上跨运营铁路双层简支钢桁梁桥节点构造对比分析

为研究钢桁梁桥节点处支管之间构造差异对结构静力性能的影响,以蒸汽管网双层简支钢桁梁跨越铁路工程为例,节点处支管构造原则存在一定的差异,通过建立Midas整体模型,对支管分离与支管搭接两种不同节点构造情况进行对比,分析杆件受力性能的差异。结果表明,支管分离与支管搭接对支点附近节点斜腹杆影响较大,支管分离时,下弦杆节点斜腹杆应力最大达262 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大85 MPa;上弦杆节点斜腹杆应力最大达279 MPa,比支管搭接时斜腹杆应力大66 MPa,不满足主+附荷载组合作用下拉杆容许应力260 MPa的要求,需进一步提高支点处斜腹杆的杆件尺寸,以满足规范要求。通过对比节点构造差异对结构静力性能的影响,有助于合理优化结构杆件设计,为类似工程提供参考。

大跨简支钢混组合梁桥设计探析

结合实际工程项目,对大跨简支钢混组合梁桥设计进行了探讨,研究确定合理截面型式及横向布置,分析采取临时支墩和桥面板混凝土纵向分段浇筑等施工措施对最终成桥阶段梁体的影响。研究认为,大跨简支钢混组合梁桥宜采用闭口钢箱截面,其设计通常受应力控制,横向布设宜结合钢箱顶底板应力合理拟定主梁根数及间距。施工过程会影响成桥状态,采用临时支墩和桥面板混凝土纵向分段浇筑,可有效改善钢箱顶板应力状况,但对底板应力影响不大。

狮子洋通道钢-混组合梁桥结构选型研究

狮子洋通道全长约35 km,为高速公路+城市道路双层复合过江通道,过江段采用双层桥梁方案(上层为高速公路,下层为市政道路),多处主线桥设计采用50~80 m跨径桥梁,主梁采用钢-混组合梁结构。通过对简支和连续体系进行比选,该项目采用结构简支、桥面连续的结构体系,并配合暗帽梁的设计方案;通过对工字形钢板组合梁、整体式钢箱组合梁、波形钢腹板组合梁、钢桁腹组合梁、分体式小钢箱组合梁进行比选,选择分体式小钢箱作为该项目钢-混组合梁的钢主梁形式;通过对结构受力性能、经济性、施工便利性、运输便利性和对变宽路段的适应性等综合分析比选,钢主梁采用4片主梁方案,该方案有利于设计、制造及施工标准化,结构受力更合理、造价更经济。从施工场地、设备、工期和安全性等方面分析,该项目施工采用标准化加工钢结构、工厂化预制混凝土桥面板,在桥位上通过湿接缝和集束式剪力钉形成组合结构的方案。

128m双线铁路简支钢桁梁桥设计

赵寨颖河双线特大桥主桥为128m下承式简支钢桁梁桥。主桁采用带竖杆的三角形腹杆体系;主桁弦杆均采用箱形截面,内力较大的腹杆采用箱形截面,内力较小的腹杆采用H形截面;在上弦杆平面内设置交叉式上平纵联;采用密横梁整体正交异性板有砟桥面系。该桥采用在岸边临时支架上拼装钢桁梁及导梁,在河中设置2个临时支墩的半悬臂拖拉法施工。采用MIDASCivil 2006建立主梁三维有限元模型,计算主梁杆件内力及位移、预拱度、自振特性,计算结果表明该桥设计合理,满足规范要求。

平潭海峡公铁两用大桥总体设计

平潭海峡公铁两用大桥是国内第一座公铁合建跨海大桥,兼顾高压电缆及自来水管搭载功能。大桥采用双线铁路+6车道高速公路标准建设,从长乐离岸下海至平潭上岛,依次跨越4条航道,全长约16.3 km,是目前世界上最长的公铁合建桥梁。3座主要航道桥均设计为钢桁混合梁斜拉桥,主跨依次为532,364,336 m,主墩基础采用?4.0 m和?4.5 m大直径嵌岩钻孔桩,钢桁梁首次采用两节间整段架设技术。深水高墩区桥梁设计为跨径80 m和88 m简支钢桁双层结合梁,采用整孔钢梁全焊、整孔浮运及吊装施工。浅水及陆地高墩区引桥采用跨径49.2 m混凝土箱梁,陆地低墩区引桥采用跨径40.7 m混凝土箱梁,全桥采用长栈桥加施工平台的施工方案,公路、铁路桥面均设置风屏障。

