Design Technology of Continuous Beam-Arch Combination Bridges

In this paper,a research was conducted on the design technology of continuous beam-arch composite bridges.A brief introduction is given on the of continuous beam-arch composite bridges,its basic mechanical characteristics is analyzed,and three aspects of design technology is studied,which are rise-span ratio,stiffness ratio,and bridge deck cracking.This article acts as a reference for relevant design units in China to improve the design of continuous beam-arch combination bridges.

SFCC现场导热系数与温度场实测及预测方法研究

为确定钢纤维页岩陶粒混凝土(SFCC)现场实际的导热系数,与桥面板施工同步制作了不同钢纤维体积分数的SFCC试件,采用热板法进行测定,校核并扩展了导热系数预测公式,并且对高温沥青摊铺时SFCC桥面板的温度场进行了实测和数值模拟.结果表明:环境湿度为67%时,SFCC的实测导热系数为0.915~1.409 W/(m·K),增加钢纤维体积分数可提高SFCC导热系数;考虑湿度和钢纤维影响后的扩展Maxwell公式预测值与实测值吻合良好;高温沥青摊铺时桥面板SFCC混凝土内的温度梯度可达20.5℃,超过规范日温差,采用数值模拟可有效计算桥面板温度场.

波形钢-UHPC组合桥面板中栓钉-PBL连接件抗剪性能数值模拟研究

针对波形顶板-超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)新型组合桥面板结构,提出在波形钢板波峰处布置短栓钉,波谷处布置开孔板(Perfobond Leiste,PBL),形成栓钉-PBL组合连接件协同抗剪。为探究该组合连接件的抗剪力学性能,建立组合连接件推出试验及梁式试验的有限元模型,并基于现有试验对模型的正确性进行验证。在此基础上,讨论了栓钉直径、PBL孔径、栓钉抗拉强度和UHPC抗压强度等设计参数对组合连接件抗剪性能的影响规律。通过分析组合连接件在推出试验全过程中的剪力分配规律,揭示了波形顶板-UHPC组合结构中栓钉与PBL剪力连接件的协同工作机理及破坏机理,并基于此提出组合连接件的设计理论和抗剪承载力计算方法。研究结果表明:组合连接件受到的剪力由栓钉和PBL共同承担,增加短栓钉直径、PBL孔径和UHPC强度均可有效提高组合连接件抗剪承载力;栓钉与无贯穿钢筋的PBL连接件抗剪承载力相近时,后者在加载初期承担的荷载较大,并会早于栓钉发生破坏;二者抗剪承载力之比在1.5左右时,大致同时进入破坏阶段,组合效果最佳;提出的栓钉-PBL组合连接件抗剪承载力计算公式的计算结果与有限元及试验结果吻合度较高;抗剪连接程度相同时,采用组合连接件的桥面板受力性能最佳,钢板与UHPC层之间的相对滑移和间隙均最小。

提篮式拱梁组合体系桥梁拱梁结合段受力特性研究

为了解提篮式拱梁组合体系桥梁拱梁结合段的受力特性,以福州至长乐机场城际铁路乌龙江大桥为背景,建立该桥拱梁结合段精细化有限元模型,考虑几何大变形、材料非线性等效应进行全过程非线性分析,得到不同荷载阶段下拱梁结合段的应力分布,研究拱梁结合段的破坏模式和受力特性。结果表明:随着荷载增加,中拱拱脚外侧加劲肋与底板交界处最先屈服,最不利截面位于拱肋壁板与拱脚横隔板交界处;拱梁结合段的弹性承载力系数为2.32,塑性承载力系数为4.71。当荷载达3.57倍最不利荷载组合时,最不利截面拱肋壁板与拱脚横隔板相交的角点先达到屈服;当荷载达4.25倍最不利荷载组合时,1/2最不利截面屈服,屈服区域由角点屈服向拱肋上部区域扩展;当荷载达4.71倍最不利荷载组合时,最不利截面大部分屈服,拱肋壁板屈服区域向整个截面扩展,拱肋因屈服区域过大而丧失承载力。拱肋壁板屈服区域扩展过程中,内、外侧加劲肋逐步屈服;设置外侧加劲肋有利于推迟拱肋壁板的屈服。

