横州飞龙大桥主桥设计

横州飞龙大桥主桥为(100+2×185+100)m波形钢腹板连续刚构桥,主梁为单箱单室波形钢腹板组合箱梁,桥面宽13 m,中支点梁高10.9 m,跨中及边跨梁端梁高4 m。腹板采用1800型波形钢腹板,相比传统1600型腹板具有更高的整体屈曲应力;波形钢腹板防屈曲构造采用内衬混凝土和纵、横向加劲肋混合布置的方式,减少了内衬混凝土长度,减轻了结构自重;波形钢腹板与顶板采用长孔型开孔板连接件,与底板采用外包型连接,提高了结合部施工便捷性和耐久性。主梁采用波形钢腹板悬臂自承重施工工法,先边跨后中跨合龙,采用研发的钢架吊篮与智能吊机组合的挂篮形式,提高了施工效率。

上海奉浦东桥主桥设计及施工关键技术

为缓解现行交通压力,利用上海奉浦大桥东侧先期已实施的主桥水中墩基础进行奉浦东桥的续建。奉浦东桥主桥跨径组合(85.15+125.00+125.00+125.00+85.15)m,上部结构采用预应力波形钢腹板连续梁桥,下部结构采用薄壁空心直立式桥墩。主梁为单箱双室截面,箱内采用钢横隔板与钢横撑混合布置形式。墩顶0号节段采用钢混组合构造,钢箱与混凝土板之间设置焊钉连接件,外围焊钉包裹胶套以避免受力集中。全桥腹板均采用1600型波形钢板,为提高中支点区段腹板稳定性,沿纵向设置T形加劲肋,无需现场浇筑内衬混凝土。波形钢腹板与混凝土顶板间采用双开孔板连接件,并在各节段前端增设梅花形开孔构造并混合配置焊钉以改善连接件受力;腹板与混凝土底板采用焊接角钢的翼缘形结合部。主桥上部结构采用工厂化节段预制、现场悬臂拼装的施工工艺,提高了施工效率及安全性。

大跨度自锚式悬索桥半封闭箱型加劲梁抗风性能试验研究

文章以一拟建大跨度自锚式悬索桥为工程背景,通过ANSYS有限元分析和节段模型风洞试验,研究了半封闭箱型钢-UHPC组合加劲梁的抗风性能。研究结果表明,半封闭箱型钢-UHPC组合加劲梁在-3°、0°及3°风攻角下,颤振临界风速均大幅高于颤振检验风速,颤振稳定性满足规范要求,且安全储备较大。加劲梁在5°、3°和-3°风攻角下发生了超过规范允许幅值的竖向涡激共振,在3°风攻角下发生了超过规范允许幅值的扭转涡激共振。对原加劲梁进行气动外形改良后,竖向涡激共振和扭转涡激共振均消失,同时颤振稳定性也明显改善。

大跨组合斜拉桥梁腹板及加劲肋合理设计

为合理设置大跨组合斜拉桥钢板梁的腹板及其加劲肋,结合实例,在考虑后屈曲性能的影响下,对钢主梁受压区格长高比和加劲肋与腹板刚度比的合理选取进行研究。采用有限元软件EBPLATE计算腹板正应力屈曲系数、剪切屈曲系数及抗剪承载力,分析屈曲系数与钢主梁受压区格长高比和加劲肋与腹板刚度比的关系。结果表明：统筹考虑受压区纵肋布置及横肋的间距,受压区格长高比建议设计值区间为2.0~2.5,在这个区间纵肋的有效宽度大,局部正应力屈曲系数较大且剪切屈曲系数处于中值;在受压区,加劲肋与腹板刚度比建议设计值区间取13.0~15.0,在腹板厚度适中的情况下,使腹板成为中度加劲板。

悬索桥板桁结合型加劲梁剪力滞计算的简化方法

针对采用板壳有限元方法计算悬索桥板桁结合型加劲梁桥面系剪力滞的建模工作量巨大、效率低下的情况,根据该类结构剪力滞的特性,研究其简化计算方法。该方法采用换算梁法将板桁结合桥面系桁梁换算为连续薄壁梁;建立能够考虑剪切变形影响的单主梁悬索桥有限元模型;以变分法为基础,将考虑了结构几何非线性影响的加载影响区间作为等效简支梁的跨度,将作用于该区间的活载、吊索力和支座反力作为荷载;根据叠加原理进行组合荷载作用下的剪力滞求解。以拟修建的某铁路悬索桥为例,采用ANSYS建立全桥板壳有限元模型与简化方法进行对比分析,结果表明简化方法具有较高的计算精度。

