Structural Behavior of Continuous Prestressed Steel Fiber Reinforced High Strength Concrete Beam

The flexural behaviors of continuous fully and partially prestressed steel fiber reinforced high strength concrete beams are studied by experiment and nonlinear finite element analysis. Three levels of partial prestress ratio （PPR） are considered, and three pairs of two-span continuous beams with box sections varying in size are designed. The major parameters involved in the study include the PPR and the fiber location. It is concluded that the prestressed high strength concrete beam exhibits satisfactory ductility; the influences of steel fiber on the crack behaviors for partially prestressed beams are not as obvious as those for fully prestressed ones; steel fibers can improve the structural stiffness after cracking for fully prestressed high strength concrete beams; the moment redistribution from mid-span to intermediate support in the first stage should be mainly considered in practical design.

钢-混凝土组合简支桥面连续结构横向应力分析

针对钢-混组合简支梁桥的桥面连续结构开裂等病害,围绕桥面连接板的横桥向应力问题,采用线弹性理论和板的偏微分方程进行分析,得出了桥面连接板挠度和应力的分布函数,建立非线性有限元模型,并进行实桥荷载试验.通过比较理论解、有限元解和实测试验结果,证实了理论解和有限元的有效性.根据得到的分布函数,发现横桥向和纵桥向上的最大拉应力出现在钢梁端部位置的连接板的上缘.此外,还分析了连接板区域尺寸变化对横桥向应力峰值的影响,包括纵梁端部距支座的长度、纵梁的间距以及连接板区域整体尺寸变化.结果表明:较小的纵梁间距和较长的纵梁端部与支撑之间的距离会导致连接板中的横向拉应力峰值增加,并提高横向拉应力在总应力中的占比,从而导致桥面连接板早于设计荷载开裂.因此对于纵梁间距较小、梁端长度较长的钢-混组合简支梁桥桥面连续结构,仅计算其纵桥向受力性能会导致计算结果偏危险,建议按照本文方法考虑横桥向应力对桥面连接板的影响.

曲线条件大跨度拱加劲连续梁设计

贵南高铁二塘双线特大桥采用90m+180m+90m拱加劲连续梁结构。大桥位于曲线上,梁体采用分段直线布置,悬灌施工;主拱采用哑铃形钢管混凝土拱肋,钢管直径1 m,拱肋全高3 m;采用整束挤压钢绞线吊杆,全桥拱设置36组吊杆;纵向活动主墩通过构造措施,形成半刚构结构体系,限制部分梁体问题伸缩变形;大桥采用先悬灌主梁,后在主梁上搭设支架原位拼装拱肋方式施工。经论文研究计算结果表明,该桥刚度、受力等均满足规范要求。

窄幅钢箱连续组合梁受力性能有限元分析

为了解决钢-混凝土组合梁负弯矩区开裂以及钢箱受压屈曲问题,提出采用窄幅钢箱连续组合梁对钢-混凝土组合梁进行优化,并在窄幅钢箱连续组合梁桥面翼板的负弯矩区采用超高性能混凝土材料部分替代强度等级为C40的混凝土,形成超高性能混凝土-窄幅钢箱连续组合梁,进一步优化窄幅钢箱连续组合梁受力性能;采用有限元分析软件ABAQUS建立超高性能混凝土-窄幅钢箱连续组合梁有限元模型,在验证模型适用性的基础上,分析窄幅钢箱连续组合梁的受弯过程,并对窄幅钢箱连续组合梁翼板、钢筋、钢箱云图进行对比。结果表明:窄幅钢箱连续组合梁中混凝土的充填跨度对窄幅钢箱连续组合梁刚度存在一定的影响,超高性能混凝土材料显著改善了翼板的抗裂性能,翼板受拉区损伤面积减小95%以上;当采用超高性能混凝土材料完全替代普通混凝土材料时,窄幅钢箱连续组合梁的刚度、开裂荷载、极限荷载等性能得到较大改善。

