公铁两用桥公路桥混凝土板竖向裂缝分析

南京长江大桥主桥为公铁两用钢桁梁结构,公路桥面系由钢纵梁和混凝土板以及铺装层组成。混凝土板与钢纵梁之间由螺栓连接。大桥运营多年后,螺栓周围的混凝土板普遍出现竖向受力裂缝。为了分析裂纹产生的原因,建立了混凝土板、螺栓、钢纵梁结构有限元分析模型,通过模拟实际荷载的加载计算,分析了混凝土板出现裂缝的机理,提出了改善混凝土受力状态的措施。     

钢桁梁活动纵梁病害分析及整治措施

针对曹家圈黄河特大桥钢桁梁活动纵梁的铰板断裂、卡板变形,列车通过时活动纵梁长、短肢上下跳动较大的病害特点,运用有限元法模拟计算纵梁横向连接系、铰板的受力情况,分析病害形成的机理,提出解决方法及增加体外预应力约束替代铰板的具体整治措施。     

下承式铁路钢桥的病害原因分析及加固措施论证

研究目的下承式铁路钢桥在其腹部、底板和横梁上出现裂纹和腐蚀面,这是该种钢桥在服役多年后普遍存在的病害。本文将寻求对病害原因的全面认识。研究方法利用有限元软件,对该钢桥进行结构受力分析,通过化学实验对钢材进行化学成份分析,并对裂纹位置进行了疲劳结算,对所采取的加固措施进行了可行性论证。研究结论(1)纵梁腹板水平裂纹系被硬物划伤所致,纵梁端截面处的腹板下部竖向裂纹是疲劳引起的。(2)下平纵联节点板呈现的层状撕裂是由于材质不合格及冶炼时层间夹碴引起的。(3)桥梁上的腐蚀凹面是列车上的污物掉落在桥上长期腐蚀的结果。(4)现行采用的在裂纹部位粘贴钢板加固纵梁的方法,改变了纵梁的内力分布,改善了纵梁的应力水平,使钢桥满足了承载能力的要求。     

纵梁(肋)高度对正交异性板钢桥面系受力影响分析

正交异性板各个构件的选用关系着钢桥面系的安全性及经济性,通过有限元分析软件,建立桥面系板单元模型,对正交异性板多横梁体系纵梁、纵肋高度变化时桥面系各部分受力分析,总结纵梁(肋)高度变化对桥面板、横梁以及横梁与纵梁(肋)相交处挖孔部位受力的影响趋势,得出结论:增加纵梁高度,纵梁自身正应力逐渐增大,U肋正应力逐渐减小;横梁U肋挖孔处主拉应力增大,横肋相应处主拉应力减小,但减小或增大的幅度较小。改变T形纵梁高度,对横梁整体受力及桥面板影响甚小,可忽略不计,T形纵梁的合理取值范围为横梁高度的0.35~0.4倍;U肋高度过大或者过小,桥面板应力的均匀性均不好,且主拉应力均较大。增大U肋高度,纵梁正应力逐渐减小,U肋自身应力并未成线性变化趋势,而是呈"锯齿"形变化趋势。改变U肋高度对桥面板应力影响均较小,可忽略不计,U肋的合理高度取值范围为240~280 mm。     

钢桁桥横梁裂纹病害原因分析与处治对策

某钢桁桥在运营十余年之后,支承行车道板的横梁相继出现裂纹.通过对该桥梁裂纹病害分布和发展情况以及钢横梁在外荷载作用下受力的研究,分析钢桁桥裂纹病害的原因并提出整治措施.钢横梁的裂纹分布和发展具有很强的规律性,伸缩缝处横梁的裂纹相对其他部位出现的早而且严重;产生裂纹的原因与构造细节和车辆活载作用有关,属于疲劳裂纹;对局部构造进行加固改造可有效减小应力峰值,延迟疲劳裂纹的出现.应力集中和疲劳是导致钢桁梁出现裂纹的主要内因,桥梁的长期超负荷运营则是裂纹病害发生和发展的外因,提出的增设加劲板方案可以有效改善桥梁的局部受力情况,并在一定程度上可延缓裂纹的出现和发展.     

