芜湖长江大桥长期健康监测与报警系统研究

介绍芜湖长江大桥长期健康监测与报警系统的结构体系、总体目标和主要监测内容,同时还介绍该系统的设计方案、总体要求和数据采集、数据库管理与查询的主要功能及安全报警功能。该系统是一套完整的以环境监测、桥梁结构性能监测、列车行车安全监测为主体的由多参数、多种传感器和相关调理仪、多测站及两级计算机局域网构成的综合性大型桥梁结构长期健康监测系统。在监测系统中,采用“小集中”分散数据采集组网方式,通信网络简洁,系统抗干扰能力强、传输速率快、故障率低、检查维修方便,而且运行性能稳定,监测数据结果准确、可靠。全部监测数据实现了边采边显,波形显示形象逼真,刷新速度快,数据库管理科学,查询方便、快捷。

芜湖长江大桥斜拉桥的车桥耦合振动分析

针对芜湖长江大桥主桥 180 m +312 m +180 m的斜拉桥 ,分别采用空间杆系有限元模型与空间杆系 -板-实体混合单元有限元模型分析了桥梁的空间自振特性 ,两种模型的计算结果取得了较好的一致。并采用空间杆系有限元模型 ,对该斜拉桥在列车活载和公路活载下实际运营中的车桥动力响应进行了分析 ,计算结果表明 ,尽管该斜拉桥在设计荷载 (中—活载 )下的挠跨比达 1/ 5 87,列车通过桥梁时的舒适性与安全性仍能满足要求 ,桥梁具有足够的竖向与横向刚度。

钢-高配筋现浇混凝土结合梁裂缝宽度试验研究

随着结合梁的设计由拉应力限值向裂缝宽度限值的转变 ,如何计算结合梁混凝土板的裂缝宽度已成为一个日益重要的问题。对此 ,国内外目前尚无较成熟的公式 ,大多借用普通钢筋混凝土结构裂缝宽度的计算公式。本文结合芜湖公铁两用长江大桥受拉区裂缝宽度控制的工程实际问题 ,对两根大型钢 高配筋现浇混凝土结合梁T1、T2分别进行了疲劳试验和极限承载力试验 ,研究了结合梁混凝土板裂缝宽度及其发展。研究结果表明 :现有混凝土结构裂缝宽度计算公式对影响结合梁裂缝宽度因素的考虑并不全面 ,所得计算结果与实测结果不能很好地吻合 ;对于钢 高配筋现浇混凝土结合梁 ,除普通钢筋混凝土结构已考虑到的因素外 ,还有许多其他更为复杂的因素应加以考虑 ,其中栓钉数量及布置方式是影响结合梁混凝土板裂缝宽度的重要因素。

芜湖长江大桥钢梁细节疲劳强度的研究

芜湖长江大桥是中国 2 0世纪末修建的跨度最大、规模最大的公铁两用新型桥梁 ,设计中采用了一系列新技术———新结构、新材料、新工艺。本文作为芜湖桥关键技术研究项目之一 ,对钢梁疲劳设计方法以及对重要构造细节疲劳试验研究予以介绍 ,包括一般理论、芜湖桥研究采用的设计理论和方法、所进行的大吨位疲劳试验、试件破坏的形态描述和所得到的疲劳试验结果。该研究成果及时提供给大桥设计者 ,保证了大桥的设计质量和建设工期。并被纳入 2 0 0 0年公布实施的《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10 0 0 2 2 99。

负弯矩作用下钢混凝土结合梁性能研究

芜湖公铁两用长江大桥系双层 ,上层为公路桥 ,下层为双线铁路桥。为了使上层公路桥面板能帮助主桁上弦杆抵抗巨大的纵向压力 ,正桥全部采用混凝土桥面板与钢桁梁共同作用的板桁结合梁。但是 ,在主桥边跨各连中间墩附近的上层混凝土板却处于受拉状态。为了给芜湖桥受拉区板桁结合梁提供合理的结构形式和设计依据 ,本研究制作了 4根大尺寸结合梁。它们的尺寸、钢构件相同 ,但混凝土板及连接件的数目与布置不同。其中两根梁的混凝土板为全部工地现浇高配筋混凝土 ,另两根为预应力预制混凝土板 +工地后浇微膨胀混凝土。在负弯矩作用下 ,每梁先做 2 0 0万次疲劳试验 ,再做极限承载力试验 ,对结合梁的疲劳性能、极限状态 ,包括刚度、应变、混凝土板中的裂纹等作了对比研究。研究成果已应用于芜湖桥受拉区结合梁的设计。

