钢板梁桥上部结构标准化设计研究

为了能更好地适应新型工业化生产方式,提高中等跨径钢桥的设计建造水平,针对公路钢板梁桥,对其上部结构的各项参数进行标准化设计,同时对正交异性钢桥面板进行不同参数组合下的优化分析。在此基础上,运用模块化思想对钢板梁的纵向、横向标准设计进行了研究和比较。研究结果表明:中等跨径钢板梁桥桥面系标准部件中顶板厚度采用16 mm、U肋高度采用260 mm、铺装层厚度采用70 mm时桥面系受力最佳;相对于仅纵向分段的设计方案,钢板梁桥采用纵、横向的标准设计可以获得较多的标准化部品,且部品之间可互换使用,通用化程度较高,能够实现更多的组合方案,同时由同一种规格的标准部品组合的不同规模钢桥经强度验算都能满足结构承载力要求。     

扬州江广快速路连续钢桁架拱桥设计及计算

结合扬州江广快速路茱萸湾大桥工程实例,系统介绍了工程概况、主要技术标准、总体布置、结构设计、结构计算。详细论证了连续钢桁架拱桥的主桁架、桥面系、组合桥面板、吊杆和系杆设计关键技术,对结构整体静力、动力、稳定、组合桥面板进行了深入计算分析,为类似桥梁工程建设提供参考。     

G型钢桥面板研制

采用"以钢代木"的总体技术方案,通过对纵梁的分解换位、添加固定装置和增架桥面钢板,研制出满足"321"装配式公路钢桥荷载等级的G型钢桥面板。该面板能够保持原桥面系和横梁结构不变,可与现有U型钢桥面板实现互换通用,实现了原木质桥面板到钢桥面板的升级。测试表明,G型钢桥面板性能良好,完全满足使用要求。     

钢板-混凝土空心组合桥面板疲劳性能试验

对7块钢板-轻骨料混凝土空心组合桥面板和2块钢板-普通混凝土空心组合桥面板进行了疲劳试验研究,主要考察了疲劳荷载作用下组合板中钢管的布置形式、疲劳荷载幅值、疲劳荷载上下限、疲劳加载次数及混凝土材料特性5个关键因素对空心组合桥面板疲劳破坏形态、疲劳刚度退化、疲劳动力响应及疲劳强度等疲劳性能的影响。结果表明:2种钢管布置形式的空心组合桥面板的疲劳破坏形态都是底部钢板发生疲劳断裂导致整体失效破坏;组合桥面板疲劳循坏加载次数主要由疲劳荷载幅值控制,与疲劳荷载上限关系不明显;钢板-普通混凝土组合桥面板疲劳性能优于钢板-轻骨料混凝土组合桥面板;组合桥面板疲劳破坏主要是由于底部钢板疲劳断裂破坏所致,在组合桥面板中未发现组合桥面板组合作用的明显疲劳破坏现象;组合桥面板疲劳寿命计算主要为底部钢板疲劳强度计算,可以采用基于疲劳荷载幅值方法所建立的钢结构疲劳寿命理论进行计算。     

钢混组合桥面板的发展概况及设计维护要点

结构优化的少主梁新型组合桥梁体系,对桥面板的跨径,耐久性等提出了新的要求。组合桥面板从历史上单纯以钢板作为模板,发展为合理的利用了钢混两种材料各自的优点,提高了桥面板跨径,减少了重量,加快了施工速度,提高了施工安全性。通过一系列动载和静载试验证明,组合桥面板具有和预应力混凝土桥面板同等级的承载能力和耐久性。组合桥面板制造施工费用与现浇预应力桥面板相近,但工期可缩短30%以上,并且其维护成本低、替换拓宽方便,全寿命费用合理。因此,组合桥面板是值得我国借鉴并在今后进行发展研究的一种结构形式。     

96 m简支钢桁梁设计

太中线中宁黄河特大桥和永宁黄河特大桥分别采用了6-96 m双线简支钢桁结合梁和13-96 m单线简支钢桁结合梁。设计中重点对混凝土桥面板与桥面系纵横梁的结合形式、混凝土桥面板是否参与结构体系受力、高低桥面系结构形式,以及整体节点构造等设计施工中的关键性技术问题进行了深入的分析研究,确定了96 m简支钢桁结合梁合理的结构形式。     

