Design of steel box girder for Taizhou Yangtze River Highway Bridge

Taizhou Yangtze River Highway Bridge is the first three-pylon two-span suspension bridge in China. The main girder adopts flat steamline steel closed box girder which has well wind-resistant capability and is technically mature besides beautiful appearance. Straight web plates of the steel box girder in longitudinal direction are proposed in order to ensure the integrity of the steel box girder, and to keep the stress of the steel box girder continuous in the middle pylon, as well as to reduce the gradient of the middle pylon columns. The cross section of the box girder has one box with three cells. Solid-web diaphragm plate with good integrity and high torsional stiffness is adopted. The lifting lugs are utilized in the anchors of suspender cable. In this paper, selection of the cross section of the steel box girder, the general structure design, local structure design and main structure calculation results of Taizhou Yangtze River Bridge are introduced emphatically.

Study on the Mechanical Properties of Irregular Curved Steel Box Girder for City Viaduct

This paper deeply analyses the influence of different local tectonic on stress performance of spatial curved steel box Girder Bridge, using the finite element analysis software to establish space finite element model of this bridge, calculation and analysis were made on the bridge of the strength, stiffness. It has certain reference value for guiding engineering design, have a good foundation for the mechanical properties and stability of linear and nonlinear further study of curved steel box girder.

中低速磁浮圆曲线钢箱梁桥车致振动响应研究

随着圆曲线钢箱梁桥在城市交通中的应用愈发广泛,为探究其在中低速磁浮车辆运行作用下的振动响应特性,基于多体动力学和有限元方法建立车辆-轨道-钢箱梁刚柔耦合动力学模型,采用动态电磁阻尼力影响的二维磁轨关系,并考虑轨道关键部件的参振作用,分析圆曲线段钢箱梁的振动特性,探讨钢箱梁板厚、车辆速度及车体质量对钢箱梁振动响应的影响。结果表明:受曲率影响,钢箱梁在发生弯曲的同时亦会伴生扭转,产生弯扭耦合振动;钢箱梁的振动主要由10~20 Hz的钢箱梁整体弯曲振动、30~40 Hz的钢箱梁扭转振动以及50~70 Hz的轨道局部振动引起;计算得到的钢箱梁跨中横向及垂向最大挠度分别为1.26 mm、3.88 mm,均满足相关标准要求,钢箱梁具有足够的支撑刚度;各工况下的垂向加速度均未超过5.0 m/s^(2)的限值,且最高达到2.2 m/s^(2);在板厚10 mm以及超员载荷工况下,横向加速度大多超过1.4 m/s^(2)的限值,且最高达到4.0 m/s^(2);车辆速度的减小和车体质量的增加均会放大弯扭耦合作用影响,而板厚的增加则能够有效降低弯扭耦合作用影响,当板厚由10 mm增至40 mm时,一阶横弯及扭转频率对应振幅分别减小94.3%、98.7%。

衢州西站综合交通枢纽项目结构设计

杭衢高铁衢州西站综合交通枢纽及配套项目由综合交通枢纽、站前广场及匝道组成。为解决工程中大跨度拱形钢箱梁、单层网壳+钢网格筒柱、双曲面混凝土屋面以及钢箱梁弯桥等设计重难点问题,设计中对拱形钢箱梁、拉杆拱弧形屋面、钢箱梁弯桥进行结构分析,并对单层网壳+钢网格筒柱进行整体结构缩尺试验及整体结构有限元分析,同时对重要的圆管节点进行足尺试验和有限元分析。结果表明:拱形钢箱梁结构整体刚度好,设计合理;拉杆拱结构自平衡可有效减小基础推力和基础尺寸;单箱双室钢箱梁弯桥强度、刚度、抗倾覆验算均满足设计要求;单层网壳+网格筒柱整体结构在2.0倍标准组合荷载下仍能保持弹性受力状态;通过节点试验和节点有限元分析,验证了大跨度自由曲面钢结构圆管焊接节点的力学可靠性。

