大跨径双工字钢组合梁斜拉桥试设计研究

为研究大跨径双工字钢组合梁斜拉桥的适用跨径范围,通过对主塔主梁各尺寸参数的设计,进行大跨径双工字钢组合梁斜拉桥的试设计分析,结合采用Midas/Civil软件建立有限元模型,对单一荷载作用下以及组合荷载作用下的主梁的应力状态和抗风性能进行了计算验证;对主跨跨径600m、700m、800m的混凝土板和钢梁部分受力进行了分析。分析结果表明,大跨径双工字钢斜拉桥满足设计要求,且具有较大的竖向刚度和风致颤振稳定性能,为以后的大跨径斜拉桥设计提供参考。     

大跨径组合梁斜拉桥经济性能研究

为推动组合梁斜拉桥向更大跨径发展,以常规两塔斜拉桥为例,开展大跨径组合梁斜拉桥经济性能研究。将斜拉桥分为斜拉索、桥塔、主梁、基础等部分,利用"平均索法"计算各部件轴力,根据轴力大小分别推导得到其材料用量的计算公式,引入材料单价系数,得到单位桥面面积造价,进而计算组合梁斜拉桥各部件的造价与跨径的关系,并与同等跨径的钢箱梁斜拉桥的经济性能进行对比分析。结果表明:与钢箱梁相比,组合梁斜拉桥充分利用混凝土材料抗压性能性价比高的特点,减小了斜拉桥体系中造价占比较大的主梁费用;组合梁斜拉桥主梁自重较大,斜拉索、桥塔、基础等造价相对较高;在一般地质(桩长约50m)、较小场地风速条件下,组合梁斜拉桥的经济跨径界限可达900m。     

大跨径斜拉桥主梁选型及分析

首先基于积分法推导得到了斜拉桥各部件的造价和主梁应力计算公式，其次对比分析了5种不同主梁类型的斜拉桥技术及经济性，最后以传统组合梁斜拉桥为例进行参数分析。结果表明：采用UHPC材料代替传统的混凝土能极大地提高组合梁斜拉桥的极限跨径；主跨在300~750 m的斜拉桥主梁选用传统组合梁经济性最优，主跨在750~1 200 m时主梁选用钢箱梁经济性最优；斜拉桥的平方米造价指标随着桥宽的增加而相应减少；但对桥面以上塔高与跨径比的变化不敏感，经济合理的边中跨比和桥面以上塔高与跨径比分别在0.5和0.3左右。     

大跨径钢-UHPC轻型组合梁斜拉桥力学与经济性能研究

为解决传统大跨径斜拉桥中钢主梁存在的桥面铺装易损,钢面板疲劳破坏等问题,提出了两种轻型组合梁方案。建立了主跨1 100 m的传统钢主梁斜拉桥和两种轻型组合梁斜拉桥的有限元计算模型,对三种方案的静力性能、动力特性和经济性能进行了分析比较。结果表明:在力学性能方面,两种轻型组合梁在大跨径斜拉桥中的应用是可行的;三种方案的初始建设造价相近,从全寿命角度来看,两种轻型组合梁斜拉桥的经济性能明显优于传统钢主梁斜拉桥。     

大跨径组合梁斜拉桥概念设计

组合梁斜拉桥有向大跨径发展的趋势,重点明确大跨径组合梁斜拉桥概念设计阶段应该考虑的主要技术问题。从合理跨径界限、总体布置及主要参数等方面,对该桥型概念设计所应把握的规律及要点进行分析论述。从剪力滞后、收缩徐变、剪力钉滑移、非线性、合理成桥及施工状态确定等力学效应方面,对该桥型关键问题的技术动态进行阐述。最后指出,概念设计对大跨径组合梁斜拉桥的实践与发展十分重要。     

泰东高速黄河特大桥合龙

<正>日前,由山东高速集团投资建设的黄河上最大跨径钢-混组合梁斜拉桥——泰安至东阿高速公路黄河大桥主跨顺利合龙。这为泰东高速公路全线提前建成通车奠定了基础。泰东高速黄河特大桥总长3 916 m,是双塔中央索面钢-混组合梁斜拉桥,主塔高140 m,主跨跨径430 m,是目前黄河上同类型桥梁跨径最大的一座。泰东高速全长75 km,起自京台高速泰山枢纽互通立     

大跨径组合梁斜拉桥钢混界面连接研究

通过主跨800 m组合梁斜拉桥方案试设计研究,结合考虑滑移的组合梁单元,重点研究了拉索水平力作用下钢混界面剪力分布规律,提出了组合梁斜拉桥连接件优化设计的循环迭代方法;得出在焊钉连接件满足承载力要求时,钢混界面滑移对结构受力的影响基本可忽略的结论。     

