Mechanic Analysis of the Key Node in Steel Truss Bridge

Steel truss bridges are frequently used in bridge engineering because of their good ability of spanning capacity, construction and light self-weight. Main trusses are the critical component of steel truss bridge and the main truss are made of truss members linked by integral joints. This paper presents the mechanic performance of key joints, and the codified design of joints in steel truss girders according to the latest European norms. The results showed that the fatigue resistance of welded joints evaluation is necessary to predict, detect, and repair the crack in time for the safety service life of the bridge. The stresses of integral joint are greater than that of truss members;the stresses in the center area of the integral joint are greater than the stress at the edge.

天津空客A330宽体机厂房焊接加固过程结构性能监测与分析

大跨度钢桁架加固方法多采用焊接加固增大截面法.针对大跨度钢桁架屋盖整体结构的负载焊接加固,以天津空客A321(A330宽体机厂房)屋盖为例,采用4片角钢,分肢与原H型钢的翼缘、腹板分别焊接的加固方式,设计了合理的焊接加固方案与监测方案,对结构关键构件在焊接加固过程中的应力、应变进行监测.以监测数据为依据,研究分析焊接加固过程中型钢与加固角钢的应力响应规律,验证钢桁架梁采用角钢焊接加固的传力有效性,判断焊接热输入的影响范围.结果表明:在负载焊接加固的过程中,局部高温热影响区引起应力重分布,加固角钢的存在对原有型钢构件起到了相应的承担作用,焊接加固过程中结构的安全性可以得到保证.此外,焊接加固时,通过监测相邻杆件的应力和应变,分析表明焊接热影响的范围在两个节间范围内,且带来的应力响应较小.

基于声发射信号时频图深度学习的桥梁钢桁架焊接节点损伤程度识别

针对桥梁钢桁架疲劳损伤识别难度大、精度低的现状,提出基于声发射信号时频分析与深度学习的钢桁架焊接节点损伤程度识别方法。对桁架节点在桥梁运营状态下产生的声发射信号进行小波变换,表征不同损伤程度信号的时频能量分布模式,然后建立卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型对时频图进行损伤特征提取,并通过迁移学习思想提升模型的训练效率和学习能力,从而实现桁架焊接节点严重损伤、轻微损伤和噪声工况的准确识别。进一步对模型各卷积层激活区域进行可视化分析,解剖模型的损伤特征学习过程及分类逻辑。某悬索桥中央纵向腹板钢桁架焊接节点现场试验结果表明:相较于利用时域波形进行特征学习的一维卷积神经网络模型,时频图包含了更丰富的损伤信息,所建立的二维卷积神经网络模型对钢桁架焊接节点三种损伤程度的识别准确率超过94%,具有更强鲁棒性和实际应用价值。

150m跨整孔全焊接钢桁梁试拼装工艺及荷载试验研究

孟加拉帕德玛大桥上部为全焊接连续钢桁梁结构,施工中开创性地采用了整孔拼装及架设方案。为验证钢桁梁拼装过程中线形计算及拼装方案的合理性、可行性,选取1跨钢桁梁进行试拼装和荷载试验。详细阐述了钢桁梁试拼装前线形计算、整孔试拼装施工技术、荷载试验等相关内容,通过对全过程检测数据及荷载试验分析,验证了该钢桁梁线形计算结果、拼装技术及试验结果均满足要求。

钢桁梁悬索桥十字接头焊缝工艺研究

随着焊接技术水平的不断提高,焊接接头的质量越来越可靠;十字接头焊缝设计越来越多地应用于大跨径钢桁梁悬索桥钢结构的关键传力部位。文章以牂牁江特大桥主跨1080 m的双塔单跨简支钢桁梁悬索桥钢结构制造为背景,通过钢桁梁悬索桥十字接头焊缝的设计要求,从坡口型式及尺寸、焊接方法、焊接材料、焊接规范参数及无损检测要求等方面,研究制定了钢桁梁悬索桥十字接头焊缝的焊接工艺及生产过程中焊接质量的控制措施,成功指导了本桥钢桁梁悬索桥十字接头焊缝的焊接生产,也为今后其它桥梁钢结构十字接头焊缝的焊接生产积累了经验。

