大跨度连续钢桁结合梁设计研究

连续钢桁结合梁设计中,施工步骤、钢混弹模比、预拱度设置等都是影响最终成桥状态结构受力的关键因素。结合郑济铁路跨黄河北大堤(73+139+73) m连续钢桁结合梁的工程实践,重点对以上几个关键因素进行对比分析。研究表明,在钢桁结合梁的设计中,通过合理安排顶落梁、混凝土桥面板与钢桁梁结合、纵横向预应力张拉等主要施工顺序,可以使桥梁结构受力实现最优。应根据结构形式、施工过程等综合选取钢混弹模比(简单取大值不一定保守)。最后,根据结构力学虚功原理,结合自编程序,解决了大跨度连续钢桁梁的预拱度设置问题。     

高速铁路大跨度混合梁连续刚构设计关键技术研究

广湛高铁采用(109+2×200+109) m混合梁连续刚构跨越西江主航道,主梁采用预应力混凝土梁+钢混结合梁的混合梁形式,与预应力混凝土连续刚构相比,减轻了结构自重,降低了主梁弯矩和剪力,提高了桥梁跨越能力;跨中采用钢混结合梁,减小了因混凝土收缩徐变对结构后期变形的影响,改善了结构受力和高速行车条件。钢混结合段为钢主梁与预应力混凝土主梁的连接构造,是混合梁桥关键传力部位,根据刚构桥的钢混结合部受力模式,设置于主梁受力较小位置,采用有格室后承压板式结合部构造。通过对钢梁截面分析比选,采用符合结构受力特点、经济性较好的槽形钢箱混凝土结合梁,并对槽形钢梁超高腹板稳定性、空腹桁架式横隔板构造等关键技术进行研究。建造方案推荐采用挂篮悬臂浇筑混凝土梁,钢梁采用整体吊装安装,混凝土桥面板采用分块预制,可有效保证施工工期。     

钢-混预应力桁梁新结构探索与研究

铁路钢桁梁设计受到强度、稳定、疲劳、构造及冶金技术等多方面因素的制约,而桁高与跨度存在合理比例关系,所以跨度大到一定程度时建造就有困难、有风险,为克服强度、稳定等问题而变得经济上不合理。提出的钢混预应力桁梁是将上弦杆做成钢管混凝土结构、下弦杆做成钢与预应力混凝土组合结构,以增大其压杆稳定,减小杆件的应力幅,削减下弦杆的最小长细比限制,增强横向刚度,使桁梁这一古老结构形式的适应能力更强。     

大跨度高铁斜拉桥钢-混结合主梁收缩徐变研究

为研究钢混结合主梁混凝土桥面板的收缩徐变对大跨度高铁无砟轨道斜拉桥的影响,以昌吉赣客专赣江特大桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立全桥精细化数值分析模型,考虑钢混结合梁混凝土桥面板不同的加载龄期,分析结合梁斜拉桥在收缩徐变效应下变形及受力的变化。结果表明:赣江特大桥结合梁在施工成桥初期至运营5年后,钢混结合梁混凝土桥面板收缩徐变引起面板及钢箱梁的应力变化情况均满足规范要求,桥面板及钢箱梁在施工成桥1年后收缩徐变完成50%以上,3年后完成80%左右;桥面板混凝土的加载龄期越长,混凝土收缩徐变对桥梁结构变形和受力的影响越小,并在混凝土加载龄期达到180 d后对桥梁结构的影响呈稳定趋势,将结合梁桥面板预制存放180 d后再进行吊装,可有效降低混凝土收缩徐变对此种结构正常使用期间力学行为的影响。     

钢桁结合梁桥面系结构设计研究

介绍了国内外道碴桥面钢桁结合梁桥或钢拱桥可采用的几种桥面系结构形式,并结合96m钢桁结合梁设计,提出了桥面系合理的结构形式及结构内力计算方法,论述了桥面板配筋方法、横梁截面选择以及混凝土桥面板的施工方法。     

客运专线4线双桁钢桁连续梁桥面系设计研究

以南昌枢纽向莆引入东新赣江特大桥为工程背景,介绍客运专线4线双桁钢桁连续梁桥面结构的设计研究,比较研究非结合梁、半结合梁、全结合梁、正交异性板的优缺点。由于在大跨度钢桁梁结构上,正交异性钢桥面板技术上更加成熟、稳妥,正交异性板桥面系既能减小结构自重,减少主桁用钢量,又具有良好的耐久性,结合4线双桁的结构受力特点,得出"大纵梁、大横梁"的正交异性钢桥面板是客运专线4线双桁大跨钢桁梁桥面系合理可行的方案选择。     

