我国铁路钢-混凝土结合梁桥技术发展思考

结合重大桥梁工程实例,对我国铁路钢-混凝土结合梁桥技术特点进行综述和讨论。分析近几年我国铁路钢-混凝土结合梁桥技术发展中遇到的主要技术难题、试验研究方法和研究成果。提出进一步发展铁路钢-混凝土结合梁桥需要解决的关键技术。     

钢-混凝土结合梁的发展历程与现状综述

钢-混凝土结合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结合梁结构。本文介绍了钢-混凝土结合梁在实际工程应用、相应的各种设计规范、理论研究的发展历程及现状，并着重介绍了钢一混凝土结合粱在国内外大跨度曲型桥梁工程中的应用情况。     

一种新型斜拉桥主梁耐久性设计

介绍东海大桥主航道斜拉桥钢-混凝土箱形结合梁的钢结构部分、混凝土桥面板、钢-混凝土结合部位在海洋环境下耐久性设计特点及采用方案。     

混合梁斜拉桥钢-混结合段力学性能模型试验研究

钢-混组合梁与混凝土梁结合段受力复杂,为指导该类钢-混结合段设计,以某混合梁斜拉桥为背景(钢-混结合段为有格室后承压板结构形式),制作大比例钢-混结合段模型,考虑混凝土的徐变效应,进行静载试验,分析9个工况下模型的应力分布情况,并结合试验结果和理论分析研究结合段传力特性。结果表明:在各工况下,全部钢构件和混凝土均受压,混凝土徐变效应引起结构应力普遍增大,其对钢构件应力影响程度较混凝土大;在最不利工况下试验模型各部位均处于弹性阶段,钢梁和混凝土所受荷载与应变呈现出良好的线性关系;承压板承担了由跨中组合梁传递至钢-混结合段荷载的55%～60%,组合梁桥面板可成为减小承压板荷载的有效途径。     

基于超高性能混凝土组合桥面钢箱梁的混合梁钢与混凝土结合段受力性能仿真分析

对于某钢混凝土组合-混合连续箱梁桥,提出了跨中采用钢-超高性能混凝土（UHPC）组合梁、桥面板采用矮肋板的方案以减轻自重,钢-混结合段区域上表面再覆盖一层UHPC,从而形成超高性能混合梁。为重点研究钢-混结合段的受力性能,首先采用MIDAS/CIVIL桥梁专用有限元计算软件建立了连续箱梁桥的大尺度整体模型,以确定钢-混结合段的最不利受力工况及其具体的内力数值;随后采用ABAQUS建立了钢-混结合段的小尺度局部有限元模型进行精细化分析,以明确该区域钢、普通混凝土（NC）和UHPC的应力分布情况。计算表明该桥钢-混结合段的刚度能平稳过渡,钢、NC和UHPC的应力水平均较低,具有良好的安全储备,能够满足桥梁的受力要求。     

桥梁钢-混凝土结合技术工程实践与展望

桥梁组合结构和混合结构是为充分发挥钢和混凝土2种材料的性能优势应运而生的新型结构,而钢-混凝土结合是这2种结构共同的关键技术.钢-混凝土结合技术已广泛应用于组合梁、组合桥面板、钢壳混凝土、钢管混凝土等组合结构,以及混合梁、混合塔柱、混合拱肋、斜拉索塔端混合锚固等混合结构,取得了丰富的工程实践经验,其设计方法也日趋完善....     

混合梁桥钢-混结合部的应用及关键技术

混合梁是钢-混凝土组合结构的一种。钢梁与混凝土梁在纵向通过连接件、承压板、预应力筋或锚杆等结合在一起。由于钢和混凝土刚度相差大,钢-混凝土结合部设计不当容易造成刚度过渡不平顺、局部应力集中等问题。收集整理国内外混合梁桥钢-混凝土结合部设计成果,并较系统地介绍钢-混凝土结合部的构造形式及其在桥梁结构中应用的新进展,以及需要研究的关键技术问题。     

板桁组合结构钢-混结合段的受力性能

为研究某公路、铁路两用斜拉桥公路桥面钢-混结合段的受力性能,对其进行了非线性有限元分析。同时依据相似性原则设计了钢-混结合段的大比例试验模型,测试了荷载作用下试验模型的控制断面和主要构件的应变和位移。理论分析与试验测试结果表明:钢-混结合段中钢结构、混凝土结构及栓钉的应力水平较低,具有较强的安全储备;钢与混凝土之间相对滑移量较小,钢结构荷载比较顺畅地传递到混凝土结构,钢-混结合段的工作性能良好,构造设计合理。本文的研究结果可供板桁组合结构钢-混结合段的设计参考。     