沪通长江大桥非通航孔桥设计

沪通长江大桥设计通行4线铁路、6车道高速公路,其非通航孔桥为简支钢桁梁结构,桥梁跨度112m,全长2 912m,其中跨南岸大堤桥梁3跨共336m、跨北岸大堤桥梁2跨共224m、跨水中横港沙区段桥梁21跨共2 352m。非通航孔桥主桁为三片钢主桁结构,上层公路桥面由钢纵横梁与混凝土桥面板结合而成,下层铁路桥面由下弦各节点处的钢横梁与混凝土槽形梁结合而成。桥墩采用钻孔灌注桩基础,墩身采用单箱三室的空心钢筋混凝土结构。

公路波形钢腹板PC简支箱梁桥冲击系数的计算分析

为科学计算和合理评估公路波形钢腹板PC简支箱梁桥在移动车辆荷载作用下的冲击系数,以一座计算跨径为30m的单箱单室波形钢腹板PC简支箱梁桥为研究对象,运用MATLAB软件编写了车桥耦合振动的计算程序。运用所编制的程序计算分析了车辆类型、行车速度及路面平整度等因素对波形钢腹板PC简支箱梁桥冲击系数的影响,并将计算所得的冲击系数与《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)规范值进行对比。结果表明:波形钢腹板PC简支箱梁桥的冲击系数应依据路面平整度的情况合理确定;冲击系数并不一定随车重的增加而增大,可能与车型有关;车重和车速对冲击系数的影响较为复杂,无明显规律;总体的超规范工况数和相应的最大超规范百分比与车辆类型有关。

基于黏滞液体阻尼器的铁路钢桁梁桥减震研究

以某高墩大跨度铁路简支钢桁梁桥为实际工程背景,研究了黏滞液体阻尼器对结构纵向抗震性能的影响。采用非线性时程分析方法,对黏滞液体阻尼器的相关参数及布置位置进行了优化分析。分析结果表明:合理选择黏滞液体阻尼器的布置位置、个数及阻尼参数,高墩大跨铁路简支钢桁梁桥具有明显的减震效果。

钢-混组合简支箱梁耐火性能研究

为研究钢-混组合箱梁受火时的挠度变化、破坏模式和耐火时间,以某钢-混组合简支箱梁为背景,采用ANSYS软件建立有限元模型,计算不同受火工况和火灾场景下梁跨中截面的温度场,分析梁的挠变规律和破坏模式,研究其耐火极限。结果表明:钢箱底板受火时,梁的跨中挠度呈线性增加趋势;腹板受火时,挠度很快进入大幅增长阶段;钢箱底板受火时,梁随受火时间逐渐下挠而破坏;腹板受火时,梁发生翘曲,受火侧腹板屈曲,两侧和一侧腹板受火时,梁分别发生对称变形和单侧翘曲;同一火灾场景下,腹板受火时梁的耐火时间比钢箱底板受火时大幅减小;受火位置相同时,HC火灾下梁的耐火时间比ISO834火灾下的耐火时间明显缩短;在设定的延火时间内,External和Design火灾下梁未破坏。

小循环步履式顶推钢桁梁施工关键技术与控制

针对某高速铁路134m简支钢桁梁顶推施工,改进了传统步履式顶推施工行程小的不足,提出了小循环步履式顶推施工技术,阐述了该施工技术在钢桁梁顶推施工中的优越性,分析了施工过程控制的关键点。工程实践表明:大跨钢桁梁结构采用小循环步履式顶推施工技术,能有效地保证施工精度,确保其成桥线形与设计线形一致,较好地实现了钢桁梁在整个顶推施工过程中的精细控制。