斜风下板桁结合加劲梁静气动力系数试验研究

以岳阳洞庭湖二桥为工程依托,采用风洞试验方法分别对板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态横桥向三分力系数及顺桥向阻力系数随风攻角、风偏角的变化进行了试验研究,比较了不同长度补偿段模型对试验结果的影响,基于试验结果拟合了板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态顺桥向阻力系数随风偏角变化表达式.结果表明:进行斜风作用下板桁结合加劲梁顺桥向气动力测试时,当补偿段模型长度约为测力模型长度的30%左右时基本可以满足精度要求;板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态顺桥向阻力系数均随风偏角的增加而先增大后减小,当风偏角约为50°~55°时达到最大;板桁结合加劲梁横桥向阻力系数随风偏角的增大而先增大后减小,当风偏角为5°~10°时达到最大,约为风偏角为0°时阻力系数的1.05倍.

舟山市小干二桥工程主桥设计

舟山市小干二桥工程主桥为双塔结合梁自锚式悬索桥,跨径布置为(150+370+150)m。主桥采用全飘浮体系,塔、梁之间设纵向阻尼器和横向抗风支座。主梁采用钢-混结合梁,全宽32.0m,梁高标准段为3.0m、锚固区加高至5.97m。主梁钢结构由主纵梁(闭口箱梁)、横梁、挑梁、小纵梁组成,其中钢横梁采用无加劲肋工字形断面;桥面板采用钢筋混凝土结构,厚度26.0cm;钢梁与桥面板之间通过剪力钉连接。2根主缆采用镀锌铝合金平行钢丝,矢跨比1/6。桥塔采用直立门架式,塔高100.0m,两塔柱横向中心距31.0m,塔柱采用矩形断面。桥塔设上横梁,采用预应力混凝土单箱单室结构。桥塔采用整体式基础,承台为哑铃式尖端形,下设20根ф2.5m钻孔灌注桩。边墩采用分离式墩,墩柱横向中心间距16.3m。边墩基础承台为矩形,下设12根ф1.8m钻孔灌注桩。

中山一桥桥面系的方案选择

桥面系的方案选择是关系到整座桥的造价以及受力性能的重要因素,广州市中山一桥在进行桥面设计时采用了两个方案,一个是钢-混凝土结合梁体系,另一个是钢箱体系。通过对两种方案的截面几何尺寸、构件内力、挠度和变形曲线、自振周期和振型这几个方面的分析比较,得到它们之间的受力性能异同,结合中山一桥的具体特点和这两种方案下受力性能间的分析比较,最终选定桥面系的方案为钢箱体系。这种体系具有桥面系轻,各主要构件的内力小,桥面的挠度值小,施工速度快的特点,尤其适合于要求施工工期短的城市桥梁,将钢箱体系应用于中山一桥中取得了很好的综合经济效益。通过对中山一桥桥面系方案选择的探讨,旨在为类似桥梁桥面系方案的选择提供参考。

武汉鹦鹉洲长江大桥钢—混结合梁施工技术

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为(200+2×850+200)m的三塔四跨地锚式悬索桥,为解决桥面铺装层易破损、脱离移位的难题,主梁采用钢-混结合梁结构,其上铺装改性沥青SMA铺装层。针对该新型结构设计,钢加劲梁各单元件均提前在专业钢结构加工厂内制造成型,并采用长线法预拼;混凝土桥面板采取工厂预制施工;边跨混凝土桥面板与钢加劲梁结合采取先节段内结合,后节段间结合的二次结合施工技术;中跨混凝土桥面板与钢加劲梁结合采取先节段桥面板临时固定,后分批浇筑湿接缝混凝土的结合施工技术。实践证明,该桥采用的钢-混结合梁施工技术实际应用效果良好。

无下加劲弦钢桁梁柔性拱力学性能

传统的钢桁梁柔性拱为提高结构刚度,一般采用下加劲弦,主要适用于悬拼的施工方案;取消下加劲弦之后,可采用顶推的施工方案,降低纵断面,减少工程总投资,其适用性更加广阔,但其结构力学性能将产生一定的变化。论文以合肥枢纽南环线跨合宁高速115+230+115 m无下加劲弦钢桁梁柔性拱为基础,对其结构设计和带拱顶推施工进行研究,深入分析了该结构整体及节点力学行为和车桥耦合振动特性,探讨了正交异性复合钢桥面板首次在铁路桥上的应用成果。本桥不仅为国内最大跨度无下加劲弦钢桁梁柔性拱,而且率先于铁路桥梁中使用复合钢桥面板,并在国内首创"带拱顶推,拱脚合龙"施工方案,对同类型桥梁设计施工具有较大的参考和推广价值。

波形钢腹板组合梁抗震性能试验

为探讨波形钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的两种构造波形钢腹板组合梁抗震性能,通过剪跨比为1.67的波形钢腹板组合梁缩尺模型拟静力加载试验,比较分析了破坏特点、滞回曲线、承载力、延性、强度与刚度退化、耗能能力、变形恢复能力等基本力学特性.研究结果表明:钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁分别为弯剪和剪切破坏,腹板分别发生局部屈曲和整体屈曲,混凝土板根部均产生剪切斜裂缝;内衬混凝土相比焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁的承载力、延性和耗能能力较高;两种构造均可提高腹板稳定性,滞回曲线形状相对饱满,强度退化系数均大于0.9,粘滞阻尼系数大于0.2,残余变形率小于0.61,表明两种构造的波形钢腹板组合梁强度退化不明显,耗能能力和变形恢复能力较强.