先简支后桥面板连续体系桥面板抗裂性能研究

先简支后桥面板连续体系是一种新型钢混组合结构,在该体系的中支点处设置一定长度的钢梁-混凝土桥面板分离段,可以改善桥面板负弯矩区的受力状态。目前对于该体系桥面板负弯矩区这一薄弱环节的试验研究尚属空白。本研究首先根据实际一座先简支后桥面板连续的钢混组合梁桥,设计制作了两跨1/4比例的缩尺模型,并通过安装、拆除带套筒剪力钉对中支点处的分离段长度进行调节。然后通过在两跨桥面上模拟单轮重轴荷载进行逐点加载试验,研究了分离段长度对桥面板受力状态和抗裂性能的影响。最后对原桥的抗裂性能进行了分析。结果表明,中支点处设置分离段的先简支后桥面板连续体系可显著改善结构的抗裂性能。本研究有助于推广先简支后桥面板连续体系在钢混组合结构中的应用、推动桥梁结构预制装配技术的发展。

简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区设计及工程应用

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥为依托,提出了一种简支转连续结构负弯矩区构造设计方案。采用有限元分析和实桥试验相结合的方法,对简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区的受力性能进行分析,验证了该构造设计的可行性,最后就负弯矩区改善开裂的措施进行了探讨。研究结果表明,对于钢-混组合连续梁桥,简支转连续的施工方法与焊接连续施工方法相比,可减小墩顶负弯矩;承载能力极限状态时,负弯矩区混凝土最大裂缝宽度满足规范要求;桥面板钢筋直径以及混凝土自身力学特性是影响负弯矩区开裂的关键因素,适当加大桥面板钢筋直径、采用超高性能混凝土可以有效减小简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土的开裂;顶升支座法可以在一定程度上减小墩顶负弯矩,对控制开裂有利。

简支转连续钢-混组合梁负弯矩区连接构造受力性能试验研究

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥工程为依托,设计了两根负弯矩区具有混凝土横梁连续段的试验梁SCB-1和SCB-2,针对不同荷载作用下两根梁的受力性能进行室内试验研究,同时就试验过程中的构件扭转现象进行了有限元分析。结果表明:极限荷载下试验梁破坏模式为钢筋先屈服,负弯矩区横梁连接栓钉受力约为220MPa,满足使用要求,试验梁裂缝主要集中在横梁中线两侧1/5~1/3计算跨径范围内,是构件抗裂的关键区域;构件设计过程中应尽量避免偏载和不均匀支撑的共同作用;扭转现象使得构件整体受力性能降低约20%,实际工程中建议增加横向连接刚度。

钢-混工字组合连续梁桥地震易损性及其影响参数分析

以一座3×40m钢-混工字组合连续梁桥为依托,通过SAP2000建立不同墩高、不同上部结构荷载及不同上部主梁截面等全桥非线性有限元模型。选取峰值地面加速度(PGA)作为地震动强度参数,以桥墩位移延性比为损伤指标确定了完全破坏、严重破坏、中等破坏、轻微破坏、基本完好等5种结构破坏状态,分析了不同PGA作用下的桥墩易损性。研究结果表明:对于钢-混工字组合连续梁桥,相同桥墩截面尺寸、同一峰值地面加速度(PGA)下,桥墩高度越高,各个破坏状态的超越概率越小,其破坏风险越小;在合理的上部结构设计前提下,增加上部结构荷载,会降低桥墩的抗震性能;相同的下部结构布置,上部主梁采用钢-混组合结构,其桥墩易损性破坏概率要比同跨径的钢筋混凝土T型梁桥小,抗震性能更优越。建议桥梁抗震设计时重点关注上述因素的影响。

分离式路线段高墩桥梁施工用大跨度桁架通道设计与施工

对某分离式路线段高墩桥梁间的桁架通道进行受力分析,通过有限元软件进行模拟研究,计算在不同荷载组合作用下结构的极限受力状态是否满足强度、刚度要求,并通过荷载试验进行校核,为桁架通道结构安全评定建立指导依据。介绍施工工艺流程与注意要点,提出桁架通道一般性施工方法。

