大跨度矮塔斜拉桥施工预埋索导管角度的修正方法

为保证成桥后达到设计目标,避免平行钢绞线斜拉索与索导管在桥梁运营期间碰撞摩擦发生损伤导致耐久性病害,以鹤大高速佳木斯松花江特大桥为工程背景,分析了施工期间主梁梁段累计转角、张拉索力等因素对索导管修正角度的影响,基于悬链线方程迭代方法计算并确定了索导管角度的修正值,降低摩擦对索导管的损害。结果表明:影响索导管修正角度的主要因素是斜拉索的长度和截面面积,与张拉索力无关,其中斜拉索截面面积对修正值的影响较大;桥梁成桥时斜拉索状态良好,角度修正方法准确可靠,对施工质量提升具有积极作用。

大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置对列车走行性影响的研究

梁端伸缩装置是大跨度桥梁的重要组成部分,是容易受损的构件之一,对高速车辆的走行性影响较大。本文针对大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置,建立结构动力分析的有限元模型,通过多工况车-桥(线)耦合振动计算,分析梁端伸缩装置自身变形、安装误差及梁端折角等因素对列车走行性的影响,提出车辆平稳性和乘客对车辆振动感觉的评判标准,并进一步基于车辆的平稳性和乘客对车辆振动的感觉确定车速及梁端竖向折角限值。研究表明,车辆响应对梁端竖向折角较为敏感。

多塔悬索桥的两个主要控制指标及其计算工况

以千米级3塔连跨悬索桥——泰州大桥为工程背景,比较了国内规范对加劲梁竖向挠跨比的相关规定,指出了该规定的实质目的是使行车平稳、安全。通过ANSYS有限元程序对比分析了泰州大桥4种汽车荷载典型工况下的整体位移,结果表明:加劲梁梁端竖向转角与加劲梁竖向挠跨比无本质联系(对于大跨度悬索桥);加劲梁梁端竖向转角与中塔纵向抗弯刚度的相关程度不高,从而明确了多塔悬索桥的2个主要控制指标为加劲梁竖向挠跨比和中塔鞍座抗滑系数。同时,对这两者的限值进行了探讨,并将它们统一到"单跨满布、跨中加力"的工况中计算。

德日中三国规范关于梁端竖向折角限值的对比

梁端竖向折角是桥梁设计的控制性因素,合理确定其限值标准对结构安全和车辆走行性非常重要。本文介绍德、日、中三国铁路桥梁规范梁端竖向折角限值的相关规定,分析三国规范相关标准的取值依据,对比相同荷载条件下三国规范取值的差异,提出中国现有规范有待完善,讨论大跨度桥梁梁端竖向折角的特殊性。研究结果对轨道交通桥梁设计具有一定参考价值。

基于改善响应面法钢箱叠合拱桥梁端转角的可靠度分析

基于改善响应面法,结合Matlab与MIDAS CIVIL计算程序,以我国高铁第一座钢箱叠合拱桥哈大高速铁路新开河特大桥为工程背景,计算分析了该桥梁端转角的可靠度.结果表明该桥的转角可靠度符合要求.

钢次梁锚入混凝土框架梁试验研究与有限元分析

进行了2个钢次梁锚入混凝土框架梁(4种不同形式节点)静载试验,结果表明,钢梁上部及其周边混凝土拔出引起节点锚固失效破坏,900 mm框架梁对钢次梁锚固比600 mm框架梁好,设有锚筋节点性能比未设锚筋节点性能略好,ABAQUS有限元分析还表明,由于钢与混凝土间滑移,钢梁端部与混凝土分离,使钢梁端部转角增大;抗剪键布置偏少,混凝土板近支座区域板面翘曲,结构受力不利;当混凝土梁高增加到一定数值时,对节点承载力影响变小;钢梁上混凝土板越厚,钢梁端部转角越小,承载力越大,钢梁上混凝土板达一定厚度对钢梁受力性能更为有利;设有抗剪键钢梁比未设抗剪键钢梁跨中位移、端部转角变小,承载力增大。