上莘大桥结构设计与分析

上莘大桥为半穿式连续钢桁架桥,跨径布置为(62+100+62)m。综述了该桥的桥型方案、结构总体设计及设计要点。该桥上部结构由桥面板、桥面系、主桁、联结系和支座5部分组成。桥面板为组合结构,桥面铺装采用树脂沥青组合体系;桥面系由主横梁、次横梁、次纵梁构成;主桁采用无竖杆的华伦式三角形腹杆体系及整体节点。下部结构采用柱式桥墩,肋式桥台,基础为钻孔灌注桩。由于结构受力时桁架节点与杆件的连接介于完全刚接与铰接之间,为使结构更安全合理,设计时节点刚度及杆件跨中应力按铰接模型计算,杆端应力按刚接模型计算,以铰接模型的轴应力+刚接模型的弯曲应力作为设计控制应力。     

桥面板与钢结构连接方式对钢桁架拱桥受力性能影响分析

以组合桥面系连续钢桁架拱桥为例,拟定混凝土桥面板与钢结构连接的三种方案,分别是桥面板与钢纵横梁均连接、只与横梁连接和与横梁连接并在对拱脚附近纵梁加强连接。按实际工程施工顺序,通过全桥混合单元有限元模型计算,分析在结构自重、二期恒载、汽车作用、整体升温、桥面板局部升温等不同工况下,拱肋、钢系梁、桥面板的受力性能,比较后推荐采用第三种连接方案。     

承受正弯矩作用的钢-混凝土组合桥面板受力性能试验

东平大桥桥面板采用钢-混凝土组合结构形式,剪力连接件采用开孔钢板,混凝土中添加钢纤维。对1片处于正弯矩区域的组合桥面板进行试验,结果表明,这种形式桥面板在使用荷载作用下结构变形小,具有较大的刚度;在疲劳荷载下,结构的刚度衰减较小;结构破坏时具有较高的承载能力,安全储备较高。     

收缩徐变对悬索桥新型钢-混组合桥面系的影响

基于既有收缩徐变理论,提出了温度变化和Creep准则下收缩徐变的等效计算方法,通过两种大型通用有限元程序对同一结构,分别建立不同的验证分析模型,对提出的等效法的有效性及精度进行了验证,结果发现该方法实用可行,且具有较高的计算精度.结合提出的等效计算方法,借助ANSYS有限元计算程序建立了悬索桥新型钢-混组合桥面系的精细化节段模型,对组合结构的收缩徐变进行了相关研究.研究结果表明:该类新型钢-混组合桥面系混凝土的收缩效应占主导地位,徐变效应并不十分明显,但与混凝土的加载龄期密切相关;收缩徐变对桥面板及钢纵梁应力状态的影响较大,而对钢桁梁的影响并不明显.     

天兴洲大桥斜拉桥铁路结合桥面系模型试验研究

武汉天兴洲公铁两用长江大桥斜拉桥铁路桥面采用纵横梁体系的混凝土结合桥面板、有碴桥面、结合桥面板处于空间受力状态.针对铁路纵横梁体系的静活载效应、混凝土道碴槽板的弯曲应力及局部关键区域的受力行为进行专项模型试验,研究结合桥面系的力学行为、应力分布规律及应力传递路径等关键问题.试验结果表明:该桥铁路桥面采用的纵横梁体系混凝土板结合桥面系受力合理、响应明确,结构应力及刚度满足规范要求;卸载后残余应变、位移很小,结构处于弹性工作状态,混凝土道碴板未发现可见裂缝;结合桥面系的受力性能良好,设计合理可行.     

钢桥面铺装力学特性试验研究

通过对钢桥面铺装模型结构进行静载试验和有限元分析，研究了钢桥面板及沥青混凝土铺装层在车轮荷载下的局部变形和应力、应变特性。结果表明，在常温或低温状态下，沥青混凝土铺装层对钢桥面板不仅起分散荷载的作用，而且与钢桥面板形成一组合断面，成为钢板面板结构的一部分，相当于增加了桥面钢板的厚度。对于钢桥面沥青混凝土铺装表面产生裂缝的问题，不仅与正交异性钢桥面板的结构形式有关，而且与沥青混凝土铺装的结构形式、铺装的厚度和刚度以及铺装与桥面钢板的粘接状况有着密切的关系。     

全焊箱型截面杆件三角形钢桁架在人行天桥中的应用

介绍了伊宁市机场路人行天桥桁架结构形式的确定、桁架节点构造设计、压型钢板组合桥面板及天桥结构计算.以上关键问题的解决,使得全焊箱型截面杆件三角形钢桁架具有一定的优势,值得在市政人行天桥中推广应用.     

