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.

槽形钢箱梁涡振性能及抑振措施试验研究

为提高槽形钢箱梁桥的抗风性能,对槽形钢箱梁的涡振性能及抑振措施进行试验研究。以某人行景观桥槽形钢箱梁为背景,通过主梁节段模型风洞试验,研究+3°、0°、-3°风攻角下均匀流与紊流风场中槽形钢箱梁的涡振性能,分析交替封闭栏杆、将栏杆楔形扶手改为圆形扶手、提高阻尼比等措施的抑振效果。结果表明:原槽形钢箱梁断面涡振性能不满足规范要求,均匀流风场中,3个风攻角下均出现了超限的竖弯涡振,+3°和-3°风攻角下出现了不同程度的扭转涡振,最不利风攻角为-3°;紊流风场中,最不利风攻角下原断面竖弯涡振振幅降低了23%,未见明显扭转涡振;楔形扶手栏杆交替封闭使结构竖弯涡振振幅增大,主梁涡振性能降低;单独改变栏杆扶手形状为圆形对主梁涡振性能影响不大,在此基础上交替封闭栏杆能够有效抑制主梁涡振;提高结构阻尼比能有效抑制主梁涡振,阻尼比为7‰时,主梁竖弯涡振振幅可降至规范限值的一半左右。

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。

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。

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.

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。

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。

溧阳景詹沙河大桥空间异形钢拱桥设计

溧阳景詹沙河大桥为(80+123+45)m的大跨径空间异形钢拱桥,采用空间异形钢拱与三跨曲线钢箱梁组合的结构,标准桥宽13.5 m。该桥拱肋以古琴造型为设计元素,拱肋内外边线采用幂次修正的对勾函数,截面为六边形,高62 m。全桥共设10根斜吊杆,上端采用耳板集中锚固于拱顶,下端采用锚箱与主梁连接,沿弧形道路中心线自然形成扇形索面。曲线主梁采用等高度单箱多室钢箱梁,梁高2.5 m,主墩,边墩处设置观景平台。主墩由钢拱脚和钢斜杆组成V构,可以有效减小主跨跨径、抵抗曲线钢箱梁外倾、部分平衡拱脚的水平力和弯矩。边墩采用V形立柱,桥头两侧为重力式桥台。经计算,拱脚节点、拱梁固结节点和拱顶吊杆锚固节点等关键节点构造的受力均符合要求。水中曲线钢箱梁采用带浮托顶推滑移的方法施工,主拱近似直线段采用在桥面上先纵向滑移再横向滑移最后竖向转体的方法施工。

曲线钢箱梁桥吊装施工稳定性分析及控制

曲线钢箱梁桥是在匝道桥中应用较为广泛的结构形式,此结构形式提高了工程项目在建设使用中的安全可靠性,但在吊装过程中,有多种因素会影响到桥梁结构的横向抗倾覆稳定性,各影响因素的影响规律、控制指标和标准尚未很好地解决。针对曲线钢箱梁桥吊装过程的稳定性,借鉴钢桥设计规范中抗倾覆稳定性计算分析方法,研究吊装过程的稳定性,提出吊装稳定系数,计算分析稳定系数与吊点位置、曲率半径、梁段长度、倾斜角度以及风荷载的相关性。结果表明:不同吊装方法对横向抗倾覆稳定性影响不同,横风对稳定系数影响较大,通过对比3种施工方案可知,纵桥向吊点间距建议取为梁段总长的2/3左右。在吊装过程中,尽量保持各吊点钢丝绳工作的同步性,避免节段发生倾斜;在超过六级风时,建议停止施工。

大跨径超长曲线钢箱组合梁顶推施工控制研究

为高效完成钢箱组合梁安装,分别对左、右两幅钢箱梁采用步履式千斤顶多点协作顶推施工。钢箱梁在加工厂分节段加工制作,在桥台后的路基上合理布置胎架位置,通过在胎架上拼装钢箱组合梁达到纵平曲线设计值,以确保钢箱组合梁成型后的线形要求;利用胎架和左、右两幅墩顶盖梁上的联体支架满足顶推过程中超长曲线钢箱组合梁大范围横移量,减少顶推过程中的横向移动次数,加快施工进度;采用步履式千斤顶多点协同长距离顶推,可缩短上部结构施工时间,减少场地占用,提高施工效率;利用有限元软件MIDAS/civil建模,计算顶推施工过程中钢箱组合梁的受力状态,以确保顶推施工安全。

引桥及人行桥钢箱梁施工技术浅析——以福州义北路北侧工程为例

当钢桥钢箱梁为曲线梁时,钢箱梁线形制造精度要求高、跨水体便道施工难等问题应予以关注。文中对福州义北路北侧引桥及人行桥钢箱梁施工方案进行了论证,着重分析了钢箱梁吊装、拼装焊接的步骤和要点。