板桁组合结构体系受力特性及计算方法研究

对板桁结构的各结构体系受力分析的目的是为了在设计过程中能根据各体系的受力特点 ,对不同的构件进行有针对性的设计。文中针对芜湖长江大桥连续梁的板桁组合结构各体系受力的情况 ,在板桁组合结构计算分析中 ,将结构划分为 3个体系 ,对各体系的受力情况进行了具体分析计算。认为板桁组合结构第一体系受力的最主要的特点 ,是混凝土桥面作为主桁上弦杆翼缘的一部分参与结构整体受力 ,在恰当考虑桥面有效宽度后 ,第一体系的受力分析可以按常规的杆系结构分析办法处理。第二系为由纵横梁及桥面板构成的加劲板 ,可采用叠加桥面板单元的网格梁组合模型进行分析。而第三体系受力主要是分析其在轮压荷载下的受力状态 ,分析时应按实际情况考虑多个车轴下的轮压布置 ,并考虑纵梁支承刚度差异带来的影响。

钢-混凝土结合梁在温度作用下的响应分析

在钢 混凝土结合梁中 ,温度作用通常包括三种形式 ,即 :变温、温差和温度梯度。这些温度作用有时可能导致钢 混凝土结合梁中产生较大的温度应力 ,故必须引起足够的重视。本文在五个基本假设的基础上 ,综合考虑微段的平衡条件和钢梁与混凝土板之间的变形协调条件 ,推出了钢 混凝土结合梁在沿梁截面高度方向线性分布的温度梯度作用下 ,考虑剪切变形影响与不考虑剪切变形影响时的内力、相对滑移和位移计算公式。然后根据芜湖桥初步设计方案 ,取上层公路桥面系中的一个钢 混凝土组合截面 ,按照剪力钉沿纵向全梁均匀分布和沿纵向分段均匀分布 (梁端部附近剪力钉分布较密 ,其他地方剪力钉分布较稀 )两种布置方案 ,计算了钢 混凝土结合梁在温差作用及温度梯度作用下的响应 ,得到了一些有价值的结论。文中给出的公式和结论芜湖桥桁梁结合梁设计参考。

芜湖长江大桥主跨斜拉桥列车走行安全性与舒适性

基于合理的列车走行安全性和舒适性评价指标 ,针对芜湖长江大桥主跨 1 80 +3 1 2 +1 80 m斜拉桥 ,采用空间杆系单元建立了桥梁的有限元模型 ,分析了桥梁的空间自振特性 ,运用文献 [1 ]提出的车桥耦合动力分析理论与方法 ,计算了桥梁在实际运营列车荷载作用下的车桥动力响应 ,对列车通过桥梁时的走行安全性与舒适性进行了详细分析。研究结果表明 ,尽管该斜拉桥在设计荷载下(中—活载 )的挠跨比达 1 /5 87,列车通过桥梁时的舒适性与安全性仍能满足要求。

芜湖长江大桥主跨钢桁梁斜拉桥跨中合龙施工

芜湖长江大桥为双塔双索面钢桁斜拉桥 ,主跨长 312m。由于没有现成的合龙经验可以借鉴 ,通过全体工作人员的共同努力 ,使其合龙误差成功地控制在了 0 0 75mm以内 ,合龙工期仅为 5天 ,这在中国建设史上是前所未有的。它开辟了大跨度钢桁斜拉桥跨中合龙的先河 ,为以后类似桥梁的合龙提供了宝贵的成功经验。文章详细介绍了该桥主跨跨中合龙的特点、合龙的施工方案以及具体的合龙方法和步骤。