组合梁斜拉桥主梁安装施工关键技术

钢混组合梁斜拉桥梁段间混凝土湿接缝施工是制约组合梁安装周期的关键节点,为了进一步研究组合梁湿接缝滞后连接施工的合理性,缩短组合梁施工周期。以广西平南相思洲大桥为依托对大跨径组合梁斜拉桥主梁安装关键技术进行了研究。通过理论分析与工程实践相结合的方式,分析滞后连接的合理施工方案,并对大跨径组合梁合龙施工的关键技术进行总结。研究表明:通过合理的索力优化,可以实现三节段一循环的湿接缝滞后施工工艺,该方法能够缩短一循环主梁安装时间约24%;形成的相思洲大桥组合梁安装施工关键技术,可为类似桥梁的施工提供借鉴。     

钢-混凝土组合斜拉桥剪力滞后效应研究

通过对各国有关剪力滞后效应的研究与规定进行分析,发现大跨径组合梁斜拉桥在轴力作用下的剪力滞效应并没有明确。文章对某一组合梁斜拉桥进行了平面整体与空间局部受力分析,并对其剪力滞后效应进行进一步研究,从而得到这一特定组合梁斜拉桥的有效分布宽度;通过对本案例剪力滞后效应的具体分析,发现组合梁斜拉桥在拉索锚固处由于索拉力的影响存在负剪力滞后现象。另外,剪力滞后效应最严重的部位位于塔根处,需对此处进行详尽的空间局部研究,以保证桥梁的正常使用性能与结构的耐久性。     

波形钢腹板组合结构矮塔斜拉桥的发展与应用

波形钢腹板组合梁矮塔斜拉桥作为一种新型桥梁结构,有利于降低结构自重、减小梁高、增大跨径、减小地震反应,能够充分发挥波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥和矮塔斜拉桥的两者技术优势,拓展了各自的应用范围和适用跨径。该文阐述了波形钢腹板组合梁矮塔斜拉桥的结构特点、国内外的发展和应用状况,并以日本栗东桥和南昌朝阳大桥为工程实例,介绍了波形钢腹板组合梁矮塔斜拉桥的构造特点和施工工艺。     

中小跨径不同截面简支钢-混组合梁桥受力及用钢量分析

为研究中小跨度钢混组合梁不同截面形式的受力性能以及经济性,以香海大桥组合梁为背景,建立工字钢-混凝土组合梁桥、钢箱-混凝土组合梁桥、钢桁架-混凝土组合梁桥等模型,分析不同跨径下三种不同截面形式的钢混组合梁桥受力性能及用钢量。结果表明,活载作用下,工字钢组合梁跨中竖向位移均大于钢箱梁及钢桁架组合梁,且随着跨径的增大,工字钢组合梁跨中竖向位移增长幅度越来越明显;偏载作用下,钢箱组合梁跨中最大位移均小于工字钢及钢桁架组合梁,且随着跨径的增大,钢箱组合梁跨中最大位移与其他两种方案的位移差逐渐增大;跨径35～55m范围内,工字钢组合梁的截面用钢量最低;跨径55～70m范围内,钢箱组合梁截面用钢量最低;70～100m跨径范围内,钢桁架组合梁的截面用钢量最低。     

大跨径斜拉桥锚拉板受力特征及结构优化研究

锚拉板式钢结构索梁锚固构造广泛应用在大跨径斜拉桥中。传统锚拉板焊缝末端圆弧过渡段处及锚管末端存在较大的应力集中现象,易形成塑性区,从而引起受拉破坏。为了进一步明确大跨径斜拉桥锚拉板的受力规律,以我国西南地区某跨径组合为200 m+480 m+200 m的双塔三跨组合梁斜拉桥为背景,建立有限元计算模型,对传统构造的锚拉板应力和优化后锚拉板应力进行对比分析研究。结果表明,改进后的构造对改善锚拉板主要板件的受力及解决圆弧过渡段及锚管末端应力集中问题具有显著作用。同时,对优化后的构造围绕锚拉板圆弧过渡段的半径、锚管长度、中部空间长度和后锚拉板长度进行了参数敏感性分析,提出了进一步解决锚拉板应力集中问题的方法,可有效保证锚拉板结构的受力安全。     

佛山市海五路西延线工程斜拉桥主桥设计

佛山市海五路西延线工程主桥跨越佛山水道,是一座跨径135 m+135 m的单塔双索面斜拉桥,主梁采用预应力混凝土梁与钢混组合梁组成的混合梁体系。该桥有64.1 m的长度位于缓和曲线上,结构构造以及受力复杂,对曲线梁斜拉桥的设计有一定的参考借鉴意义,可供相关专业人员参考。     

泉州湾跨海大桥主梁施工技术风险及防控措施

泉州湾跨海大桥主桥为双塔分幅式组合梁斜拉桥,跨径布置为(70+130+400+130+70)m=800m。单幅主梁为PK式流线形扁平组合梁。该桥主梁采用组合梁段悬臂拼装施工,梁段间采取"干拼法"连接,钢箱梁采用全焊接连接,在混凝土顶板之间涂抹环氧胶并施加预应力连接。该桥主梁施工主要包括预制拼装和架设两个阶段,在预制拼装阶段,采用钢桁架方案实现了主梁梁段反拱;在架设阶段,采用大型起重船和桥面吊机吊装。因此对主梁施工期间施工安全风险事态进行识别和评估,并提出了相应的防范措施。     

大跨径斜拉桥的发展趋势

根据国内外已竣工或正在修建的大跨径斜拉桥的基本情况,综合评述了斜拉桥的现有水平和发展趋势;a.跨径在800 m以下的有逐步取代悬索桥的趋势;b.主跨在550m以下,混凝土斜拉桥将占有优势; c.复合型斜拉桥将得到广泛的应用;d.桥的高跨比呈现减少的趋势并向轻型化发展.     

