大跨径双层钢桁梁悬索桥主桁杆件疲劳寿命评估

为了探明大跨径双层钢桁梁悬索桥主桁杆件疲劳寿命,以某双层悬索桥为工程依托,采用MIDAS/Civil建立双层悬索桥全桥空间有限元模型,以荷载影响线原理为依据,获得了主桁各杆件应力幅最大单元的位置。通过ANSYS Workbench数值模拟出钢桁梁焊接交叉部位过焊孔构造细节S-N曲线,并确定出200万次循环对应的疲劳强度。悬索桥计算模型中以中国最新公路规范中的标准疲劳车为加载车辆,探明了主桁杆件200万次等效应力幅,并与理论计算出的S-N曲线200万次疲劳容许应力对比。结果表明主桁杆件最大应力幅小于200万次循环对应的疲劳强度,主桁杆件疲劳寿命满足设计要求,为桥梁的安全运营提供理论依据和技术支持。     

大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计

某大跨度铁路桥位于强震山区,采用主跨1060 m的上承式钢桁梁悬索桥,主桁采用华伦式桁架,桁宽30 m、桁高12 m,节间长10 m。结合强震山区铁路悬索桥的受力特点,加劲梁约束体系采用塔梁分离、塔墩固结的半飘浮体系,桥塔处纵向阻尼器与下平联设置在同一平面,桥塔和桥台处均设置相互协调工作的横向支座与横向阻尼器,并设置地震反压结构,在桥台端横梁中央设置局部受压支座,解决了大跨度铁路悬索桥抗强震、大风作用及轨道局部平顺性问题。钢桁梁主要构件采用Q370qD钢,局部构件采用Q500qD钢,主桁杆件和联结系杆件分别采用M30和M24高强度螺栓连接。加劲梁主桁上弦杆采用箱形截面杆件、焊接整体节点,下弦杆主要采用H形截面杆件、拆装式节点;上层通过交叉平联使箱形弦杆与钢桥面组成整体断面共同受力,下层采用H形弦杆与交叉平联组成镂空层,采用斜杆受拉为主的横联,解决了铁路悬索桥钢梁的疲劳问题,同时具有较好的经济性。结合场地及运输条件,加劲梁分区段采用顶推、原位拼装、缆索吊结合的方案施工,解决了山区大跨度悬索桥的施工难题。     

宜宾新市金沙江大桥主桥总体设计

宜宾新市金沙江大桥主桥为(304+680+304) m双塔双索面钢桁梁斜拉桥,采用半飘浮体系,在桥塔横梁顶设置含限位功能的纵向阻尼器,两岸边跨各设置1个辅助墩。桥塔采用宝瓶形钢筋混凝土塔,四川岸和云南岸塔高分别为290.2 m和297.5 m,由上、中、下塔柱和上、中、下横梁及下塔柱横向连接隔板组成。主梁采用钢桁梁与钢-混组合桥面板的板桁结合型式,主桁横向中心距28 m,桁高6.8 m,标准节间长6.8 m,上、下弦杆与腹杆呈“N”形布置,采用焊接整体节点。桥面板采用钢-混组合桥面板。斜拉索采用环氧喷涂钢绞线体系,疲劳应力幅280 MPa,斜拉索在主桁上采用锚拉板锚固方式,在桥塔上采用钢锚梁锚固方式。采用桥面全回转吊机进行主桁、横桁单元件安装;钢-混组合桥面板滞后主梁2个节段施工。     

大跨度公铁两用斜拉桥板桁主梁受力特性研究

为研究大跨度公铁两用斜拉桥板桁主梁整体受力性能和铁路桥面系局部受力性能,以(84+196+532+196+84)m平潭海峡公铁两用大桥主桥为背景进行分析。采用ANSYS建立全桥和不同节段长度主梁的三维板桁结构精细化有限元模型,对板桁主梁的整体刚度和桥面板局部刚度进行计算,并对比分析铁路桥面系构件参数(板桁连接方式、桥面板厚度、横梁刚度、纵梁及U肋厚度)对主梁刚度的影响。分析结果表明,板桁主梁中横梁位置处钢轨的竖向线刚度较大,两横梁之间竖向线刚度较小,钢轨的竖向线刚度沿纵向周期性波动。铁路桥面板厚度对桥梁整体扭转刚度影响明显,铁路桥面板局部刚度与横梁、纵梁和U肋密切相关。     

部分斜拉桥塔梁墩固结点局部应力分析

庆淄路惠青黄河公路大桥为部分斜拉桥,矩形桥塔,塔梁墩固结,桥塔处主梁设置有斜向横隔板.建立其塔-梁-墩固结部位的三维有限元模型,分析该部位的局部应力.重点分析桥塔作用在主梁上的荷载对0号块主梁应力的影响,以及竖向及横向预应力荷载的效应.     