连续钢桁结合梁桥负弯矩区桥面系受力影响因素和改善方法研究

以1座下承式连续钢桁结合梁桥为例,采用有限元法研究了桥面系的受力特性,考察了中支座区域桥面系受力状态与混凝土板板厚、纵梁抗拉刚度及抗弯刚度的关系;针对纵横梁及混凝土板在中支座区域受力比其他区域突出的问题,探讨解决方案。研究结果表明:在中支座两侧节间内,随着纵梁抗拉刚度的增加,纵梁轴力增加速度逐渐减慢,且低于抗拉刚度的增加速度;随着纵梁抗弯刚度的增加,纵梁竖向弯矩也增加;采用较高的纵梁或增加混凝土板厚对降低中支座区域纵横梁的应力效果并不明显,相对而言,选择合适的纵梁高度并增加翼缘厚度或采用4根小纵梁的方法均可降低该区域纵横梁的应力水平,在中支座两侧节间内再布置横梁时纵横梁的应力可进一步降低。     

西安地铁机场线渭河特大桥大梁缝处抬枕装置研究

西安地铁机场线渭河特大桥梁缝较大,导致轨枕间距超限。针对该问题,提出2根钢纵梁和3根钢纵梁抬枕装置设计方案。利用有限元软件对两种抬枕装置进行了模态分析及准静力计算,并分析了列车过跨频率、地铁B型车车辆结构参数与车速耦合频率等参数对两种抬枕装置共振的影响。结果表明,上述参数不会引起两种抬枕装置的共振;3根钢纵梁抬枕装置的钢轨变形较小且固有频率较大;2根钢纵梁抬枕装置可满足功能性要求。因此推荐采用2根钢纵梁抬枕装置,其结论可供同类工程参考。     

宣杭铁路埭溪桥钢板梁加固施工技术

针对铁路既有线下承式钢板梁纵横梁联接处普遍存在的纵梁腹板裂纹病害,结合宣杭铁路埭溪桥钢板梁加固工程,分析得出该处裂纹是由于设计构造细节上的缺陷以及局部应力集中等多种因素引起的疲劳裂纹。通过提高纵梁端部腹板的强度,在纵横梁联接部位栓接角钢的加固方案,改变纵梁的内力分布,改善纵梁的应力水平,提高钢桥的承载能力,并在此基础上,提出加固施工要点,可为同类病害桥梁加固设计与施工提供参考。     

中俄同江铁路桥钢桁梁桥面系结构形式研究

研究目的:通常情况下,钢桁梁长度超过80 m时,桥面系应设置纵梁断缝,以减小桥面系参与结构主体的共同受力作用。同江黑龙江铁路特大桥中108 m钢桁梁桥面系采用纵横梁栓接先张法预应力混凝土套轨道床板的轻型桥面结构。为适应套轨道床板布置、提高轨道的平顺性及减少桥梁结构养护维修工作量,通过建立有限元模型进行对比分析,研究在该桥钢桁梁桥面系中设置连续纵梁的可行性。研究结论:(1)采用连续纵梁时,桥面系参与钢梁整体受力的作用增强,可缓解主桁特别是下弦杆的受力状态;(2)纵梁的轴拉力明显增加,从而引起横梁特别是端横梁的面外弯矩增大,水平挠度增大;(3)端节间撑架的设置,引起纵梁轴拉力小幅增加,但却大幅度减小横梁的面外弯矩及水平挠度,纵梁截面需适当增大,以适应其自身强度的需要;(4)按中、俄两国规范检算的结果表明,桥面系杆件受力满足两国规范要求,在本工程中设置连续纵梁可行;(5)本研究成果对桥面系设置连续纵梁的钢桁梁桥的设计具有一定的参考意义。     

正交异性钢桥面板纵肋与横肋连接构造细节

<正>交异性钢桥面板的纵肋与横肋连接是受力较复杂、病害较多构造部位。选取横肋腹板空孔、纵肋内隔板设置、纵肋与横肋间焊缝、横肋过焊孔等4个主要构造细节,从受力特性、病害及其治理、工程试验、加工工艺、各国规范发展等角度,系统地汇总正交异性钢桥面板纵肋与横肋连接构造的演变历程和发展现状,并总结经验教训。