单箱双室变截面波形钢腹板组合梁剪应力分析

为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题。基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CSW剪应力计算公式进行了对比。对各项剪应力的性质展开了研究,针对变截面CBBCSW的顶底板和参与承剪机理进行了分析,提出了底板承剪比例计算公式。以室内模型试验梁和一座单箱双室变截面CBBCSW为例,采用ANSYS有限元软件分别建立了试验梁与实桥的有限元模型,研究了不同约束体系下,剪应力在CSW上的分布以及顶底板与CSW参与承剪的规律。对比不同荷载情况下,有限元计算结果与理论公式计算结果的差异,分析不同荷载工况对顶底板与CSW参与承剪的影响。此外,分析了横隔板对单箱多室CBBCSW剪力分配的影响。研究结果表明:所提公式的理论结果与试验实测结果和有限元结果吻合较好,且底板参与承剪的比例不可忽视;变截面引起的“附加剪应力”是影响剪力传递的直接原因,弯矩的大小会直接影响底板参与承剪的比例;对称荷载下中腹板与边腹板的剪力分布几乎相同,而横隔板会改变CSW上剪力分配,靠近横隔板处的部位剪应力分布更均匀。研究结果可以为实际工程中变截面CSW的剪应力和承剪比的分析提供参考依据。

深中通道泄洪区非通航孔桥主梁设计

深中通道泄洪区非通航孔桥总长6.05 km,分布于伶仃洋大桥及中山大桥2座通航孔桥两侧。泄洪区非通航孔桥采用等跨连续梁布置,4~6跨一联。主梁设计过程中,首先进行110、120、130 m三种跨径方案比选,确定采用最经济的110 m跨径方案。然后针对结构形式,提出预应力混凝土梁、钢-混组合梁和钢箱梁3种方案,从力学性能、经济性和施工风险等方面综合考虑,最终推荐采用钢箱梁方案。钢箱梁采用外形简洁流畅的封闭式断面,有利于后期维养;考虑全线景观效果,主梁高度取4 m,高跨比为1/27.5;横隔板间距取2.5 m,采用实腹式横隔板和框架式横肋的组合式设计,使箱室内部通透性更好;钢箱梁采用Q420qD钢和Q345qD钢2种材料。钢箱梁施工采用适合海上长大桥梁的大节段预制+现场拼装的施工方案。

节段预制拼装波形钢腹板连续组合箱梁抗弯性能试验研究

为研究波形钢腹板连续组合箱梁在整体现浇和节段预制拼装施工工艺下抗弯性能的差异,对一片节段预制拼装变截面波形钢腹板连续箱梁和一片相同尺寸的整体式波形钢腹板连续箱梁进行了抗弯性能试验,分析了接缝的存在对节段预制波形钢腹板连续梁不同特征截面上应变的分布、荷载-挠度曲线变化、预应力增量的影响,并对两片梁的破坏形态进行了分析,试验结果表明:加载初期,接缝的存在对试验梁刚度影响较小,两片梁的应变和变形接近。开裂后节段拼装梁节段接缝间的混凝土应变相对整体梁偏小,但接缝处的混凝土应变较大,接缝位置的塑性变形使得内力重分布现象更加明显;整体梁出现典型的弯曲裂缝,而节段拼装梁裂缝数量在整个过程中相对较少,集中出现在节段两侧接缝位置;在塑性阶段,节段梁变形主要发生在接缝位置,梁体变形相对较大,而边跨相对于中跨挠度变化较小。节段拼装梁的预应力筋相比于整体梁发挥了更大的作用,应力增长速率更快,且节段拼装梁有效高度变化小于整体梁。提出了节段预制拼装波形钢腹板连续箱梁抗弯承载力计算公式,且公式计算值与试验结果吻合程度较好。

