青州航道桥边跨大节段钢箱梁组拼控制技术研究

青州航道桥边跨和连接线深水区通航孔桥采用大节段整体吊装架设方法.针对钢箱梁大节段组拼关键控制工序,研究了钢箱梁大节段焊接施工中拼装线形控制方法,分析了主要影响参数,如焊缝收缩量、温度和组拼支撑条件对拼装线形的影响;对钢箱梁组拼过程中局部受力进行研究,分析了钢箱梁支撑位置、面积和场地不均匀沉降对其局部受力的影响,确保大节段组拼线形和局部受力可控,为钢箱梁从无应力受力状态向设计成桥状态转换奠定基础.研究结果表明：焊缝收缩量为钢箱梁焊接组拼线形控制的重点,梁重偏差可通过焊缝宽度进行有效修正;超宽钢箱梁大节段拼装线形控制时应考虑组拼支撑条件的影响;钢箱梁局部受力对支撑位置敏感,在组拼过程应严格控制支撑局部沉降.     

局部锈蚀钢箱梁腹板抗剪承载力数值模拟研究

以局部锈蚀的钢箱梁为研究对象,通过数值模拟分析,对比锈蚀体积损伤程度、几何尺寸等参数对局部锈蚀影响下钢箱梁腹板抗剪极限承载力的变化趋势的影响,提出全面衡量局部锈蚀钢箱梁腹板抗剪极限承载力的合理参数,并通过数据拟合,获得用于局部锈蚀作用下计算钢箱梁剩余抗剪极限承载力的公式,公式值较为保守,具有充足的安全储备。     

变曲率竖曲线顶推施工钢箱梁局部受力分析

现今大跨径桥梁的钢箱主梁无应力线形一般为单一半径竖曲线,杭州江东大桥的钢箱梁无应力线形为连续变曲率竖曲线,变曲率特征不仅使得顶推竖曲线的顶推半径变化,也使得滑道处钢箱梁的转角位移变化十分明显。进而对顶推滑道的构造提出了新的要求:滑道顶面线形需能自动适应梁体线形的变化。滑道处钢箱梁的局部受力的安全,关系着顶推施工的成败。运用大型通用有限元软件ANSYS对滑道处钢箱梁局部进行三维有限元分析,对比7种典型工况下钢箱梁各个构件的应力分布情况,指出临时墩支反力和滑道处钢箱梁转角位移是影响钢箱梁局部受力的关键因素。     

变曲率竖曲线顶推施工钢箱梁局部受力分析

现今大跨径桥梁的钢箱主梁无应力线形一般为单一半径竖曲线,杭州江东大桥的钢箱梁无应力线形为连续变曲率竖曲线,变曲率特征不仅使得顶推竖曲线的顶推半径变化,也使得滑道处钢箱梁的转角位移变化十分明显。进而对顶推滑道的构造提出了新的要求:滑道顶面线形需能自动适应梁体线形的变化。滑道处钢箱梁的局部受力的安全,关系着顶推施工的成败。运用大型通用有限元软件ANSYS对滑道处钢箱梁局部进行三维有限元分析,对比7种典型工况下钢箱梁各个构件的应力分布情况,指出临时墩支反力和滑道处钢箱梁转角位移是影响钢箱梁局部受力的关键因素。     

步履式顶推钢箱梁垫块性能对比分析

步履式顶推施工中,顶推设备与主梁支承接触区域局部应力变化复杂,研究合理的垫块参数可以控制施工质量并保证结构安全。以南京龙翔西立交建设工程为背景,采用midas Civil有限元软件建立梁单元分析模型,以钢箱梁悬臂端挠度和顶推墩支反力确定典型不利工况,基于通用有限元软件ABAQUS建立典型不利工况下“壳-实体-接触”混合有限元模型,分析步履式顶推施工中垫块的面积、厚度以及弹性模量对钢箱梁局部应力的影响。研究结果表明: 典型不利工况下,垫块的接触面积和弹性模量对钢箱梁局部应力影响较大,而垫块厚度对钢箱梁局部应力无显著影响;垫块接触面积的增加,使底板接触受力面积变大,从而改善钢箱梁局部应力;垫块弹性模量的减小,可有效改善钢箱梁转角位移所导致的主梁局部应力集中现象,进而降低钢箱梁局部应力水平;垫块厚度对垫块自身应力水平影响较大。     

扁平钢箱梁横隔板应力分析

以珠江黄埔大桥北汊桥钢箱梁为工程背景,根据扁平钢箱梁横隔板的受力特点,对钢箱梁横隔板进行应力分析.沿桥纵向取出2个标准梁段,分析汽车荷载轮压作用下的横隔板局部应力.分析结果可作为大跨径钢箱梁横隔板的设计依据.     