郑州黄河公铁两用桥连续钢桁结合梁施工设计

郑州黄河公铁两用桥首次采用斜桁结构,无纵横梁、无平联混凝土板结合桥面及多横梁、无纵梁正交异性整体钢桥面。其主桥分两联布置,第一联为六塔连续钢桁结合梁斜拉桥,第二联为连续钢桁结合梁桥,钢桁结合梁是桥梁关键技术。介绍第二联连续钢桁结合梁主桁、公路与铁路桥面系结构,分析其施工设计特点和技术优势。利用有限元程序对钢桁结合梁结构进行空间静力分析,提出架设钢梁、安装公路混凝土桥面板、浇筑结合部位微膨胀混凝土,最后形成结合梁体系的施工方案。     

预应力黏钢加固混凝土梁的预应力损失分析

预应力黏钢加固法是将具有初张力的钢板固定于混凝土梁的受拉侧,以期达到一般预应力混凝土结构的效果,以改善结构裂缝受力状态,增加结构在使用过程中的刚度和耐久性.在预应力黏钢加固法的试验研究基础上,分析了预应力黏钢加固法的预应力损失种类及其产生的原因,提出了各类预应力损失的计算方法,结合试验对比表明,该方法可行,且为预应力黏钢加固设计和效果评估提供了参考.     

墩顶转体法施工的大跨度曲线钢桁梁桥总体设计及创新——以国道109新线高速公路安家庄特大桥主桥设计为例

国道109新线高速公路安家庄特大桥为全线的控制性工程,左右幅主桥分别位于半径1 600 m和1 500 m的圆曲线上,依次跨越丰沙铁路、永定河和现状109国道,桥梁施工安全、河道防洪和环保要求均较高。为解决上跨铁路需采用转体法施工以及桥墩阻水比偏高的问题,创新提出了大跨度曲线钢桁梁桥墩顶转体法施工以及大直径厚壁钢管混凝土桥墩的设计方案,左右幅主桥分别采用(248.95+248.95) m钢桁斜拉桥和(171.95+171+75.25) m连续钢桁梁,转体长度分别为(248+248) m和(171+171) m,水中墩采用钢管混凝土桥墩。结合桥位处相关工程建设条件,对桥梁孔跨布置、桥式方案、水中墩结构的选择依据进行分析,简要介绍主桥上部结构、下部结构及基础、转体系统等主要设计内容。该桥突破钢桁梁不宜采用墩顶转体施工的技术瓶颈,扩大了连续钢桁梁桥和墩顶转体技术的使用范围;采用大直径厚壁钢管混凝土桥墩,有效降低了墩柱截面尺寸,拓宽了钢管混凝土结构的应用范围;大跨度曲线钢桁梁构造及受力特性较为复杂,采用BIM正向设计技术,实现了复杂结构信息和设计意图的精准表达,提高了设计效率。     

杭瑞高速公路洞庭湖大桥主桥设计及关键技术研究

杭瑞(杭州—瑞丽)高速公路洞庭湖大桥主桥为(1480.0+453.6)m的双塔公路悬索桥,加劲梁采用钢桁梁结构,2片主桁横向间距35.4 m;主桁采用带竖杆的华伦式桁架,桁高9.0 m,节间长度8.4 m。钢桁梁上层桥面与主桁上弦杆结合(板桁结合),桥面采用超高韧性混凝土(Super Toughness Concrete,STC)轻型组合桥面结构。对主桥采用的关键技术进行了研究,分析中央扣对悬索桥结构体系的影响以及桁高对悬索桥加劲梁刚度的影响,并在设计中提出了轻型组合桥面板桁结合型加劲梁结构体系,在施工中提出了悬索桥钢桁加劲梁多节段窗口刚接法架设技术。     

考虑钢-混凝土滑移效应的下承式钢桁结合梁受力特性研究

对下承式64 m双线钢桁结合梁,考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,采用空间梁、板壳单元建立有限元计算模型,钢梁与混凝土板间的连接根据剪力钉刚度,采用弹性连接模拟,通过二期恒载、混凝土桥面板收缩徐变工况的计算分析,研究下承式钢桁结合梁受力特性。计算结果表明,下承式钢桁结合梁中由于混凝土板与主桁下弦杆共同作用承受纵向拉力,钢梁与混凝土板之间的滑移对桥梁结构内力影响较大,设计计算时不适合采用钢梁与混凝土板刚接或换算截面法,建议根据剪力钉刚度钢梁与混凝土板之间采用弹性连接模拟,不同荷载工况可按结构受力对剪力钉刚度进行适当调整。     