两跨独柱墩曲线连续钢箱梁抗倾覆设计方法

独柱墩曲线连续钢箱梁是城市立交匝道桥常用的结构形式,但因其存在支座间距小、内外侧支座支反力差别大、边墩支反力小以及钢箱梁自重轻等诸多缺点,所以抗倾覆性能差便成为此类桥型普遍存在的问题。近年来发生的数十起该类型的桥梁倾覆事故,造成了严重的社会影响及经济损失。依据相关规范中关于桥梁上部结构抗倾覆计算方法,以实际工程为例,对两跨独柱墩曲线连续钢箱梁抗倾覆性能进行计算分析,得出采用双支座并且给主梁边墩位置处配重的方法,并从特征状态1及特征状态2两方面给出了提高该类型桥梁的横桥向抗倾覆性能的设计方法。

曲线钢-混组合箱梁桥车桥耦合振动及支座受力研究

曲线钢-混组合箱梁桥已经建设较多,在设计中因对其车桥耦合振动认识有限,相关支座反力因弯扭耦合效应引起的变化情况等尚未很好解决。基于ABAQUS有限元软件,利用傅里叶级数描述车辆平、竖曲线运动,实现了曲线梁桥车桥耦合振动的数值分析,并基于既有试验和理论成果验证了方法的准确性。以某4跨曲线钢-混组合箱梁桥为例,分析了车辆在内、外侧车道以不同速度行驶及超高条件下对桥梁支座反力的影响。结果表明:当车辆沿着曲线梁桥内侧或外侧车道行驶时,另一侧箱梁的外支座会出现脱空的现象。车速对支座峰值反力的影响较小,但可以通过较低的车速减轻支座脱空。超高对支座反力的影响较小,车辆沿着内侧车道行驶时,缓解了外侧箱梁部分支座脱空;沿着外侧车道行驶时,加重了内侧箱梁支座脱空。

受空间约束时曲线钢箱梁步履式多点顶推策略

针对曲线钢箱梁多点步履式顶推同步控制难度高、往往受到各类空间约束限制的难题,为提高顶推施工的精确性与可靠性,应充分降低曲线顶推施工过程中的多点异向和异速顶推工况次数,根据尽量使得顶推过程中曲线箱梁各点顶推方向与速度相同这一基本原则,提出了受空间约束时曲线钢箱梁以平移和纠偏为主,旋转与调整为辅的顶推策略和方法,建立了各基本工法对应的顶推数学模型,并将其成功应用于兰州市某非对称曲线斜拉桥的钢箱梁顶推施工。研究结果表明:随曲线钢箱梁顶推行进,理论计算出的梁体尾部偏差值逐渐变大、梁体所需旋转角度逐渐变小,故曲线钢箱梁顶推初期宜多次采用旋转工法减小曲线夹角,后期宜多次采用纠偏工法减小轴线偏差;调整工法可有效减少其余工法的实施次数,其计算流程独立于其他工法,只与当前曲线钢箱梁到达的临时墩所在平面位置有关;曲线钢箱梁即将穿越桥塔等空间障碍物时,梁体与障碍物碰撞风险最大,而随顶推进程的继续,梁体与障碍物碰撞风险会逐步降低;该曲线钢箱梁顶推策略与方法思路明确、可操作性高,可大幅降低对多点步履式顶推系统的要求,提高顶推施工可靠性,适用于市政桥梁的曲线钢箱梁步履式顶推施工。

钢箱梁曲线多跨人行桥的振动舒适度分析

曲线连续梁人行桥与单跨式人行桥相比,具有更复杂的几何特征及结构动力特性,易引发舒适度问题。目前国内外规范少有针对曲梁人行桥的振动响应计算方法,借鉴国内外典型的人行桥舒适度设计规范旨在讨论现有计算方法对于该曲线多跨桥舒适度验算的适用性。以一座钢箱梁曲线人行桥为例,基于实测结果校对了有限元模型,并按照规范对该人行桥舒适度评价结果进行了比较,同时使用简化的单自由度方法对有限元计算结果进行验证。结果表明:低于TC5的交通等级限制下,该人行桥可以基本满足舒适度要求;由于多跨曲线人行桥的高阶自振频率分布密集,舒适度设计时宜考虑步行荷载二阶分量引起的结构高频共振产生的影响;德国EN03规范方法对该人行桥振动舒适度设计更有优势。