芜湖桥板桁组合结构的研究

芜湖桥为双层 (上层公路 )双线铁路桥。全桥范围用栓钉将上层公路桥面板与主桁上弦杆和纵、横梁连成整体 ,共同受力 ,这种结构称为板桁组合结构。与常用的 T型截面组合梁相比 ,板桁组合结构有许多特点 ,现有规范满足不了设计要求 ,所以做了大量的试验研究 ,专门为其制定了设计规范 ,并已应用于该桥的设计与施工。该桥已于 2 0 0 0年 9月底竣工通车 ,运营状况优良。

芜湖长江大桥箱形压杆稳定性试验研究

使用切割法对芜湖长江大桥板厚 44mm及 40mm的箱形压杆焊接残余应力进行了实测 ,给出了残余应力沿板厚和板宽方向分布的规律及加劲肋对残余应力分布的影响。在实测基础上 ,根据统计原理拟合了用于理论计算的厚板焊制箱形压杆的残余应力分布图式。采用数值积分法 ,编制了压杆极限承载力的有限元计算程序 ,分别考虑初偏心、残余应力等初始缺陷及加劲肋等因素的影响 ,对厚板焊制箱形压杆的极限承载力进行了分析研究。计算结果表明 :随着长细比λ的增加 ,杆件逐渐由压屈特性表现为压溃特性 ;残余应力及初偏心对工程常用构件的极限承载力有较大影响 ,残余应力可使稳定系数 φ值降低近 2 0 % ;芜湖桥箱形压杆的加劲肋对 φ值影响不明显 ,其主要作用在于增强构件的局部稳定。

芜湖长江大桥正桥施工监控测试与评估

通过对芜湖长江大桥正桥斜拉桥部分中主桁的上弦杆、下弦杆、斜撑杆、竖杆、副桁的水平横杆、水平斜撑杆、竖向斜撑杆、混凝土桥面板的四个横截面及一个塔柱的 8对 6 4个斜拉索的施工全过程的实测 ,得到的结论是施工过程中斜拉桥的控制因素有三部分。第一部分为混凝土桥面板的应力 ,它控制着施工中斜拉索沿桥梁方向在不同截面处的张拉力的分配 ,它的应力在施工中已接近允许应力 ,是需要特别注意与重视的部分。第二部分为副桁的水平横杆 ,由于它是与斜拉索直接相连且为传递斜拉索张拉力的媒介 ,在施工中已接近允许应力 ,它控制着所能施加的单根斜拉索的最大索力。第三部分为主桁的上弦杆件 ,相对来说 ,其应力的发展比较平稳一些 ,但在全桥成桥后也快接近允许应力值 ,它将控制着桥梁的最终承载能力。斜拉索本身的索力由于在设计中已经充分考虑 ,在施工中其控制因素不明显 ,一般不会出现太大问题。

负弯矩作用下结合梁挠度计算方法研究

钢 砼结合梁在负弯矩作用下 ,随着荷载逐渐增加 ,混凝土板中的裂缝不断产生和发展 ,梁的刚度也随之逐渐下降 ,荷载 挠度关系趋于非线性 ,因而材料力学中求挠曲线的二次积分法对负弯矩作用下的砼 钢结合梁无法获得解析解。本文提出了求钢 砼结合梁负弯矩作用下挠度的数值积分法 ,把非线性问题转化为短区间的线性问题 ,推导了计算公式 ,建立了计算模型 ,编写了电算程序 ,通过反复迭代计算先获得结合梁截面的弯矩 曲率 (M )关系 ,再根据这一关系进一步求得结合梁各截面的给定荷载下的挠度 ,从而可绘出梁的某一级荷载下的挠曲线或某一截面的荷载 挠度 (p Δ)曲线。本文利用编写的电算程序对芜湖桥的两根大型试验结合梁T1、T2梁进行了试算 ,并与实测结果进行对比 ,计算结果与实测结果吻合较好。