大跨径组合梁斜拉桥试设计及力学性能研究

为探索千米级组合梁斜拉桥的技术可行性,以主跨700,800,900,1 000m为目标,开展大跨度双塔组合梁斜拉桥方案试设计。从结构静力强度、静力稳定、颤振稳定等多方面论证方案的可行性,并指出设计主要控制因素。针对主跨1 000m的组合梁斜拉桥,对钢-混界面滑移影响、几何非线性效应两方面的力学性能进行研究。结果表明:设计方案是成立的,组合梁斜拉桥动、静力性能均满足要求,运营组合下近塔区混凝土桥面板应力、主梁面内失稳为设计主要控制因素。对千米级组合梁斜拉桥而言,在组合梁连接件按常规设计的情况下,钢-混界面滑移对斜拉桥受力性能的影响基本可忽略;几何非线性效应对活载工况影响较大,对收缩徐变工况影响较小。     

简支钢板组合梁桥动力冲击系数研究

为研究简支钢板组合梁桥动力冲击系数，根据我国钢板组合梁桥实际应用情况，设计了150座不同参数组合的简支钢板组合梁桥，结合中国规范五轴车辆模型，建立车辆—桥梁耦合动力分析系统，通过数值模拟对冲击系数进行求解，分析不同参数对冲击系数的影响规律，最后提出基于跨径的冲击系数计算表达式，并与境内外规范进行对比分析。结果表明：简支钢板组合梁桥跨径、主梁数量、斜交角、车道数量、车辆车速均对冲击系数具有显著的影响，在60 m以下范围内冲击系数随跨径增大逐渐增大，超过60 m时，随跨径增大，冲击系数逐渐减小；主梁数量越多，冲击系数越小；斜交角超过45°时，应关注扭转导致的冲击系数放大作用；车道数量对冲击系数影响较小，冲击系数随车速的增加线性增长。可见，本研究计算的钢板组合梁桥冲击系数取值及其随跨径的变化规律与境内外规范相比存在明显差异，我国规范规定的冲击系数取值在40 m以下跨径中偏保守，当跨径超过40 m时，取值偏不利。研究结果可为简支钢板组合梁桥冲击系数取值提供参考。     

组合结构桥梁的发展与应用前景

简要介绍了组合结构桥梁在国际上的应用以及设计理论、施工方法等方面的技术发展,分析介绍了梁式桥以及大跨度桥梁的技术特点与应用概况,最后对国内组合结构桥梁的应用前景进行了展望。分析指出:梁式组合结构桥梁已经具备了获得经济竞争力的基础,具有广阔的推广应用前景;组合梁斜拉桥仍然有着较大的发展空间,技术经济合理跨度可以达到800 m以上;组合梁悬索桥随跨度增加经济性下降,当建设和环境条件合适时可以展现技术与经济优势,具有一定的应用前景;组合梁系杆拱桥在200 m跨度范围具有很强的竞争力,在上承式和中承式拱桥中组合结构也有拓展应用的空间。     

大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁力学特性研究

为明确在多种不利荷载组合作用下大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁的受力规律,以某桥跨布置为(40+175+410+175+40)m的双塔钢-混组合梁斜拉桥为背景进行研究。采用ANSYS建立该桥混合单元空间有限元计算模型,分析自重及斜拉索索力、车辆轮载、桥面板预应力、混凝土收缩和徐变效应、温度效应等荷载及组合作用下中跨跨中段主梁的结构响应。结果表明:对于双索面钢-混组合梁斜拉桥,局部轮载作用下桥面板呈现出明显的局部受力特性,桥面板"第二体系"拉应力可能会大于"第一体系"压应力,中跨跨中区域及边跨尾索区桥面板应配置纵向预应力;桥面板混凝土的收缩和徐变效应、温度效应的叠加是桥面板出现顺桥向裂缝的根本原因,设计时应全桥配置桥面板横向预应力。     

钢板组合梁桥国内外设计探讨

为推广钢板组合梁桥在国内的广泛应用,对钢板组合梁桥国内外的设计情况及发展趋势进行分析,对国内典型钢板组合梁桥的结构特点、设计要点、构造尺寸及用钢量进行对比,对钢板组合梁桥的经济跨径进行总结。分析表明:钢板组合梁在35～100 m跨径中应用广泛,并且钢板组合梁桥正逐步从多主梁向双主梁的趋势过渡,双主梁桥型被认为是一种极具经济性的桥梁形式。