跨地裂缝三孔斜交箱涵结构受力性能和变形规律研究

以西安站改扩建项目为工程背景,完成足尺三孔斜交箱涵结构受力性能数值模拟研究,分析荷载与地裂缝协同作用下结构的受力过程与可能破坏形态,开展缩尺比例为1∶15的三孔斜交箱涵缩尺模型静载试验,与有限元结果进行对比分析,明确变形缝斜交和板墙开洞等复杂条件下箱涵结构的裂缝发展、位移变形和应力分布规律,验证了数值分析的可行性,并提出设计建议。结果表明:足尺数值模型与缩尺试验模型的应力路径和裂缝分布吻合较好;最不利工况下,箱涵顶板混凝土开裂部位较多,纵向挠度变形较小;斜交变形缝处,钝角较锐角处更易产生应力集中现象,各部位易出现应力集中的顺序依次为跨中、钝角、锐角和板墙隅角;采用平行于变形缝的斜向布筋方式可降低因钢筋截断而产生的应力集中,优化传力路径;建议在顶板洞口横向位置处增设暗梁,洞角布置斜向钢筋,降低洞口周围的局部集中应力。

丰城市紫云大桥总体设计

紫云大桥为江西省丰城市内跨越赣江的重要桥梁工程,主线桥梁长约3.7 km,由跨赣江主通航孔桥、水中引桥、陆上引桥,以及立交、匝道、梯坡道桥等组成。主通航孔桥采用主跨180 m的水滴型桥塔空间索面自锚式悬索桥,水中引桥和陆上引桥分别采用双边箱组合梁和组合钢板梁结构。跨江段桥梁采用双层桥面布置,上层机动车道、下层人行和非机动车道的功能性设计增强了慢行过江体验感。主线桥梁均采用钢-混组合梁结构,避免了钢桥面疲劳和铺装易损难题,且施工便捷,对周围环境影响较小;陆上桥梁合理采用新型预制装配式组合钢板梁、UHPC湿接缝,提高了经济性、耐久性和施工效率,降低了全寿命周期内的维护成本。结合近远期规划,预留了远期高架桥延伸实施条件。

水域承台可周转钢吊箱设计与施工技术

温州市域铁路S3线附属配套工程(瑞安段)永宁大桥项目是集市域铁路、快速路、一级公路、慢行系统等功能于一体的复合型特大桥,采用双层桥梁建设。其中,跨飞云江主桥部分设计采用主跨260m刚性悬索桥,水中共计7个墩(Z02~Z08),均采用有底钢吊箱进行施工。因其承台结构尺寸相近,经过数种施工方案的分析、比较、筛选,创新性地提出了“可周转使用钢吊箱”的设计理念并在永宁大桥项目成功实施。该技术在保证施工工期的情况下,充分周转使用钢吊箱结构,有效节约了成本,增加了效益,同时为后续水域桥梁施工提供了相关经验。

大跨径闭口钢箱组合梁桥研究进展和技术特点

简要介绍了大跨径闭口钢箱组合梁桥的发展情况。闭口钢箱组合梁兼具钢箱梁和槽型组合梁的优点,特别适用于曲线半径较小、跨度较大及扭转性能要求较高的桥梁,具有施工方便、结构性能好、经济性能较佳等优点,在城市、山区等复杂环境中具有很强的竞争力,获得了快速发展和应用,因此亟需开展相关理论研究和试验论证工作。为此,对闭口钢箱组合梁桥在设计方法、结构形式等方面的技术特点进行了归纳总结,并分析阐述了其在设计方法、结构体系、组合桥面板和负弯矩区开裂等领域值得进一步研究的关键技术问题。

高速铁路预制箱梁常见质量缺陷的原因分析与处置

高速铁路作为我国交通基础设施建设的重要组成部分,其建造水平、施工工艺均达到了世界一流水平,也成为我国基础设施建设走向世界的一张名片,其中预制箱梁施工因其具有高经济性、良好的稳定性被广泛使用。但由于预制箱梁结构本身的原因,施工过程中经常会出现诸多质量缺陷,直至目前也未得到彻底的解决。结合预制箱梁的制作与施工经验,总结分析出高速铁路箱梁常见质量缺陷产生的原因以及所采取的防治措施与处理方法。

一种创新的码头结构新型式——整体箱板式高桩码头结构设计与施工技术

阐述了传统高桩码头结构在耐久性、整体性方面存在的主要问题,针对问题提出了几个新的设计理念,并据此设计了一个创新的码头结构方案.其要点是上部结构采用双向预应力整体箱板结构,桩基采用全直桩基础.上部结构沿码头纵向分段拼装,按短线匹配法箱梁预制施工技术进行设计,在纵向分段预制时形成横向无粘结预应力构件,预制的纵向分段在桩基上安装后,在预留的孔洞及管道中进行预应力张拉,形成纵向粘结预应力.在整体箱板与桩基连接处,采用三向预应力纤维混凝土.施工完成后,一个标准段码头的上部结构形成一个整体箱板.文中通过2个案例,从设计、施工、工程量及经济指标等方面论证了本方案的优越性及其推广应用价值.