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。

高抗拉组合桥面混凝土试验研究与应用

为解决高抗拉组合桥面混凝土存在的钢纤维掺量高、流动性差、经时损失大、泵送施工困难、早期强度低、易开裂等问题,试验通过原材料优选、配合比设计及优化,配制出流动性好、经时损失小、早期强度高、收缩率低的大掺量钢纤维混凝土,并将其应用于旧混凝土T梁与新钢纤维混凝土铺装层依靠剪力钉组合而成的桥面结构。结果表明:钢纤维混凝土不仅流动性好、2 h经时损失小,且1 d抗压强度达35 MPa以上,28 d抗弯拉强度达7 MPa以上,28 d干燥收缩仅有258×10^(-6),混凝土铺装层无裂缝、孔洞、漏筋、蜂窝、麻面等外观缺陷,应用效果良好。

公铁同层大挑臂钢箱梁正交异性桥面板疲劳特性研究

为深化认识大挑臂钢箱梁正交异性钢桥面板的疲劳问题,以世界首座公铁同层大挑臂钢箱梁斜拉桥——金海大桥为背景,采用ANSYS软件建立钢箱梁节段精细化有限元模型,分析了多种工况下箱梁在有挑臂和无挑臂处顶板、U肋及横隔板关键疲劳细节的应力状态、应力影响面等,并对比分析了箱梁疲劳特性在横桥向的差异。结果表明,大挑臂钢箱梁的顶板-U肋细节应力影响面长宽约为2个U肋和2道横隔板,与普通闭口钢箱梁无异,而横隔板-U肋细节应力影响面长宽约为7个U肋和3道横隔板,远超普通闭口钢箱梁同类细节应力影响范围;箱梁在不同区域的部分同类疲劳细节受力状态存在明显差异,沿纵桥向,分别在有挑臂和无挑臂处的横隔板开孔底边细节应力差距高达85.4%;沿横桥向,靠近箱梁中心线的内侧车道为最不利加载车道,该车道内横隔板侧边开孔细节最不利应力幅可高出其他车道57%;箱梁各疲劳细节对轮载横向分布位置十分敏感,其沿横桥向疲劳特性差异主要由横梁整体弯剪变形引起,同时,邻车道疲劳荷载对横隔板侧边开孔细节应力幅影响超过38%。因此,多车效应不宜忽略,根据重车车流量统计推算,本桥多车效应系数建议取值1.05。

舰船甲板航空煤油流淌火灭火试验研究

为对比不同的水成膜泡沫与干粉联用灭火方式对舰船直升机甲板航煤流淌火的灭火有效性,设计并搭建了可模拟海风和舰船摇摆的大尺度试验平台,分别在水平流淌模型和倾斜流淌模型上进行了先喷洒干粉后喷洒水成膜泡沫灭火、干粉和水成膜泡沫混合喷洒灭火等4组试验。试验结果表明,干粉和水成膜泡沫混合喷洒灭火的方式控火时间和灭火时间均最短,能更有效地扑灭直升机甲板流淌航煤火。

天府川西竹海大跨度玻璃索桥设计特色

天府川西竹海玻璃悬索桥为主跨290m的空间索面悬索桥,桥梁跨中24m长的区段内设置双层结构观景平台,采用组合式锚碇的高空全景走廊,论文较为详细地介绍了该桥梁的设计理念、桥梁各主要结构的设计情况及特点。

武广客运专线140m钢箱拱系杆拱桥在无砟轨道中的应用

研究目的:为探讨大跨系杆拱桥梁对无砟轨道的适应性程度。在武广客运专线的无砟轨道区段应用了140 m钢箱拱等系杆拱桥,以取得经验。研究结果:本桥为满足无砟轨道行车的需要必须进行梁端构造处理。

水泥混凝土桥梁沥青混凝土铺装层的疲劳性能

为了提高水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装的使用寿命,以复合梁试验评价不同的桥面沥青铺装结构的疲劳性能,采用有限元法分析荷载作用下复合梁试件具有与实际梁体一致的应力响应,并采用复合梁疲劳试验测试不同桥面沥青铺装层组合的疲劳寿命。由试验结果可知,复合梁破坏模式与桥梁铺装实际破坏形式一致,相同的铺装结构在加入防水粘结层后寿命可增长8倍,铺装材料加入纤维可使疲劳寿命增长20%以上;SMA和纤维加筋的AC组合是本次试验中的最优结构。