双层桥面钢桁架连续梁桥静载试验控制指标研究

针对现行规范未就双层桥面钢桁架连续梁桥静载试验控制指标做出明确要求,基于实验力学及有限元基本原理建立了双层桥面钢桁架连续梁桥的荷载试验计算模型,利用等效荷载原理分别拟定了以弯矩、轴力作为控制指标下控制截面的静载试验加载方案,比较了关键构件在试验荷载作用下的弯矩、轴力加载效率,明确了双层桥面钢桁架连续梁桥的静载试验的控制指标。研究结果表明:在边、中跨最大正弯矩工况的加载效率满足规范要求的布载方式下,杆件轴力的加载效率最小为1.024,最大为1.259;在边、中跨最大轴力工况的加载效率满足规范要求的布载方式下,杆件弯矩的加载效率最小为0.603,最大为0.992;为确保结构安全,建议双层桥面钢桁架连续梁桥静载试验应以弯矩作为控制指标。该研究成果对于双层桥面钢桁架梁桥的静载试验提供了一定参考。

铁路上承式连续钢桁梁桥的静力性能

南昆线(南宁—昆明)八渡4号桥主桥结构形式为2×64 m单线上承式栓焊连续钢桁梁桥,侯月线(侯马—月山)浍河特大桥主桥结构形式为3×64 m单线上承式栓焊连续钢桁梁桥,两座铁路桥梁设计图号均为贰桥0003,设计荷载为中-活载。为了检验该类桥梁的承载能力及整体刚度,分析其检验评价方法,对两座桥梁进行了静载试验,并将静载试验数据、理论计算值与规范限值进行比较。结果表明:两座钢桁梁桥的承载能力及整体竖向刚度满足规范要求,测试支座活动正常,符合现有状态下的使用运营要求,但该图号钢桁梁的杆件承载能力储备及梁体竖向刚度储备不高。

钢混组合连续梁的设计方案分析

钢混组合梁由型钢和混凝土共同受力,具备较强的抗弯性、抗扭性、跨越性,是当前桥梁设计重点方向。文中以天祝县达隆路大桥项目为例,提出了3×28 m工字钢混组合连续梁的设计方案,以供参考。

钢-混组合连续梁桥无支架施工技术

针对大跨度钢-混组合梁桥面板及翼缘板为现浇结构的组合梁桥,存在浇筑支架搭拆复杂且难度大的施工问题。论文提出了一种预应力钢-混组合箱梁悬拼施工装置,采用精轧螺纹钢锚固装置作为锚固措施,对开口钢箱梁进行悬臂拼装施工,给出了无支架施工技术方案与施工步骤。

西宁市火烧沟碧山大桥总体设计

西宁市火烧沟碧山大桥是连接海鲁路与海鲁路东侧支线的重要节点工程,位于碧山公园东侧,跨径布置为(40+60+40)m,上部结构采用了空腹式拱形连续钢箱梁结构,造型由多个拱形构件组成,形成多层次结构,造型优美、曲线圆润、富有动感,与周边景观及场地适应性较好。施工方法上采用了工厂智能加工和装配式快速化建造方法,提高了施工进度,有效减少了施工过程对场地薄弱生态环境的破坏,设计方案在现代城市景观桥梁中具有较大的参考应用空间。

整体吊装大节段钢箱梁制造线形计算

以深中通道泄洪区非通航孔桥为依托,结合工程施工方法的特殊性,分析了整体吊装大节段制造线形的计算原理。利用有限元分析软件,建立了整体吊装钢箱连续梁桥的正装分析模型。根据无应力状态法和有限元分析结果,提出了大节段钢箱梁制造线形各相关参数以及修正项的计算方法,分析了现场施工过程中大节段间安装匹配以及伸缩缝端截面切角问题。

