥的施工技术比较成熟,施工方法简单,可以满足钢桥施工的需要,具有一定的推广价值。

钢-UHPC轻型组合梁桥面板结构型式研究

提出了钢—UHPC轻型组合桥梁结构,以克服传统钢-混凝土组合结构桥梁混凝土桥面板的不足。(1)从基本力学性能和经济性方面对轻型组合梁和传统组合梁进行对比,表明轻型组合梁具有自重低,力学性能优越,施工方便快捷,全寿命经济效益显著等特征,具有较好的应用前景。(2)对等厚板、带纵肋桥面板、华夫桥面板3种结构型式的UHPC桥面板进行有限元分析,结果表明:华夫桥面板竖向位移最小,整体刚度最大;带纵(横)肋桥面板仅纵肋下缘纵向拉应力最大,只需在纵肋下缘配置纵向受拉钢筋;华夫桥面板方案横向拉应力峰值小于较带纵肋方案。(3)基于华夫桥面板方案开展了足尺条带模型试验,正负弯矩试验的初裂应力分别为19.4 MPa和9.1 MPa,华夫桥面板方案能够满足正常使用极限状态的裂缝限值。

采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的抗弯性能

为提高钢-UHPC组合结构的延性,本文提出一种采用装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板。设计并完成了不同抗剪连接程度的组合板的抗弯性能试验,分析了组合板试件破坏形态、极限承载力、刚度、裂缝发展规律和板端滑移,并与采用焊接栓钉的钢-UHPC组合板进行了对比分析,讨论了组合板试件的可拆卸性,最后对其极限抗弯承载力和抗弯刚度进行了理论分析并推导了计算公式。结果表明:装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板破坏模式为纵向水平剪切黏结破坏;降低栓钉间距能提高组合板的协同变形能力,从而提高组合板结构的极限承载力、弹塑性阶段的刚度和裂缝控制能力;与采用焊接栓钉连接的钢-UHPC组合板对比,其在发生较大变形的情况下钢板和UHPC板仍然可较容易地拆卸分离;推导了装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板的极限承载力计算方法和抗弯刚度计算公式,提出了抗弯刚度计算时应对UHPC板高度进行折减,折减系数(βU)在正常使用阶段建议为0.85,理论计算结果与试验结果吻合良好。本文研究成果可为采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的设计和应用提供理论依据。

钢-UHPC组合梁桥负弯矩作用下的设计优化

负弯矩区开裂是钢混组合梁桥的主要技术难题,利用钢-超高性能混凝土(UHPC)可以显著改善甚至规避钢混组合梁桥负弯矩区的开裂问题。本文基于钢-UHPC组合梁数值分析,研究了不同设计参数对钢-UHPC组合梁桥在负弯矩作用下的极限承载能力和开裂弯矩的影响。研究结果表明,采用一定厚度的UHPC和普通混凝土组合的方式可以显著改善结构的抗裂性能,而增加UHPC强度等级、厚度尺寸以及栓钉的直径对于刚度和极限抗弯承载能力并没有显著影响。这些结果可以为钢-UHPC组合梁桥的设计提供优化参考。

大跨度梁拱合钢结构桥梁施工关键技术

随着我国各地经济往来的日益紧密,对基础设施等方面的需求也日益提升。在此背景下,作为基础设施的重要组成部分,桥梁工程在施工过程中需兼顾经济性、适应性以及美观性等多重因素。因此,大跨径梁拱结合型钢梁桥在我国得到了广泛应用。然而,此类桥梁的施工过程颇为复杂,技术应用亦十分严谨。若运用不当,可能导致整体施工面临巨大的安全风险。因此,在推进大跨径梁拱复合式钢梁桥建设过程中,有必要根据具体工程实例,明确关键技术,构建更为合理的运营管理体系,以提升建设质量,为未来工程建设提供坚实保障。

钢-UHPC组合结构桥梁研究进展

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有优异力学性能的新型水泥基复合材料,现已成为水泥基复合材料创新、应用及发展最具活力的领域,且在钢-UHPC组合结构桥梁中得到了应用。针对现有桥梁结构中存在的跨越能力受限及耐久性差等技术瓶颈,国内外学者利用UHPC的性能优势提出了钢-UHPC组合结构的解决方案,并在其受弯性能、抗裂性能、疲劳性能、栓钉抗剪性能、接缝性能影响因素和装配式结构体系及装配方法等方面取得了丰硕的成果。钢-UHPC组合结构具有较好的经济性和可行性,且在正负弯矩下具有较好的抗裂性能和受弯性能,能大幅降低钢结构疲劳细节应力幅;栓钉剪力件的抗剪性能受栓钉直径和屈服强度的影响显著;钢筋的锚固长度、接缝界面情况及接缝类型是影响接缝性能的重要因素。钢-UHPC组合结构适合装配式化施工,在装配式桥梁快速建造技术及大跨桥梁结构中具有较好的应用前景,且呈现出较好的发展势头。本文系统归纳了钢-UHPC组合结构的静力性能、疲劳性能、接缝性能及钢-UHPC组合结构桥梁等方面的研究进展,分析了钢-UHPC组合结构桥梁的应用前景,并指出了钢-UHPC组合结构在设计理论、规范体系及应用领域进一步完善的研究趋势,可为今后的研究工作及工程应用提供参考。

