悬索形敞开式钢桁架桥K型节点设计及研究

悬索形钢桁架桥以其形如山峦、美观独特的结构形式和主梁高度低的特点,在景观桥梁及大跨度桥梁中尤受青睐。尤其是无平联的敞开式K型桁架,作为一种“崭新”的桥梁结构形式,简洁通透、美观经济,在城市桥梁中具有较强的竞争力。螺溪洲大桥是国内跨度第一的悬索形敞开式景观钢桁架桥,以其为例,对大跨径悬索形敞开式K型钢桁架桥梁的整体结构性能、构造细节、K型节点受力特性进行研究和分析,为我国今后类似桥梁建设提供实践经验。     

下承式城市钢桁架桥上部结构设计与分析

钢桁架桥主要应用于铁路桥梁,公路桥梁和城市桥梁中较少选用,但是在城市道路及公路领域选用钢桁架桥有很多特殊的优越性,例如,架设速度快,适应当今快速、重载交通的需要,可以为公路和城市增添景观等。该文介绍了大连市中心新建菜市桥上部结构的设计要点及桥梁的结构构造,主桁采用平面及空间两种方式建立有限元模型的分析过程和桥梁的主要承重结构横梁的计算。结果表明,该设计选取主桁杆件为焊接工字形截面和H型钢,可以满足高强螺栓的设计和施工要求,采用平面和空间分析主桁的结果吻合很好,考虑桥面板与钢横梁作为钢-混凝土组合结构共同工作,符合实际结构工作状态。该设计可供以后公路、城市钢桁架桥设计参考。     

老龄桁架桥的检测评估方法

由于现有规范采用的钢桁架桥的检测与评估方法无法满足结构承载力与剩余寿命评估的需要,结合上海市外白渡桥研究一种适用于老龄钢桁架桥的检测与评估方法。首先依据交通调查资料,采用Monte-Carlo法建立交通荷载模型,得出结构的最大内力与疲劳应力谱;然后切取实桥锈蚀构件进行试验,分析锈蚀对结构承载力的影响规律,根据量化的锈蚀程度检测结果计算构件的剩余承载力;最后采用基于断裂力学理论的损伤容限计算方法分析桥梁的剩余使用寿命。对外白渡桥的分析结果表明:该桥有40根杆件、4个节点板的承载力及8个构件的剩余寿命无法满足继续使用的要求。     

大跨度变高度连续钢桁架桥设计

基于园区景观的需求,桥梁采用(50+110+50)m变高度连续钢桁架结构,桥梁整体造型优美,与周边建筑景观相协调。上部梁采用开口式、半穿式钢桁架形式,结构较为新颖;主桁杆件中弦杆采用开口π形截面,腹杆采用格构式截面,杆件连接节点采用夹板式构造,为今后钢桁架桥的设计提供了新的思路;桥梁上铆钉使用数量达10万余颗,热铆工艺的大量使用表明铆接工艺在特定场合仍有其优势,同时也为现代钢桥的设计拓展了思路[1-3]。现主要介绍了该桥的总体布置,结构设计要点,结构静、动力分析结论及主要施工方法。     

开敞式钢桁梁桥的设计

钢桁架桥因其受力明确、建筑高度低、施工周期短等优势,在城市跨节点桥梁中具有较高的竞争力,开敞式钢桁架桥更兼具通透性良好、节点构造简单等特点。结合工程实例,研究了开敞式钢桁架桥的静力、稳定性以及抗震性能,并分析了桥面系小纵梁对横梁受力特性的影响。由此得出一些有益的结论:下承式简支梁桥结构高度较低、景观性较好;开敞式桁梁桥结构受力较好、刚度较大、空间稳定满足要求、抗震性能好;桥面系小纵梁可增大端横梁的恒载分配比例,提高中横梁的活载横向分配。     

环形钢桁架人行天桥概念设计

某市中心环形钢桁架人行天桥平面呈八边形,主梁采用钢桁架简支梁与钢箱梁钢架结构相组合的形式,有效解决了环形钢桁架人行天桥温度变形的释放问题。基于天桥的设计过程,重点介绍了此类型桥梁设计过程中桥型结构选择、主梁断面构造与景观设计。采用空间有限元程序对该桥逐跨进行动力特性分析。结果表明:该环形钢桁架人行天桥结构安全,各节段竖向自振频率均大于3Hz,动力特性满足规范要求。     

