双工字钢-混凝土组合梁桥结构参数分析

为了探究结构参数变化对钢-混凝土组合梁桥受力性能的影响,确定结构参数的合理取值,以某4×35 m的双工字钢-混凝土组合连续梁桥为背景,采用ANSYS软件建立全桥精细化有限元模型,分析翼缘板宽厚比、腹板高厚比、腹板竖向加劲肋厚度和间距及横梁间距和竖向位置的变化对桥梁总体受力性能的影响,提出各结构参数的合理取值建议。结果表明:组合梁桥的弹性稳定系数随翼缘板宽厚比增大和腹板高厚比的增大逐渐减小;翼缘板宽厚比小于12、腹板高厚比取100～120时,稳定性能得到保障;腹板竖向加劲肋厚度增大,组合梁桥的弹性稳定系数稍有增大,从施工及焊接角度考虑加劲肋厚度建议取12～16 mm;加劲肋间距越小,组合梁桥的极限承载力越高,间距取2.5 m左右可满足稳定性要求;横梁间距取8～10 m、布置在横断面稍微偏下的位置时,对钢梁受力较为有利。     

单箱双室钢箱梁弯桥设计与分析

城市互通及交通枢纽区受地面道路及地下空间影响,其匝道桥往往是小半径大跨度,目前一般采用钢箱梁结构形式。结合实际工程设计案例,从构造措施及计算分析进行详细阐述。该钢箱梁特点是双室斜腹式,顶底板加劲肋为板式,腹板仅设置横向加劲肋,该项目结构设计合理、可靠,可为同类工程提供参考和借鉴。     

崇启大桥主桥钢箱梁高腹板设计

崇启大桥主桥采用(102+4×185+102)m六跨变截面钢箱连续梁桥,主桥钢箱梁最高达9 m.在该桥高腹板设计过程中,对国内、外相关标准和规范进行研究,制定高腹板结构设计和验算思路.腹板在顺桥向不同区段采用4种不同的板厚,在箱梁内侧保持平齐.腹板横肋纵向间距1.4m,加劲肋均采用T形构造;腹板纵肋采用扁钢构造.墩顶附近梁段靠近底板的腹板纵肋与横肋焊接,其余部位腹板纵肋在横肋处断开.按照规范方法对腹板强度、最小厚度及纵肋设置位置合理性、纵肋刚度、横肋间距和刚度、区格局部稳定性进行验算,并采用ANSYS建立半桥板单元模型,对腹板强度和局部稳定性进行校核,结果表明,腹板设计满足规范要求.     

预应力波形钢腹板组合挑梁结构的探索性研究

钢-混凝土组合脊骨梁是一种新型的桥梁结构形式,其钢挑梁常采用平面钢腹板,由于混凝土的收缩、徐变以及混凝土板和钢梁之间的温差效应,引起挑梁根部混凝土板的较大拉应力。针对上述问题,该文提出在组合脊骨梁中采用预应力波形钢腹板组合挑梁这一结构形式。通过实桥背景算例,重点对比分析了两种组合梁预应力效率、温差效应、收缩徐变等方面的力学特征。结果表明,波形钢腹板组合挑梁在力学性能、经济性、施工等方面都具有较大的优势。     

大跨组合斜拉桥梁腹板及加劲肋合理设计

为合理设置大跨组合斜拉桥钢板梁的腹板及其加劲肋,结合实例,在考虑后屈曲性能的影响下,对钢主梁受压区格长高比和加劲肋与腹板刚度比的合理选取进行研究。采用有限元软件EBPLATE计算腹板正应力屈曲系数、剪切屈曲系数及抗剪承载力,分析屈曲系数与钢主梁受压区格长高比和加劲肋与腹板刚度比的关系。结果表明:统筹考虑受压区纵肋布置及横肋的间距,受压区格长高比建议设计值区间为2.0~2.5,在这个区间纵肋的有效宽度大,局部正应力屈曲系数较大且剪切屈曲系数处于中值;在受压区,加劲肋与腹板刚度比建议设计值区间取13.0~15.0,在腹板厚度适中的情况下,使腹板成为中度加劲板。     