广珠城际轨道交通梁端轨道结构受力变形分析

广珠城际轨道交通是我国第一条设计时速200 km的城际铁路,全线基本以桥梁为主,桥上采用CRTSⅠ型板式无砟轨道,因梁端转角及位移的存在,梁端轨道结构受力及变形均发生变化,通过梁端轨道结构受力变形分析,研究广珠城际梁端转角与梁端轨道结构的适应性,通过建立梁端位移与无砟轨道结构受力和变形相互影响的计算模型,对广珠城际梁端无砟轨道结构进行受力检算,对扣件系统进行受力分析,找出梁端转角对轨道结构形式的影响,为类似工程设计提供经验。

减小大跨上承式铁路拱桥梁端转角的有效方法

为减小大跨上承式铁路拱桥梁端转角,提高行车安全性和舒适性,文章提出一种有效方法,即以桥面系为上弦杆,拱肋为下弦杆,在桥面系与拱肋间增设V形腹杆,由此形成一个带多点弹性约束的变高桁架,引入桁式结构承担活载,提高拱桥的整体刚度,进而减小梁端转角。该方法通过适时的体系转换使拱和桁架分阶段承担荷载,整个结构兼具两者的优点。为验证该方法的有效性,修建跨径为10 m的实验桥,通过静载实验,测出梁端转角具体数值;并利用有限元软件建立模型进一步对方法的有效性进行佐证。实验及有限元分析结果表明:结构的梁端转角得到有效减小,且实验值与有限元软件计算值相差较小;在增加用钢量很少的条件下,结构的梁端转角大幅减小;上承式拱桥增设V形腹杆后结构刚度得到大幅度提高,列车静活载在L/4跨处所产生的上挠度几乎为0。

广珠城际轨道交通梁端轨道结构受力变形分析

广珠城际轨道交通是我国第一条设计时速200 km的城际铁路,全线基本以桥梁为主,桥上采用CRTS Ⅰ型板式无砟轨道,因梁端转角及位移的存在,梁端轨道结构受力及变形均发生变化。通过梁端轨道结构受力变形分析,研究广珠城际梁端转角与梁端轨道结构的适应性,通过建立梁端位移与无砟轨道结构受力和变形相互影响的计算模型,对广珠城际梁端无砟轨道结构进行受力检算,对扣件系统进行受力分析,找出梁端转角对轨道结构形式的影响,为类似项目的设计提供经验。

大跨度连续梁拱组合桥梁轨互制特征

为研究大跨度连续梁拱组合桥梁轨相互作用特征,以梅汕线上某(34+160+34)m刚架系杆拱钢箱连续梁组合桥为背景,采用理想弹塑性模型模拟线路纵向阻力,建立"轨-拱-梁-墩"一体化空间模型,对钢轨纵向力的分布规律进行分析,对是否考虑轨道作用下的主梁应力、梁端转角、墩底纵向反力进行比较。结果表明:连续梁拱组合桥远离固定支座的梁端处钢轨纵向力较大,其中最大伸缩应力达到114.0 MPa,在不设钢轨伸缩调节器时钢轨强度仍满足要求;轨道结构对温度荷载和制动力作用下的主梁应力影响较大;轨道结构对梁端转角及墩底纵向反力的分配亦有较大影响。

基于应变感知的桥梁梁端转角高精度测试

为推进转角响应数据在桥梁检测评估领域的应用,提出针对梁端转角的高精度动态测试方法,并设计制作相应的转角测试装置。该测试装置连接桥梁底板和桥墩,将未知转角信息依次转换为位移信息和应变信息,通过对应变信号的高精度动态感知来反算测点所在截面相对于桥墩的转角。针对转角测试装置具体参数,分析该装置的量程、灵敏度、工作荷载和理论分辨率,揭示其用于梁端小角度测试的明显优势。利用转角测试装置开展室内试验研究,多次试验的数据分析表明:应变测量值与实际转角值存在明显且稳定的线性关系;装置具有较高的灵敏度,且与理论值接近。试验研究进一步验证了基于应变感知进行梁端转角高精度动态测试的可行性。

