混凝土桥梁疲劳设计方法综述

桥梁结构的疲劳问题在其结构设计中占有越来越重要的地位.文章针对混凝土桥梁的疲劳设计验算方法,分析总结了国内外的桥梁设计规范及研究成果,对于今后进行疲劳设计的改进,有一定的指导意义.混凝土桥梁的疲劳设计方法有:容许应力设计法、极限状态设计法、断裂力学评定法、通过试验设计和概念设计等.上世纪加年代到70年代初,疲劳设计基本上采用的是容许应力设计法.随后工程结构可靠度设计标准采用极限状态法,等效重复应力法,可靠指标评估法和极限损伤度法等随之采用.断裂力学评定法、通过试验设计和概念设计法近年来才开始尝试,在许多方面有待于进一步研究.     

高速铁路大跨度混凝土简支箱梁动力特性分析

研究目的:我国高速铁路桥梁以跨度32 m预应力混凝土简支箱梁桥为主,对于下部基础费用占比大的桥梁区段,采用大跨度简支梁可以显著降低工程费用,高速铁路大跨度简支梁是一个重要的研究方向,其在列车作用下的动力特性是设计需要考虑的关键因素。本文利用移动荷载列计算方法,分析车桥共振条件,提出不同跨度混凝土简支梁的方案设计,分析列车作用下大跨度简支梁的动力特性,为确定高速铁路大跨度简支梁的合理跨度提供支撑。研究结论:(1)共振速度与简支梁自振频率和车长相关;车长d与跨度L的比值是简支梁桥车桥共振的关键影响因素;(2)大跨度简支梁设计中,静活载作用下的梁端转角限值决定了简支梁的最小梁高;(3)当跨度逐渐接近动车组车长的2倍时,简支梁的动力系数和跨中加速度也逐渐增加;有限元分析的车桥共振现象与公式分析的结论基本一致;(4)本研究成果可指导高速铁路大跨度简支梁的工程设计。     

铁路大跨度活性粉末混凝土简支梁截面形式研究

将活性粉末混凝土用于大跨度简支梁能够解决梁体自重过大的难题,从而进一步提高铁路简支梁的跨越能力和应用范围。铁路大跨度活性粉末混凝土简支梁设计研究的关键问题是确定合理的截面形式。本文从结构受力、经济效益、施工方案等角度研究合理的截面形式,提出了先期U形活性粉末混凝土和普通混凝土组合截面方案,其设计构造简洁,便于施工;利用结构二次受力的特点,充分发挥了活性粉末混凝土优异的力学性能,减少了活性粉末混凝土圬工用量。     

客货共线铁路钢-混结合简支梁受力特征计算分析

针对跨度系列为24,32,40,48,64,80,96 m的客货共线铁路钢-混凝土结合简支梁进行了截面比选和尺寸拟定。通过有限元建模,对比分析主要荷载组合工况下的梁体受力特征。分析结果表明:设计速度200 km/h的客货共线铁路钢-混结合简支梁的设计控制指标为刚度(基频);与相同跨度既有预应力混凝土简支梁相比,钢-混结合简支梁的梁高大体相当,质量可降低40%以上。     

跨度16m先张法部分预应力混凝土简支梁施工简介

跨度１６ｍ先张法部分预应力混凝土简支梁施工简介铁道部第一工程局桥梁厂马丽华１９８６年由铁道部专业设计院桥梁所设计、我厂试制的跨度１６ｍ先张法部分预应力混凝土简支梁（专桥２０４３）已在全路普遍推广使用，现作一简单介绍。１．生产台位预制生产桥梁的张拉台座...     

高速铁路桥梁简支梁跨度的经济性研究

为了确定高速铁路中不同墩高下更经济的简支梁跨度,建立某高速铁路32 m和40 m跨度简支梁桥在墩高5～50 m时的桥梁单墩计算模型,对不同墩高下的桥梁基础进行设计,统计桥梁上部和下部工程数量,计算桥梁工程投资成本。结合简支梁跨度、孔数和墩台数量3方面因素,建立经济效益公式计算得出40 m跨度简支梁产生经济效益时桥梁下部工程投资不能大于32 m跨度简支梁桥下部工程投资的临界值;分析得出影响经济效益的主要因素为梁体预制架设的费用、桥墩和基础的费用;墩高大于31 m以及小于31 m的部分墩高,40 m跨度简支梁桥产生了经济效益,建议将其纳入高速铁路通用图。该经济效益公式也可用于其他跨度简支梁经济性的对比。     

新建巴准重载铁路桥梁接缝密封技术的应用研究

TTXF-Ⅰ型弹性密封材料具有良好的物理力学性能、工艺性能和耐老化性能,成功应用于高速铁路、城市轨道交通高架线混凝土桥梁的梁间接缝密封。本文通过对新建巴准铁路常用跨度简支梁桥梁间接缝的变形分析、疲劳试验验证以及密封方案设计,初步证实了TTXF-Ⅰ型弹性密封材料在重载铁路混凝土桥梁接缝密封中的适用性,为在巴准铁路上实施密封新技术奠定了基础。     