上横高速公路小曲线半径钢箱梁桥线形控制技术研究

随着我国高速公路建设的快速发展,小曲线半径钢箱梁桥的应用愈发广泛,但其线形精度更加难以控制.本文以广西上横高速公路工程为工程背景,首先研究了影响小曲线半径钢箱梁线形控制的关键因素,进而提出了相应改进措施.研究结果表明:发现安装位置与高程偏差、焊接作用影响与温度变化影响是线形控制的关键因素.温差增加10℃时,钢箱梁最大线形误差增加近20.8 mm;当拼装顺序为最优时,最大线形误差可减少14.1%.通过施工前数值模拟确定最优拼装顺序提升线形控制精度,钢箱梁焊接时在对接部位中心处开始焊接控制横向及竖向变形等改善措施的应用,显著提升了线形平顺度合格率,取得了良好的经济效益.

双幅小间距高墩曲线桥梁顶推施工技术研究

随着公路交通技术的发展,出现了越来越多的双幅小间距高墩曲线桥梁,而顶推施工方法能够有效避免地形地貌的限制。因此,文章对双幅小间距高墩曲线桥梁顶推技术进行研究,通过采用桥墩加宽结构、桥墩加高结构以及预应力配重等临时结构,避免顶推过程中出现横向偏移、小间距桥梁碰撞以及桥墩偏压等问题。经项目验证,采用以上临时结构能够保证顶推过程中桥梁和桥墩的安全性。

小曲率半径钢混组合梁预制叠合与架设施工技术

本文针对海域互通匝道小曲率半径钢混组合梁桥架桥机架设施工难题,从钢混组合梁预制叠合施工工艺与线形控制、大横坡运梁设备改造与运梁技术、小曲率半径架桥机设计与架设工艺等方面展开研究,并对关键施工工况进行了模拟计算,系统研究了小曲率半径钢混组合梁桥后场叠合与架桥机架设施工技术,保障了杭甬高速公路复线滨海枢纽工程施工的顺利实施,也为后续小曲率半径梁桥架设提供了参考经验。

曲线桥钢箱梁顶推施工关键技术研究

文章以G94珠三角环线高速跨线曲线钢箱梁桥的顶推施工为研究对象,针对其复杂的施工条件和特殊的桥跨组合,提出了平台组装、步履式多点连续顶推的施工方案。通过对顶推工艺的深入分析和精细控制,确保了施工的安全高效。研究成果可为类似桥梁工程施工提供重要的技术参考。

高速匝道钢箱梁桥步履顶推施工研究

增设新出入口作为城区段高速网络改扩建扩容的一种方式,新增匝道需跨既有线路修建。在“保通高效”的要求下,匝道钢箱梁步履顶推作业具有施工占地少、基建土方施工少、曲直通适、施工速度快、无需封闭现有交通的特点在工程中得到广泛应用。其施工原理是通过钢箱梁及导梁节段预拼,以分布于钢箱梁底的顶推设备,通过系统控制设备同步运行将结构推送至预定位置落梁成桥。本文主要就高速匝道钢箱梁步履顶推施工技术进行了分析。

跨文化遗产河流超大钢箱梁桥施工技术

目前钢箱梁桥梁的安装一般采用吊装法,而超大钢箱梁因为尺寸、重量大,一般采用分段分节吊装的方式,分段处需要设置临时支墩作为临时支撑。对于跨文化遗产河流的钢箱梁桥,因保护文化遗产河流的需要,不能在河道以及其保护范围打设钢管桩、灌注桩,也不可设置临时便桥或临时工作墩,导致通常采用的分段吊装法不适用。对跨文化遗产运河超大钢箱梁桥施工关键技术进行研究,采用深化设计技术、智能化制造技术以及免临时支架的超大钢箱梁安装技术,保证了工程质量与施工安全,保护了跨文化遗产运河。