芜湖长江大桥过渡墩墩旁托架设计与安装

文章针对工程实践 ,简要介绍了芜湖长江大桥钢梁架设中使用的大型临时设施 9#、 12 #过渡墩墩旁托架的设计与安装方案。通过方案比选 ,以及借鉴以往的施工经验 ,并充分考虑各方面因素后 ,确定采用在9#、 12 #过渡墩墩旁设定一个三角支撑架托住待架 2 4m的钢梁的施工方案。同时对托架的主要组成部分进行了具体分析和设计。采用这种方案具有节省材料 ,可就地取材充分利用万能杆件 ,施工结束后大部分材料可回收利用 ,对通航影响小等特点。这一方案在施工中运用后 ,证明切实可行 ,而且制造、安装、拆除均很方便。这种设计与安装方案为今后类似的工程施工积累了经验。

芜湖长江大桥钢梁整体节点的制造

介绍了芜湖长江大桥概况，整体节点弦杆构造、制造技术难点、制造工艺要点及措施．

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥总体设计

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥为主跨588 m的非对称矮塔斜拉桥,大桥具有跨度大、荷载大、主塔矮等技术特点。研究采用强箱弱桁组合结构主梁、2000 MPa高强度平行钢丝斜拉索、Q500qE高强钢材等新技术和新材料,解决塔矮、索平结构体系受力不合理的技术难题。研究并成功应用大型设置沉井基础,解决深水裸岩基施工困难的问题,开拓新型深水基础。从大桥的建设条件、总体布置、桥型方案、力学特征、技术创新等方面详细论述大桥的总体设计,为多功能合建桥梁设计提供借鉴。

芜湖长江大桥

芜湖长江大桥 ,是一座公路、铁路两用桥 ,在极其恶劣的环境条件下 ,采用了跨径为 (180 +312 +180 )m的斜拉桥 ,其特点为塔矮 ,塔高与中跨跨径之比为 0 .11,边跨跨径大 ,边跨与中跨的比值 0 .5 77,铁路荷载很大 ,动力作用大 ,提高梁的刚度 ,采取了三点措施 ,以满足铁路运行的需要 .

群钉钢-混凝土组合件栓钉受力状态研究

芜湖公铁两用长江大桥上层公路桥采用混凝土桥面系与钢桁组合梁，连接件为栓钉，节点附近栓钉的布置为密集型大吨位．为确定芜湖桥栓钉承载力设计值，完成了3000～5000kN栓钉群钢-混凝土组合件的极限承载力试验和有限元分析．该成果已用于芜湖桥的设计．

芜湖长江公铁大桥主桥上部结构施工关键技术

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥主桥是主跨为588 m的非对称矮塔斜拉桥。门型高低塔高分别为155.0 m、130.5 m,桥塔采用液压爬模施工,上横梁与两侧对应塔柱同步采用不落地支架分3层施工,研究采用门型内倾塔柱合龙前塔梁索同步施工以加快施工进度。1234.6 m长联钢梁仅在主跨跨中设合龙口,除2个主塔墩和辅助墩墩顶节段采用浮吊辅助架设外,其余均采用800 t变幅式架梁吊机“分层变幅”悬臂架设,跨中合龙段按先铁路、再公路、后斜杆和中竖杆的顺序合龙。通过软硬牵引结合、研发1600 t张拉系统,实现了大规格平行钢丝斜拉索狭小锚固空间挂设、同步对称张拉要求。

芜湖长江大桥常规检定评估试验

为判别芜湖长江大桥当前安全运营状况,2014年对芜湖长江大桥进行了第一次常规检定评估试验。试验对结构应力、挠度、支座位移、索力、横竖向振幅和自振频率等进行了测试。实测结果表明:主桁主要杆件应力、跨中挠度、支座位移等测试结果与2000年成桥试验测试结果基本一致,结构受力正常且处于弹性工作阶段。应力和挠度实测动力系数均较小,振动各项指标(横向振幅、横向自振频率、加速度)均满足《桥检规》相关要求。