马鞍山长江公铁大桥Z3号桥塔施工关键技术

巢马城际铁路马鞍山长江公铁大桥主航道桥为(112+392+2×1120+392+112)m三塔钢桁梁斜拉桥,Z3号桥塔为超高多肢钢-混组合塔,高308 m。上塔柱钢结构高87.5 m,分13个吊装节段,最重505 t;中、下塔柱混凝土结构高217.5 m,分38个节段液压爬模施工;钢-混结合段高3 m,内部采用PBL键+剪力钉+高强度钢锚杆+高强度混凝土结构形式。在中塔柱设置钢管临时横撑控制塔柱线形及应力;下横梁采用落地支架法分层施工,与对应塔柱同步浇筑;钢-混结合段混凝土采用C60细石补偿收缩混凝土+高强度灌浆料,保证了混凝土施工质量;采用工厂“2+1”立体匹配制造、“提升站+运输栈桥”钢塔节段转运等技术,并研制15000 t•m超大型塔吊,实现了钢塔柱大节段的制造、整体滩地运输和吊装;钢塔节段间采用栓焊组合连接形式,通过设置工艺隔板、双面坡口等措施控制了钢塔焊接变形;利用定位桁架临时锁定钢塔合龙段实现了钢塔的精确合龙,定位桁架受力及变形均满足要求。

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。

某拱塔斜拉桥新型结构设计与分析

为分析景观拱塔的强度和稳定性、钢混结合段和地锚梁的受力特点。文中以某拱塔景观斜拉桥为依托,采用Midas空间杆系有限元模型和Ansys实体有限元模型进行分析。研究分析得出,拱塔在裸塔阶段的强度和稳定性有较高的安全储备;钢混结合段受力较小,确定相应的构造措施;地锚梁需要设置一定数量的凸榫来抵抗水平力。研究成果对今后类似工程提供一定的参考。

铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段静力试验研究

为研究大跨度铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段的力学性能,以新建杭温铁路永嘉右行线跨甬台温特大桥主桥为背景,基于原桥节段有限元模型研究钢-混结合段的应力分布及传力特性,并基于缩尺模型试验对钢-混结合段承载能力、变形性能等进行分析。结果表明:刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段传力较为顺畅,钢-混结合段钢结构、混凝土结构纵向应力横向分布不均匀系数分别为0.72~1.42、0.63~1.31,钢-混结合段内纵向应力横向分布不均匀现象较过渡段更为显著;后承压板在传力过程中起着重要作用,结合段通过后承压板、剪力钉及PBL连接件分别可传递约56.4%、27.4%、16.2%的轴力,钢-混结合段中1.5 m钢格室段及2.5 m伸长段中钢结构分别将28.3%、15.3%的轴力传递给混凝土;结合段在1.8 P(P为设计荷载)作用下仍处于弹性工作状态,具有足够的承载能力,钢、混凝土强度安全系数分别不小于2.7、2.4;钢-混结合段挠度与三次多项式相符较好,变形较为平顺。

基于组合效应的圆钢管混凝土截面参数初选

为实现圆钢管混凝土截面参数组合的快速初选,从最能反映组合效应的短柱轴压性能出发,探讨了材料强度组合的匹配条件,且在该组合建议范围下研究了短柱轴压极限承载力和剩余承载力系数的计算方法,继而对相同极限承载力和剩余承载力系数的截面参数组合特征值进行了分析。研究表明,从考虑充分发挥套箍作用和有效利用混凝土强度的角度出发,混凝土进入塑性状态的时刻宜晚于钢管进入塑性状态的时刻,且该延后时刻不宜过迟;在材料强度组合匹配的前提下,剔除钢管超薄壁的情况,组合效应系数可仅考虑混凝土强度的影响;根据可利用非弹性变形的强度损失不宜过低和材料强度利用率已达最大值,来划分剩余承载力系数的建议区间;在相同极限承载力和剩余承载力系数的条件下,提高混凝土强度更能减小柱外径和截面自重,提高钢材强度则更能减少钢材用量。

高蒸发比环境钢混结合HPC施工技术

依托实体工程元江跨江大桥,研究了高蒸发比下添加附加用水量对超高性能混凝土的性能影响,以及混合梁斜拉桥钢-混结合段超高性能混凝土的施工工艺。详细阐述钢-混结合段UHPC施工技术要点,包括超高性能混凝土高效制备、运输与浇筑施工、养护等质量控制技术。根据现场取样测试结果,验证了独塔斜拉桥钢-混结合段UHPC施工工艺的科学性和实用性。