睢宁县红旗桥结构设计与分析

钢桁架桥具有造型大气、跨越能力强、承载能力大、施工速度快等特点,很适合于城市中对景观有要求,同时周边限制条件多,要求施工速度快的情况,因此在城市桥梁中有广阔的应用前景。本文主要介绍了睢宁红旗桥主桥钢桁架的结构特点并采用空间有限元对全桥进行了结构分析,结果表明各项指标均能满足规范要求,可供其他类似桥梁参考。     

镇江金山湖西津湾景观桥方案设计

金山湖西津湾景观桥位于镇江市三山风景名胜区云台山景区,是西津湾地块的重要节点工程。从力学、景观和经济等方面对前期多个桥梁方案进行比选,最终确定拱形钢桁架桥方案。该桥结构新颖、造型优美,对城市桥梁高度受限情况下的方案设计有一定的参考意义。     

空间曲面钢桁架桥在城市景观设计中的应用

随着人居环境要求的不断提高,城市景观桥梁设计理念也在不断更新,多种结构形式的桥梁被广泛应用在城市景观设计中。充分挖掘周边建筑的环境特点,将历史文化和区域特色有机的融入景观桥梁的设计中是城市景观桥的设计方向。以苏州新叶桥为例,论述城市景观桥梁不仅要满足基本通行功能,还要满足城市景观需求,同时建立空间有限元模型,分析空间曲面钢桁架桥的受力性能。     

浦卫公路浦南运河折弦钢桁架桥设计

钢桁架桥有架设速度快、跨越能力大、结构刚度大、桥面建筑高度低等优点,适用性较高。然而由于其杆件较多,造型单一,景观效果较差,目前在城市桥梁中应用较少。浦卫公路浦南运河钢桁架桥选用了折弦华伦式钢桁架,并通过对腹杆、节间距、桥门架等设计,在结构受力和景观造型均取得了较好的效果,对在城市桥梁中使用桁架结构提供了较好的借鉴。     

空间异型钢桁架曲线梁桥受力性能分析

为研究异型桥梁结构受力性能,指导曲线钢桁架桥梁设计,以长沙市浏阳河人行景观桥为工程背景,利用专业桥梁设计有限元软件midas Civil对其进行结构整体受力性能分析,利用通用有限元软件ANSYS对其关键部位进行局部受力分析,结果表明,各项力学指标均满足规范要求。     

军便桥承载能力及横向分布评估

在工程抢修及临时架空通道上经常采用军便梁组合成临时桥梁,该类型桥梁属于钢桁架简支结构,桥梁由多根标准钢桁架梁构成,横向通过U型卡具固定,上铺多层钢板或组合刚性板,板之间同样通过U型卡具或焊接联系。为了验证该类桥能否满足设计规定的荷载要求,现场进行成桥荷载试验以验证桥梁的承载能力及横向联系(分布)是否满足规范和设计要求。     

一种大跨径“人字形”三角钢桁架桥的设计与计算

随着我国城市桥梁建设的快速发展,人们对桥梁的景观造型要求越来越高。钢桥因为架设速度快,造型美观多样,常常会成为城市当中一道亮丽的风景线,在城市桥型中很有竞争力。对于城市桥梁建设中T字形路口、上岛道路的建设条件,常规钢梁桥难以适用于此情况,需要采用分岔的异形结构。结合具有此建设条件的实际工程——司马坡大桥,提出了一种大跨径"人字形"三角形钢桁架桥即一种平面造型呈Y字形分肢、立面造型呈三角形的半穿式钢桁梁桥的设计方案;并对此桥进行了静力计算、屈曲及动力特性分析。相关成果可为桥梁设计人员提供参考。     

拱形钢桁梁桥结构分析与构造细节设计

钢桁架结构通常节点密集,设计复杂多样。现结合绍兴市某拱形下承式钢桁梁桥,介绍其总体布置、结构设计,并基于有限元分析理论,采用通用有限元软件ANSYS对该桥的活荷载计算模式、上下弦杆节点、梁端节点、横肋与下弦杆及小纵梁相交节点的构造细节设计进行计算对比分析。研究表明,整体式节点设计中节点板处竖杆腹板采用渐变断开式设计,可满足应力、屈曲稳定的要求;拱梁结合点处的应力集中范围与大小受圆弧半径、支点相对位置的影响,支点靠近拱梁结合点对结构受力有利;支撑桥面板的横肋下翼缘可与小纵梁、下弦杆采用半刚性节点,虽一定程度上会增大翼缘断开范围腹板应力,但整体应力水平较低。     