大跨度槽型钢混组合连续梁抗震性能

大跨度槽型钢混组合连续梁桥由于其自重较轻,相对于普通连续梁桥而言,抗震性能较弱,因此为了保证钢混组合连续梁桥在地震作用下结构的受力状态稳定可靠,建立钢混组合梁连续梁全桥空间杆系三维模型,采用控制变量法对大跨度槽型钢混组合连续梁桥在地震作用下的力学性能进行分析,研究减隔震支座刚度、支座底部摩擦系数和阻尼比对钢混组合梁桥的桥墩底部弯矩和减隔震支座的最大变形的变化趋势。研究结果表明,提高减隔震支座的屈服刚度和支座底部摩擦系数可以减小减隔震支座的变形,提高了主梁中墩墩底的弯矩值,而结构阻尼比的增大也能够提高钢混组合连续梁桥的抗震性能。

淮沈特大桥连续梁的施工技术分析

结合淮沈特大桥工程实际,从施工重难点入手,对特大桥梁连续梁施工要点进行详细分析。为确保连续梁的稳定性,采用碗扣式钢管支架结构,不仅拆装方便灵活,而且结构更加稳定可靠。结合工程实际,在施工前对地基进行排水处理,利用钢管桩加强支撑,并制定应对坡度的施工办法,从而提升连续梁施工的工程质量。结果显示,采用基于碗扣式钢管支架的连续梁施工技术,能够满足工程质量的要求,确保工程如期完工,值得同类工程参考借鉴。

跨长深高速公路特大桥连续梁钢管拱施工技术研究

已有跨长深高速公路特大桥连续梁钢管拱施工技术存在加固结构性能不足的问题,导致加固结构在应对桥梁复杂受力情况时表现出较低承载能力和抗变形能力,桥梁在长期使用过程中出现变形、裂缝等。因此,以某公路桥梁工程为例,设计了跨长深高速公路特大桥连续梁钢管拱施工技术。首先,准备施工材料、调试施工设备并清理施工现场;然后,进行钢管拱脚预埋,包括钢管切割、固定、钢管柱支撑及支撑板加固;其次,确定吊装点,用起重机完成钢管拱吊装与合龙施工;再次,按照配合比制备混凝土并灌注。施工完成后,进行后期维护与处理。工程实例应用结果表明,该施工技术的水平位移和竖向位移量符合设计标准。

钢-混组合梁桥荷载横向分布系数的影响参数分析

荷载横向分布系数的准确性直接关系到多主梁钢-混组合梁桥设计的技术经济性。文章利用有限元软件计算了钢-混凝土组合梁桥的应变及挠度,通过分析组合梁抗弯刚度,分析了荷载横向分布系数的主要影响参数,获取了护栏、曲率、横梁、横坡和桥面连续层等对组合梁荷载横向分布系数的影响规律。结果表明:护栏和桥面连续层对组合梁的荷载横向分布系数影响较大,尤其是边梁,荷载横向分布系数变化可约达20%,当计入护栏影响时,桥面连续层对边梁应变分布的影响减小,而对内梁应变分布的影响增大;当曲率<1/20、横坡<4%、无横梁时,3类参数对组合梁的荷载横向分布系数影响较小。设计时保守考虑,通常忽略护栏和桥面连续层对组合梁刚度和荷载横向分布系数的影响,针对文章所提参数的影响范围,在组合梁设计时可予以参考。

新型多层连续钢便梁设计与车桥耦合振动分析

随着下穿铁路顶进框架桥跨度增大、孔数增多,采用传统的加固方法进行铁路线路加固时,存在施工周期长、施工安全风险高、对铁路行车干扰大等问题,为保证线路加固措施的安全、可靠,提出一种新型多层连续钢便梁体系。通过建立有限元计算模型,对不同跨度和线路下新型多层连续钢便梁的受力性能、挠度进行了分析研究,结果表明,该钢便梁体系可满足不同跨度和线路的加固需求。随后建立车桥耦合动力学计算模型,对车辆的安全性、平稳性以及新型多层连续钢便梁-轨道结构的稳定性进行了分析研究,结果表明车辆可以安全平稳地运行,钢便梁-轨道结构的稳定性具有一定的安全储备。该体系可在实际工作中推广使用。