折线形腹板工字钢梁试验研究

为研究一种新型波纹腹板钢梁——折线形腹板钢梁在静力荷载作用下的抗剪屈曲性能,完成了折线形腹板钢梁及在梁长四分点设置或不设置加劲肋的平腹板钢梁在跨中集中荷载作用下的静力试验,对其受力性能进行了分析,着重探讨了折线形钢腹板的屈曲性能、屈曲形式和屈曲后强度。试验研究表明,折线形钢腹板的相邻板件互为支承,弯折处很好地起到了加劲肋的作用,从而使折线形钢腹板的抗剪屈曲能力较一般的平直腹板有很大的提高。用折线形腹板钢梁来代替传统的平腹板钢梁可以使钢梁腹板的厚度减小,可以不设或少设间隔加劲肋,有明显的经济效益,值得进一步研究和推广。     

狮子洋通道钢-混组合梁桥结构选型研究

狮子洋通道全长约35 km,为高速公路+城市道路双层复合过江通道,过江段采用双层桥梁方案(上层为高速公路,下层为市政道路),多处主线桥设计采用50～80 m跨径桥梁,主梁采用钢-混组合梁结构。通过对简支和连续体系进行比选,该项目采用结构简支、桥面连续的结构体系,并配合暗帽梁的设计方案;通过对工字形钢板组合梁、整体式钢箱组合梁、波形钢腹板组合梁、钢桁腹组合梁、分体式小钢箱组合梁进行比选,选择分体式小钢箱作为该项目钢-混组合梁的钢主梁形式;通过对结构受力性能、经济性、施工便利性、运输便利性和对变宽路段的适应性等综合分析比选,钢主梁采用4片主梁方案,该方案有利于设计、制造及施工标准化,结构受力更合理、造价更经济。从施工场地、设备、工期和安全性等方面分析,该项目施工采用标准化加工钢结构、工厂化预制混凝土桥面板,在桥位上通过湿接缝和集束式剪力钉形成组合结构的方案。     

英国福斯公路桥引桥更换支座设计施工北大核心

福斯公路桥跨越苏格兰福斯湾,主桥为（408＋1 006＋408）m三跨钢桁加劲梁悬索桥。引桥采用钢箱边纵梁格构体系与钢筋混凝土桥面板组成的组合梁,边纵梁外侧设置人行道挑梁。桥墩为钢筋混凝土门式墩,墩高11~40m。墩顶安装钢滚轴支座和摇轴支座。检查发现支座锈蚀严重,部分支座已经扭曲变形;多个桥墩墩顶混凝土出现分层现象,支座下方区域有成片的混凝土剥落,必须对引桥上支座进行更换。支座更换方案为原摇轴支座继续更换为摇轴支座,将滚轴支座更换为滑动支座。在更换的过程中将桥墩加固加宽,构成支撑牛腿对结构进行加固;在箱梁腹板增加传递千斤顶推力的纵向加劲肋对箱梁进行体外加劲;在起顶系统内增加橡胶垫块使千斤顶上荷载均匀分布等措施,提高了支座更换施工的可行性。对桥墩、桥塔、桥台采取阴极保护,延长了结构使用寿命。     

英国福斯公路桥引桥更换支座设计施工

福斯公路桥跨越苏格兰福斯湾,主桥为(408+1 006+408)m三跨钢桁加劲梁悬索桥。引桥采用钢箱边纵梁格构体系与钢筋混凝土桥面板组成的组合梁,边纵梁外侧设置人行道挑梁。桥墩为钢筋混凝土门式墩,墩高11~40m。墩顶安装钢滚轴支座和摇轴支座。检查发现支座锈蚀严重,部分支座已经扭曲变形;多个桥墩墩顶混凝土出现分层现象,支座下方区域有成片的混凝土剥落,必须对引桥上支座进行更换。支座更换方案为原摇轴支座继续更换为摇轴支座,将滚轴支座更换为滑动支座。在更换的过程中将桥墩加固加宽,构成支撑牛腿对结构进行加固;在箱梁腹板增加传递千斤顶推力的纵向加劲肋对箱梁进行体外加劲;在起顶系统内增加橡胶垫块使千斤顶上荷载均匀分布等措施,提高了支座更换施工的可行性。对桥墩、桥塔、桥台采取阴极保护,延长了结构使用寿命。     