枝城大桥公路桥维修加固结构方案分析与优化

枝城公铁两用大桥公路桥混凝土桥面板破损严重,亟需维修加固。该文在病害成因分析的基础上,提出更换正交异性钢板、铺设剪力钉+钢纤维混凝土+防水联结应力吸收层+SMA的桥面系维修加固方案。通过建立枝城大桥的Midas有限元模型,进行全桥静、动力结构分析,结果表明:该维修加固方案能满足铁路中-活载与公路-Ⅱ级荷载要求,维修加固桥面板可优化为每节段32m。     

钢板-混凝土组合桥面板弯曲刚度计算方法研究

为了研究钢板-混凝土组合桥面板的弯曲刚度和变形计算方法,对6块钢板-混凝土组合桥面板试件进行了两点对称集中加载静力试验研究,得到组合桥面板在静载试验下的荷载-跨中挠度试验曲线。考虑到组合桥面板受力性能及构造特点,提出了基于钢筋混凝土受弯构件弯曲刚度计算理论的组合桥面板弯曲刚度的2种简化方法,并分别按照2种简化方法对试验试件在不同荷载水平下的变形进行了计算。计算结果表明,采用这2种简化方法所得到的变形结果与试验结果比较吻合,比一般常用的等效刚度法要准确,建议在工程实践中采用简化计算方法进行组合桥面板刚度计算。     

松浦大桥上层桥面系施工控制技术应用研究

针对松浦大桥上部桥面系钢-混凝土正交异性组合桥面板节段预制及施工过程中混凝土桥面板横桥向受拉情况较为严重的情况,分析了包括少支点支撑下浇筑预制、厂内预弯以及反顶架等优化措施的理论效果及可行性,并得到了较为完善的宽幅组合桥面板抗裂控制方案及优化施工方案,并针对该方案进行了有限元受力分析研究及变形控制研究,进一步验证了该桥面板抗裂控制及优化方法的可行性及可推广性,为国内外同类桥梁的设计及施工提供理论参考依据与借鉴。     

湘潭昭华大桥设计及球扁钢纵肋组合钢箱梁的应用研究

湘潭昭华大桥主桥为主跨(168+228) m的独塔自锚式悬索桥。钢加劲梁采用STC轻型组合桥面钢箱梁,梁高3. 5 m,宽39. 5 m。STC层厚度为50 mm,铺装层厚30 mm。本桥创新性应用球扁钢作为轻型组合桥面系的纵肋形式,球扁钢肢厚12 mm,高度26 cm,横向布置间距为45 cm。由于轻型组合桥面结构大大提高了桥面系的刚度,本桥提出桥面板纵肋用开口肋形式替代传统U肋加劲形式。通过研究发现多种开口肋中球扁钢作为组合桥面加劲肋的优势,并研究出适合于球扁钢纵肋构造的施工方法,本桥的研究成果首次被应用到公路桥梁的设计和施工过程中。     

大横梁组合钢板梁桥设计与计算研究

近年来,双主梁组合钢板梁桥以其卓越的经济性在我国应用越来越多,组合钢板梁按桥面板与横梁的连接关系分成大横梁与小横梁。提供了大横梁组合钢板梁的设计设计实例,提出了大横梁组合钢板梁区别于小横梁组合钢板梁的设计计算要点。     

桥梁资讯北大核心

美国韦尔斯堡大桥(Wellsburg Bridge,见图1)跨越俄亥俄河,连接西弗吉尼亚州韦尔斯堡市与俄亥俄州布瑞连特镇,主桥为网状吊杆系杆拱桥,主跨长253m,桥面系为钢板梁与混凝土桥面板组合结构。桥面布置3条3.6m宽的行车道、2条1.8m宽的路肩和1条2.4 m宽的人行道。桥墩采用φ3m和φ2.4m的钻孔桩基础,承台为钢筋混凝土承台。桥墩为钢筋混凝土桥墩,采用标准钢模板施工。俄亥俄州侧引桥跨越铁路线,主梁为预制混凝土梁,采用起重机起吊安装,一次安装2个梁段。     

钢—混凝土连续组合桁梁桥受力性能优化

为有效改善钢-混凝土连续组合桁梁桥负弯矩区受力性能,以天津海河吉兆桥为例,总结连续组合桁梁桥的主要设计难点,并对传统的解决方案进行评述,在此基础上提出综合采用部分组合技术、双重组合技术以及优化施工工序3项措施对吉兆桥进行优化设计.采用MIDASCivil软件建立吉兆桥边上1榀组合桁架有限元模型,进行施工全过程分析,检验3项优化措施的有效性.对比分析结果表明,采用此3项技术措施可使混凝土桥面板在荷载短期效应组合下始终受压,下弦杆钢板最大压应力相比不灌混凝土方案降低了约25％.可见,合理采用此3项技术措施可显著降低钢-混凝土连续桁梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力和下弦杆钢板的压应力,从而有效避免混凝土桥面板开裂,改善下弦杆的稳定性.