横隔板对钢箱梁受力畸变的分析

由于钢箱梁的顶板、底板和腹板均较薄,在荷载作用下会由于截面变形产生畸变应力而发生局部屈曲和腹板压皱等现象.为了提高钢箱梁的承载能力,设置横隔板是较为有效的措施.针对横隔板对钢箱梁畸变的影响进行分析,并提出了横隔板的位置和间距对钢箱梁受力的影响.     

横隔板对钢箱梁受力畸变的分析

由于钢箱梁的顶板、底板和腹板均较薄,在荷载作用下会由于截面变形产生畸变应力而发生局部屈曲和腹板压皱等现象.为了提高钢箱梁的承载能力,设置横隔板是较为有效的措施.针对横隔板对钢箱梁畸变的影响进行分析,并提出了横隔板的位置和间距对钢箱梁受力的影响.     

大跨度扁平钢箱梁斜拉桥主梁横隔板局部应力分析

介绍了扁平钢箱梁中横隔板的3种基本构造形式及受力特点;以广州珠江黄埔大桥北汊桥为工程背景,根据流线形钢箱梁横隔板的结构受力特点,建立梁段空间仿真模型,分析施工阶段在桥面吊机支点力作用下,整体横隔板的空间结构行为。通过比较横隔板在局部竖向加劲肋设置前后的局部应力分布情况,肯定了横隔板局部加固措施对强度方面的作用。     

连续钢箱梁吊装施工及其力学特性的分析

以某桥梁为实例,主桥采用等截面连续钢箱梁结构,全桥配跨为(25+58+25)m。选用钢箱梁吊装施工方案及流程。在钢箱梁梁块运输、吊装整体过程中,钢箱梁结构以及具备充足的强度和刚度,是结构稳定与满足正常成桥状态的关键。为此,运用大型通用有限元软件,对钢箱梁运输过程以及吊装过程建立了精度的壳单元建模,对整体内力与局部变形进行了分析,并得出相应结论,为指导钢箱梁安全施工提供理论保障。     

大跨独塔斜拉桥纵隔板的极限承载力

为保证主跨383m 的广州珠江黄埔大桥北汊桥主梁吊装施工期间钢箱梁桁架式纵隔板的稳定性,对集 中荷载作用下纵隔板的极限承载力进行了非线性有限元数值模拟和模型试验.采用通用有限元软件ANSYS建 立梁段的空间数值模型,得到了设计荷载作用下纵隔板的应力分布及施工阶段结构的弹性屈曲系数;考虑材料 及几何非线性和初始缺陷,得到了该纵隔板的极限承载力.采用1:2.5缩尺模型对纵隔板进行了静载试验,得到 了设计荷载作用下纵隔板的应力和变形;通过极限承载力试验,得到了设计荷载作用下纵隔板的非线性屈曲系 数.研究结果表明:该斜拉桥钢箱梁纵隔板设计合理,其稳定性满足设计要求;考虑初始缺陷的非线性有限元分 析可用于研究钢箱梁纵隔板的局部稳定性.      

大跨径钢箱梁斜拉桥静载试验研究

以象山港大桥斜拉桥为背景,通过实桥荷载试验分析,研究斜拉桥在静力荷载作用下结构的应力水平和变形。研究表明,在相当于设计汽车荷载水平的试验荷载作用下,大桥结构处于线弹性工作状态,变形增量与荷载增量呈线性关系;结构总体变形、应力、索力的理论值与实测结果较为接近;钢箱梁应力水平较低,受剪力滞效应、横坡及车轮局部效应等影响,钢箱梁顶、底板应力沿横截面呈纵向不均匀分布,尤其顶板U肋出现集中现象,这在桥梁健康监测中值得关注。     

正交异性板桥面铺装受力影响因素分析

采用有限元方法,分析了正交异性板桥面铺装在结构和荷载因素变化时受力状态的变化规律;比较了有无纵隔板、桥面板厚度、加劲肋板厚度对受力的影响;分析了竖向、水平荷载对铺装层受力的影响。结果表明:有纵隔板时的横向拉应力为全桥面的铺装拉应力控制指标;增大桥面板厚度有利于减少桥面刚度不均,减小铺装层内的应力;加劲肋厚度的变化对加强结构刚度有利却对桥面铺装的受力不利;超载对应力状态极为不利,紧急制动产生的水平力会导致很大的纵向拉应力。     

加劲肋设置对斜拉桥混凝土双边箱主梁的剪力滞影响

以五河口混凝土斜拉桥为例,采用空间有限元建模的方法对混凝土宽体双边箱主梁设置加劲肋前后的剪力滞情况进行了分析,结果表明：设置纵向加劲肋后,双边箱桥面板剪力滞系数变化不大,双边箱间桥面板的剪力滞系数变化明显;桥面板设置2根纵向加劲肋后,主梁双边箱之间的桥面板剪力滞效应有所降低,在桥面板上设置3根纵向加劲肋效果不如设置2根纵向加劲肋,有可能使桥面板截面出现局部拉应力.     

