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.

某在役重载铁路32 m预应力混凝土T梁后装声屏障适应性分析

随着我国货运铁路重载扩能运输的发展,大轴重、长编组引起的噪声污染日趋严重,后装声屏障已成为减小噪声污染的主要措施之一,但通过扩能改造提升的在役重载铁路桥梁原设计时并未考虑后装声屏障对桥梁结构的影响。为研究在重载铁路桥梁上后装声屏障的适应性,以在役铁路桥梁主梁型32 m简支T梁(专桥-2059A)为研究对象,采用数值模拟与结合现场实测桥梁现状分析的方法,基于不同荷载组合作用,开展T梁加装声屏障后主梁、声屏障与桥梁连接的位置及道砟槽板适应性分析,并对T梁翼缘板及声屏障结构的潜在薄弱位置进行破坏分析。研究结果表明:T梁加装声屏障后,主梁纵向强度受梁体L/8~L/4处抗剪控制,其中梁体L/8处抗剪安全系数为1.70,小于规范要求值1.80;声屏障与桥梁连接位置安全储备不足,其中,在最不利荷载组合作用下,挡砟墙钢筋应力超过容许值1.25倍、裂缝宽度超过容许值0.54 mm;道砟槽板在最不利荷载组合作用下,其钢筋应力安全储备剩余23.2%、裂缝宽度比规范容许值小0.07 mm。综合考虑3种分析,该类型T梁不宜后装声屏障;在最不利情况下,T梁及声屏障结构破坏顺序依次为预埋化学锚栓处、挡砟墙处、声屏障立柱与水平杆交接处、道砟槽板变高度处、翼缘板根部处。

考虑剪力滞和剪切变形效应的UHPC箱梁长期挠度分析

为准确计算UHPC箱梁在长期荷载作用下的挠度,基于剪切变形规律的截面翘曲位移函数,运用能量变分法建立考虑剪力滞、剪切变形效应以及UHPC收缩徐变效应的UHPC箱梁挠度计算控制微分方程,推导均布荷载和集中荷载作用下UHPC简支箱梁挠度计算公式,并利用有限元模型计算结果对其正确性进行验证。通过数值算例分析不同效应、截面配筋以及材料特性对UHPC箱梁挠度计算的影响。结果表明:考虑剪切变形效应产生的挠度明显大于剪力滞效应;均布荷载和集中荷载作用下,仅考虑剪力滞和剪切效应后产生的简支梁跨中挠度相对于按初等梁理论计算的瞬时挠度分别增大了9.4%和10.9%,而同时考虑UHPC收缩徐变效应后分别增大了约1.5倍左右;截面配筋对箱梁挠度计算有一定的影响,两种荷载作用下,考虑配筋后计算得到的简支梁跨中瞬时和长期挠度分别是不考虑配筋时挠度的0.96倍和0.89倍;用UHPC材料代替普通混凝土材料可显著降低结构的短、长期挠度以及收缩徐变引起的挠度变化。提出的公式可为长期荷载作用下UHPC箱梁的挠度计算提供理论依据。

简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区设计及工程应用

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥为依托,提出了一种简支转连续结构负弯矩区构造设计方案。采用有限元分析和实桥试验相结合的方法,对简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区的受力性能进行分析,验证了该构造设计的可行性,最后就负弯矩区改善开裂的措施进行了探讨。研究结果表明,对于钢-混组合连续梁桥,简支转连续的施工方法与焊接连续施工方法相比,可减小墩顶负弯矩;承载能力极限状态时,负弯矩区混凝土最大裂缝宽度满足规范要求;桥面板钢筋直径以及混凝土自身力学特性是影响负弯矩区开裂的关键因素,适当加大桥面板钢筋直径、采用超高性能混凝土可以有效减小简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土的开裂;顶升支座法可以在一定程度上减小墩顶负弯矩,对控制开裂有利。