平曲线段大跨简支钢桁梁悬臂架设方法

针对平曲线段大跨简支钢桁梁桥,为简化施工工序,提高施工效率,以沪通长江大桥非通航孔桥112m简支钢桁梁(共26孔,其中21孔位于半径4 009.55m的平曲线上,相邻2孔桥梁中心线最大夹角1.6°)为例,提出一种平曲线段大跨简支钢桁梁悬臂架设方法。该方法根据平曲线半径、桥梁跨径等参数设计桥跨端部杆件长度和临时连接的转角;使用新型临时连接构造,将悬臂跨端部杆件与锚固跨端部杆件相连,悬臂拼装钢梁杆件;桥跨架设就位后,拆除临时连接构造。其中,新型临时连接构造由顶底板拼接板和腹板拼接板组成,顶底板拼接板是带有平面内折角的异形板件,腹板拼接板是带有平面外折角的弯折板。工程应用结果表明,这种悬臂架设方法架设精度高、简化了施工工序,避免了施工过程中的钢梁横向顶推就位施工,减少了墩顶临时施工设施及现场工作量。

竖向地震动对摩擦摆支座隔震桥梁地震反应的影响

以某高墩大跨简支钢桁梁桥为实际工程背景,以摩擦摆支座的滑动曲面半径及滑动摩擦系数为主要参数,系统研究了竖向地震动强度对摩擦摆隔震桥梁地震反应的影响,并探讨了摩擦摆支座在高墩大跨简支钢桁梁桥中的减震效果.

体外束对波形钢腹板简支箱梁自振频率的影响

为研究体外束张拉对波形钢腹板简支箱梁自振频率的影响,基于弯曲振动微分方程,推导了自振频率解析公式,参考模型试验梁,考虑预应力张拉和复杂应力状态下的弹性模量修正,采用数值方法分析结构自振频率.分析表明,预应力张拉产生应力软化效应,引起结构刚度降低,波形钢腹板组合箱梁结构的频率降低;对于模型试验梁,预应力张拉对结构的刚度影响较小,但体外束预应力使得混凝土处于复杂应力状态,材料的弹性模量与单向应力状态下的弹性模量不同,体外束张拉可使波形钢腹板简支箱梁自振频率增大.

装配式简支钢-混组合小箱梁桥荷载向分布系数的研究

针对装配式简支钢-混组合小箱梁桥横向分布系数的影响参数及计算方法进行了研究。以某桥梁为例,采用不同计算方法计算其在最不利汽车荷载下的横向受力分布,并以MIDAS板单元模型模拟结果为基准,对其他计算方法所得结果进行校核,对偏心压力法以及修正偏心压力法进行了适用性评价,并且提出了对梁格法参数取值的若干建议。除此之外,基于MIDAS有限元模型研究了预制桥面板厚度、横向连系梁间距等参数对组合箱梁桥横向受力的影响,结果表明,当横向连系梁间距在（1/2-1/15）L范围内变化,预制桥面板厚度在150-300 mm范围内变化时,对组合箱梁桥横向受力分布影响不大。

毕都北盘江大桥钢桁梁设计关键技术

毕都北盘江大桥为主跨720m的双塔七跨钢桁梁斜拉桥,主梁采用钢桁梁与正交异性板组合的结构体系。结合山区特殊建设条件,钢桁梁选用正交异性钢桥面板参与受力的板桁组合结构体系;计算分析采用了空间板壳-杆系有限元分析方法,自动考虑正交异性钢桥面板的有效分布宽度;钢桁梁及桥面板的制造、运输和架设采用"化整为零、集零为整"的方式,并首次提出正交异性钢桥面板横梁支撑体系;上横梁和次横梁的腹板及下翼缘板与主桁之间采用高强度螺栓连接、桥面板全熔透对接焊的栓焊混连;钢桁梁施工因地制宜采用边跨顶推、中跨桥面吊机悬臂拼装的架设方案,解决了山区特大跨径钢桁梁斜拉桥施工难题。

