快速拼接的装配式箱型铝合金桥梁结构研究

创新发明了快速拼接的装配式箱型铝合金桥梁结构形式,实现了承载结构的化整为零和拼零为整。单梁段由顶板、底板和腹板通过销棒组合而成,单梁段纵向拼接后施加纵向预应力形成承载梁整体,单梁段顶底板和腹板均设有企口键用以保证梁段拼接嵌固。单件最大重量能控制在125kg以内,具有拼接简单,可操作性强的特点;数值计算证明快速拼接的装配式箱型铝合金桥梁能满足强度和刚度的要求,结构主体应力能控制在允许范围之内,活荷载挠度控制在跨径的1/200之内,结构体系是科学合理的;屈曲稳定分析表明,结构能满足整体和局部稳定;结构自振频率成功避开了3.0~4.5Hz这一敏感区域,结构动力特性满足要求。

日本首座铝合金桥梁——金庆桥

金庆桥是日本首座全焊接铝合金桥梁(见图1),1961年6月建成,位于兵库县连接芦屋市和有马温泉的芦有公路上。该桥桥长20.6 m,桥面宽7.00~8.16 m,是一座简支组合钢板梁桥,斜交75°,活荷载为T-20荷载,平面线形为直线,纵向坡度为5%,横向坡度为1.4%~6.0%。主梁由4片板梁组成,采用7系耐腐蚀铝合金(相当于现在的A5083)轧制,构件间的连接采用在工厂MIG焊接、在现场铆接。

铝合金桥梁发展的研究与探讨

研究目的:随着金属铝冶炼技术发展以及铝合金材料性能的不断提升,铝合金材料在桥梁工程中的应用越来越广泛。为了促进铝合金桥梁的应用,对铝合金桥梁的发展进程以及特性进行研究。研究方法:通过对国内外已建造的铝合金桥梁的结构介绍和使用情况分析,探讨铝合金桥梁的优、缺点。研究结论:虽然铝合金材料成本较高,但因其强度-重量比高、易于装配、耐久性好、养护费用低。通过合理设计,将具有良好的应用前景。

铝合金桥梁的受力性能

总结分析国外铝合金桥梁受力性能研究成果及设计与工程实践经验。考虑铝合金焊接热效应及较低弹性模量的影响,对铝合金桥梁的结构形式应进行合理设计;对铝合金受弯构件的稳定性能分析后,提出提高铝结构稳定性的有效措施;借鉴荷兰学者对铝合金桥梁疲劳性能的研究成果,对铝桥的构造细节及整体疲劳性能进行分析。国外研究与工程实践表明,铝合金可以安全、经济地应用于桥梁工程。

新型铝合金桥梁的设计与施工研究

新型铝合金桥梁建设在国内刚刚起步,面临一系列技术难题。为提高我国铝合金桥梁的设计和施工技术水平,该文针对我国已建的半开式铝合金桁架桥梁设计中的变形、应力、自振频率和屈曲特性进行了分析,比较了其不同于一般桥梁设计的特点。同时介绍铝合金桥梁施工的工艺要求和流程,对铝合金桥梁的设计和施工提出了合理建议。

新型铝合金桥梁的设计和施工技术

新型铝合金桥梁建设在我国还不成熟,目前面临着一些技术难题。为了完善桥梁设计与施工的建设,以我国已建成的铝合金桥梁为分析对象,就其中出现的问题进行分析,提出桥梁设计与施工中应注意的问题,对铝合金桥梁的设计与施工提出了一些建议。

铝合金材料在桥梁中的应用研究

铝合金材料在桥梁当中应用的加强,主要是由于我国金属冶炼技术的提高以及铝合金材料性能的提高。铝合金材料虽成本较高,但其具有强度—重量比高、易于装配、耐久性好、养护费用低的优点,具有良好的应用前景。在分析总结国内外已建的铝合金桥梁的结构和使用情况的基础上,对其应用优缺点及性能予以研究,并指出其存在的问题和展望,对提高其产业整体水平具有重要意义。

桥梁用铝合金烧蚀演变图像分析

对预处理铝合金进行高温烧蚀,用扫描电子显微镜采集不同灼烧时间下铝合金图像,提取烧蚀特征,用分形模型分析图像特征。结果表明:随时间推移,烧蚀坑扩大、变深,试件分形维数增加、失重率增加;烧蚀72 h后,分形维数为1.978D,失重率为5.186×10^(-3)%,试件破坏显著;分形模型能准确分析铝合金烧蚀形貌演变。

铝合金桥面板合理断面形式拓扑分析和优化

在简要综述铝合金桥梁桥面板结构形式的基础上,利用ANSYS拓扑技术进行铝合金桥梁桥面板结构形式的拓扑优化分析,得到铝合金桥面板的概念模型;考虑铝合金桥面板的强度和刚度要求以及铝合金挤压生产能力,设计了两种铝合金桥面板,并对所设计的2种铝合金桥面板细部尺寸进行了优化分析.研究表明,采用ANSYS拓扑得到的铝合金桥面板具有足够的刚度,可以满足公路桥梁荷载的要求;不同荷载工况下两种铝合金桥面板的整体刚度比较接近,无竖向支撑的铝合金桥面板的刚度要略大于有竖向支撑的铝合金桥面板.

桥梁铝材的进展与应用

世界上首座铝合金桥是1933年美国匹兹堡市斯密斯菲尔德街桥,迄今全世界共建造了约350座铝合金桥,绝大多数在北美、北欧和西欧,中国还没有。95%以上的铝合金桥为公路桥,铁路桥极少。20世纪50年代以前铝合金桥为板梁结构,20世纪60年代以后改为大挤压型材结构。铝合金桥未得到推广是因为一次性投资高,但一旦建好终身不需要维护,而钢桥每隔若干年需维护一次。若将两种费用捆在一起计算,则铝桥的总造价并不比钢桥的高。铝合金桥已被纳入美国及加拿大公路桥梁设计规范内。

一种大跨径钢-铝组合桥梁设计探索

铝合金桥梁建设在我国刚刚起步,面临诸多技术难题。大跨径钢-铝组合桥梁更是少之又少。依附实际工程项目,分析探索大跨径钢-铝组合桥梁设计方法,对结构变形、应力水平、自振频率和屈曲特性进行对比分析,探索大跨径钢-铝组合桥的优势与缺点。对铝合金桥梁设计、钢-铝组合桥梁设计以及开拓设计师的思维具有重大意义。