钢桥面板U肋焊接处残余应力影响因素

以某跨海大桥钢桥面板U肋为研究对象,用ProCAST软件对钢材焊点残余应力进行计算机模拟,在冷却条件和稳态条件下,计算顶板与U肋间的纵向残余应力,改变顶板厚度、顶板宽度、焊件长度、U肋高度、坡口角,分析不同因素对残余应力的影响。结果表明:在稳态条件下,顶板宽度、U肋高度和坡口角对钢材U肋焊接处的残余压应力影响显著,而顶板厚度和焊件长度对焊接处残余压应力影响不明显。因此用顶板上缘和U肋内侧计算钢材残余应力是最优方案。

正交异性桥面板U肋角焊缝全熔透焊接工艺研究

针对正交异性桥面板坡口部分熔透角焊缝接头疲劳强度低的问题,从提高焊接接头质量角度出发,研究实现U肋角焊缝全熔透焊接的工艺方法。采用专用的焊接设备,进行了U肋内侧角焊缝富氩气体保护焊试验,U肋外侧角焊缝埋弧焊、富氩气体保护焊和CO2气体保护焊等工艺方法,对焊缝进行无损检测和断面酸蚀试验,分析不同焊接方法的优缺点,选择合理的方法进一步实施板单元焊接试验,通过超声相控阵检测,证明试验结果满足标准要求,达到了全熔透焊接的目的,应用于焊接生产。

熔池形状对钢桥面板U肋焊接残余应力的影响

基于ABAQUS有限元分析软件的热弹塑性方法,研究了熔池形状对正交异性钢桥面板U肋焊接接头残余应力分布和变形的影响。结果表明,与未考虑熔池形状相比,考虑熔池形状的模型U肋右侧焊趾的最大纵向残余拉应力减小了14.8%,左侧焊趾的最大纵向残余拉应力减小了6.3%;U肋右侧焊根的最大纵向残余拉应力减小了29.6%,U肋左侧焊根的最大纵向残余拉应力减小了26.9%;使用未考虑熔池形状的模型会高估残余变形,考虑熔池形状的模型最大横向收缩减少了29.4%,最大纵向收缩减少了22.2%,最大竖向变形减少了41.2%。

U肋埋弧外焊机器人焊接系统及其应用

介绍了一种新型的U肋外侧角焊缝焊接设备——U肋埋弧外焊机器人焊接系统。对多种U肋规格的U肋外侧角焊缝进行了焊接测试并对焊接结果进行了对比。对比分析U肋埋弧外焊机器人焊接系统与气体保护焊U肋焊接机器人以及U肋埋弧外焊专机之间的区别,得出其相对的优势和缺点,并提出了对设备改善和优化的建议,展望了其应用前景。

桥梁U肋板单元焊接技术专利态势分析

在国内大基建及桥梁建造背景下,为明晰桥梁U肋板单元焊接技术全球的专利布局现状和竞争态势,本文以钢箱桥梁中的U肋板单元纵缝焊接为研究对象,结合专利申请信息、法律信息及市场信息,对该领域的全球专利申请趋势、布局地区、申请主体及发明人等进行分析,判断U肋板单元焊接技术的专利申请和竞争现状,推测未来发展方向,为市场主体专利布局方案设计及决策提供依据。

桥梁用U型肋板高效焊接专机研制

：随着大型钢结构桥梁工程的日益增多，桥面U肋板单元的生产制造因其批量大、成型及焊接质量要求高，实现自动化生产的必要性越发凸显重要。北京中电华强焊接设备公司通过U型肋板焊接生产过程中进行大量的技术调研、市场考察、焊接实验及其它可行性论证后，在国内率先推出了钢桥U肋板高效焊接专机，提高钢桥U肋板生产的效率和产品质量，满足钢箱梁类型桥梁生产的需要。

U肋-面板全熔透焊接接头疲劳性能试验

正交异性桥面板U肋-面板焊接接头为疲劳裂纹多发部位,为了提高U肋-面板焊接接头疲劳性能,分析目前规范中对该构造细节的疲劳设计要求以及疲劳问题依然存在的原因,在目前主要采用部分熔透焊形式的背景下,考虑引入全熔透焊接以期达到提高疲劳性能的目的。研究围绕一种全新的U肋-面板全熔透焊接接头的疲劳性能分别开展构造细节和节段足尺模型试验研究。试验结果表明:全熔透疲劳裂纹都是始于U肋内侧焊趾处,沿着U肋腹板厚度方向发展,部分熔透焊裂纹主要始于未熔透焊缝的焊根部位,沿焊喉方向发展,直至贯通整个焊喉,且在同样加载条件下,全熔透焊裂纹产生的加载次数明显高于部分熔透焊;全熔透焊的热点应力试验测试值与理论计算值基本一致,U肋焊趾部位应力集中明显,内侧受拉外侧受压,解释了疲劳裂纹起始点为U肋焊趾内侧;经回归计算得到热点应力疲劳强度为263.8 MPa;将足尺节段疲劳试验加载幅度对应的加载次数换算为公路桥梁规范单车轮轮载60 kN所对应的加载次数,2个试件加载次数都超过1.2亿次,且U肋-面板全熔透焊接接头依然没有疲劳裂纹产生,表明U肋-面板全熔透焊接接头具备优良的抗疲劳性能。

