公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式研究--以赣江公铁大桥西支主桥设计为例

以赣江公铁两用大桥西支主桥设计为例,研究一种适应上层8车道公路、下层对称双线铁路+4车道公路混合布置的主梁断面形式。提出带挑臂双索面箱桁组合断面、带挑臂单索面箱桁组合断面、矩形箱桁组合断面、矩形钢桁梁断面4种主梁断面方案,采用有限元软件分析各方案静动力性能及受力特点,综合考虑方案构造特点、技术指标、工程数量、公铁运营安全、景观效果等,确定该桥选用带挑臂双索面箱桁组合断面。该桥斜拉索最大索力16000 kN,锚固在下层钢箱梁两侧,通过有限元实体分析对锚拉板和钢锚箱式两种索梁锚固形式进行比选研究,钢锚箱形式受力合理、应力水平低、经济性好,设计采用钢锚箱形式。带挑臂双索面箱桁组合断面桥面空间布置合理、下层公铁行车干扰小、梁端竖向变形最小、经济性好,是一种适应公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式。

简支波形腹板钢箱组合截面与传统截面箱梁桥抗震性能对比分析

为研究波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥(CW-SBCCGB)与传统箱梁桥抗震性能的异同,基于截面等效原理,根据某实际工程CW-SBCCGB的单箱截面,等效出波形腹板混凝土箱梁桥(CW-CBGB)和混凝土箱梁桥(CBGB)的单箱截面,再结合动力分析理论和ABAQUS有限元模型对比分析3种截面简支梁桥动力特性和抗震性能的不同。结果表明:3种截面简支梁桥前五阶振型不变,CW-CBGB和CBGB前三阶频率相比于CW-SBCCGB有所下降,但相差不超过1Hz,第四阶及以后频率差异逐渐变大;剪滞效应对CW-SBCCGB和CW-CBGB动力特性影响较大,对CBGB影响较小;在纵桥向+竖桥向和横桥向+竖桥向地震作用下,CW-SBCCGB和CBGB的墩顶位移和跨中位移均大于CW-CBGB结构,CW-SBCCGB主梁跨中截面剪力最小,CW-CBGB跨中截面弯矩最小,说明CW-SBCCGB和CW-CBGB的抗震性能均优于CBGB的抗震性能。

新型波形钢腹板组合箱梁畸变效应

为研究新型波形钢腹板(CSW)组合箱梁的畸变效应,以板梁框架法和位移法为基础,建立单箱多室新型CSW组合箱梁的畸变控制微分方程和边界条件,得到畸变正应力解析解,并采用有限元法检验推导结果的正确性。应用推导结果对比分析新型CSW组合箱梁与传统CSW组合箱梁的畸变性能,以及截面高度、箱室宽度和钢底板厚度对新型CSW组合箱梁畸变效应的影响。结果表明:解析解计算得到的畸变正应力与有限元模型计算的结果吻合较好,畸变角的变化规律与有限元模型计算结果一致;与传统CSW组合箱梁相比,新型CSW组合箱梁的畸变翘曲刚度减小了38.89%,畸变框架刚度减小了71.84%,抗畸变能力减弱;随着截面高度和箱室宽度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角和跨中畸变双力矩均逐渐增大,且箱室宽度的影响更为明显;随着钢底板厚度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角逐渐减小,跨中畸变双力矩逐渐增大。

钢箱梁大节段整孔吊装线形控制技术

某跨海大桥部分连续钢箱梁采用大节段整孔吊装。钢箱梁大节段由小节段接长而成,在制造阶段考虑钢箱梁预拱度设置;为确保接长后钢箱梁制造误差满足要求,钢箱梁小节段出胎前进行预拼装,检查几何尺寸,并设置线形控制点;大节段组拼时通过线形控制点定位,并对焊接完成后的几何尺寸及线形进行复核。在架设阶段,建立大节段线形调整流程,将大节段调整到指定位置确定环切量;针对大节段架设存在梁端夹角的问题,利用墩顶千斤顶顶落大节段做刚体旋转调整其夹角,使得钢梁顺接。钢箱梁大节段安装成联后,高程和平面线形偏差总体均在10 mm以内,线形控制效果总体良好。