大跨径桥梁沥青混凝土桥面铺装层力学分析

本文结合滨州黄河大桥实体工程,针对大跨径预应力混凝土桥梁沥青混凝土桥面铺装层的受力特点,建立力学分析模型,并通过对桥面铺装体系的受力分析,找出铺装层的最不利荷载位置,研究该位置的应力、应变,确定铺装层设计的力学控制指标,为桥面铺装层设计提供力学理论依据。

大跨度公铁两用斜拉桥结构特性分析

在总结分析国内外已建大跨度铁路斜拉桥结构特征的基础上 ,针对我国拟建大跨度公铁两用斜拉桥的活载重和铁路设计车速高的特点 ,建立了大跨度公铁两用斜拉桥空间计算模型 ,并对其静、动力特性进行研究 .重点探讨了不同桥面体系对大跨度公铁两用斜拉桥静、动力受力特性的影响 ,并分析了结构几何非线性问题 .研究结果表明 :正交异性钢桥面板结合梁体系桥静、动力特性明显优于纵、横梁桥面体系桥 ,结构的几何非线性除对桥梁局部杆件的内力有一定影响外 。

大跨度公铁两用斜拉桥公路桥面铺装层受力特点分析

为研究适合于大跨度公铁两用斜拉桥的公路桥面铺装复合结构及其控制荷位和力学指标,以武汉天兴洲大桥为例,采用有限元方法,首先建立整桥结构三维模型,计算列车荷载作用下的公路桥面力学响应,然后截取最不利梁段建立公铁两用斜拉桥公路桥面铺装复合结构模型,并以列车荷载作用下的整桥计算结果等效为复合结构模型强制位移边界条件,最后计算公路车辆荷载作用下的铺装结构力学响应,得到铺装层的控制荷载和力学指标。分析表明,考虑列车荷载作用后,公路车辆荷载中心位于纵向加劲肋一端正上方位置为公路铺装体系的横向控制荷位;考虑列车荷载作用后的铺装层最大横向拉应力峰值比不考虑列车荷载时增加了18%,给公路桥面铺装层纵向裂缝的控制、结构设计和材料试验提出更高的要求。

重庆奉节天坑地缝景区喀斯特景观特征及其形成演化分析

奉节天坑地缝景区,位于重庆市东北部,景区内喀斯特景观总体可概括为天坑、峡谷(含地缝、常态、复合式三种类型)、峰丛洼地、洞穴、象形山、水文遗迹等6大类,它们以下三叠统大冶组和嘉陵江组的碳酸盐岩地层为物质基础,或呈线状,或呈面状,或呈点状,有序分布于奉节天坑地缝喀斯特水文系统内,共同构成一个以目前全球规模最大的天坑及世界上最长的地缝为核心,峰丛、洼(谷)地、峡谷、洞穴、地下河、地表河等为重要补充,形态雄伟、典型、幽美、珍稀的奉节喀斯特景观群。同时在对景区喀斯特景观特征及区域地质背景进行分析和研究的基础上,系统研究和探讨了奉节喀斯特“横纵分异”式的形成演化过程,并认为它是一个能充分展现天坑、地缝和峡谷喀斯特复杂演化过程和规律的典型代表地,是全球天坑、地缝和峡谷喀斯特地貌演化的杰出范例。

三门峡黄河公铁两用大桥总体设计及创新

三门峡黄河公铁两用大桥为蒙西至华中地区铁路煤运通道跨越黄河的控制性工程,通行双线重载铁路、双线Ⅰ级铁路及6车道高速公路,全长5 663. 754 m,其中公铁合建段长1 762. 733 m。主桥采用(84+9×108+84) m连续钢桁结合梁,钢桁梁为3片主桁结构,中边桁中心距13. 6 m,每片主桁均采用无竖杆的三角形桁架,桁高15 m,节间长12 m。下层铁路桥面采用正交异性整体钢桥面板;上层公路桥面采用混凝土板与主桁结合的组合结构。钢梁材质采用Q370qE。设计活载合计473. 2 k N/m。桥墩采用圆端形门式空心墩,基础采用钻孔桩基础。主桥采用双曲面减隔震支座及合理的构造处理有效提高了结构抗震性能。钢桁梁采用顶推法施工,公路桥面板采用预制架设法施工。