站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工技术研究

大跨度屋盖钢桁架拼装施工具有较高的施工难度,难以把控施工质量,为此提出站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工技术研究。根据相关规范对钢桁架外观及力学性能进行检验,采用两点吊装方式对屋盖钢桁架进行整体提升吊装施工,应用导向器件对吊装过程中对钢桁架位置进行微调,并监测提升架及钢柱。采用二哈夫组装连接,在站房大跨度屋盖钢桁架外框柱四周布设钢柱焊接工具式操作平台,进行钢桁架焊接施工,完成站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工。实例分析结果表明,对钢桁架拼装施工质量控制后,钢桁架跨中垂直度和侧向弯曲矢高偏差均在允许范围内,符合规范要求,该施工技术能够有效控制站房大跨度屋盖钢桁架拼装施工质量,具有良好的应用前景。

白居寺长江大桥钢桁梁制造及精度控制关键技术研究

文章针对白居寺长江大桥制造过程中的重难点,为保证钢桁梁杆件的制造质量及节段拼装精度,对弦杆及锚固单元等重点构件制造精度、重要焊缝的焊接质量控制、试拼装精度控制等关键技术进行了研究,并应用于钢桁梁制造全过程,有效地解决了钢梁制造质量和精度控制难题,实现了项目的质量目标。

波浪形钢桁架复杂节点焊接施工及质量控制技术

厦门某新建高铁站站房工程的屋盖主体为大跨度高空间波浪形钢桁架结构,屋盖主要采用管桁架结构体系,结构最大高度55.50 m。支撑钢柱主要为6根大截面十字钢骨柱转组合开花柱,开花柱的四角钢柱与中部钢柱一起延伸至屋盖底部,并通过铸钢件与屋盖桁架连接,开花柱与屋盖桁架连接节点涉及多种不同等级钢材、管径及壁厚的杆件与铸钢件对接,并且存在箱型构件与铸钢件对接,连接节点复杂繁密。文章通过对复杂节点进行建模分析并结合工艺特点进行深化设计,制定了一套可行性高,实用性强的专项焊接工艺,实现在高效施焊的同时确保焊接质量的稳定可靠。

大剧院钢屋盖结构吊装焊接分阶段施工技术研究

以陕西榆林大剧院观众厅钢屋盖施工项目为例,依据现场施工状况以及以往的施工经验,结合钢屋盖吊装焊接分阶段施工工艺,从大剧院钢屋盖桁架拼装与焊接胎架设置、钢结构桁架分阶段焊接、大剧院屋面钢结构吊装等方面,有针对性地使用二氧化碳气体保护焊等技术,提高大剧院钢屋盖结构质量,并进行合理验证。结果显示,应用该技术可较好地拼装焊接、吊装大剧院钢屋盖结构,设置胎架具有足够的刚性,钢结构焊接效果较好,焊接接头处焊包外观饱满光滑,并能够与钢材紧密贴合,钢结构整体安装完成并实施竖向荷载后,最大应力比低于1.0,并且竖向最大变形值最高仅为195 mm,完全符合钢结构屋盖吊装焊接施工相关规范的要求,对实际钢屋盖施工具有很好的指导及借鉴作用。

武汉汉江湾桥主桥设计关键技术

武汉汉江湾桥主桥为(132+408+132)m中承式连续钢桁拱桥,桥面车行道按双向6车道布置,并预留拓宽至8车道条件。主桥拱肋采用变高度N形桁式两主桁钢桁架结构。主桁标准间距34 m,汉口岸边跨受限于总体线形,主桁间距由34 m变化至39.5 m。主桁中支点附近下弦杆根据受力要求采用Q690qE高性能桥梁钢。车行道桥面采用正交异性钢桥面板,车行道桥面下U形纵肋与钢桥面采用全熔透焊接设计。通过主桁节点弯折、钢桥面横坡变化等构造措施简化了主桁、联结系、桥面系的空间关系,降低了杆件制造难度,实现了桥面结构的曲线变宽。