快速化改建工程中大跨径钢箱梁吊装施工对既有桥梁变形的影响分析

在城市道路快速化改建工程施工过程中,经常需上跨既有桥梁、搭接既有桥梁,由于现场环境条件的限制,通常需要在既有桥梁上进行吊装作业,在此类工程施工中桥梁分段重量、吊装设备自量及起吊能力、老桥承载力经过计算及相关经验基本可以确认,但在吊装施工期间对于既有桥梁的结构变形影响,仅仅依靠简单的计算或经验来判断变形量大小、安全与否是远远不够的,吊装施工的复杂性、不确定性以及在不中断交通情况下的动荷载的不可控性,决定了每次施工对结构的影响程度是不一样的。论文以济阳路快速化改建工程1标川杨河桥段为例,在高架桥钢箱梁吊装施工中对川杨河桥原结构变形监测数据进行分析总结,为后续相关环境下的同类工程施工提供一定的参考。

深中通道锚碇上方大节段钢箱梁吊装卸船方案比选及吊具设计

深中通道伶仃洋大桥东、西泄洪区非通航孔桥为跨径110 m的连续钢箱梁桥,有2孔钢箱梁上跨伶仃洋大桥海中锚碇。因中山大桥提前合龙,受通航限制,该区域共20片大节段钢箱梁(4片长86.1 m,重1097 t;16片长110 m,重1408 t)需由武船中山基地码头船运至中铁南方基地码头吊装卸船,转运后再由“天一号”运架一体船取梁。根据中铁南方基地码头2台2000 t龙门吊情况,进行大节段钢箱梁吊装卸船方案比选及配套吊具设计。对单钩单梁、双钩单梁、双钩双梁3种吊装卸船方案进行分析,考虑经济性和操作便利性,选择双钩双梁方案。根据吊装需要,设计4套相同的吊具(主要由扁担梁、销轴、绳轮、绳圈和卸扣等组成),110 m和86.1 m大节段钢箱梁分别设置16套和12套吊点,每根扁担梁下设4个吊耳。采用MIDAS软件建立钢箱梁及扁担梁整体模型,分析钢箱梁、吊具及连接构件的力学性能。结果表明:钢箱梁、钢箱梁吊耳及连接螺栓、扁担梁、扁担梁吊耳及销轴的受力均满足规范要求。设计的吊具已成功应用于20片大节段钢箱梁的吊装卸船施工。

永宁大桥水域承台钢吊箱施工技术研究

考虑温州飞云江的水文地质等自然因素,对温州市永宁大桥Z02#-Z08#墩承台施工技术进行研究,将单壁钢吊箱用作承台施工的阻水结构。针对钢吊箱进行结构设计,结合现场施工中钢吊箱拼装精度高、下放安装精度高、施工安全风险高、环境恶劣等因素,形成一套整体下放并可拆卸循环利用的承台钢吊箱施工系统,加快了工程施工进度、降低工程施工成本。对于今后桥梁工程水域承台施工作业具有一定借鉴意义。

基于全寿命周期成本分析的高速公路跨线桥方案比选

跨线桥的使用状况对交通通畅、经济效益产生巨大的影响,跨线桥应符合寿命长、低维护、全寿命成本低的要求。因此,文章认为要从桥梁的规划、设计、施工、运营管理、检测评定、养护维修,直到拆除和材料回收再利用的全过程进行分析研究,贯彻桥梁全寿命周期成本的设计理念。因此,有必要对跨线桥常见桥型的全寿命成本进行研究,指导今后同类桥梁的建设。

基于ANSYS Workbench的铅蓄电池包装件可靠性仿真分析

运用三维设计软件对包装件建立几何模型,应用有限元分析软件ANSYS Workbench对包装件进行跌落仿真分析和随机振动分析,对包装件在包装运输环境中的可靠性进行模拟,得到在现实常规试验中无法获取的试验数据,为蓄电池包装件设计提供参考依据。

钢箱系杆拱梁和预应力混凝土连续箱梁组合结构体系吊索张拉施工技术探讨

本文以建瓯市水南二桥工程为例,对钢箱系杆拱梁和预应力混凝土连续箱梁组合结构体系吊索张拉施工技术进行研究。根据主梁线形、拱肋线形和已经确定的吊索无应力长度,以桥梁的设计线形为目标,综合考虑吊索张拉各阶段吊索内力、销轴、耳夹板承载力及施工机械资源(千斤顶、张拉装置等)优化配置等各方面因素的基础上,确定出吊索张拉顺序、张拉力值,及各张拉阶段结构响应计算值,并对该桥吊索张拉工序进行优化,为吊索张拉提供了可行的方案。