平潭海峡公铁两用大桥总体设计

平潭海峡公铁两用大桥是国内第一座公铁合建跨海大桥,兼顾高压电缆及自来水管搭载功能。大桥采用双线铁路+6车道高速公路标准建设,从长乐离岸下海至平潭上岛,依次跨越4条航道,全长约16.3 km,是目前世界上最长的公铁合建桥梁。3座主要航道桥均设计为钢桁混合梁斜拉桥,主跨依次为532,364,336 m,主墩基础采用?4.0 m和?4.5 m大直径嵌岩钻孔桩,钢桁梁首次采用两节间整段架设技术。深水高墩区桥梁设计为跨径80 m和88 m简支钢桁双层结合梁,采用整孔钢梁全焊、整孔浮运及吊装施工。浅水及陆地高墩区引桥采用跨径49.2 m混凝土箱梁,陆地低墩区引桥采用跨径40.7 m混凝土箱梁,全桥采用长栈桥加施工平台的施工方案,公路、铁路桥面均设置风屏障。

钢混组合桥面板的发展概况及设计维护要点

结构优化的少主梁新型组合桥梁体系,对桥面板的跨径,耐久性等提出了新的要求。组合桥面板从历史上单纯以钢板作为模板,发展为合理的利用了钢混两种材料各自的优点,提高了桥面板跨径,减少了重量,加快了施工速度,提高了施工安全性。通过一系列动载和静载试验证明,组合桥面板具有和预应力混凝土桥面板同等级的承载能力和耐久性。组合桥面板制造施工费用与现浇预应力桥面板相近,但工期可缩短30%以上,并且其维护成本低、替换拓宽方便,全寿命费用合理。因此,组合桥面板是值得我国借鉴并在今后进行发展研究的一种结构形式。

泸州市龙透关大桥及连接线工程总体方案构思

受沱江两岸地形和既有建筑分布等建设条件影响,为避免既有建筑拆迁、节省投入,泸州市龙透关大桥及其连接线工程采用双层桥梁和下穿高层建筑的分离式隧道结合方案。该工程跨越沱江的主桥采用双层自锚式悬索-斜拉组合桥方案,总长395m,主梁采用预应力混凝土箱梁,桥塔内弯、总高105m;北岸引桥采用鱼腹式截面预应力混凝土连续梁,总长330m,其横断面为独墩大悬臂方式;南岸引桥接入主桥上层,为双车道的匝道桥,总长750m,采用单箱单室预应力混凝土连续梁。隧道单洞延米长1 940m,由北向南采用分离式隧道过渡到双连拱隧道。

大跨双层公铁两用钢箱拱桥设计关键技术

成贵高铁宜宾金沙江公铁两用桥主桥为主跨336 m双层桥面钢箱系杆拱桥,是世界上首座高铁在上层、公路在下层的分离式桥面公铁两用钢箱拱桥,两层桥面高差32 m。在钢箱拱上采用将公路柔性吊索内穿于铁路刚性吊杆并独立锚固于拱肋的技术,解决了双层桥面吊杆布置和锚固难的问题;采用水平钢箱连杆连接拱肋与铁路桥面的技术,解决了铁路桥面短刚性吊杆疲劳问题;拱墩固结段的钢-混接头采用直接承压式,用高强锚栓提供预压力的方式解决了钢-混接头受力复杂的难题;采用正交异性钢桥面板、底层超高性能混凝土和面层改性沥青的组合桥面铺装体系,有效降低了钢桥面的应力和疲劳开裂风险,延长使用寿命;采用八边形截面的刚性吊杆有效改善了吊杆的涡振性能,并对大桥抗风性能进行了风洞模型试验。风-车-桥耦合动力分析结果表明桥梁的动力性能和列车过桥时的安全性与舒适性均满足规范要求。