高铁板式轨道区段箱梁结构噪声辐射分析

利用Simpack软件建立高速列车-轨道耦合动力学模型,计算在轨道不平顺谱激励下的轮轨垂向力,以此作为载荷边界条件施加到高架箱梁结构的有限元模型。计算了高架箱梁表面的振动响应,并利用箱梁结构振动响应作为声学边界条件。进而又采用间接边界元法对其进行声辐射分析。研究结果表明,利用板壳单元,采用有限元—边界元方法能够有效计算混凝土简支箱梁结构的振动噪声,主要集中在0~200Hz的低频段,峰值主要出现在中心频率16Hz、25Hz与80 Hz^100Hz;横向声场的声压级随着距离的增加而减小,频率越低越明显;垂向声场的声压级整体上随离地面距离的增加而增大,其中远场区域的声压级在低于31.5Hz的频段内变化不大,在80 Hz^100Hz频段内箱梁结构对其附近及上方区域的结构噪声大于其它区域,尤其是箱梁正上方。

预应力混凝土连续箱梁顶板早期裂缝控制研究

研究目的:预应力混凝土连续箱梁在施工时常采用二次浇筑施工方法,但在一些工程施工完成后发现箱梁顶板出现大量裂缝,其中沿横桥向裂缝较多,造成箱梁顶板在施工阶段出现早期裂缝的原因主要是由于二次浇筑过程中顶板与腹板混凝土之间的收缩差和顶板混凝土水化热的温度效应。本文结合实际工程,对预应力混凝土连续箱梁顶板在二次浇筑时进行水化热温度场和早期应变的连续监测,研究预应力钢束分阶段张拉对箱梁顶板早期裂缝的控制效果。研究结论:(1)由于二次浇筑的连续箱梁顶板与已浇筑的箱室腹板之间存在一定的温差,并且腹板对顶板有一定的约束作用,顶板混凝土有开裂的风险;(2)对预应力钢束进行一次张拉时,顶板早期将产生较大的拉应力,混凝土将开裂;对预应力钢束进行分阶段张拉时,箱梁顶板的早期应变和应力均有一定程度减小,可有效降低箱梁顶板混凝土开裂的风险;(3)预应力钢束采用分阶段张拉施工工艺对终张后箱梁的受力性能没有影响;(4)本研究成果可为预应力混凝土连续箱梁的施工提供参考。

预应力混凝土连续箱梁合拢段底板开裂机理

为了分析预应力混凝土连续箱梁桥在合拢时出现底板上下分层开裂的原因,采用了三维有限元方法对在连续索张拉过程中跨中底板的应力状态进行了计算。定性分析了导致底板上下分层开裂的机理。结果表明,单纯的向下径向力与底板纵向泊松比效应均不是导致底板上下分层的本质原因,而纵向预应力筋在7#块与8#块处同时存在的向上径向力与向下径向分力是导致底板开裂的主要原因,而底板普遍存在的向下径向力是形成上下分层的次要因素。

大跨度预应力混凝土现浇箱体空心楼盖技术应用

采用箱体结构作为现浇空心楼盖结构内模,形成空心双向板,可大大降低楼盖自重,具有混凝土用量少、结构自重轻、地震作用小、隔声隔热效果好等优点,综合效益显著。

预应力混凝土连续箱梁底板崩裂破坏的机理及其对策

对某主跨为85 m预应力混凝土连续箱梁桥的合龙段底板崩裂情况进行了调查与分析,运用BAP、ANSYS等有限元软件进行了仿真模拟,分析了箱梁底板混凝土崩裂的机理,并提出了处理类似问题的对策。

黑瞎子岛乌苏大桥主桥结构设计与关键技术

针对桥址处交通运输不便、气候寒冷、有效工期短的特点,黑瞎子岛乌苏大桥主桥设计为140m+140m独塔单索面大挑臂钢箱结合梁斜拉桥。主梁由钢箱梁、钢挑臂、混凝土桥面板组成,全宽26.5m,单侧挑臂长10.75m;桥塔采用独柱式混凝土结构,高117m;斜拉索采用163根直径7mm低松弛镀锌高强度平行钢丝索,按竖琴形布置。设计过程中对大桥的关键技术如主梁扭转、剪力滞效应、桥面板受力等进行了研究分析,结果表明:扭转产生的剪应力为33MPa满足规范要求,扭转角为0.007rad,不影响大桥的使用功能;主梁的剪力滞系数大部分都在2.0以下,局部达到4.0;桥面板强度和裂缝宽度均满足规范要求。