特大桥钢箱梁顶推施工与质量控制措施研究

特大桥是一类比较特殊的桥梁,其单孔跨径通常在150 m以上。在特大桥工程项目建设中,上部结构以钢混组合梁为主,使钢箱梁的顶推施工成为此类桥梁的关键环节。因此,要掌握钢箱梁顶推施工要点,并采取有效的技术措施控制顶推质量。基于此,文章依托工程实例,对特大桥钢箱梁顶推施工与质量控制措施展开论述,主要介绍了钢箱梁顶推施工要点及钢箱梁顶推质量控制措施,以供参考。

武汉青山长江公路大桥主桥主梁设计关键技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面混合梁(由钢箱梁与钢箱结合梁组成)斜拉桥,桥面总宽48m。中跨主梁采用整体式钢箱梁,由钢主梁、正交异性钢桥面、钢箱梁横隔板组成。中跨钢主梁高4.5m,设置4道纵腹板。钢箱梁横隔板边侧货车道采用实腹式、中间轻车道采用镂空的桁架式,横隔板间距2.5m。通过参数匹配设计优化正交异性钢桥面的抗疲劳性能。边跨主梁采用钢箱结合梁,由槽型钢主梁与混凝土预制板通过湿接缝与剪力钉结合为整体。边跨钢主梁高4.06m,除顶板外的断面布置与中跨钢箱梁一致。针对钢箱结合梁墩顶负弯矩区混凝土板拉应力大的问题,采取控制混凝土预制板存放龄期、选择合适的预制板结合工序及顶落梁、湿接缝处理、加强结合板配筋等措施。钢箱梁与钢箱结合梁混合面设于桥塔中跨侧18m,通过构造细节处理使2种主梁结构传力安全、可靠。

独塔斜拉桥钢桥塔锚固区钢锚箱应力分析

为研究钢桥塔锚固区钢锚箱结构的受力特性及其传力机理,以天津市蓟运河大桥(钢箱梁独塔斜拉桥)为工程背景,基于有限元软件ANSYS 14.0,采用等效板厚法,建立了2个(S1号索和S13号索)钢锚箱结构的全实体单元有限元模型,对其应力分布、索力传递路径以及焊缝传力机理进行了分析。结果表明:钢锚箱各板件Von Mises应力均小于200 MPa,满足规范要求;由承压板、承剪板和加劲板共同构成的闭口箱形截面钢锚箱可以顺畅地传递斜拉索索力;S1号索、S13号索钢锚箱模型的钢锚箱分别表现出梁式和柱式锚箱的受力特性;柱式锚箱承剪板长度选取不宜过长,该桥S13号索钢锚箱承剪板长度最终取为1.4m。

雁荡山特大桥主桥上部结构设计与计算

雁荡山特大桥为连续钢箱叠合拱桥结构,其主梁由2×90m连续钢箱梁组成,主拱采用2榀平行钢箱拱肋,设计矢高18.00m,2孔钢箱主拱间设置钢箱辅助拱,分别在每孔主拱拱肋之间设7道一字横撑和2道X形组合横撑,辅助拱肋设8道一字横撑,并在每孔设13对吊杆。利用ANSYS软件建立全桥空间有限元模型,分析各种荷载下的结构受力和拱脚局部受力,结果表明桥梁的承载力、刚度及局部应力均满足规范要求。

武汉青山长江公路大桥主桥主梁受力特性分析

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938 m的混合梁斜拉桥。该桥中跨主梁采用整体式钢箱梁,边跨主梁采用钢箱结合梁,主梁桥面总宽48 m。为研究该大跨度桥超宽主梁在重载交通下的受力特点,采用有限元软件建立全桥“鱼骨梁”模型进行整体受力分析,建立主梁节段局部模型对中跨桥面系、边跨结合段钢梁、混合接头进行局部受力分析;计算主梁纵向应力不均匀系数,分析宽幅主梁的应力分布特点;对重载交通下正交异性钢桥面进行疲劳性能分析。结果表明:主梁结构整体刚度大,整体、局部计算指标均满足规范要求;边跨主梁边、中腹板剪力分配与腹板面积相关性低;主梁不同位置处断面纵向应力不均匀系数差异性大;主梁疲劳易损细节的抗疲劳设计满足设计寿命期内使用要求。

