白居寺长江大桥钢桁梁制造及精度控制关键技术研究

文章针对白居寺长江大桥制造过程中的重难点,为保证钢桁梁杆件的制造质量及节段拼装精度,对弦杆及锚固单元等重点构件制造精度、重要焊缝的焊接质量控制、试拼装精度控制等关键技术进行了研究,并应用于钢桁梁制造全过程,有效地解决了钢梁制造质量和精度控制难题,实现了项目的质量目标。

钢框架树状柱节点整体设计研究

本文采用梁柱焊接节点和梁拼接节点的设计方法对树状柱节点进行设计,通过算例分析发现常规设计方法无法满足树状柱的抗震要求,提出了对树状柱进行整体设计的必要性。最后提出拼接点位置选取的建议,供设计参考。

带过焊孔焊接细节疲劳性能优化及试验研究

为了提高带过焊孔焊接细节的疲劳寿命,以某钢桁梁桥为背景,针对其翼缘板和斜腹杆的焊接构造,通过在过焊孔处填半圆弧板和焊缝错开的形式对其疲劳性能进行优化,制作带过焊孔焊接细节和优化模型的试件,进行疲劳试验测试其疲劳寿命,并结合有限元分析对比各模型的疲劳性能,验证优化措施对疲劳性能的改善效果。结果表明:在过焊孔处填半圆弧板可有效改善带过焊孔焊接细节的局部应力集中现象,提高其疲劳寿命,在高应力幅作用时效果更加显著;对接焊缝错开可显著提高带过焊孔焊接细节的疲劳寿命,其改善效果优于在过焊孔处填半圆弧板,在实际工程结构中推荐优先采用。

不同跨度比下栓焊刚性连接梁柱子结构抗倒塌性能试验研究

以钢框架中3个不同跨度比(1∶0.6、1∶1.0、1∶1.4)的栓焊刚性连接梁柱子结构(两跨三柱型)为研究对象,通过单调静力加载试验研究了连续倒塌条件下梁柱子结构的破坏模式、力学形态和抗力机理。试验结果表明,试件表现出多次、间断性破坏特征,先是失效柱与梁受拉翼缘连接处断裂,进而因跨度比不同有所差异:等跨试件边柱梁柱节点处梁端受拉翼缘发生断裂;不等跨试件短梁受拉翼缘与边柱连接附近处发生断裂,短梁先于长梁失效。3个试件的变形形态相似,其抗力机制发展过程可划分为梁机制阶段、梁受弯向受拉转化的过渡阶段和悬链线机制阶段。试件的多次局部破坏使其呈现出多个荷载峰值点,在梁机制阶段荷载随跨度比增大而减小,之后等跨试件因上下梁的协同工作可提供高于梁机制阶段的承载力,而不等跨试件由于短梁先于长梁失效而长梁的悬链线效应未能充分发挥,荷载峰值依次降低,即等跨结构较非等跨结构在大变形时具有更好的传力机制,有利于提高结构的抗倒塌承载力。

大跨双铰高低拱座钢桁架拱桥设计关键技术

湖北宜来高速溇水河大桥跨越宽300 m以上的U形沟谷,两岸地势陡峭,两岸山体高差近36 m,为减少施工开挖对环境的破坏、保证结构安全性和经济性,经方案比选,该桥最终采用附加内力小、适应基础变位能力强、因地制宜的主跨310 m双铰高低拱座中-下承式钢桁架拱桥。为满足高低拱座拱桥的结构受力、提高工业化制造效率,该桥拱轴线采用虚拟计算跨径340 m、矢高86.2 m、拱轴系数1.7的整体悬链线方案。主拱肋采用2片N形桁架结构,单片拱肋采用等截面扁平钢箱结构,主桁节点采用整体栓焊节点,2片拱肋桁架横向中心距27 m,通过米撑及K撑连接。桥面系采用传力明确、经济性好的纵梁结构体系钢-混组合梁,且在端横梁外侧增加小边跨解决边跨梁端出现负反力的问题,梁端设置速度锁定器约束装置。为解决拱脚在多重荷载作用下的受力及耐久性难题,提出拱脚铰轴采用摇摆式铰轴构造。整体及局部分析表明,该桥具有较好的静、动力性能。