大跨度钢-混凝土混合连续梁桥设计

以南宁市324国道金陵大桥为背景,研究大跨度钢-混凝土混合连续梁桥设计与施工关键技术。金陵大桥主桥为跨径布置(75+180+75)m的连续梁桥,为国内最大跨度的钢-混凝土混合连续梁桥。结合该桥特点,对桥梁设计与施工关键技术进行研究,供类似工程参考。

德余高速乌江特大桥主桥设计

德余高速乌江特大桥桥位处江面宽、岸坡陡,对(203+450+203)m组合梁斜拉桥和计算跨径475 m上承式钢管混凝土拱桥2个桥型方案进行比选,最终采用景观好、造价低、易养护的上承式钢管混凝土拱桥。主桥拱轴线采用悬链线,拱轴系数2.2,矢高90 m,矢跨比1/5.278。主拱圈由两幅拱肋组成,单幅拱肋为四肢等宽变高桁架结构,腹杆为钢箱和H形截面,竖腹杆与拱轴线中心径向布置。拱上立柱为钢箱截面,与拱肋、桥面系钢梁刚接。桥面系为槽形钢箱梁+粗骨料活性粉末混凝土桥面板的连续组合结构。拱座为梯形结构,采用扩大基础,交界墩采用变截面薄壁墩。采用斜拉扣挂、缆索吊装安装主拱节段、立柱单元及主梁构件。结构静力、稳定性计算及拱座受力验算均满足设计要求。

大跨度斜拉桥钢-混结合段局部受力预测方法

为避免斜拉桥出现应力过于集中而导致事故的发生,提出大跨度斜拉桥钢-混结合段局部受力预测方法。根据不同结构的钢-混结合段构造方式与特点,确定传力模式和传力路径,明确各部件的受压状态;通过建立有限元分析模型,探究混凝土、钢箱梁和剪力钉的材料特征,在不同工况下的效应组合作为有限元的分析依据,选择钢板与混凝土的合适单元类型设置边界条件,经过模型修正后确保预测结果更加精准。经过试验结果表明,所提方法的预测结果与实际计算结果相符,混凝土横桥应力的预测最大仅为0.7 MPa,钢板的受力预测最大误差为4.3 MPa,能够准确反映结合段的应力分布规律。

空间异形桥塔钢混结合段空间受力分析

针对斜拉桥桥塔钢混结合段构造受力复杂问题,以如意岛跨海大桥主桥异形桥塔的钢混结合段为研究对象,采用空间有限元方法,建立全桥空间杆系模型进行整体静力分析,确定钢混结合段最不利荷载工况,得到荷载边界条件;再利用Midas/FEA建立三维实体模型,进行受力分析,明确结合段混凝土、钢板及钢绞线的受力情况。分析结果表明:该桥塔钢混结合段构造方式合理,混凝土、钢板及钢绞线的应力水平均较小,结构安全可靠。

十字形截面方钢管混凝土组合异形柱研究

方钢管混凝土组合异形柱是一种新型的异形柱结构形式,十字形截面组合异形柱是其主要柱形之一。推导出采用斜缀条连接的十字形截面组合异形柱的等效长细比简化计算公式,研究了采用叠加理论计算十字形截面方钢管混凝土组合异形柱的可行性,并结合通用有限元程序ANSYS进行验证。

后张预应力钢骨混凝土拉弯梁承载力试验研究

对9片后张预应力钢骨混凝土拉弯梁的力学性能进行了静力模型试验研究,得到了其裂缝发展规律、荷载-挠度曲线、破坏模式及极限承载力等重要的力学性能指标,给出的模型试验结论可以作为后张预应力钢骨混凝土拉弯梁设计计算假定的依据及制定有关规范或条文的参考.

箱形钢-混凝土组合梁的复合弯扭试验研究

为研究钢-混凝土组合梁的弯扭性能,完成了6根箱形组合梁的纯扭和弯扭试验,详述了在不同扭弯比下箱形组合梁的受力性能及破坏形态,对裂缝发展和应力的变化情况进行了分析,揭示了箱形组合梁在弯扭复合作用下,极限扭矩和极限弯矩会相应提高的机理。对组合梁扭型破坏和弯型破坏进行了对比分析,指出了根据传统的弯剪扭相关方程而得到的相关公式的不合理性,并给出了在复合弯扭和弯剪扭下的相关公式,得到的结论能为组合梁计算和分析设计提供参考。