大跨度变截面钢箱梁托管桥施工技术

介绍了目前国内单跨跨度最大的变截面连续钢箱梁桥面上铺设的输水管道直径最大的托管桥钢箱梁吊装施工技术。单节箱体最重达135t,运输、储存、吊装较常规钢桥难度增大,工厂桥段制造、工厂板单元现场拼接和上下分层加工等措施,保障了施工进度和工程质量。针对梁体重量大、项目区强风天气影响桥梁吊装困难,研究了钢箱梁的安装方法和施工工艺,保障了梁体施工期安全,桥梁按合同工期安装完成发挥了工程效益。

多匝道变截面支架法现浇连续箱梁线形控制方法研究

文章以某桥梁工程为例,对影响现浇连续箱梁线形的因素进行了分析,在此基础上研究了现浇连续箱梁施工过程中的线形控制方法,包括竖桥向线形和横桥向线形控制两大方面,经过结构预拱度计算、梁体线形计算、支架预压及监测等工程活动后,采取针对性的梁体线形控制措施,有效解决了变截面支架法现浇连续箱梁施工中线形差的问题,顺利完成了现浇箱梁施工活动并保证了箱梁线形的合理性,取得了良好的施工效果。

有限梁段法在变截面连续箱梁桥剪力滞效应分析中的应用

为了分析变截面连续箱梁桥的剪力滞效应,选取具有2个节点、4个自由度的箱梁单元,引入剪力滞控制微分方程的初参数解,推导出箱梁梁段单元的刚度矩阵和等效节点荷载。利用FORTRAN语言编写相应计算程序,应用所编程序对某简支箱梁进行验算,并分析了某三跨变截面连续箱梁桥在主跨作用车道荷载时的剪力滞效应。结果表明:剪力滞效应对中跨1/2处影响最大,对左边跨、右边跨几乎没有影响;中跨1/2处总挠度是初等梁挠度的1.08倍。

大跨径变截面钢箱梁加工技术研究

钢箱梁因其跨径大、工厂化机械制造效率高、可靠性高等优点在城市立交桥和跨线桥中被广泛采用,然而受现场施工条件、大节段运输困难和易变形等因素影响,分节段制造及精确定位拼装控制变形和减小焊接误差成为这类钢箱梁厂内加工的重点。该文结合石家庄市北片区南水北调大桥项目,对大跨径变截面钢箱梁加工技术展开研究,并研制出钢箱梁厂内加工仿真预拼装装置,有效控制梁段制作的尺寸误差,提高现场施工效率,可为类似的大跨径边界钢箱梁厂内加工拼装项目提供借鉴和参考。

变截面现浇连续箱梁0#块施工技术应用探讨

在现代桥梁建设中采用变截面现浇连续箱梁技术,可以有效防止桥梁变形,提高箱梁整体结构刚度和抗震能力。本文结合澧水二桥工程和变截面现浇连续箱梁的施工方案,分析了该工程施工方法,总结了有效措施,解决了变截面现浇连续箱梁施工技术应用过程中的重难点,希望对该施工技术的应用探讨可以促进我国道路桥梁施工技术的进一步发展。

中跨变截面连续刚构箱梁支架设计风险研究

随着社会经济的发展和科技的进步,桥梁建设在满足功能需求的同时,对美观、环保、经济等方面的要求也越来越高。中跨变截面连续刚构箱梁以其优良的性能和广泛的应用,逐渐成为了现代桥梁建设的重要选择。然而,这种结构在支架设计和施工过程中存在一定的风险,需要对结构稳定性风险进行深入的研究和评估。本文依托徐明高速项目,将针对中跨变截面连续刚构箱梁支架设计风险进行研究。为了降低变截面箱梁支架设计的风险,需要进行充分的风险评估和管理。这包括进行详细的地质勘察和基础设计,以确保支架的稳定性和承载能力;合理选择施工设备和材料,确保施工质量和安全性;采取恰当的安全措施,保障施工人员的生命安全;以及进行严格的施工监控和管理,确保施工进度和质量符合要求。