总溪河大桥主桥结构设计

总溪河大桥主桥为上承式钢管混凝土桁架拱桥,计算跨径360m。主拱圈采用钢管混凝土与钢管组成的桁架式截面,弦管与腹杆、斜撑均采用新型的"栓焊结合"节点。拱上立柱采用排架式空心矩形截面钢箱结构,柱间采用横撑连接;立柱盖梁采用空心矩形变截面钢箱结构。桥面系采用多主梁形式钢-混结合梁,钢纵梁、钢横梁均为焊接工字形截面;桥面板为普通钢筋混凝土预制板。毕节岸拱座采用扩大基础结合桩基础的形式,都格岸拱座采用常规的扩大基础形式。对该桥进行全桥静力分析,并对毕节岸拱座、钢管混凝土新型栓焊节点、主弦管节点内栓钉进行局部受力和试验研究,结果表明桥梁结构受力均满足规范要求。该桥整体采用无支架斜拉扣挂缆索吊装系统施工。

某核电站穹顶模块吊装预案设计分析

为降低核电站穹顶吊装施工风险,保证核岛建造质量,结合第三代核电站工程实际,针对穹顶薄壁、整体模块质量大、对接精度高、吊装要求严格、构件重心与形心偏离等特点,设计钢箱梁吊具及焊接H型钢桁架吊具两套预吊装系统,采用多吊点垂直起吊方案。基于Ansys有限元分析软件,对吊装方案进行分析评价。结果表明:钢箱梁吊装方案吊具结构难以满足大型穹顶吊装要求,焊接H型钢桁架吊装方案吊具结构质量轻、造价低,强度刚度好。桁架吊装系统整体最大等效应力273.761 MPa,小于材料许用应力值;最大位移21.9 mm,符合起重机设计规范要求的挠度值,满足刚度要求;三阶屈曲系数均大于2,吊装系统稳定性良好。分析数据验证吊装系统参数设计基本合理,吊具结构设计可行。

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点的有限元分析

对内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点提出了三种新型的梁端削弱方式,应用通用程序ANSYS对其进行三维非线性有限元分析,将计算结果与无削弱节点、狗骨式节点的分析结果进行对比。研究结果表明:翼缘开孔和翼缘腹板同时开孔的削弱方式能使梁端塑性铰明显外移,防止连接节点脆性破坏,可供实际工程设计参考。

大跨度钢桥理论和试验研究成果概要

介绍了铁道部大桥局桥梁科学研究院在九江长江大桥和孙口黄河大桥关键技术研究中取得的主要成果。这些成果有的填补了我国钢梁设计规范上的空白，有的突破了国外同类规范的局限性，已达到国际先进水平。

大跨度钢桁梁柔性拱桥明桥面无缝线路计算分析

以某在建大跨度钢桁梁柔性拱桥为研究对象,运用梁轨相互作用原理,采用有限元方法建立桥上无缝线路计算模型,提出4种扣件铺设方案并分析其梁轨相互作用。结果表明:(1)对于明桥面无缝线路,桥梁温度跨度和扣件纵向阻力是影响无缝线路纵向力的决定性因素,大跨度钢桁梁柔性拱桥的纵梁体系对无缝线路纵向力的影响有限。(2)若不设置钢轨伸缩调节器,无缝线路钢轨强度检算不能满足规范要求。(3)应根据桥梁梁端最大伸缩位移,选择相应的梁端伸缩装置和钢轨伸缩调节器。

大跨度钢桥理论和试验研究

介绍桥梁科学研究院在九江长江大桥和孙口黄河大桥关键技术研究中取得的主要成果．这些成果有的填补了我国钢梁设计规范上的空白；有的突破了国外同类规苑的局限性，达到国际先进水平．使我国特大跨度铁路钢桥的设计理论和施工技术得到了更进一步的完善．并提高到了一个暂新的水平．

80m钢-混凝土组合桁梁钢结构制造安装技术

某80 m钢-混凝土组合桁梁的上弦杆采用钢筋混凝土结构,下弦槽型板采用预应力钢筋混凝土结构,腹杆和横撑为钢结构,腹杆节点(耳板)直接埋入上弦杆和下弦槽型板中,与其中钢筋采用剪力件连接。钢箱腹板和盖板间Ⅱ级棱角焊缝采用埋弧焊焊接,耳板与钢箱盖板间Ⅰ级对接焊缝采用手工电弧焊定位,CO2气体保护焊打底,埋弧焊焊接。耳板联接群孔制作采用普通麻花钻钻孔,分粗钻、精钻两次完成,采用钻模控制其位置,再配钻拼接板连接孔。采用在膺架上利用下弦槽型板上的泄水孔架设的构件支撑来支承钢桁梁上节点,并在膺架上架设起重机来安装桁梁钢结构。