新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁受力性能

为综合解决传统钢-混凝土组合结构中混凝土桥面板自重偏大和负弯矩区易开裂的问题,引入超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）华夫板代替普通混凝土桥面板,提出一种新型组合梁—装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁. 以某典型3跨连续梁桥为研究对象,分别建立3跨连续梁整体和中支座区域梁段的有限元模型,研究了不同荷载工况下新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁的受力性能,分析了UHPC华夫型上翼缘关键设计参数对该新型组合梁力学性能的影响规律,对比研究了组合榫型剪力槽与栓钉型剪力槽对该新型组合梁受力性能的影响. 研究结果表明:在恒 + 活组合作用下,中支座负弯矩段华夫型上翼缘纵肋底缘和面板最大拉应力均小于配筋UHPC的抗拉强度设计值;当UHPC华夫型上翼缘纵、横肋宽90 mm、高200 mm,纵肋间距700 mm,横肋间距600 mm,面板厚60 mm时,UHPC华夫型上翼缘受力较为合理;组合榫型剪力槽更适用于新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁.      

自锚式悬索桥钢箱梁顶升施工的监控要点

介绍了对主跨为328 m的双塔双索面自锚式全钢箱梁悬索桥———湖南省长沙市三汊矶湘江大桥进行吊杆安装形成成桥体系的顶升梁施工方法(包括顶升施工具体实施方案);确定了中跨内设置的4个临时墩顶升量值,运用数值方法拟合出了钢箱梁的顶升曲线;运用大型有限元分析程序建立了顶升和落下钢箱梁的施工全过程模型,分析了各个临时墩的起顶安全性、钢箱梁的应力及变形安全性;确定了起顶分级顶升的次数和每次的起顶量,得到了必须按4个临时墩起顶量的协调同步、均匀顶升钢箱梁的结论。     

钢箱梁面板与U肋焊接残余应力的分布特性

为研究残余应力场对钢箱梁疲劳性能影响效应,以港珠澳大桥正交异性钢桥面板为例,采用数值模拟的方法,研究了正交异性钢桥面板焊接全过程及残余应力分布特性,分析了板件参数对残余应力的影响效应,得到钢箱梁确定正交异性钢桥面板焊接残余应力分布的经验公式.研究结果表明:采用ANSYS热-结构弱耦合数值模拟方法可反映实际焊接过程中残余应力场的分布;焊缝区域残余应力峰值受板件参数影响较小,横向最大残余应力约为300 MPa;沿板厚方向焊接残余应力符合正弦分布,表明采用正弦函数作为其经验分布模型是可行的.      

中、下承式拱桥悬吊桥面系强健性加固试验

为增强中、下承式拱桥悬吊桥面系的强健性,以无纵桥向加劲梁的中、下承式拱桥悬吊桥面系为研究对象,提出了一种采用钢管桁架加劲纵梁的悬吊桥面系强健性加固结构,对比分析了悬吊桥面系强健性加固前后吊杆断裂时剩余结构的动力响应;开展了钢管桁架加劲纵梁强健性加固结构模型试验和有限元分析,研究了吊杆断裂后加固结构的受力性能与破坏模式;讨论了精轧螺纹钢筋预紧力、开孔钢板厚度和材质对强健性加固结构受力性能的影响。研究结果表明:采用钢管桁架加劲纵梁加固悬吊桥面系后,长(短)吊杆断裂时桥面系最大竖向位移与应力分别降低了1.30(1.31)和3.31(1.99)倍,与断裂吊杆相邻的吊杆的最大索力降低了1.25(1.25)倍;在弹塑性阶段,钢管桁架加劲纵梁加固结构的开孔钢板发生弯曲变形,横梁下排植筋破坏,达到极限荷载时,中间下侧加劲钢板与开孔钢板间的焊缝发生断裂,随后下弦管与开孔钢板间的焊缝出现开裂而丧失承载能力;精扎螺纹钢筋合理预紧力为50 kN,开孔钢板合理厚度为20 mm;开孔钢板的材质从Q235提高至Q345时加固结构极限荷载增加了11.9%,说明提高开孔钢板的材质强度可有效提高加固构造的极限承载力。综上所述,采用钢管桁架加劲纵梁加固中、下承式拱桥悬吊桥面系可有效增强其强健性。