钢-混凝土组合桥面板计算分析

钢-混凝土组合桥面板是通过剪力连接件将混凝土和钢梁结合在一起的一种新型组合结构。以某一特大跨度悬索桥钢-混凝土组合桥面板为例,介绍了钢-混凝土桥面板设计的基本方法,并进行了有限元计算,结果表明设计满足规范要求。     

鄂东长江公路大桥结构设计方案研究

为研究千米级混合梁斜拉桥结构设计,以鄂东长江公路大桥为依托,通过结构计算与试验模拟,从钢-混凝土结合段位置的选择、索距、桥塔、主梁、主梁钢-混凝土结合段等方面对该桥结构设计方案进行研究。结果表明:钢-混凝土结合段设置在中跨侧距桥塔中心12.5 m处,结合段位置主梁的变形和内力均较小;中跨标准梁段宜采用15 m索距,边跨宜采用7.5 m索距;该桥桥面以上塔高为180.5 m;索塔锚固形式采用钢锚箱方案,并设置弧形预应力筋减少和控制主桥索塔锚固区外壁裂缝;主梁采用PK断面,可充分发挥全截面的性能;采用优化的混凝土后设承压板的钢-混凝土结合段型式,应力和刚度过渡较为平顺。     

混合梁斜拉桥C55高性能混凝土配合比设计研究

鄂东长江大桥为混合梁斜拉桥, PC宽箱梁及钢-混凝土结合段采用C55高性能混凝土.要求PC宽箱梁混凝土具有高工作性、高抗裂性及高耐久性,钢-混凝土结合段混凝土具有大流态、高粘聚性,收缩小、刚度大、韧性好、疲劳强度高.分别考察胶凝材料、掺合料及水胶比、砂率、聚丙烯纤维及微膨胀剂、水化热降低剂、减缩剂、钢纤维等对混凝土工作性及强度的影响.介绍在强度、防裂、长期收缩和徐变性能、耐久性能等方面的研究成果.确定PC宽箱梁采用单掺粉煤灰或粉煤灰矿粉复掺混凝土配合比,钢-混凝土结合段混凝土采用钢纤维增强混凝土配合比.     

刚架系杆拱桥钢-混凝土接头传力行为研究

对于钢-混凝土组合结构而言,其两者的有效结合和共同受力是关键.以某座刚架系杆拱桥钢-混凝土接头为对象进行了研究,作为整个桥梁的关键构造,其计算理论是否符合实际及合理显得尤为重要.文章采用解析的方法.考虑了基于三角形反力分布和矩形反力分布两种埋入式接头模式,并在矩形反力分布模式中考虑了钢-混凝土粘结力的影响.将两种计算模式的结果及是否考虑钢-混凝土粘结力计算的结果进行了比较.结果表明:具有类似工程背景的混合拱桥钢-混凝土接头可以采用设结合段的埋入式接头理论进行设计与分析,是否考虑钢-混凝土粘结力对计算结果有较大的影响.     

钢-混凝土混合连续梁桥钢混结合段局部分析及检测

钢-混凝土连续梁桥作为一种新型的组合结构,将主跨部分梁段采用钢结构代替传统的混凝土结构,以达到降低桥梁结构自重,增大跨越能力,改善结构的受力性能。在钢-混连续梁中钢混结合段为该结构的关键点。以某钢-混凝土连续梁桥为背景,对钢混结合段建立空间有限元模型进行局部应力分析,并结合对该桥荷载试验的检测结果,分析钢混结合段的受力情况,评价其技术状况。     

GFRP—混凝土—钢组合梁桥的设计与应用

GFRP-混凝土-钢组合梁桥是一种新型桥梁结构,结构中的GFRP板可以有效减少混凝土碳化、钢筋锈蚀,并显著改善组合板的受力,从而提高桥面板的长期性能,并进一步提高组合梁桥的使用寿命。该文结合预应力GFRP-混凝土-钢组合连续梁桥的工程实践,介绍了GFRP-混凝土-钢组合梁桥的传力机理、GFRP板的截面设计、GFRP-混凝土界面处理、GFRP板对桥面板受力性能改善等内容。     