变截面连续箱梁承载能力检验方法

文章以某变截面连续箱梁桥为例,通过动静载试验,模拟桥梁在设计荷载作用下,承载能力是否满足设计要求。试验结果表明:该桥在动静载试验作用下处于弹性工作状态,未表现出明显的塑性变形,试验桥跨结构刚度及整体受力性能满足原设计要求,整体承载力满足原设计荷载等级“城市-A级”标准,符合设计荷载要求。

预应力混凝土变截面箱梁桥底板预应力束的等效径向力研究

预应力变截面混凝土箱梁桥底板崩裂主要是由底板预应力束的等效径向力引起的。以箱梁底板预应力束的等效径向力经典计算公式为基础,分析影响等效径向力的敏感性因素,推导定位误差和折线拟合曲线这两种因素对径向力的影响,修正经典等效径向力的计算公式,同时进行在建桥梁底板预应力束的径向应力的测试,表明提出的修正公式计算的径向应力与实测应力基本吻合,为变截面混凝土箱梁底板防崩裂设计提供了理论与实测依据。

变截面波形钢腹板PC箱梁桥的动力特性分析

研究目的:为研究变截面波形钢腹板PC连续箱梁桥的动力特性的特点,选择已建的变截面波形钢腹板PC箱梁桥——鄄城黄河公路大桥的两跨,按1∶10的比例缩尺制作(3+3)m变截面波形钢腹板PC室内模型试验梁,采用模型试验及ANSYS有限元仿真分析的方法对模型试验梁的动力特性进行研究。研究结论:通过研究得出如下结论:(1)横隔板数量的改变对变截面波形钢腹板PC连续箱梁桥扭转振动频率的影响较大,对其弯曲振动频率的影响较小;(2)采用《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)中连续梁基频的估算公式对室内试验梁的竖向基频进行了计算,并与实测值及有限元值对比后发现现行规范中连续梁竖向基频的估算公式不适用于该类型桥梁竖向基频的计算;(3)在现行规范估算公式中考虑波形钢腹板剪切变形的影响后,得到了适用于变截面波形钢腹板PC连续箱梁桥竖向基频计算的修正估算公式;(4)该研究成果可为公路桥梁工程中变截面波形钢腹板PC连续箱梁桥动力特性的分析提供参考。

变截面波形钢腹板组合箱梁剪应力及剪力传递效率分析

依据变截面波形钢腹板组合箱梁特点,考虑梁高、底板厚度的变化,从弹性微元段的受力平衡出发,推导钢腹板剪应力计算公式,结果表明,箱梁剪力由混凝土顶、底板和波形钢腹板共同承担,变截面波形钢腹板梁中的剪应力除了由截面剪力引起外,还包括有截面弯矩和轴力引起的附加剪应力;通过与等截面计算公式和有限元数值计算结果对比验证,表明笔者给出的计算公式具有较高计算精度;最后在此基础上考虑3种荷载工况,给出一变截面波形钢腹板箱梁的剪力传递效率.

变截面薄壁箱形连续梁考虑大挠度和剪力滞影响的力学分析

为了考察变截面薄壁箱形梁考虑大挠度和剪力滞效应的受力性能,依据势能变分原理,考虑箱梁翼缘正应力的剪力滞效应和结构竖向挠度的几何非线性影响,将5个广义位移函数(竖向挠度、扭转角和3个剪滞翘曲位移)用样条函数展开,使变截面薄壁箱形连续梁的大挠度问题转化为求解非线性代数方程组问题,并采用Newton-Raphon迭代法求解。研究结果表明:要合理地分析薄壁箱形梁的受力状态,应对翼缘板的悬臂板、顶板和底板分别取不同的剪力滞翘曲位移函数进行计算;变截面连续箱梁受力比相应等截面薄壁箱梁的压力更为合理,更能适应连续梁箱梁截面内力沿梁纵向的变化;大挠度对变截面连续梁箱梁内力、位移的影响程度取决于荷载。