常泰长江大桥主航道桥结构体系及钢梁设计

常泰长江大桥主航道桥为主跨1176 m的公铁两用斜拉桥,上层为高速公路,下层为城际铁路与普通公路(采用非对称布置)。该桥首次采用温度自适应塔梁纵向约束体系,该体系采用塔梁分离、塔墩固结形式,塔梁之间设置支座和纵向阻尼器,有利于降低梁端位移和桥塔内力;辅助墩采用压重+锚索方案,以消除活载负反力。主梁采用N形桁式两主桁钢桁梁结构,桁宽35 m,有利于控制偏载对结构线形的影响,主桁及桥面系构件采用Q500qE、Q420qE、Q370qE钢;主桁上、下弦杆件采用箱形截面,腹杆采用箱形、H形或王字形截面;主桁节点处设置组合式横梁;上层桥面采用纵横梁体系正交异性桥面板,与主桁形成板桁组合结构;下层桥面采用整体钢箱桥面,与主桁形成箱桁组合结构;索梁锚固采用双腹拉板式钢锚箱结构。整体结构及桥面系局部分析结果表明,结构设计满足规范要求。

曲线钢箱梁支座反力分析和脱空控制

哈尔滨市香滨路连续曲线钢箱梁在初始设计支承条件下,最小验算支反力出现负值。为防止桥梁运营阶段支座脱空,对桥梁上、下部结构产生附加病害,根据曲线钢桥特点,采用有限元法及相关推导公式对负支反力产生的主要原因进行分析,经分析,曲线梁桥曲率的存在、横截面尺寸的分布特点以及钢箱梁自重小是导致支座脱空的主要原因。以此为基础,提出设置配重和支座预偏心的综合支座脱空控制方法。实践证明:在梁端配置适当重量后,负支反力会明显减小,再进行适当支座偏移后即可达到设计支反力要求。通过静载试验进一步验证了该法具有良好的实际效果。

连续钢箱梁桥面铺装层结构应力分析

正交异性钢桥面的构造复杂,用理论算法对铺装层进行力学计算,较难得到精确的计算结果。本文利用有限元通用软件对曲线钢箱梁桥浇筑式沥青铺装层进行受力分析,将正交异性钢桥面板、铺装层作为整体,建立有限元模型,研究铺装层受力变形特点。根据钢桥面铺装层常出现的病害,并结合超载及刹车产生的水平荷载对铺装层受力的影响,提出相应的桥面铺装层破坏的综合控制指标。

四线铁路钢箱混合梁弯斜拉桥设计研究

根据四线铁路弯斜拉桥的受力特点,采用空间杆系有限元静力分析方法,围绕斜拉桥结构体系、桥梁整体刚度、收缩徐变、几何非线性等方面对其展开拉索、主梁、桥塔、基础的构造设计与研究。采用有限元仿真分析技术,研究正交异性桥面板的弯钢箱梁在受纵横向弯曲、剪力滞和扭转翘曲组合作用下的应力分布,进行钢箱梁与预应力混凝土梁的结合段、主梁与桥塔横梁固结、斜拉索上下钢锚箱的局部应力分析和构造研究。采用车桥耦合时变分析方法对其行车动力性能进行研究。采用反应谱及地震波时程分析方法同时对结构的抗震性能和抗震措施进行分析、研究。研究结果表明:四线铁路弯斜拉桥钢箱梁采用约3m的横隔板和腹板间距对改善主梁构造起到重要作用;良好的行车动力性能说明该桥采用1/900的挠跨比控制结构刚度较为合理;采用E型钢阻尼支座改善了桥梁的抗震性能。

上海长江大桥主航道斜拉桥分离式钢箱梁设计

上海长江大桥主航道桥采用主跨730 m的双塔双索面斜拉桥,人字形塔,分离式钢箱梁。介绍分离式钢箱梁设计中纵横梁的连接及轨道交通的特殊构造两大特点、主要节点构造及主要计算内容。

基于连续体退化组合壳单元的连续箱梁非线性分析

提出了一种用于预应力混凝土箱梁非线性分析的单元模型,此模型可以方便的模拟结构中存在的普通钢筋、预应力直线钢筋和预应力曲线钢筋。将分层壳单元和大变形杆单元相组合,编制了钢筋混凝土三维非线性分析有限元程序。非线性分析方面考虑了材料和几何非线性,采用TL列式描述几何非线性行为,材料非线性分析包括弹塑性变形、混凝土的开裂和压碎等等。本文提出的单元模型较好的解决了预应力混凝土箱梁分析时曲线配筋模拟的问题。最后给出了2个算例,计算结果与相关软件和试验数据吻合良好。