预应力混凝土轫枕钢模设计

简要介绍了预应力混凝土轨枕及钢模的发展过程,简述了预应力混凝土轨枕钢模的构造形式,详细叙述了钢模的设计过程及刚度、强度验算。     

预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土柱节点变参数受力分析

预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土柱的可靠性是保证框架结构安全的关键。以呼和浩特东站站房为例,采用ADINA有限元软件建立了节点有限元模型,通过变参数分析,研究了节点区加强环板设置方式、厚度及预应力筋截断位置对节点受力性能的影响。结果表明:同时设置内外加强环板并进行圆弧过渡可有效降低环板的应力集中;预应力筋在2. 5倍型钢梁高以外截断时,预应力筋的截断位置对节点的受力影响不大;在设计荷载作用下节点呈非线性弹性变化,具有很好的承载力和刚度,且梁内箍筋最大应力值出现在梁端加强区以外。     

敞开式钢管-混凝土桁架组合梁施工技术

新汴河大桥主桥A部分为60 m敞开式钢管-混凝土桁架组合梁桥,该工程是徐州至明光高速公路的重难点工程,也是新技术、新工艺应用工程;该新型桥梁具有建筑高度低、结构新颖和谐、造型简洁美观、结构自重轻及工程造价低等特点。结合本工程施工实例,综合介绍该新型桥梁的施工方案及施工工序,特别是桥梁桥面系结构及下弦杆采用满堂支架现浇施工,钢管桁架采用搭设支架悬挂安装,钢管混凝土采用混凝土地泵顶升灌筑施工,可为类似工程的施工提供参考。     

钢-混凝土连续组合梁非线性有限元分析

建立了钢-混凝土连续组合梁非线性有限元模型.该模型可以考虑材料非线性界面相对滑移对钢-混凝土连续组合梁受力性能的影响.利用该模型,对四榀钢-混凝土连续组合梁的界面滑移和挠度进行了仿真计算,将计算结果和实测结果进行了比较,验证了该模型的有效性.对单个栓钉的受力全过程进行了分析,表明按照弹性方法设计的栓钉在加载后期进入塑性阶段变形增加,是试件加载后期滑移迅速增长的原因.     

波纹钢腹板预应力混凝土箱梁弯曲性能试验研究

通过对波纹钢腹板预应力混凝土箱梁10 m模型试验梁的设计及制作,介绍该类型箱梁的制作过程,试验梁成型后对其进行加载试验,用试验结果分析波纹钢腹板预应力混凝土箱梁的弯曲受力性能,结果表明:在弹性范围内,箱梁挠度值与荷载增长呈线性关系;采用带孔嵌入型连接的腹板与上下混凝土翼缘板的连接效果较好;翼板之间的变形符合平截面假定;集中荷载作用下,箱梁呈现典型的剪力滞效应;弯矩主要由顶板与底板承担,腹板只承受剪力.同时,研究成果能为下一步的工程应用提供参考依据和实践经验.     

U型粘钢加固预应力混凝土梁抗弯性能试验研究

为了探讨不同损伤程度、粘贴钢板厚度和高度、有效预应力大小和加载方式等对粘钢加固部分预应力混凝土梁抗弯性能的影响,进行2片普通钢筋混凝土(RC)梁以及8片部分预应力混凝土(PPC)梁的U型粘钢加固抗弯试验和数值分析。结果表明:采用U型粘钢加固部分预应力混凝土梁能够有效抑制裂缝的扩展,显著提高加固部分预应力混凝土梁的正截面抗弯承载能力;部分预应力混凝土梁损伤后加固,其屈服荷载和刚度较未损伤加固梁均有不同程度的降低;初始有效预应力水平主要影响使用阶段的抗弯性能;非线性有限元模型能够预测U型粘钢加固梁的抗弯行为,计算结果与试验结果吻合较好;在实际工程中建议梁侧面粘贴钢板高度不超过梁高的1/3为宜。     

内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁变形特性研究

针对原有加固方法的不足,提出内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁加固技术,分析这种加固梁的变形特点,并依据普通钢筋混凝土梁的变形原理和内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁的特点,推导内嵌预应力螺旋肋钢丝加固梁不同受力阶段的刚度表达式,得到内嵌预应力螺旋肋钢丝加固梁的刚度计算公式。在考虑预加力产生反拱的前提下,计算加固梁不同受力阶段的变形量。对4根内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁进行了试验验证。结果表明:试验结果与计算结果吻合较好,内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁能有效延缓裂缝的发展,减小构件变形,提高构件刚度。研究结果为该加固方法在工程实际中的应用提供了理论依据。     

用先张法解决预应力混凝土轨道板钢筋绝缘的难题

针对钢筋绝缘问题给板式无砟轨道带来的困扰,提出了采用先张法生产预应力轨道板的方法,通过张拉使钢筋之间保持一定的间距,利用混凝土良好的绝缘性能,在不增加其他绝缘措施的条件下,解决轨道板内的钢筋对轨道电路的影响,同时避免了增加涂层钢筋或绝缘卡对轨道板耐久性产生的不利影响,也降低了轨道板的生产成本。在理论分析和室内试验的基础上,铺设试验段进行现场测试,并经过运营考验,验证了先张法轨道板解决钢筋绝缘问题的优越性。