PBL加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥设计

高速公路跨线桥黄延桥为(24+40+24) m连续刚构体系PBL 加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥。该桥主梁采用矩形钢管桁架和混凝土行车道板构成的组合桁梁;桥墩采用Y形双肢矩形钢管混凝土树状桥墩,下设菱形承台+钻孔灌注桩基础。在负弯矩区下弦杆和Y形桥墩的矩形钢管内设置PBL纵肋并灌注混凝土,形成PBL加劲型矩形钢管混凝土断面,以提高杆件承载力、改善受压钢管局部屈曲性能。为提高该桥PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的承载力、改善节点的失效模式,采取主管内灌注混凝土和支管与主管同宽两项优化措施。混凝土桥面板通过上弦闭口PBL开孔预埋钢板连接件与主桁相连。桥墩通过纵、横向呈方格网络集中布置的PBL开孔钢板与承台固结。

板桁结合加劲梁悬索桥颤振稳定措施试验研究

为了研究板桁结合加劲梁悬索桥的颤振稳定性,以国内某大跨悬索桥为背景,通过节段模型风洞试验分别研究了上、下中央稳定板以及水平稳定板的制振效果,并考察了阻尼比对主梁颤振临界风速的影响,最后对比研究了原设计方案和安装上中央稳定板的板桁结合加劲梁的三分力系数。研究结果表明:上中央稳定板可以有效抑制板桁结合加劲梁颤振,且颤振临界风速增长率随稳定板高度的增加呈非线性变化;安装于桥面下方的下中央稳定板不能改善主梁的颤振性能,但安装于下平联处的下中央稳定板可以在一定程度上提高主梁的颤振临界风速;安装于桥面板边缘处的水平稳定板会恶化主梁的颤振稳定性;将上、下中央稳定板联合使用时主梁可以取得更好的颤振性能。阻尼比对以扭转颤振为主的板桁结合加劲梁具有显著影响;安装与栏杆等高的上中央稳定板在小攻角范围内对主梁三分力系数的影响很小。

云南金安金沙江大桥总体设计

云南金安金沙江大桥为主跨1 386m的双塔单跨简支板桁结合加劲梁悬索桥,主缆跨径组成为330m+1 386m+205m。主桥2根主缆均由169股127丝强度为1 770MPa的5.25mm预制镀锌平行钢丝组成,每一吊点设2根钢芯钢丝绳吊索,主缆跨中设置3对柔性中央扣。加劲梁采用正交异性钢桥面板与钢桁架结合的构造,桁高9.5m,标准节间长10.8m,梁宽27.0m。两岸均采用隧道式锚碇和扩大基础,华坪岸将接线公路隧道整体偏转,与隧道锚分离设置。两岸桥塔均采用混凝土门形框架结构,塔柱均采用D形薄壁空心断面,塔底设钻孔灌注桩基础。大桥华坪岸、丽江岸引桥均采用连续钢-混组合梁桥,跨径布置分别为2×(3×41)m、1×40m。采用有限元软件对该桥进行结构计算,结果表明该桥各项指标均满足规范相应的要求。

松原市天河大桥北汊主桥上部结构施工关键技术

松原市天河大桥北汊主桥为(40+100+266+100+40)m双塔空间索面自锚式悬索桥,桥塔采用钢筋混凝土人字形结构,主梁分为混凝土加劲梁以及钢-混组合梁(由格构式钢梁上铺混凝土桥面板组成)两部分,主缆呈空间三维线形,全桥共51对吊索。桥塔采用液压自爬模施工,通过设置主动支撑以及预偏量控制塔身倾斜度;格构式钢梁采用以直代曲制作,边跨钢梁采用吊机原位吊装,中跨钢梁采用拼装平台上整节段拼装牵引滑移施工;主缆锚固系统位于加劲梁锚墩横梁上,采用厂内预制现场整体吊装施工;主缆架设采用PPWS施工方法,猫道采用预制吊装施工;针对可转动索夹以及球铰底座的特点,改变传统的体系转换临时吊索的使用顺序,达到吊索一次张拉成型。