伍家岗长江大桥主桥设计关键技术

为探讨跨长江大跨度悬索桥各项关键设计技术的合理性,以宜昌伍家岗长江大桥为研究对象,针对大桥采用的若干设计关键技术展开论述。该桥首次采用新型复合索股编制的主缆,因采用标准直径钢丝、复合索股编缆方法,使主缆更加紧密,施工功效更高。为提高正交异性板钢箱梁顶板的抗疲劳性能,采用U肋与顶板全熔透焊接的新方法。树脂沥青桥面铺装能改善钢梁顶板疲劳应力幅,针对二者共同作用开展了试验研究。江南侧锚碇首次采用复合地基的浅埋式柔性扩大基础,避免了深挖锚碇带来造价过高、施工风险大的问题。提出北锚碇锚塞体置于砾岩岩层的隧道锚方案,并采用模型试验和数值分析验证了方案的可行性。

武汉汉江湾桥主桥设计关键技术

武汉汉江湾桥主桥为(132+408+132)m中承式连续钢桁拱桥,桥面车行道按双向6车道布置,并预留拓宽至8车道条件。主桥拱肋采用变高度N形桁式两主桁钢桁架结构。主桁标准间距34 m,汉口岸边跨受限于总体线形,主桁间距由34 m变化至39.5 m。主桁中支点附近下弦杆根据受力要求采用Q690qE高性能桥梁钢。车行道桥面采用正交异性钢桥面板,车行道桥面下U形纵肋与钢桥面采用全熔透焊接设计。通过主桁节点弯折、钢桥面横坡变化等构造措施简化了主桁、联结系、桥面系的空间关系,降低了杆件制造难度,实现了桥面结构的曲线变宽。

福建沙埕湾跨海大桥主桥钢箱梁设计

福建沙埕湾跨海大桥主桥为(49+58+61+535+198+60)m双塔双索面单侧混合梁斜拉桥,半漂浮支撑体系。设计过程对钢箱梁的构造细节设计采取了一些改进措施:区别对待内、外侧车道桥面系构造, U肋焊接采用双面焊,采用实腹式纵隔板等,同时对钢结构加工提出了适当的工艺要求,保证了钢结构成品的整体质量,提高了结构的耐久性能,可为类似的桥梁设计提供参考。

ERS铺装对钢桥面板疲劳性能的影响及参数分析

为了研究树脂沥青组合铺装体系(ERS)对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响,以宜昌伍家岗长江大桥为工程背景,采用ANSYS软件分别建立有、无铺装层的钢桥面板足尺节段有限元模型,针对不同温度条件下铺装层对钢桥面板疲劳性能的影响作用进行系统研究。结果表明:考虑铺装层与钢桥面板的协同受力之后,U肋与顶板焊接细节4个疲劳易损部位的应力幅值均显著降低;ERS铺装层温度对U肋与顶板焊接细节的疲劳性能具有显著影响,其中对顶板内侧和外侧焊趾的影响最为显著,相对于不考虑铺装层的情况,在铺装层温度为55℃时顶板内侧和外侧焊趾的等效应力幅值分别降低49.8%和46.9%,而在铺装层温度为5℃时其等效应力幅值分别降低81.3%和88.1%;增加RA10层和SMA-13层的设计厚度均可降低U肋与顶板焊接细节的等效应力幅值,RA10层厚度参数对于钢桥面板疲劳性能的影响更加显著;为准确评估钢桥面板的疲劳性能,建议考虑ERS桥面铺装层温度以及厚度的影响。

金安金沙江大桥主桥设计关键技术

华丽高速公路线金安大桥主桥是330m+1386m+205m的双塔单跨钢桁梁悬索桥。设计中对大桥的桥型方案、分跨布置、隧道锚构造、索塔尺寸、钢梁尺寸、顺层边坡的局部支挡、顺层隧道锚的受力性能、加劲梁的气动优化措施、主桥抗震体系和板桁结合加劲梁桥面板耐久性等关键技术问题进行研究。取得的一些创新性研究成果,可为类似工程的设计提供技术参考。