钢简支梁的新型桥面连续结构抗弯性能试验研究

简支梁桥桥面伸缩缝多,导致行车不舒适,因而多跨简支梁采取桥面连续的措施被广泛应用。海南铺前跨海大桥引桥跨越地震带,为提高行车舒适性,同时达到强震下保护钢梁梁体的目的,文章提出受力性能优良、易修复的钢-STC(super toughness concrete,简称STC)轻型组合简支变桥面连续结构。为探明该简支梁的新型桥面连续结构的抗弯性能,设计两种方案,并对两种方案分别开展负弯矩区足尺模型试验。结果表明,方案2的裂缝开展集中在螺栓连接带区域,而方案1螺栓带STC基本无裂缝发展。从破坏模式看,方案1为U肋受压屈服,螺栓未剪断;方案2为螺栓剪断,U肋未屈服,这意味着在强震下简支变桥面连续结构可保护钢箱梁主体结构。通过有限元软件对试验进行仿真模拟,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,对两种桥面连续结构方案进行实桥有限元计算,结果表明,两种方案均能满足正常使用极限状态的使用要求,但方案2中STC层的抗裂安全系数(21.4MPa/19.7MPa=1.09)高于方案1(22.4MPa/22.0MPa=1.02)。通过计算两个方案的设计弯矩,并与试验得到的极限抗弯承载力比较,方案1和方案2的承载力系数分别为1.1和1.8,方案2高于方案1。同时计算得到两个方案的转角刚度基本持平,均高于原简支梁设计方案。综合试验结果和计算结果,方案2优于方案1,目前该方案已应用于海南铺前跨海大桥的引桥工程中。

沪通长江大桥跨横港沙112m简支钢桁梁全悬臂架设安装技术

沪通长江大桥横港沙浅水区域桥梁上部结构为21孔112m简支三主桁钢桁梁,采用"首跨膺架法搭设、其余跨全悬臂拼装、先连续后简支"的安装方法。通过采取优化上墩方式、公路纵梁后安装、连续墩墩顶设置双排支撑等措施,减小了钢桁梁在大悬臂施工条件连续墩墩顶区域应力偏高问题,有效地降低了施工风险。通过采取在连续墩墩顶设置横向限位装置、在墩顶设置纵向限位装置等措施,确保钢梁大悬臂状态下遭遇突风或台风时的横向稳定性。

沪通长江大桥跨南岸大堤112m简支钢桁梁双悬臂架设技术

沪通长江大桥跨南岸大堤上部结构为3孔112m简支钢桁梁。针对3孔112m简支钢桁梁架设,经综合比选,采用"散拼架设,先连续后简支"施工方案。在33号墩两侧设墩旁托架,利用钢桁梁自身的刚度双悬臂对称架设,减小了钢桁梁的悬臂长度,能够有效控制大悬臂工况下钢桁梁的应力及变形,再通过临时连接悬臂施工最后一孔。钢桁梁散拼架设完成后起落千斤顶分段安装公路桥面板、铁路槽形梁,拆除跨间临时连接,由施工的连续梁状态变为成桥的简支梁结构。施工过程中,在墩顶或托架顶设抗风措施;为确保悬臂钢梁顺利上墩,墩顶布置千斤顶和抄垫钢垫块,待钢梁上墩后千斤顶起顶再安装支座;相邻跨间设临时连接形成连续结构,确保了悬拼期间钢桁梁的结构安全和稳定性。

平潭海峡公铁两用大桥深水区围堰施工关键技术

平潭海峡公铁两用大桥深水区非通航孔引桥为跨径80(88)m的简支钢桁梁桥,采用钻孔桩基础,承台基础采用钢吊箱围堰施工。钢吊箱围堰尺寸为32.0m×19.8m×20.4m,承台顶面以下围堰为双壁结构,壁厚1.0m,内设2层内支撑,封底混凝土厚3.5m。考虑到平潭海峡浪高、风大、流急、潮差大等影响因素,围堰完成封底、抽水后,安装抗浮牛腿,以满足围堰的整体抗浮、抗沉要求;围堰在工厂内分块加工、拼装,侧板与底板间采用螺栓连接,以实现围堰的快速安装和倒用;在围堰内设置了3层限位装置,以解决波浪力和水流力引起的围堰下放精度难以控制的问题;在围堰侧板与底龙骨间采用螺栓连接,以满足围堰的防浪、防渗要求。

平潭海峡公铁两用大桥简支钢桁梁制造关键技术

平潭海峡公铁两用大桥深水高墩区非通航桥采用80(88)m的双层结合简支全焊钢桁梁结构,钢桁梁采用带斜副桁的华伦式桁架结构,钢桁梁各构件及节段采用焊接连接。根据现场施工条件,钢桁梁采用工厂整孔全焊制造、海上整孔吊装技术施工。在钢桁梁制造施工中,简支钢桁梁铁路下横梁顶面通过剪力钉与不锈钢复合钢板焊接,采用螺柱焊接技术,实现了3种材质钢材的有效焊接;采用主桁上弦预压技术,缩短公路小纵梁及副桁弦杆,以减少上弦公路桥面系与主桁共同作用对横梁的不利影响。