钢-混凝土连续组合箱梁负弯矩区极限抗弯承载力研究

基于塑性分析理论,分别利用规范法和截面转换法计算连续组合箱梁负弯矩区的极限抗弯承载力。规范法中先将钢箱梁截面转化为工字型钢梁截面,然后按照规范中已有的方法进行计算。截面转换法中先将钢箱梁截面转换为矩形截面,进一步推导出统一的计算公式。研究结果表明:将2种计算结果与试验结果进行对比,三者吻合很好,说明2种方法均准确适用。2种方法间进行比较,计算结果误差很小,但截面转换法避免了规范法中判断截面类型的步骤,相对简化了计算过程。研究结果为钢-混连续组合箱梁的设计提供了一定的参考。

变截面连续钢箱梁桥典型施工阶段涡激振动

为探讨大跨度连续钢箱梁桥在吊装施工阶段可能遇到的风致涡激振动问题,提出有效的抑振措施,以崇启6跨变截面连续钢箱梁主桥施工过程为背景,通过1∶45全桥气弹模型风洞试验,研究了大跨度变截面连续梁桥典型施工阶段主梁的涡激振动性能,试验模拟了外加阻尼的抑振措施,并基于试验现象探讨了连续钢箱梁桥的涡激振动机理.研究结果表明:当第2跨主梁架设完成后,主梁易产生涡激振动,且不满足桥梁抗风设计规范的要求.当结构阻尼比达到1.2%时,涡激振动振幅满足规范要求;当结构阻尼比达到2.1%时,施工阶段不会产生明显的涡激振动.

湖南某预应力混凝土箱梁桥崩裂原因分析

针对湖南某预应力混凝土连续箱梁桥合龙后底板出现崩裂问题,以箱梁底板预应力束的等效径向力经典计算公式为基础,修正了经典等效径向力的计算公式,并结合实际施工情况,分析了事故发生的原因。同时采用通用有限元程序AN-SYS分析了底板应力分布规律。研究结果表明:本文提出的修正公式计算的崩力与有限元拉力分布相符合,在此基础上提出了预防底板崩裂的措施,具有一定的实际意义。

连续刚构弯箱梁桥横向内力计算方法

针对变截面连续刚构弯箱梁结构分析的横向内力计算 ,探讨了桥梁纵向挠曲作用与弯梁扭转作用对横向内力计算的影响 ,以及横向框构中考虑材料在应力—应变的线性与非线性关系两种不同状况下内力分布的变化。以厦门海沧大桥西航道变截面连续刚构弯箱梁桥 (78m+1 40 m+78m+42 m+42 m)为例 ,计算了在预应力作用。

预应力混凝土变截面连续箱梁桥偏载系数研究

结合一座预应力变截面连续梁桥的运营期安全监测和多座新建桥梁的荷载试验,详细介绍了通过有限元法和静载试验确定偏载系数的方法,分析了箱梁在偏载作用下的偏载增大系数,通过几种方法的比较指出较合理的方法,为同类工程提供参考。

变截面连续钢箱梁桥静气动性能研究

对某大跨变截面连续钢箱梁桥跨中断面、1/4跨断面、支点断面进行了节段模型风洞测力试验,并对主梁进行了二维和三维数值模拟,通过风洞试验结合数值的方式来研究连续钢箱梁桥变截面主梁展向、腹板高度变化及梁底线形不同对于模型静三分力的影响。结果表明,腹板高度变化及梁底线形不同对连续钢箱梁桥静气动力系数有显著影响,随腹板高度增大,变截面连续钢箱梁桥阻力系数、升力系数、扭矩系数均有显著增加;在梁底线形为直线且斜率较小时,模型的静三分力不会随梁底直线斜率的变化而产生明显的变化,在风洞试验及数值模拟中可以用等截面的节段模型来代替梁底有斜率的节段模型。而当梁底直线与水平线夹角大于3°或梁底线形为二次抛物线时,计算得到的静三分力系数与等截面模型的结果相对变化量较大,故对于变截面梁在这种情况下不宜使用等截面的节段模型进行风洞试验,且应尽量采用三维流场数值模拟与实桥梁底线形相一致以提高计算精度。