斜拉桥主梁钢-混结合段技术性能提升关键技术

为提升大跨径混合梁斜拉桥主梁钢-混凝土结合段的传力能力、抗疲劳性能和耐久性等综合技术性能,优选钢-混结合段的连接形式,提出改进钢-混结合段技术性能的路线。对比分析4种钢-混结合段连接形式,推荐采用"承压+传剪"复合传力的部分连接填充混凝土形式。针对早期部分连接填充混凝土形式的不足,提出从传力模式和构造方案、填充材料、施工工艺等方面进行改进的技术路线。在此基础上以某主跨820m的混合梁斜拉桥为背景,研究提升钢-混结合段技术性能的关键技术。结果表明:"承压+传剪"复合传力模式、"大尺寸钢格室+PBL剪力键+后承压板"构造方案、填充RPC高性能混凝土、短线法节段预制拼装施工工艺等技术措施,是提升混合梁斜拉桥主梁钢-混结合段综合技术性能的有效途径。     

鄂东长江大桥钢-混结合段施工关键技术方案

鄂东长江大桥主桥为主跨926 m的连续半漂浮体系混合梁斜拉桥,钢-混凝土结合段是整个主桥箱梁施工的关键部位.钢-混凝土结合段施工中M 梁段(非标准)钢箱梁选用镇航工818号1 200 t浮吊安装,由临时支座和千斤顶组成的调位系统进行精确调位、定位.L梁段采用抗裂性能较好的钢纤维混凝土,通过拖泵泵送,利用软管分层布料,插入式振捣器振捣,对称浇筑.M梁段钢箱梁的顺利吊装说明了吊装、定位方案的合理性;钢-混凝土结合梁试验段混凝土成品质量内实外美,验证了钢纤维混凝土配合比的优良性及L梁段混凝土浇筑方案与施工中防裂措施的可行性.     

高铁大跨度混合梁斜拉桥钢-混结合段受力特性分析

为研究高速铁路大跨度混合梁斜拉桥钢-混结合段受力与传力特性,以主跨672 m的安九铁路鳊鱼洲长江大桥为背景,采用ANSYS软件建立主梁钢-混结合段有限元模型,分析其在最不利工况下的受力特点及变形特性,以及钢-混结合段长度对其受力性能的影响规律。结果表明:在最不利负弯矩工况作用下,边箱顶板与承压板焊接处存在应力集中及一定的局部拉应力;钢-混结合段混凝土在预应力作用下基本处于全截面受压状态;钢-混结合段内剪力钉和PBL剪力键受力并不均匀;钢-混结合段承压板直接向混凝土梁体传递约47.3%的轴力,是钢-混结合段传力的主要构件;钢-混结合段竖向位移及转角变化平缓,无明显的突变现象;钢-混结合段长度在1.50~3.50 m范围内时受力、传力差异并不显著。     

东平大桥钢-混凝土结合段模型试验

为研究钢-混凝土结合段全过程受力性能,结合东平大桥实桥,根据等效原则设计并完成了一榀钢-混凝土结合段模型试验。模型比例采用1∶2.5,混凝土梁肋部分为T形截面,结合段采用钢箱混凝土横梁过渡。钢与混凝土粘结界面采用PBL剪力连接件构造,并辅以纵向预应力筋共同作用。试验过程进行了静力、疲劳和破坏3个阶段的加载。试验结果表明:设计荷载作用下,结合段具有良好的强度和刚度,应力水平较低;疲劳荷载作用下,结合段的混凝土表层会有微小裂纹出现,但结构整体刚度依然良好;破坏荷载相对于设计荷载具有较高的安全储备。     

渭河特大桥钢-混凝土结合段局部应力特性分析

为研究特大桥钢-混凝土结合段部位的内力特性,探讨结合段的传力机理,以渭河特大桥为工程背景,采用ANSYS有限元分析软件,建立钢-混凝土结合段有限元分析模型,对钢-混凝土结合段中混凝土箱梁段和钢箱梁段分别在正常使用荷载、设计极限荷载2种工况下的力学性能进行分析和研究。研究结果表明:在正常使用荷载下,混凝土箱梁段和钢箱梁段应力水平较低,具有较大的安全储备;在设计极限荷载下,需要采取有效措施,以增强混凝土箱梁底板的抗拉能力,使混凝土箱梁各部分最大压应力和钢箱梁各部分拉压应力值均小于容许应力,这样才能具有一定安全储备。     

钢-混凝土组合梁桥面结构施工阶段受力分析

为确保钢-混凝土组合梁的施工质量和施工安全,采用数值模拟方法对钢-混凝土组合梁桥面结构施工阶段的受力进行分析。结合某公路通道工程1号桥施工,对桥面板施工全程进行三维数值仿真分析,探讨实际桥梁在各加载阶段的钢梁和混凝土板受力情况,为今后钢-混凝土组合梁桥面结构的施工提供参考。