变截面连续钢箱梁标准化设计研究

以城市快速路40m+60m+40m变截面连续钢箱梁为例,通过研究车道数对钢箱梁腹板布置的影响,确定腹板间距采用4.5m;根据受压加劲板宜采用刚性加劲肋的理念,对常用底板厚度的受压区加劲形式进行比选,发现倒梯形肋更经济;根据偏心荷载作用下钢箱梁的受力特点,为防止过大的畸变和面外变形,从刚度出发研究钢箱梁横隔板的合理布置,对实腹式和桁架式横隔板进行对比分析,墩顶宜采用实腹式横隔板,其他位置宜采用V形桁架式横隔板。     

襄阳汉江三桥主桥设计关键技术

针对襄阳汉江三桥主桥索塔采用无上横梁双直立索塔,主梁在索塔处设置紧缩段及顶板纵向设置加劲矮肋的特点,通过ANSYS有限元计算程序对索塔的横向稳定性、主梁紧缩段传力、设置纵向加劲矮肋后主梁应力分布特性等进行分析.     

加劲型矩形钢管混凝土的轴压承载力对比分析

为了对比分析PBL加劲肋与其他加劲措施对构件承载力的影响,广泛收集了国内外设直肋、约束拉杆、隅撑、钢筋笼、钢筯加劲肋、锯齿形加劲肋、拼接直肋、拼接斜肋及无肋矩形钢管混凝土的构造形式及承载力试验结果,引入了承载力提高系数评价各加劲形式的承载力水平。结果表明:设PBL加劲肋和约束拉杆矩形钢管混凝土承载力能够提高构件极限承载力20%以上;PBL加劲肋兼有力学性能优越和施工简便的双重特点。     

预应力波形钢腹板组合挑梁力学性能试验研究

基于脊骨梁中并排波形钢腹板挑梁支撑的预应力组合桥面板的结构特征和受力特点,进行了组合挑梁荷载横向分布试验和极限承载能力的全过程加载试验,同时与平面钢腹板组合挑梁的相应结果作了对比;通过对试验现象的描述和试验结果的分析,总结出脊骨梁中悬臂组合挑梁的主要受力、变形特点,以供工程实际参考。     

带加劲肋的圆端形夹层板桥墩防撞套箱受力分析

带圆端头的桥墩是常见的桥墩形式之一,为探讨该种圆端形桥墩在采用夹层板防撞套箱时内部设置不同形式和数量加劲肋对防撞性能的影响,采用数值计算法,通过静力等效的荷载作用方式,对分别设置不同数量的水平加劲肋和竖向加劲肋的夹层板防撞箱内、外层钢板在最不利正撞时的应力和变形进行了对比分析。结果表明:设置水平加劲肋和竖向加劲肋均能有效减小防撞箱撞击点处夹层板的应力,但对内、外层钢板的应力减小程度不相同,对同一位置不同方向的应力减小程度也不相同;设置竖向加劲肋能有效减小防撞套箱撞击点处夹层板外层钢板的竖向和横向(水平向)应力,但对内层钢板只有效减小竖向应力;水平加劲肋只有效减小防撞套箱撞击点处夹层板外层钢板的竖向应力和内层钢板的横向应力,其他应力不明显;竖向加劲肋对撞击点处夹层板外层钢板的两个方向应力减少程度大于水平加劲肋的减少程度,而对内层钢板而言,水平加劲肋对撞击点处横向应力的减少程度大于竖向应力的减少程度;设置过多数量的水平加劲肋或竖向加劲肋对改善防撞箱受力和变形不明显,反而增加自重及成本,但由于现实中碰撞点是随机的,必须设置一定密度的加劲肋,特别是竖向加劲肋,而水平加劲肋不宜多设。     