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥组合梁设计

港珠澳大桥主体工程采用桥隧组合方案,其中浅水区非通航孔桥采用85m连续组合梁桥形式,全长5 440m,共64孔,跨径布置主要采用6×85m和5×85m2种形式。组合梁采用单箱单室分幅等高连续梁,由开口钢箱梁和混凝土桥面板通过剪力钉联结而成。钢箱梁为倒梯形结构;混凝土桥面板为横向整块预制,在剪力钉处设置预留槽。为改善混凝土桥面板的横向受力性能,该桥组合梁截面设置小纵梁;为保持桥面板的整体性,剪力钉采用集束式布置方式。组合梁采用大型运架一体浮吊整孔安装架设,逐孔合龙。

混凝土箱梁悬臂板计算方法

针对目前混凝土箱梁悬臂板计算的不合理性,以有限元为基础,结合诸多算法,应用子模型技术分析了箱梁畸变、悬臂板长度及坡度、荷载作用位置等参数对混凝土箱梁悬臂板有效分布宽度的影响规律。在此基础上,依据最小二乘法原理,利用Matlab分布拟合得到混凝土箱梁跨中悬臂板有效分布宽度的实用计算公式。结果表明:畸变大,有效分布宽度增大;悬臂板长度和坡度与有效分布宽度变化趋势相同,呈曲线关系;荷载作用点靠近悬臂板根部,有效分布宽度变小。相对于其他算法,有效分布宽度实用计算公式所得结果接近试验数据。

基于塑性分析的钢筋混凝土箱梁悬臂板横向受力有效分布宽度

目前国内外相关设计规范中关于行车道板横向受力有效分布宽度的取值是基于弹性理论分析结果确定的,不能体现塑性阶段行车道板横向受力特点。通过对2个钢筋混凝土箱梁模型上的4块悬臂板进行荷载试验,得出悬臂板极限荷载和塑性铰线分布形式,并运用塑性分析方法,推导钢筋混凝土箱梁悬臂板在局部荷载作用下塑性有效分布宽度的计算公式。试验结果和理论分析比较表明:悬臂板的塑性有效分布宽度与荷载作用位置及单位板宽正、负极限弯矩值相关;满足构造配筋要求的箱梁悬臂板进行极限状态设计时,建议采用简化的三折线破坏模式进行塑性横向有效分布宽度计算,取正铰线扩散角为45°,负铰线扩散角为60°;荷载作用于悬臂板边缘时基于塑性的横向有效分布宽度是基于弹性分析的1.58倍。

斜交箱梁的板梁段有限元法

吸取梁段单元和板梁框架法的思想,将斜交箱梁沿纵向划分为若干斜梁段,依据箱梁结构进一步将斜梁段划分为若干板梁段子单元,在位移分析的基础上,通过正、斜交坐标转换关系,直接建立在斜交坐标系内描述单元空间位移的方法,用势能驻值原理建立其有限单元列式,利用编制的有限元程序PBS进行斜交结构的分析,结果表明该方法具有较高的分析精度。

深水高桩承台钢吊箱围堰设计与施工

通过南京长江二桥工程实践,比较了单壁无底和双壁有底钢吊箱的优缺点,阐述了钢吊箱的设计和施工全过程,对双壁有底钢吊箱进行了全面介绍。

富力桃园大桥箱梁合龙区域裂缝成因分析及加固

广州市富力桃园大桥合龙区域箱梁底板预应力张拉时,较多纵向裂缝出现在箱梁底部。通过现场勘察和计算分析,发现钢束实际产生的向下拉力远大于理论值。实际荷载作用下箱梁底板横向承载力不足及过大的拉力拉断钢束孔道侧壁,导致裂缝的产生。采用粘贴钢板法和反力梁法局部加强该区域,大桥维修加固后状况良好。

带挑臂箱梁涡振气动控制试验

为尝试一种有效控制带挑臂箱梁涡振的气动措施,以某叠合箱梁斜拉桥为背景,在同济大学TJ-1边界层风洞进行了1∶50缩尺模型10个工况的对比试验,研究移动检修轨道、增设不同形式的导流板和扰流板等气动措施的抑振效果.结果表明:带挑臂箱梁涡振振幅随着风攻角增大而增大,涡振性能对风攻角比较敏感;导流板可能会增大带挑臂箱梁涡振振幅,导流板的夹角和水平板的宽度是影响抑振效果的关键因素,夹角越大,水平板越宽,抑振效果越好;在设有导流板的情况下,检修轨道对带挑臂箱梁涡振性能没有影响,移动检修轨道没有抑振效果;扰流板对带挑臂箱梁抑振效果明显,在一定范围内扰流板越宽抑振效果越明显,而且扰流板对涡振的控制效果同风攻角有密切关系.

步进式加热炉内钢坯温度动态测试

利用“黑匣子”耐热温度数据记录仪,实测和记录了Q235钢在加热炉内加热过程中的温度分布,给出了钢坯加热过程中的上下炉温、钢坯上部、中部和下部的温度值,以及钢坯与水冷梁接触部位的温度值,并绘出了各测量值在钢坯整个加热过程中的变化曲线;分析了钢坯在加热炉内各段的温度分布特点。为数学模型控制、故障诊断、实际生产等方面提供了准确的参考资料。