威尼斯大运河的第4座桥梁

威尼斯大运河上的第4座桥是一座钢拱人行桥,主跨80.8 m,矢跨比1/16.该桥造型新颖美观,色彩运用恰到好处,以现代高强轻质的钢材和玻璃建造,却能与周围古老的建筑和谐一致.但其设计上采用的开口星形截面,无斜撑的类直腹杆的开口桁架拱肋,1/16的矢跨比使该桥梁结构存在不尽合理之处,并且该桥的主拱第3阶振型频率与行人步频...     

坝陵河大桥钢桁加劲梁主横桁架焊接整体节点疲劳试验

贵州坝陵河大桥为主跨1088 m的单跨简支钢桁加劲梁悬索桥,钢桁加劲梁的主横桁架与主桁架上弦杆之间采用焊接整体节点连接.为研究该焊接整体节点的疲劳性能,进行了足尺模型疲劳试验.根据该桥设计交通量,采用BS 5400规范中的标准疲劳车,按损伤等效原则,并考虑多车效应及缩尺比例,推算了试验疲劳荷载.试验结果表明,经过200万次的循环加载后,节点模型未出现任何疲劳裂纹,应力状态稳定,结构疲劳性能满足设计要求.该焊接整体节点形式对我国今后大跨钢桁梁桥类似节点的设计和研究有重要参考意义.     

钢桁架人行景观桥施工工艺

为了总结钢桁架人行景观桥制作及安装施工技术经验,通过制作及安装施工实践,对于钢桁架的制作及安装施工进行了细致的研究与观察,结合现场实际情况采用厂内杆件预制、现场节段拼装、分段吊装的施工工艺,克服施工现场局限、超长超重梁段、铁路沿线施工时间分散等困难,按时保质保量地完成了钢桁架人行景观桥的施工任务。     

长沙市浏阳河人行景观桥体系转换研究

以长沙市浏阳河人行景观桥(汉桥)为工程背景,介绍了曲线形连续钢桁架桥的整体施工方案和体系转换施工方案,提出了体系转换施工流程;对支承转换后钢桥下弦杆和千斤顶下部钢平台的受力及支墩卸载后钢桥变形和受力进行验算,分析曲线形连续钢桁架桥在施工及体系转换中的受力和变形特点。     

龙潭果树公园3号人行景观桥桥型方案构思与设计

龙潭果树公园3号人行景观桥采用70 m双塔单跨地锚式悬索桥形式,主缆垂跨比为1/9,主梁为钢-混凝土板叠合梁,结构形式新颖美观。介绍该桥的桥型构思、方案设计,供类似人行景观悬索桥设计参考。     

PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架拱桥设计

为避免或缓解拱肋钢管与混凝土界面的脱粘或脱空,对钢管混凝土拱桥中的拱肋和节点受力性能的不利影响,提出在钢管混凝土拱肋中设置PBL纵肋,形成一种新型的PBL加劲型钢管混凝土拱桥形式。结合青海省西宁市采用"PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架拱桥"结构形式的某在建桥梁,首先从下层拱肋、桁架-拱组合体系两个层面对该桥进行受力分析;根据主桥结构的受力特点,采用有限元数值模拟方法,分别建立腹杆受力较大的节点的局部精细化有限元模型、典型拱肋节段模型,研究节点的局部受力情况、太阳辐射下拱肋钢管与混凝土的界面受力性能。研究表明:梁肋在靠近拱顶附近时的轴向压力最大,此后其轴力迅速变小;拱顶处的拱肋轴向压力最小,此后迅速增大,并在拱脚处达到最大;腹杆作为梁肋与拱肋之间的传力构件,将整个结构连接成整体,使整个桁架结构共同受力;靠近拱顶、且腹杆受力较大的节点受力较为复杂。设置PBL纵肋能明显减小节点的传力长度、缓解节点的应力集中和变形程度,从而改善节点的受力性能;能明显缓解太阳辐射作用下钢管与混凝土的脱粘和脱空,从而保证拱肋的运营安全;该桥不仅满足使用功能的要求,与环境协调、造型美观,且受力较为合理,整体应力水平不高,满足安全的要求。