腹板纵向加劲肋对移动模架主梁屈曲稳定性的影响

为了研究移动模架主梁屈曲稳定性及极限承载力,在不同断面尺寸下调整移动模架主梁腹板纵向加劲肋的竖向位置,并通过有限元模拟与规范对比的方法,开展了腹板纵向加劲肋对主梁屈曲稳定性影响的研究。结果表明,当腹板纵向加劲肋距腹板受压区边缘0.25h0～0.35h0范围内时,移动模架主梁屈曲稳定性可提高5.8%～9.7%。     

混合式拱桥结合段的设计研究

以中等跨径混合式拱桥结合段为研究对象,从施工简便及传力合理两方面进行了设计比选,确定了外置钢箱后承压板式为最优构造形式,并运用ANSYS软件对该形式的结合段建立有限元模型分析,验证了设计的科学性和合理性。     

应力比对钢桥腹板间隙面外变形疲劳性能的影响试验

为研究应力比对钢桥面外变形疲劳性能的影响,通过足尺疲劳试验对不同应力比循环荷载作用下钢桥腹板间隙典型细节的疲劳裂纹萌生和扩展机理进行研究。采用5个足尺试件开展了疲劳试验,研究了40mm和60mm腹板间隙在不同应力比循环荷载作用下的裂纹萌生和扩展行为,分析了腹板间隙处腹板与竖向加劲肋焊趾细节应力随着循环荷载变化的规律,得到了应力比对该构造细节面外变形疲劳性能的影响。研究结果表明:腹板间隙处腹板与竖向加劲肋焊趾处面外变形疲劳性能受应力比影响较大,疲劳裂纹从焊趾处萌生后远离竖向加劲肋在腹板内扩展;腹板间隙为40mm、应力比小于0.3时,腹板与竖向加劲肋焊趾处的细节疲劳强度为AASHTO规范中D类和Eurocode规范中的71类;应力比大于0.3且小于0.5时,该细节的疲劳强度降为AASHTO规范中E′类和Eurocode规范中的45类;腹板间隙为60mm、应力比小于0.3时,腹板与竖向加劲肋焊趾处的细节疲劳强度为AASHTO规范中C类和Eurocode规范中的100类;应力比大于0.3且小于0.5时,该细节的疲劳强度降为AASHTO规范中D类和Eurocode规范中的80类;腹板与竖向加劲肋焊趾处疲劳裂纹的扩展速率在高应力比的循环荷载作用下较低应力比循环荷载作用下更快;细节疲劳强度随应力比的增加而显著降低,随腹板间隙的增大有一定程度的提高。     

单索面宽幅斜拉桥钢箱梁空间效应参数分析

以上海泖港新桥(方案)-单索面宽幅钢箱斜拉桥为背景,对单索面宽幅钢箱梁在边斜腹板及锚索腹板间设置中腹板、不设中腹板、设置小纵梁三种构造参数情况,分析了活载作用下钢箱梁横向应力分布、箱梁空间扭转变形、纵桥向剪力滞效应等空间受力特性,提出了单索面宽幅斜拉桥钢箱梁横断面构造设计建议。     

铜陵公铁两用长江大桥梁端竖向转角控制设计研究

大跨度桥梁梁端转角通常较大,对列车通过的安全性和舒适性有较大影响,应尽可能加以控制。对影响铜陵公铁两用斜拉桥梁端转角的各因素进行了对比分析,分析表明跨度布置尤其是锚跨跨度对梁端总体竖向转角影响最大。对不同的主梁梁端构造进行了研究,最终采用设置纵向加劲隔板的钢箱桥面结构形式,可有效减小梁端局部竖向转角。     

钢箱—混凝土组合梁抗剪性能试验研究

新型钢箱-混凝土组合梁通过在钢箱截面受压区灌注混凝土,改善了梁的受力性能。通过6个钢箱-混凝土简支梁在集中力作用下受剪破坏试验,研究钢箱-混凝土组合梁的抗剪性能。试验结果表明,钢箱受压区充填混凝土后,腹板没有明显局部屈曲,试验梁的受剪破坏由没有充填混凝土的下箱室腹板屈曲引起。推导出钢箱-混凝土梁抗剪强度计算公式,计算结果与试验结果较为接近。