双层钢桁梁三矮塔斜拉桥拼装工艺设计

在已有的钢桁梁拼装施工技术中,从分段划分、组装、工装、拼装顺序、焊接变形控制及检测等方面进行研究。总结“单元件制造+单元件地面拼装为大节段+大节段总装+节点自适应顶推+分阶段检测验收”工艺在赣州蟠龙大桥项目的成功应用。

大跨度钢屋架吊装施工合格率的影响因素研究和对策分析

针对某展馆大跨度钢屋架施工前后的质量问题进行调查,分析影响施工吊装质量的主要因素,通过调整施工方法提高钢屋架吊装施工合格率。结果表明:现场工人焊接工艺不到位是导致钢屋架局部变形的主要因素;现场吊装安装方式不当是导致钢屋架主桁架水平标高偏差的主要因素。采用分段退焊法降低钢屋架局部变形,型钢搭设胎架平衡定位的方式减少主桁架水平标高偏差,大跨度钢屋架吊装施工不合格率由调整前的36.1%降低至11.5%,两种施工方案有效地提高了大跨度钢屋架吊装施工的质量和精度,节约项目成本,取得了良好的经济和社会效益。

超长环向封闭悬挑桁架关键施工技术研究

大跨度多层环形悬挑、超长环向封闭悬挑等独具匠心的钢结构建筑。在不断追求建筑风格的同时,施工质量也应被重点关注。结合湖北广电传媒大厦的大跨度多层环形悬挑钢结构施工的工程实践,经过对技术进行不断改善、QC小组的讨论和完善了大跨度多层环形悬挑钢结构安装技术,成功解决了钢结构焊缝质量等技术难点。

全焊结构钢桁梁边拼装边顶推施工难点分析及解决方案

在桥梁建设中,钢桁梁结构桥梁凭借其跨度大、承载力强、节约材料等优点被广泛运用。边拼装边顶推的施工工艺,大大加快了施工工效,采用全焊结构的钢桁梁则具备更优秀的耐久性,有效降低桥梁全寿命周期中的维护成本。施工中顶推精度、焊接质量、误差控制、应力控制等方面难度较大,掌握科学的施工方法很有必要。

航站楼大跨径钢桁架拼接焊缝缺陷加固技术研究

拼接焊缝是大跨径钢桁架结构的薄弱环节,对于结构的安全性、可靠性和耐久性具有重要影响,针对拼接过程中出现的焊接质量问题,必须采取合适的加固措施才能消除安全隐患。张家口宁远机场改扩建工程航站楼钢桁架结构在拼接焊接过程中,出现了错位、漏焊、焊缝缺陷、螺纹钢筋塞缝等现象,从可操作性和经济性考虑,提出采用在桁架梁左右两侧外边缘平行于腹板的位置对称焊接钢板的加固施工方案,并从预加载、控制拼接板焊接顺序、承重支撑架卸载三方面制订了焊接加固施工控制措施,加固焊接完成后的残余应力较小,表明加固方案合理、安全、可行。

牛田洋大桥主桥钢桁梁设计

汕头市牛田洋大桥主桥为(77.5+166.1+468+166.1+77.5)m公轨两用钢桁梁斜拉桥。主桥采用双层桥面布置,上层为双向8车道一级公路兼城市快速路,下层为双线跨座式轨道交通。该桥采用半飘浮体系,纵、横向正交分离的减隔震约束体系。主梁采用带副桁的板桁结合钢桁梁结构,主桁采用三角桁,桁高11 m,2片主桁中心间距16 m;副桁上弦杆采用平行四边形箱形截面,弦杆顶板中心线间距37.2 m。主梁共63个节间,标准节间长15.1 m,主跨及次边跨公路桥面系采用纵横梁体系正交异性整体钢桥面板,边跨公路桥面系采用纵、横梁支撑的混凝土桥面板;下层轨道交通无桥面板,设置下平纵联。索梁锚固采用锚拉板式钢锚箱。主梁标准节段采用两节间大节段全焊制造。边跨、次边跨钢桁梁采用顶推法施工,主跨钢桁梁采用悬臂吊装法施工。