栓焊钢桁梁的模型简化及其计算

根据栓焊钢桁梁的结构特点，提出结构模型的简化计算图式的处理方法。采用ＳＡＰ５ 计算程序，对某架桥导梁实例计算，其计算结果与实测结果相符。

钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计

节点设计是整个钢结构设计的重要环节,提高钢框架梁柱连接节点的抗震性能是整个钢结构抗震设计的重要内容。本文主要介绍了提高钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计的主要措施,主要方法包括:通过加腋和加盖板对节点进行加强,提高节点承载力;对梁局部削弱,使塑性铰从节点区外移至梁上;改进节点区焊接孔构造形式,缓解局部应力集中;妥善处理弧板和垫板,减少焊缝缺陷。

两孔 40m 半穿式栓焊钢桁梁的拖拉安装设计与施工

阐述两孔４０ｍ双线半穿式钢梁拖拉安装的设计和施工的主要技术措施。对导梁形式的选择、连接的处理、半穿式钢梁拖拉的稳定性、滑道反力分布的均匀性等问题作了探讨，并说明了钢梁施工的悬臂试验方法。

悬索桥钢桁加劲梁栓焊节点疲劳试验研究

悬索桥钢桁加劲梁栓焊节点处汇交杆件多,构造复杂,受力集中,为复杂的空间受力结构。介绍根据疲劳损伤理论确定疲劳试验荷载的过程,设计并制作1︰1.9的缩尺模型,对该模型进行200万次疲劳加载试验。试验结果表明:在完成循环加载200万次后,模型上各测点的应力状态稳定,没有发生开裂、损伤、疲劳裂纹萌生现象,且标准疲劳荷载作用下结构应力水平较低,小于我国规范规定的疲劳容许应力,因此该桥的栓焊节点结构在使用寿命期间及正常养护维修情况下,不会发生疲劳开裂,能够满足设计要求。

沪通长江大桥主航道桥钢桁梁制孔精度控制

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m的双塔三索面斜拉桥,采用3片"N"形主桁结构,钢桁梁采用整节段架设方案,节段内焊接、节段间栓接的组合连接方式。为确保钢桁梁制孔精度并消除后续焊接收缩影响,通过对杆件状态钻孔、桁片或节段状态钻孔2种方案比选,确定了在杆件状态钻孔并配合节段连续匹配制造的总体方案。钻孔时,普通箱形、工形杆件采用单龙门数控钻床钻孔;整体节点杆件采用双龙门三维数控钻床钻孔,对于无法使用双龙门三维数控钻床两端同时钻孔的上弦杆采用双龙门三维数控钻床配合U形样板钻孔。实践表明,该控制技术有效保证了制孔精度。

外伸式端板连接型钢-混凝土组合节点合理螺栓布置研究

对7个高强螺栓外伸式端板连接的蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋混凝土柱组合节点试件进行低周反复加载试验,分析组合节点在模拟地震作用下的破坏形态和抗震性能,研究地震作用下组合节点合理螺栓布置形式,结果表明:相同的螺栓布置形式,螺栓直径大的其抗震受剪承载力高;不同的螺栓布置形式,螺栓尽量靠近梁翼缘的布置形式(3行3列)的节点是外伸式端板连接型钢-混凝土组合节点更为合理的节点形式.

装配式钢管混凝土柱梁下栓上焊节点抗震性能试验

为了解决节点对装配式钢管混凝土结构整体抗震性能影响的问题,本文提出了一种新型装配式钢管混凝土柱梁下栓上焊节点方法,为研究其抗震性能,设计并进行了3个下栓上焊节点和1个全螺栓节点的拟静力试验.结果表明:3个下栓上焊节点主要由于梁端屈曲及钢梁翼缘延性断裂导致构件破坏,节点的滞回曲线饱满,耗能能力、刚度退化能力、承载力退化能力良好,表现出接近全螺栓节点的抗震性能.相比于JD1,梁截面尺寸增大后JD3的峰值荷载、刚度及耗能能力有了明显提高,贴板厚度增加后节点的抗震性能并无显著改变.

超重大型钢桁架现场焊接吊装

结合青岛大剧院室内钢结构工程的施工难点,就超重、大型钢桁架施工工艺进行了分析、总结;详细阐述了在超重、大型钢桁架施工中有关吊装机械的选择、现场拼接组装、栓焊混合节点质量控制及钢构件吊装的施工方法;保证了现场钢结构吊装施工质量及安全性,并且加快了钢结构整体吊装速度;对类似的钢结构工程施工具有一定的借鉴作用.