预应力混凝土梁桥关键施工技术分析

为保证预应力混凝土梁桥的施工质量,文章总结了连续梁桥的形式、受力特点等,分析了悬臂浇筑法的施工流程和特点。同时,以某公路连续箱梁桥为研究对象,从0#块支架计算和墩梁临时固结、挂篮预压、合龙等方面分析了施工要点,最后从线形控制和应力控制两方面阐述了连续梁桥的施工控制方法,研究成果可供类似桥梁结构施工借鉴。

火灾后铁尾矿砂混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究铁尾矿砂全部替代天然砂对混凝土梁火灾后抗弯性能的影响,对3根受火45 min和3根非受火混凝土梁进行了静载试验.对比了受火过程中梁内混凝土和钢筋温度分布、梁跨中挠度以及火灾后静载试验荷载-挠度曲线、残余抗弯承载力、破坏形态,验证了平截面假定,分析了铁尾矿砂全部替代天然砂和不同铁尾矿砂混凝土强度对钢筋混凝土梁火灾后抗弯性能的影响.结果表明:铁尾矿砂混凝土梁与天然砂混凝土梁受火过程中混凝土和钢筋温度、跨中挠度无明显差异,受火45 min后满足平截面假定;铁尾矿砂混凝土梁的火灾后残余抗弯承载力与天然砂混凝土梁无明显差异,但破坏时跨中挠度显著增加;不同铁尾矿砂混凝土强度(C30、C40)对梁火灾后抗弯承载力影响不大.

高速铁路大跨度低高度预应力混凝土连续梁设计研究

为降低铁路大跨度预应力混凝土连续梁高度,扩大其适用范围,提出主跨100 m低高度连续梁合理跨度配比及构造尺寸,计算结果均满足规范要求。通过与常用高速铁路主跨100 m连续梁对比分析,系统研究了跨度配合比、构造参数等对结构的影响,总结出大跨度低高度连续梁的优缺点及构造建议值。研究结果表明:(1)低高度连续梁在同等跨度下混凝土用量更省,每延米混凝土用量降低约20%,较传统连续梁更经济;(2)低高度连续梁由于梁高降低,主梁刚度略有降低,但工后徐变上拱值降低明显,减幅约60%;(3)对于主跨100 m低高度连续梁,建议配跨长度在70~80 m之间,且不宜小于60 m;(4)主跨100 m低高度连续梁墩顶梁高不宜小于6 m,建议取值范围6.0~6.5 m,跨中梁高不宜小于3.0 m,建议取值范围3.0~3.5 m。

高震区高速铁路跨度40m简支箱梁方案可行性研究

高铁40 m简支箱梁为近年新发展的大跨度桥梁建造技术,已在低震区多个项目应用,但尚未见高震区桥梁案例,40 m梁是否适用于高震区高铁桥梁,需要研究分析。以津承高铁天津段为例,对0.2g地震区的桥梁进行了40 m梁跨度比选研究,研究涉及梁墩构造、全桥动力性能、工期和经济比选等多方面。研究结论表明:(1)与32 m梁比,40 m梁每延米圬工量较少,两者预制架设经济指标相当;(2)两种跨度梁的桥墩构造一致,40 m梁实体墩墩顶略大,桥墩配筋较32 m梁加强;(3)40 m梁桥的自振频率、脱轨系数、轮重减载率等动力性能均满足规范要求;(4)40 m梁运架设备充足、工艺较成熟,不是制约40 m梁推广应用的因素;(5)40 m梁桥的地震重要性系数宜取1.5,此时的桥梁地震响应与公路、城市桥梁抗震算法较为接近;(6)两种跨度梁的梁场规模相当,40 m梁的运架工期更节约;(7)0.2g地震区40 m梁方案与32 m梁方案相比,投资增加3.57%,增幅较小,但40 m梁方案综合效益显著,可以作为高震区高铁标准跨度梁推荐使用。