高速铁路48 m跨度超高性能混凝土简支梁设计及抗弯性能试验研究

利用超高性能混凝土设计建造桥梁可使结构尺寸更加纤细,能将48 m跨度简支梁质量控制在约850 t以实现整孔运架。本文对48 m跨度超高性能混凝土简支梁设计方案进行静力、动力计算及稳定性分析,并通过与模型梁试验结果的对比,验证超高性能混凝土箱梁设计的合理性及结构受力特征。研究结果表明:推荐的48 m跨度超高性能混凝土简支梁设计方案可实现整孔运架;所采用的设计参数和计算方法合理,开裂前超高性能混凝土梁为弹性工作状态,理论计算结果与试验结果较吻合,破坏荷载作用下梁体安全;超高性能混凝土塑性修正系数应依据具体试验取值,无试验数据时可采用本文试验数据1. 5。     

时速400km高速铁路预应力混凝土简支梁竖向基频下限探讨

以24～40 m典型跨度简支梁为研究对象,通过有限元计算分析,确定不同跨度桥梁及不同列车荷载的简支梁容许动力系数.基于移动荷载列-桥梁动力仿真模型,探究列车移动荷载列形式、列车时速、简支梁跨度、竖向基频对梁体动力响应的影响规律.结合梁体振动加速度、容许动力系数和规范要求,确定时速400 km高速铁路预应力混凝土简支梁桥...     

桥上CRTS Ⅱ型底座板疲劳时变可靠性研究

主要研究桥上CRTS Ⅱ型底座板在列车荷载、温度荷载、桥梁变形共同作用下的疲劳时变可靠性。为探讨列车荷载、温度梯度、桥梁变形的作用效应，依据CRTS Ⅱ型底座板混凝土、钢筋的疲劳性能，建立列车荷载、温度荷载、桥梁变形共同作用下的CRTS Ⅱ型底座板混凝土弯压和钢筋弯拉时的疲劳时变极限状态函数，分析混凝土疲劳强度、温度梯度、混凝土疲劳弹性模量、桥梁变形曲率、模型不确定系数、列车荷载产生弯矩的统计特征，采用PHI2方法开展底座板疲劳时变可靠性分析，并与传统时点可靠度方法的分析结果做对比，探讨底座板疲劳时变可靠指标对列车荷载、温度梯度、桥梁变形曲率的敏感性。研究结果表明：在底座板服役期内，底座板轨下截面处的混凝土弯压和钢筋弯拉的疲劳时变可靠指标均满足规范要求；传统时点可靠度方法求得的可靠指标偏大，给CRTS Ⅱ型轨道结构营运带来安全隐患；桥梁变形曲率的变化对疲劳可靠指标的影响最大，列车荷载的影响相对较小，温度梯度对可靠指标几乎无影响；荷载参数的均值大于变异系数对可靠指标的影响。研究成果可辅助确定CRTS Ⅱ型底座板养护维修的时间和方式，为高速铁路结构的运维提供理论参考。     

钢筋混凝土空心梁疲劳性能试验研究

对6根大比例钢筋混凝土空心梁进行静载和疲劳性能试验研究,每根梁取不同荷载幅度,研究不同疲劳次数下梁受压区混凝土和受拉区的钢筋的应变、梁的跨中挠度以及裂缝发展情况,得到不同的疲劳荷载应力幅作用下钢筋混凝土空心梁的疲劳寿命;根据试验结果拟合得到钢筋混凝土空心梁疲劳荷载作用下的S-N曲线,为由钢筋混凝土空心梁构成的桥梁结构寿命预测提供依据。对钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后的钢筋进行静力学性能试验研究,了解钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后钢筋力学性能的退化情况。     

高速铁路标准梁式桥技术创新与发展

我国高速铁路桥梁约占线路总长55%,主要以预应力混凝土简支箱梁和现浇预应力混凝土连续箱梁为主,其中标准跨度简支梁占全部桥梁长度的90%以上。经过多年的技术创新和积累,我国已经构建了标准梁式桥成套技术体系。回顾了我国铁路预应力混凝土梁的发展历程,对高速铁路桥梁技术参数体系、刚度和变形控制设计技术、制运架建造技术等进行总结和思考。基于高速铁路标准梁式桥应用经验的积累和信息化、智能化铁路建设需求,分析了未来的发展方向,提出既有标准梁优化及应用智能建造、运维技术的建议。     

RPC混凝土在铁路预应力T形梁中的应用试验

我国在迁曹铁路滦柏干渠大桥工程中，首次采用活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，RPC）制作多孔预应力简支T形梁进行力学性能测试和行车监测，其中1孔（2片）进行了力学性能测试，5孔（10片）进行了行车监测，取得了良好的效果。通过RPC混凝土桥梁的制作和试验，总结了部分制作经验，通过力学性能测度，证明了RPC混凝土在铁路桥梁应用中的可行性和良好前景。     