带过焊孔焊接细节疲劳性能优化及试验研究

为了提高带过焊孔焊接细节的疲劳寿命,以某钢桁梁桥为背景,针对其翼缘板和斜腹杆的焊接构造,通过在过焊孔处填半圆弧板和焊缝错开的形式对其疲劳性能进行优化,制作带过焊孔焊接细节和优化模型的试件,进行疲劳试验测试其疲劳寿命,并结合有限元分析对比各模型的疲劳性能,验证优化措施对疲劳性能的改善效果。结果表明:在过焊孔处填半圆弧板可有效改善带过焊孔焊接细节的局部应力集中现象,提高其疲劳寿命,在高应力幅作用时效果更加显著;对接焊缝错开可显著提高带过焊孔焊接细节的疲劳寿命,其改善效果优于在过焊孔处填半圆弧板,在实际工程结构中推荐优先采用。

某核电站穹顶模块吊装预案设计分析

为降低核电站穹顶吊装施工风险,保证核岛建造质量,结合第三代核电站工程实际,针对穹顶薄壁、整体模块质量大、对接精度高、吊装要求严格、构件重心与形心偏离等特点,设计钢箱梁吊具及焊接H型钢桁架吊具两套预吊装系统,采用多吊点垂直起吊方案。基于Ansys有限元分析软件,对吊装方案进行分析评价。结果表明:钢箱梁吊装方案吊具结构难以满足大型穹顶吊装要求,焊接H型钢桁架吊装方案吊具结构质量轻、造价低,强度刚度好。桁架吊装系统整体最大等效应力273.761 MPa,小于材料许用应力值;最大位移21.9 mm,符合起重机设计规范要求的挠度值,满足刚度要求;三阶屈曲系数均大于2,吊装系统稳定性良好。分析数据验证吊装系统参数设计基本合理,吊具结构设计可行。

伞形钢桁架结构焊接相贯节点的力学性能

空间焊接相贯节点受力复杂,对大尺寸、多平面支管及空间多向加载作用下相贯节点的承载力设计方法,目前相关的设计规范并未给出详细规定。因此,有必要针对焊接钢管相贯节点在空间多向加载作用下的性能进行分析。以山西省太原南站为工程背景,选取其屋盖结构——伞形空间钢桁架下弦节点为研究对象,采用ABAQUS对其进行有限元分析,计算了节点在空间多向加载作用下的应力、变形分布,并重点探讨节点相贯区域内不同加劲构造措施对节点强度和刚度的影响。分析结果表明:支管与主管相贯区域为节点受力最不利位置,尤以受拉支管与主管汇交处最为明显;圆形截面支管屈服先于矩形截面支管;相对于"井字形加劲肋"构造,"横隔板+纵向加劲肋"构造有效提高节点承载能力,但在纵向加劲肋与横隔板相交处,存在局部塑性变形。

沪通铁路长江大桥主梁新细节疲劳性能试验研究

为了研究沪通铁路长江大桥主梁桁架斜腹杆过焊孔焊接细节的疲劳性能,根据相似理论设计了疲劳试验模型,并完成了3组(9个)试件的疲劳试验研究。试验中测得了各个试件在不同应力幅值下的疲劳寿命与应变状态;并建立试件的有限元模型对比分析试验结果。试验结果表明:疲劳试验中每个试件的裂纹扩展与破坏模式具有一致性;有限元计算结果与试验测试结果吻合良好,且误差均在15%以内;通过试验数据拟合得到过焊孔构造细节的S-N曲线,其斜率为1/2.66,与Eurocode3的71焊接细节S-N曲线存在一定的差异;失效概率为2.3%的200万次对应的该焊接细节疲劳应力幅值为37.89MPa。