安庆铁路长江大桥设计

安庆铁路长江大桥是宁安城际铁路与阜景铁路共同跨越长江的通道,大桥全长2 996.8 m,主桥跨度布置为(101.5+188.5+580+217.5+159.5+116) m,为六跨连续钢桁梁斜拉桥.主梁采用3片主桁构造,桁高15 m,节间距14.5 m,桥面为正交异性板钢桥面.桥塔高210 m,桥塔基础采用37根φ3.0 m钻孔摩擦桩基础,桩长分别为108 m、113 m.斜拉索采用平行钢丝索,空间三索面扇形布置.主梁采用双悬臂安装、跨中合龙.静、动力计算分析表明大桥具有较高的刚度和良好的列车走行性.     

公铁两用斜拉桥塔梁结合处焊接细节热点应力分析

为了确立热点应力的有效计算方法、获得节点焊缝周围的应力分布规律,以郑州黄河公铁两用钢桁主梁斜拉桥为研究背景,在全桥整体及桥塔与主桁局部结合部位有限元应力分析的基础上,把桥塔焊趾处局部有限元模型作为粗糙模型(原始模型),将中桁上弦顶板与桥塔结合处的焊趾模型从粗糙模型中“萃取”出来,采用外推法计算热点应力集中系数;分析边界条件、网格划分对热点应力集中系数的影响.分析结果表明,边界条件对计算结果影响不明显;网格划分对计算结果影响较大,但网格细化到一定程度以后,由单元划分密度引起的计算结果差异不到0.5％.     

武汉二七长江大桥结构体系方案研究

为优化三塔结合梁斜拉桥的受力和变形状态,以武汉二七长江大桥主桥设计为依托,采用有限元软件SCDS,从拉索布置、塔梁支承方式、桥塔刚度、主梁形式的选择及混合梁结合面位置的确定5个方面对该桥结构方案进行研究、比选.研究结果表明:加大中塔刚度是改善结构整体刚度的理想方式;中塔塔、梁固结,边塔竖向支承体系优于其他塔、梁支承体系;在边塔竖向支承的前提下,中塔与梁部铰接比完全固结优越;桥塔处主梁竖向采用支座支承的方式较优;混合梁结合面应选择在该截面弯矩影响线与基线围成的面积尽可能小的地方.     

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥钢梁设计

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥为主跨588m的非对称矮塔斜拉桥。为适应该桥塔矮、索平以及主梁水平轴力大的特点,主梁采用双层桥面箱桁组合结构钢梁,下层为整体钢箱以承担大部分主梁恒载及铁路活载,上层为板桁组合结构以承担剩余恒载及公路活载。主桁采用三角形桁式,桁高15m。斜拉索锚固于下弦杆件,单个钢锚箱内锚固2根最大索力为16 000kN的斜拉索。公路桥面系采用正交异性钢桥面板,铁路桥面系采用封闭式整体钢箱桥面。针对运营状态下在辅助墩处出现支座负反力的情况,采取部分铁路桥面结合梁及箱内压重的措施。钢梁架设采用箱桁同步成桥的方案。     

横向非对称简支钢桁梁桥受力性能研究

为验证横向非对称简支钢桁梁桥结构的可靠性,采用有限元软件MIDAS/Civil建立全桥有限元模型,对其变形及应力进行分析,研究其受力性能。结果表明,弦杆竖向位移及应力的变化规律与常规钢桁梁一致,上弦杆横向位移很大,同一侧主桁腹杆应力不是关于跨度中心对称,主桁平面外受力变形较大。对于横向非对称简支钢桁梁,不能简单地取一侧主桁进行平面计算,应考虑结构横向变形的影响。     