大跨度梁拱组合钢结构桥梁施工技术分析

在新时期下,伴随着各项高速公路桥梁建设技术的不断提升,有助于国内运输行业的发展。同时国内运输行业的不断发展,使得对路面施工尺寸的要求也是不断提升,对于各种大跨度梁拱组合钢结构桥梁的施工技术使用也是提出了越来越高的要求。针对这种情况,本文对现阶段梁拱组合钢结构桥梁施工技术进行了分析,对其施工特点进行了探究,以期实现对施工效果的进一步提升,确保日后桥梁施工技术的安全性。

钢和混凝土组合桥梁的结构形式

随着时代的不断发展,科学技术日新月异,一些建筑设计也在不断完善,其中便包括桥梁的建筑工程设计。桥梁是城市建设中的重要环节,既能够横跨江河湖泊,保证交通的便利和人员的安全,又能够增进地域沟通,美化城市环境。而桥梁的结构则是其安全稳定的关键,在当下大多桥梁都采用钢混结构代替了钢板梁结构,使得桥梁更加稳固长久。为此,本文对钢和混凝土组合桥梁的结构形式进行了探讨分析,并预测了未来的发展趋势,能够进一步推动桥梁建设的发展。

钢-UHPC轻型组合梁施工技术研究

钢-UHPC轻型组合π梁是一种新型结构形式,将工字钢梁与UHPC桥面板相结合形成“π”形组合梁,具有结构轻盈、施工便捷、安全耐久等优点。本文以首座钢-UHPC轻型组合连续梁桥--麻埔停车区跨线桥为依托工程,介绍了钢-UHPC轻型组合结构体系在先简支后连续桥梁中的特点、施工方法以及UHPC质量控制要点,以期为同类型工程施工提供参考。依托工程的实施表明:UHPC桥面板与钢梁整体预制,一次成型;组合梁无繁杂的预应力张拉,构造简单;吊装后无须进行钢板焊接,施工方便快捷。

钢-UHPC结合段PBL连接件和钢梁端面承压联合作用研究

钢-混结合段作为钢梁和混凝土连接为整体的核心部件,传力构件的受力性能对钢-混凝土结合段至关重要。为提高结合段的力学性能,进行了仅有钢梁端面承压、PBL连接件和两者联合作用3组推出试验。结果表明:3组试件最终破坏裂缝分布均为钢梁端面侧“八”字形分布;钢梁端面组(D组)试件破坏模式主要为UHPC的开裂破坏而失效,PBL连接件组(P组)和联合作用组(PD组)试件主要是贯穿钢筋的剪切破坏而失效;3组试件的荷载-滑移曲线均包含弹性、裂缝开展和屈服3个阶段,由于贯穿钢筋和UHPC榫具有抑制裂缝开展和提高试件延性的作用,P组和PD组试件裂缝开展阶段较D组更短,屈服阶段更长,延性更好。对荷载-滑移曲线进行拟合,提出了钢梁端面承压和PBL连接件承载力随滑移量变化的计算公式。引入滞后滑移差Δs_(j),当Δs_(j)=0~0.67 mm时,联合作用计算结果偏于安全。计算得到钢梁端面承压传力比例约为43%,PBL连接件传力比例约为57%,两者传力效果基本相当。利用UHPC作为外包混凝土时,建议采用承载能力更高的贯穿钢筋,以充分发挥UHPC的高强性能,从而提高结合段的承载能力。

钢-UHPC组合梁单钉连接件抗拔性能分析

为研究钢-UHPC组合梁单钉连接件的抗拔性能,通过6组UHPC中单钉连接件的拉拔试验和ANSYS软件数值计算,分析了栓钉直径、高度对抗拔承载力和破坏模式的影响.提出了钢-UHPC单钉连接件抗拔承载力计算公式,得到了不同UHPC和栓钉强度下栓钉钉杆拉断和UHPC开裂2种典型破坏模式的高径比界限.结果表明,若高径比大于界限值,抗拔试件破坏时栓钉钉杆被拉断,UHPC板完好,属于延性破坏;若高径比小于界限值,试件为UHPC开裂破坏,栓钉脱出,UHPC冲切破坏面与竖直面的夹角约为43°,属于脆性破坏.钢-UHPC单钉连接件抗拔承载力公式的计算值略低于模拟值,相对误差小于10%.