某金融大厦托梁拔柱改造工程设计与施工研究

托梁拔柱技术设计难度大、施工复杂,施工过程中安全风险较高,因此尚未形成完整的托梁拔柱设计理论和施工技术。结合某金融大厦改造工程,对托梁拔柱实践进行探讨,该大厦项目拟拆除两根框架柱,依据功能布局的需求及相应的计算结果,采用新增简支预应力上翻梁的加固改造措施。从实施方案对比、可行性论证和现场监测验证等方面阐述了简支上翻梁的优越性,并详述托梁拔柱的施工方案。施工过程中框架梁监测点变形量在-4.6mm~2.5mm之间,大厦改造后可以满足预定的使用功能,可为同类型的工程提供参考。

在役简支梁桥加固后力学性能研究

受环境与荷载影响,部分早期建造的简支梁桥已存在一定安全隐患,需通过加固以适应现代交通需求。本文以镜湖区和尚桥为工程背景,研究了在役简支梁桥加固后的力学性能。首先,结合该桥最新检测结果,基于有限元软件MIDAS CIVIL建立了简支梁桥数值模型,然后,采用所建模型分析了加固后主梁的抗弯与抗剪承载力。研究表明,经过加固后的在役简支梁桥主梁结构力学能满足设计要求,即处于安全状态。期望研究成果能为类似桥梁加固后承载分析提供参考。

预应力混凝土连续梁托梁换柱接长方案设计及施工控制

既有跨铁路路堑(35+60+35)m预应力混凝土现浇连续箱梁,主跨下有某铁路6条,桥梁边孔下方拟新增铁路两线,边孔下及桥台土体需挖除,并扩建1-35m装配式简支小箱梁。原桥台土体挖除会导致桥台桩基外露不满足受力要求,桥梁接长需拆除原桥台并在原桥台位置处新建桥墩用以支承原上部梁及新接长梁,从而保证原连续梁受力体系不改变及运营安全。根据本桥托梁换柱接长设计方案,对设计思路、临时墩位置、支撑系统、梁体验算、施工控制等进行总结,为后续相似工程设计提供借鉴。

库区公路预应力混凝土简支梁高墩选型研究

以库区公路改建工程项目为背景,选取该库区公路上某座预应力混凝土简支T梁。确定其高墩结构类型后,通过Ansys有限元分析软件对水动力效应下的高墩进行抗震分析,为库区公路预应力混凝土简支T梁高墩设计提供一定的参考。

基于LS-DYNA的船-桥墩碰撞分析

基于ANSYS/LS-DYNA及Hypermesh建立了船舶-桥墩碰撞有限元模型,着重针对一典型工况对桥墩遭受撞击作用后的动力响应进行分析并确定其失效模式。然后通过模拟一系列的船舶撞击桥墩的工况为船撞力简化计算公式的拟合提供大量的数据样本并对得到的数据进行统计分析拟合出船撞力的简化计算公式,并与国内外相关规范的规定进行对比分析,相关结果表明,我国规范中规定的船舶撞击力相对偏小。

高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工BIM技术研究与应用

文章介绍了应用BIM技术开展高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工的重要环节,分析了高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工特点,在明确技术适用性的基础上,针对BIM模型建立、预应力筋碰撞检查、有限元仿真分析、施工过程监测管理等方面内容进行了强调,能够缓解以往设计与施工存在的衔接困难问题,提高施工过程监控水平。

基于移动模架的大型桥梁现浇简支梁施工分析

结合磴口黄河特大桥工程案例,详细分析移动模架现浇简支梁的具体施工应用。在该工程施工时,从上行式移动模架的结构功能入手,按照上行式移动模架的拼装步骤进行拼装。工程实践表明,把控好移动模架的拼装质量及做好各施工关键工序的高效衔接,可有效避免桥梁下方复杂环境对模架搭设所造成的不利影响,按期完成施工任务,施工效果显著。经验证,此项技术具有可靠性,值得同类工程参考借鉴。