部分翼缘加强型钢板混凝土连梁的有限元分析

通过Abaqus建立钢板混凝土连梁模型对原始实验[1]进行模拟分析,分析结果与原始实验吻合良好,有限元分析表明:钢板混凝土连梁的墙梁连接处钢板的边缘在剪拉应力的作用下率先进入屈服,而配有工字型截面的型钢混凝土连梁其翼缘并不能沿跨度全部发挥作用,因此提出了在钢板混凝土连梁的钢板端部增加翼缘板形成部分翼缘加强型钢板混凝土连梁的思想,为了探究这种新型组合连梁的加强翼缘的几何尺寸对模型的力学性能的影响,以翼缘板的长、宽、高建立三组有限元模型并进行分析,并通过有限元程序对其进行初步设计与分析。结果显示这种组合连梁在提高连梁承载力与改善钢板应力分布方面具有良好的效果,分析结果表明:增加翼缘长度、宽度与厚度对均能改善钢板应力分布,但增加翼缘厚度对改善应力分布效果不明显。随翼缘板的长度、宽度、厚度的增加,模型承载力以及梁端转角逐渐增大;但是随着翼缘厚度增加,模型承载力提高以及梁端转角增加效果不显著。

高速铁路常用跨度桥梁挠跨比限值研究

在高速铁路桥梁设计实践中,实际设计的高速铁路桥梁在ZK静活载作用下的竖向挠度均远小于《高速铁路设计规范》表7.3.2中的限值。控制高速铁路桥梁设计的为基频、梁端转角和残余徐变变形等其他限值指标,《高速铁路设计规范》中的竖向挠度限值只有象征意义,并不控制设计。通过梁端转角与挠跨比的相关关系入手,采用车-桥耦合动力仿真分析方法,对高速铁路常用跨度桥梁的挠跨比进行分析研究,并结合工程实践,提出挠跨比建议值,研究成果为铁路桥梁设计规范的修订提供参考。

大跨度钢桁梁梁端转角超限轨道处置方案研究

针对大跨度钢桁梁梁端转角不满足无砟轨道铺设需求,且既有过渡板方案在工程应用中存在支座调平困难、运营维护工作量大的问题,以一座跨度168m简支钢桁梁为例,基于有限元分析方法结合对既有工程实践的调研与分析,对轨道工程处置方案进行研究。结果表明:梁端转角及悬出长度超限会引起梁缝处桥台一侧第1对扣件的上拔力超过其限值标准,应采取工程措施予以解决;大扣压力扣件方案具有结构简单、便于施工与运营维护等突出优点,在经检算采用大扣压力扣件可以满足解决梁端转角超限问题的前提下应优先采用,但为确保结构的可靠性,应结合扣件系统试验测试及实尺模型试验对工程实践进行验证。

装配式钢框架梁柱节点变形及数值模拟研究

为研究装配式钢框架梁柱节点的变形机理,明晰节点转动变形的来源,基于组件法对外伸端板连接梁柱节点的转动变形计算方法进行理论推导,对节点试件进行了低周往复荷载试验,采用图像处理方法对加载过程中节点变形情况进行分析,建立了外伸端板连接节点试件的等效简化数值模型。结果表明:外伸端板连接节点的转动变形由节点域剪切变形、端板与柱翼缘间的相对变形、端板加劲肋的屈服变形组成,其中端板与柱翼缘间的相对变形和端板加劲肋的屈服变形是影响节点转角的主要因素;与传统方法相比,转动弹簧考虑多个部件对节点变形的影响能使数值模拟结果与试验结果更为接近,有利于评估节点的抗震性能;采用节点转角组成计算方法对预估节点的抗震性能具有良好的精确度和适用性。