FRP约束钢管混凝土柱轴力-弯矩相关关系研究

为了建立FRP(Fiber Reinforced Polymer)约束钢管混凝土压弯构件轴力-弯矩相关关系曲线,分析组合结构中各组份对柱体压弯性能的影响,建立了FRP约束钢管混凝土截面分析计算模型,考虑不同FPR-钢复合约束程度和荷载偏心率对混凝土本构的影响。与现有CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)-钢管混凝土压弯试验结果对比,验证了模型的合理性。对模型开展参数分析,结果表明,FRP约束混凝土压弯性能主要受环向FRP影响,环向FRP层数的增加在提高柱体轴压承载力的同时可有效降低其界限偏心率,提高大偏心状态下柱体的轴压比;纵向FRP层数仅会影响柱体承载力,对其界限偏心率及大偏心受压状态下的轴压比影响不显著;随着环向FRP约束程度的提高,柱体对P-Δ效应的敏感性增强。

预应力混凝土结构荷载效应组合及正截面承载力设计计算的建议

针对现有的预应力混凝土正截面设计计算公式存在的局限性，结合相关规范和国内外的研究成果，给出预应力混凝土结构的各种荷载效应组合，并建议了预应力荷载的分项系数。

开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能非线性分析

在钢筋混凝土变角软化桁架模型的基础上,提出了适于分析开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能的三维桁架模型。在弯扭作用下,组合梁截面各单元分别处于一维应力状态(体系1)和二维应力状态(体系2),体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力,体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力,两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。分析充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。通过对部分试件的计算验证,结果表明该模型不仅可以用于预测组合梁的极限强度,而且为混凝土翼板开裂后组合梁全过程分析,提供了有效途径。

拱塔斜拉桥桥塔钢-混结合段空间受力分析

斜拉桥桥塔钢-混结合段结构复杂,构件众多,使得其受力状态极为复杂.以某拱塔斜拉桥的桥塔钢-混结合段为基础,利用Midas/Civil建立空间杆系模型,进行整体静力分析,确定桥塔钢-混结合段部位3种最不利荷载工况,得出其荷载和位移的边界条件.再利用大型空间有限元软件ANSYS,建立桥塔钢-混结合段三维实体模型,并进行受力分析,明确钢-混结合段处钢板和混凝土的受力性能.计算结果表明:钢-混结合段的变形较小,钢板和混凝土的应力水平较小,结构的安全储备良好.

型钢-混凝土组合加固装配式空心板梁桥铰缝破坏模式及工作性能研究

为解决装配式空心板梁桥铰缝失效而产生单板受力难题,采用型钢-混凝土组合加固(顶板加固法)装配式空心板梁桥铰缝,以浙江省高速公路某13m装配式空心板梁桥为背景,对加固后铰缝破坏模式及工作性能进行研究。采用有限元软件分别建立铰缝局部(试件)有限元模型和空心板梁整体有限元模型,分析破坏状态下铰缝试件的应力特性和裂缝发展情况,计算跨中偏载作用下空心板梁的挠度特性、应力特性以及荷载横向分布系数变化规律。结果表明:型钢-混凝土组合加固能改变铰缝的传力方式,加固后铰缝破坏模式由弯剪破坏变为弯曲破坏;型钢-混凝土组合加固能显著改善铰缝的工作性能,提高空心板梁桥的承载能力以及加载刚度,促进多片板梁的协调变形,有效减小加载区域板梁与邻近板梁的荷载横向分布系数差异,避免出现单板受力;加固后的装配式空心板梁桥荷载横向分布系数理论计算建议采用刚接板梁法。

RPC-NC组合截面梁的耐久性试验研究

为避免传统设计的钢筋混凝土梁截面耐久性不等和提高梁截面耐久性,提出了活性粉末混凝土-普通混凝土(RPC-NC)组合截面。通过28 d加速碳化试验,得到普通截面和组合截面碳化深度数据,证明RPC-NC组合截面具有很好的耐久性能。分析了组合截面的碳化特征,依此改进了RPC-NC组合截面的形式。

“板—桁模型”计算预应力混凝土复合受力构件抗扭强度

弯、剪、扭复合受力下混凝土构件的受力特性非常复杂,准确计算构件的抗扭强度对构件的设计及工作性能的分析都非常重要。在钢筋混凝土构件的板-桁模型理论基础上,以预应力混凝土构件在复合受力下的板—桁模型理论为基础,以箱形截面预应力混凝土构件为例,由力及力矩的平衡、变形关系、材料本构关系及构件的破坏准则,建立了在小扭弯比情况下复合受力构件抗扭承载力的计算方法。所建立的计算模型及公式理论基础强、概念清晰,经试验值与理论计算值对比,符合情况较好,证实了板—桁模型理论分析复合受力构件抗扭性能的正确性。