西堠门公铁两用大桥索梁锚固区域受力分析及传力机理研究

甬舟铁路西堠门公铁两用大桥主桥为主跨1488 m斜拉-悬索协作体系桥,主梁由3个流线型扁平钢箱梁组成,斜拉索梁端采用内置于边箱风嘴部位的钢锚箱锚固,钢锚箱与箱梁纵腹板双侧连接。为研究该桥索梁锚固结构的受力特性和焊缝传力机理,确保锚固结构承载安全可靠,选择全桥索力荷载最大的S26号钢锚箱索梁锚固结构进行局部受力研究。采用Abaqus软件建立索梁锚固区域多尺度有限元模型,分析不同施工阶段对索梁锚固结构受力状态的影响,以及索梁锚固结构处于不同索力工况下,锚固区域应力分布和焊缝传力机理。结果表明:钢锚箱锚固结构设计合理、安全可靠;锚箱结构受力相对独立,基本不受梁段施工阶段边界条件变化影响,而与锚箱相连内腹板则存在约17%的应力变化;索梁锚固区域整体应力水平较低,但存在明显的应力集中现象,主要分布在锚箱与腹板相连的6条焊缝附近,且随着索力荷载增大,应力集中现象更为突出;锚箱与腹板相连的6条焊缝分配索力合理,但不同焊缝等效应力沿焊缝方向呈现不同分布形式,且随着索力荷载增大,焊缝等效应力分布特征更加显著。

铁路混合梁斜拉桥索梁钢锚箱受力分析与试验研究

宁波铁路枢纽北环线甬江特大桥为主跨468m的混合梁斜拉桥,基于双线铁路活载重、桥面窄、列车运营安全性和旅客乘坐舒适度要求高,研究采用了一种新型双挑式索梁钢锚箱,集结构功能与风嘴功能于一体,相比传统单挑式锚箱具有抗弯抗扭刚度大、疲劳性能优良的特点。为系统分析新锚箱结构受力特性,通过建立有限元模型,分析索梁钢锚箱的受力特点与传力特性,并制作1∶1足尺局部钢锚箱模型,进行200万次疲劳验证试验及100万次疲劳破坏试验。研究结果表明,双挑式索梁钢锚箱应力与荷载呈线性关系,试验模型未发现裂缝,验证了结构设计的合理性和安全性,是一种适用于双线铁路大跨度斜拉桥的合理索梁钢锚箱形式。

广州珠江黄埔大桥悬索桥钢箱梁焊接线形控制技术

在大跨度悬索桥钢箱梁工地焊接施工中,钢箱梁长度和钢箱梁轴线是着重控制的两个关键焊接指标,钢箱梁焊缝宽度是实施调控的关键参数,调控措施是合理控制焊缝宽度。针对钢箱梁长度控制,将焊缝收缩试验与分阶段调整方法相结合,均匀调整若干条焊缝宽度,补偿由施工及焊缝收缩经验值产生的长度误差;针对钢箱梁轴线控制,根据焊接进程,通过设置上、下游焊缝宽度或控制上、下游焊缝收缩量,促成梁段微量偏转,迫使梁段渐进回归至理想位置。

猎德大桥吊索锚箱传力和疲劳性能试验方案设计

广州猎德大桥主桥为独塔自锚式悬索桥,为检验吊索锚箱的传力及疲劳性能需进行模型试验,介绍模型试验方案设计内容。

混凝土叠合箱网梁楼盖火灾中破坏形态的试验研究

混凝土叠合箱网梁楼盖是一种由预制"叠合箱"和后浇肋梁连接而成的梁板合一的新型箱形截面密肋空心楼盖,根据楼盖上方是否有现浇层,可分为明箱和暗箱两种形式。本文对两种形式的叠合箱网梁楼盖在火灾作用下的破坏形态进行了试验研究。结果表明:1明箱形式的叠合箱网梁楼盖在火灾作用下很快被烧穿,楼盖失去防火隔断能力,但仍具有较高的承载能力,能够承受作用在楼盖上的荷载;2暗箱形式叠合箱底板混凝土在火灾中很快产生爆裂脱落,楼盖表面由于现浇混凝土层的存在没有出现烧穿现象;3叠合箱底板混凝土爆裂后,楼盖结构形式变成井字梁结构;4楼盖在火灾中产生的变形较小。