新建西十高铁汉江特大桥边跨支架设计与施工

汉江特大桥是西安至十堰铁路的控制性工程,孔跨布置为(67+70+73+420+73+70+67)m斜拉桥+2×32 m简支梁,其中边跨混凝土箱梁总长共285 m,主梁采用钢桁加劲预应力混凝土箱梁,箱式采用单箱四室等高截面,中心处梁高3 m,顶、底板宽度均为17 m。采用钢管立柱支架现浇施工,针对中跨地质情况较差,跨中现浇梁钢管支架采用1 m钻孔灌注桩基础桩的形式克服梁部超重荷载下基础沉降的问题。现浇支架采用分段预压形式,减少预压块的投入。通过计算支架变形、梁体预抬值,精确定位预埋件位置,使用定位架对预埋件精确定位,提高施工效率。

预应力混凝土空心板桥梁加固方法研究

为解决预应力混凝土空心板桥梁应用环节存在的结构承载力下降、桥体老化严重问题,规避由此引发的桥梁受损、桥面裂缝困境,保证桥梁运行质量,对预应力混凝土空心板桥梁加固方法展开研究,以案例解剖的方式,基于三维有限元模型分析桥梁病害的具体形式和产生原因。在此基础上初步制定技术方案,并结合数值计算结果、经济性、可行性分析结果确定最终方案,梳理方案技术流程、评估方案应用效果,以提高预应力混凝土空心板桥梁建设质量。

山区S形曲线桥梁施工关键技术研究

针对山区公路桥梁施工存在的机械材料运输困难、施工组织难度大等问题,本文旨在提出一套适用于山区S形曲线桥梁施工的预制T形组合梁制作、运输和安装方法,以提高施工效率和质量。首先分析山区桥梁施工的特点,对S形曲线桥梁中T形组合梁的预制流程及施工控制要点开展技术创新和优化。首先提出了改进的T梁预制方法,基于钢筋定位架优化了钢筋布设精度和效率,并通过智能张拉设备、自动喷淋系统等智能化手段,有效提高了预制梁的成品品质。其次,针对安装效率的挑战,研究提出了一种左右幅整体架设的预制梁安装方案,基于此对T形组合梁的安装流程进行了优化。通过在某大桥项目中的实际应用与验证,结果表明,本技术方案可提高T梁预制和架设精度,有效控制S形桥梁纵向及横向的线形。本研究为山区S形曲线桥梁施工提供了一套T形组合梁从生产到安装的全过程标准化技术方案,为类似项目提供了宝贵的技术参考与实践指导。

高墩大跨度现浇预应力混凝土箱梁桥施工关键技术

山东某高铁跨河特大桥项目,跨河桥梁工程为3 m×40 m的变截面简支梁桥,独立柱墩支撑高度为16.5 m,属于典型的高墩大跨度工程。为确保该项目现浇预应力混凝土箱梁桥的建造效益,本文聚焦关键施工环节,采用梁柱式支架现浇、后张预应力法进行施工,对梁柱式叠合支架的施工受力进行分析,从叠合支架搭设、钢筋与模板安装、大体积混凝土浇筑、预应力施工和施工测控等方面提出质量控制措施,对现浇预应力梁桥的施工全过程进行了有效控制。工程实践结果表明:梁体实测竖向变形值最大为6.5 m m,梁端最大转角为0.509‰rad,均满足TB 10092—2017《铁路桥涵混凝土结构设计规范》和Q/CR 9603—2015《高速铁路桥涵工程施工技术规程》的要求。该工程还建立了较为完善的施工质量管控体系,促进了高效施工与项目顺利实施,达到了业主要求和项目预期目标,为今后类似工程项目施工提供借鉴与技术参考。

预应力混凝土梁桥关键施工技术探讨

预应力混凝土梁桥中波纹管、混凝土浇筑及钢绞线等的施工质量直接影响项目整体的施工品质、周期及后期的运营维护环节。应用预应力混凝土梁桥施工技术,可提高桥梁的刚度及抗拉强度等,但应用过程中也出现了部分问题。文章总结了预应力混凝土梁桥常见的施工工法,并针对相关问题提出了改进措施。分析表明,采用合理的防治措施可有效减少出现波纹管堵塞、混凝土裂缝及滑丝或断丝问题的风险;挂篮悬臂法能在避免使用重型设备的前提下保障施工安全。