跨河弧形多腔室钢箱梁桥施工技术研究

以瓯江路道路及景观改造提升工程(跨线桥-城投)上陡门浦桥建设工程为背景,阐述了跨河弧形多腔室钢箱梁桥施工技术,该施工技术能够解决跨河弧形钢桥所含钢柱施工作业面缺乏的问题。同时,针对受施工条件限制,钢箱梁吊装用临时支撑搭设成本较高的问题,提出了详细的解决方案。

大跨度人行天桥钢箱梁两节段拼装技术

新新公路改扩建工程为省道S118线的一段,是广州市增城区两个经济重镇新塘与中新之间的重要通道。该项目共有5座钢箱梁人行天桥需要修建,由于该路段交通量非常大,且要满足边施工、边通车的客观要求,导致人行天桥无法封闭施工。为确保人行天桥的施工进度、质量和安全,将原设计分5节段梁工厂加工后运至人行天桥下吊装位置利用临时支墩吊装拼接的方案,优化为分两节段在工厂加工并设置预拱度后运至人行天桥下吊装位置利用临时支墩吊装拼接的方案。通过优化加工拼装方案,加快了人行天桥的施工进度,减少了工地焊缝的数量,降低了钢箱梁焊接受外界不利因素的影响,缩短了拼装占道施工的时间,确保了交通安全。

广州海心桥主桥设计

广州海心桥是跨越珠江的人行景观桥,整体造型采用“琴鸣绢舞,岭南花舟”的概念,主桥采用拱跨198.152 m的曲梁斜拱中承式钢拱桥,拱梁固结。该桥共设置2条步道,二者在边跨部分平面呈分叉分幅布置,中跨合并成整幅,标准桥宽15 m。拱肋采用二次抛物线的形式并向东倾斜10°,矢高57.95 m,矢跨比1/3.4,采用等高变宽圆端形箱形断面,拱肋桥面以下至拱脚范围采用超高性能混凝土(UHPC)包裹钢箱混凝土组合结构。主梁平面为半径129.1 m向东侧弯曲的曲线梁,中跨为单箱三室横向变高的钢箱梁,边跨为分幅单箱单室钢箱梁。吊杆采用GJ15-19挤压锚固钢绞线拉索,向心布置,共23根。拱肋插入水中拱座,下接20 m×20 m承台,并与其下的9根∅3 m型钢混凝土抗推桩共同抵抗水平推力。经计算,结构变形、刚度、人行舒适性及抗风、抗震、防撞性能均满足要求。该桥采用大节段整体吊装的快速化施工技术。

受限场地空间复杂曲面钢箱梁桥加工制造技术

平曲线曲率半径小、竖曲线坡度变化大、箱体截面宽大的匝道桥钢箱梁,采用整体胎架方法进行加工制作时,对加工场地等要求较高。以济南东客站匝道桥钢箱梁加工制作为工程背景,对受限场地中空间复杂曲面钢箱梁的加工制造技术进行了研究,采用纵向分段分胎倒装制作工艺进行匝道桥钢箱梁的加工制作并借助BIM技术对钢箱梁进行拼装模拟,解决了空间复杂曲面钢箱梁在受限场地内的拼装加工、厂外运输、工期紧张及质量保证等问题,为类似工程钢箱梁的制作及质量控制提供了参考。

曲线钢箱梁桥顶推施工过程力学性能研究

为实现对曲线钢箱梁桥顶推施工过程力学性能的探究,本文开展了对其相关研究。在明确项目工程基本概况的基础上,构建了曲线钢箱梁桥有限元模型。在研究过程中,建立曲线钢箱梁桥的空间有限元模型,对其在不同工况下的支座反力、挠度、扭转、内力与应力等进行数值仿真。并通过试验和数值模拟的对比,得出了不同工作状态下的受力和变形规律,从而验证了有限元方法的有效性。

双跨连续钢箱梁人行天桥设计

为进一步探究双跨连续钢箱梁人行天桥主要结构受力特征,通过Midas Civil 2021有限元软件对主桥的应力、挠度及自振频率进行计算分析。结果表明:该主桥结构设计满足规范要求,且具有一定的安全储备,安全可靠。可见此设计成果对同类型人行天桥的设计具有一定的参考价值。

曲线钢箱梁桥优化设计研究

对影响曲线钢箱梁桥的稳定性因素进行了梳理总结,重点对曲线钢箱梁桥的抗倾覆设计和桥面横隔板挖孔方式行了优化研究,通过加宽横梁或支承牛腿和对支座增重,既可以提高曲线钢箱梁桥的整体稳定性,还能对桥梁应力集中部位进行加固,防止支承因为局部应力过大出现局部屈服。通过研究桥面横隔板的挖孔方式、横隔板高度以及桥面厚度对挖孔自由边应力的影响,确定了桥面横隔板相关设计参数,为曲线钢箱梁桥整体优化设计提供参考。