铁路超细粉煤灰预应力混凝土梁疲劳性能试验

通过9组32m铁路预应力混凝土标准梁的缩尺模型,对掺用超细粉煤灰的预应力混凝土梁在重复荷载作用下的力学性能进行研究,探讨粉煤灰掺量,混凝土等级以及养护条件等因素对铁路桥梁粉煤灰预应力混凝土梁力学性能的影响.试验结果表明:经200万次重复加载后,模型梁静力及动力特性与加载前相比基本不变,超细粉煤灰的合理掺用对梁体疲劳性能没有不利影响,为铁路桥梁粉煤灰预应力混凝土设计参数的选取及应用提供技术支持.     

活性粉末混凝土空心桥墩恢复力模型试验研究

通过5个大比例尺活性粉末混凝土空心桥墩试件的低周反复荷载试验,对试件的破坏形态、滞回特性进行研究。在对桥墩试件骨架曲线特点进行分析的基础上,考虑影响恢复力模型的主要因素,利用数值回归分析的方法,建立活性粉末混凝土空心桥墩的退化双线性恢复力模型。利用基于平截面假定的条带法程序对空心桥墩试件的骨架曲线进行数值模拟,并与试验结果进行比较,结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合较好,研究成果可为活性粉末混凝土空心桥墩的抗震设计提供理论参考。     

大跨径连续梁不对称悬臂施工若干问题探讨

预应力钢筋混凝土连续梁桥具有跨越能力大、行车平稳、养护简便等优点,在近代桥梁建筑中得到越来越多的应用,而悬臂施工法是目前建造预应力钢筋混凝土连续梁桥的主流施工方法。本文以实际工程为基础,采用数值仿真分析法,对大跨径预应力钢筋混凝土连续梁桥不对称悬臂施工过程中结构的力学特点及相关问题进行分析和探讨,并对临时压重、临时锚固拆除时机、环境温差对应力及挠度的影响进行归纳总结,以期为今后同类桥梁设计、施工及相关研究提供参考。     

大跨度铁路钢桥疲劳计算方法及关键参数

疲劳问题是钢桥设计中需要重点关注的问题.对日本、欧洲和我国铁路钢桥疲劳计算方法及相关参数进行了调研分析,明确了各国铁路钢桥在疲劳计算方法和相关参数选择方面的异同.以我国一座千米级跨度铁路钢桁梁悬索桥为例,对其加劲梁杆件的疲劳受力特征、恒活载比及应力比进行了计算分析.研究结果表明:部分杆件在单线和双线荷载作用下疲劳受力特...     

32m预应力混凝土简支T梁下拱（挠）现象分析

通过对结构形式为预应力混凝土32 m简支T梁的两座大桥的5片质疑梁进行动、静载试验,并对所检测的梁下拱(挠)现象的理论分析,研究和分析了运营线上此类梁出现下拱(挠)现象的原因,为分析类似的梁桥的梁产生下拱(挠)现象提供了一套比较完整的研究分析过程,具有一定的实际及理论参考价值。     

铁路正交异性钢桥面板典型疲劳裂纹寿命估算

针对铁路正交异性钢桥面板中典型疲劳裂纹形式,建立计算模型。采用有限元数值方法模拟钢桥面板应力分布,确定各典型疲劳裂纹最不利位置;利用有限元子模型技术模拟各疲劳裂纹位置焊接细节,分析焊缝引起应力集中程度及对疲劳裂纹产生所造成影响;依据断裂力学揭示疲劳裂纹扩展速率与裂纹周围应力场关系,对几种典型疲劳裂纹进行疲劳寿命估算。结果表明:在桥面板与纵肋连接处,桥面板疲劳裂纹寿命较短,而纵肋疲劳裂纹寿命较长,这与国内外现场实测及试验结果相吻合;在横梁与纵肋连接处,其主应力较大且应力集中效应明显,极易产生疲劳裂纹。     

体外预应力加固重载铁路盖板涵试验研究

目前大秦铁路运输荷载日趋增加,桥梁的既有损伤不断加重,桥梁不断老化,破损。通过既有盖板涵承载力评估可知,盖板涵混凝土压应力已经超出规范要求。为了改善盖板的受力性能,提高盖板的承载能力,对盖板进行体外预应力加固。根据已加固盖板的室内静载试验和200万次疲劳试验,结合数据研究体外预应力的加固效果。结果表明,体外预应力加固可以大幅度提高盖板的承载能力,在正常使用状态混凝土压应力最大降低约32%。最后,根据力学理论推导体外筋应力增量计算公式,借助试验结果验证理论计算的准确性,为体外预应力加固的实际施工提供理论指导。