高性能钢管混凝土组合桁梁桥

提出一种新型桥梁结构形式——高性能钢管混凝土组合桁梁桥。从结构性能方面阐述该组合桁梁桥高效传力机制、高性能结构构件及节点力学性能,从预制件划分、存放、运输、拼接方面阐述组合桁梁桥高效装配施工性能,从防灾性能方面对组合桁梁桥与混凝土梁桥进行抗震性能有限元对比分析,从耐久性能、可维护性能及环保性能方面论述组合桁梁桥良好的服役性能。结果表明：高性能钢管混凝土组合桁梁桥各杆件受力明确,杆件材料利用率高,结构刚度大,当结构跨径达到80 m时,用钢量指标仍在400 kg·m^-2以下;PBL加劲型等宽钢管混凝土节点可有效改善节点传力性能、静力破坏模式及抗疲劳性能;PBL加劲型矩形钢管混凝土构件可改善钢混界面传力及钢管局部屈曲性能,有效提高构件承载力;组合桁梁桥主桁单元、桥面板单元、桥墩单元可在工厂标准化生产,预制构件单元质量可控,现场装配速度快,施工周期短;与混凝土箱梁桥相比,组合桁梁桥结构体系地震响应内力下降显著,反应谱分析中纵桥向墩底弯矩与剪力下降达94.0%、81.2%,时程分析中纵桥向墩底弯矩下降达91.6%;采用可更换桥面板构件、桥墩系梁构件使组合桁梁桥全寿命周期性能优异。可见,矩形钢管混凝土组合桁梁桥是一种装配式高性能桥梁结构体系,可为中国中等跨径公路装配化桥梁设计提供参考。     

全焊连续桁梁-桁拱组合钢结构桥设计

上海市嘉定区桃浦路蕴藻浜大桥主桥为66 m+136 m下承式两跨连续桁梁-桁拱组合钢结构,承重体系为由箱形或H形杆件组成的两片桁架,桥面由纵横梁体系及正交异性钢桥面板形成,杆件之间的连接均为焊接,主要介绍主桥结构设计与分析计算.     

全焊连续桁梁-桁拱组合钢结构桥设计

上海市嘉定区桃浦路蕴藻浜大桥主桥采用66 m+136 m下承式两跨连续桁梁-桁拱组合结构.承重体系为由箱形或H形杆件组成的2片桁架,主跨拱肋及边跨桁架均为变高度N形桁式.标准段拱肋全高4.6 m,桁架高8.1～15 m,宽1.1 m.2片桁架之间设纵、横联及桥门架.桥面由纵、横梁体系及正交异性钢桥面板形成.杆件之间的连接均为焊接.吊杆采用高强度平行钢丝索.桥墩为两柱式,基础采用φ1.0 m钻孔灌注桩群桩基础.经验算杆件强度和稳定性均满足规范要求,线性屈曲分析表明结构整体稳定性较好.     

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。     

贝雷桁架组拼挂篮设计与施工

贝雷桁架是公路与市政建设行业中常用的设备构件。该文以上海市轨道交通9号线一期工程淀浦河桥挂篮施工为例,介绍如何采用贝雷桁架代替挂篮施工中常采用的三角形支架或菱形支架,进行挂篮设计与施工。     

连续钢桁梁-桁拱组合桥节点的局部受力分析

为探讨桁梁-桁拱组合桥节点设计的合理性,建立上海嘉定蕴藻浜大桥梁、板单元相结合的局部计算模型,分析其关键节点受力和桥面板剪力滞效应。分析结果表明:局部模型是正确的;桁架节点板在支座垫板位置边缘有较大的应力集中,建议用加劲加强或改善构造设计;节点板在下弦杆与系梁倒角处出现较大的应力集中,可适当增大倒角的半径;桥面板边跨侧受压、主跨侧受拉,横向应力分布基本相同,纵向应力在横向呈现类似M形的分布,应力在系梁部分最大、向两边逐渐减小,小纵梁和加劲肋对应力变化影响较小。     

钢桁架刚性拱桥的设计

结合具体的工程设计情况,针对钢桁刚性拱桥型在国内的使用条件,就钢桁刚性拱桥的结构受力体系的确定、结构构件的钢材强度等级的选用、桁架结构节点的构造方式的选择和现场可采用的安装方式进行讨论.     

桁架梁侧向稳定计算

钢制桁架梁必须验算侧向稳定性,在公路工程施工中,由于未考虑侧向稳定问题,引起吊装事故者也时而有之.桁架梁弦杆的压力并非一个常数,这类稳定计算还没有简易的直接计算法.介绍一种简支和悬臂桁架梁侧向稳定的简易计算方法.供桥梁建设的同行参考.     

渝怀铁路长寿长江特大桥钢桁梁桁式比选

长寿长江特大桥主桥采用(144 2×192 144)m的连续钢桁梁。根据几种桁式的优缺点,结合长寿长江特大桥的桥位情况,对各种大跨度连续钢桁梁桁式进行分析计算,并对各种桁式进行制造、架设和经济性综合比较,得出合适的钢桁梁桁式。     

贝雷桁架栈桥设计与施工

栈桥是大型水上桥梁的必备施工技术,兼有运输通道和吊装平台等多项作用,采用321标准贝雷桁架作为劲性主梁,采用PC管桩和钢管桩结合体作为栈桥基桩,具有安拆方便、经济实用的优点.该文通过介绍宁波长丰桥施工栈桥的没计、计算和施工,提出了栈桥的一般性施工方法.