悬索桥板桁结合加劲梁钢-STC组合桥面支承体系设计优化

杭瑞高速岳阳洞庭湖大桥为(1 480+453.6)m双塔双跨钢桁梁悬索桥,主梁为采用了钢-STC轻型组合桥面的板桁结合型钢桁加劲梁,钢-STC轻型组合桥面支承体系由横向桁架支承及桥面纵、横梁支承组成。采用ANSYS软件建立主梁节段有限元模型,针对组合桥面支承体系,从横向桁架结构形式、桥面纵横梁体系及其结构尺寸等方面进行设计优化。结果表明,带竖腹杆的横向桁架结构形式在桥面刚度、构件应力水平方面均具有较大优势;多横梁体系桥面刚度大,桥面构件应力水平低,适用于钢-STC轻型组合桥面。洞庭湖大桥板桁结合加劲梁钢-STC组合桥面支承体系采用带竖腹杆的横向桁架,纵横梁支承体系采用在横向桁架竖腹杆位置设置边纵梁、次横梁间距2.8m的多横梁体系,能够很好地兼顾结构刚度、应力水平及钢材用量。

板桁结合悬索加劲钢桁梁桥特殊节点受力行为

为了研究板桁结合悬索加劲连续钢桁梁桥加劲弦与上弦杆连接部位特殊节点的静力受力行为,依托重庆曾家岩嘉陵江大桥建立了全桥三维多尺度有限元模型,并通过缩尺模型试验对有限元分析结果进行验证,对特殊节点在最不利荷载组合作用下的受力状况进行了研究。研究结果表明:特殊节点中加劲弦与上弦杆交界处附近应力较大,且应力分布较复杂,为重点关注部位;特殊节点总体Von Mises应力在198.0 MPa以内,特殊节点各杆件Von Mises应力均小于钢材的强度设计值,结构具有足够的安全储备;正交异性桥面系参与主梁竖向弯曲受力,上层桥面系传递的内力约占纵桥向、横桥向上合力的34%和33%;荷载由跨中向支点经过特殊节点的传递,钢桥面板、上弦杆、竖腹杆以及斜腹杆承担的力逐渐传递给了加劲弦,引入加劲弦来提高梁高,抵抗主梁截面的竖向弯矩。有限元分析结果验证了重庆曾家岩嘉陵江大桥特殊节点的可靠性,也为类似节点的研究与设计提供参考。

澜沧江特大桥主桥悬索桥施工阶段控制索塔内力的新方法

云南祥临澜沧江特大桥为主跨380 m的单跨钢-混组合加劲梁悬索桥,在加劲梁段的架设阶段,由于中跨加劲梁段的吊装等因素导致主跨侧主缆的水平分力要大于边跨侧。为了将索塔的塔根弯矩控制在容许范围之内,该桥不采用传统的预偏索鞍法而是采用了一种新的方法即通过边缆拽塔法来实现调整索塔在施工阶段的内力。并重点阐述了边缆拽塔方法的设计理念、关键技术及施工方法。该技术在国内尚属首例,国外也没有成熟的经验可循,它的成功实践对国内今后同类桥梁的设计施工具有重要的参考意义。

大跨度自锚式悬索桥钢-STC组合桥面箱形加劲梁抗风性能试验研究

以株洲枫溪大桥为工程背景,采用有限元计算和节段模型试验相结合的方法,研究大跨度自锚式悬索桥STC组合桥面钢箱加劲梁的抗风性能。研究结果表明:钢-STC组合桥面箱形加劲梁结构在-3°、0°及+3°的3种风攻角下,颤振临界风速均远高于桥位处检验风速,设计方案满足颤振稳定性要求,且有较大富余度。成桥状态下的原型断面在+3°攻角下出现了11.1~16.7 m/s与22.7~33.4 m/s两个竖弯涡振区,其中在第二个竖弯涡振区,其峰值振幅0.188 m超过规范允许值。通过对截面进行局部优化后,涡振均在规范允许值以内。节段模型测力风洞试验基于风攻角为-12°至12°范围内变化,研究了加劲梁断面的静力三分力系数的变化规律。大跨度自锚式悬索桥的钢-STC组合桥面宽幅箱形加劲梁的抗风性能试验研究为类似桥梁的设计提供依据和参考。

加劲肋对波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能影响研究

通过MIDAS FEA建立波形钢腹板组合箱梁的有限元模型,研究了加劲肋的宽度、厚度、布置的数量以及布置方式对波形钢腹板组合箱梁抗扭性能的影响。结果表明:波形钢腹板插入加劲肋可以对波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能有较大提高;增大加劲肋的板厚、板宽以及增大加劲肋布置的数量可以提高波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能;相同宽度、高度、厚度的波形钢腹板加劲肋,采用双面布置会降低波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能。