横向异种类型混合桥面设计方法

在重车道采用疲劳性能较优但重量或造价较高的桥面形式，如超高性能混凝土（UHPC）华夫板、超高性能混凝土（UHPC）钢组合板等，在快车道采用传统正交异性钢桥面，组成混合桥面系统，可提升桥面结构疲劳寿命的同时降低结构的自重或造价，充分利用材料性能。针对横向由不同类型桥面组成的混合桥面，通过梁格模型参数分析得到了桥面板跨度、桥面板构造参数等对其各部分承担荷载比例和横向有效宽度的影响规律，并拟合分析数据得到了计算公式。基于此，提出了混合桥面的设计方法。     

沪通长江大桥高性能结构钢的研发与应用

针对高速铁路大跨度桥梁的特点,总结该类桥梁用系列高性能结构钢的研发与应用。采用低碳多元微合金化的成分设计、TMCP工艺,在京沪高速铁路南京大胜关长江大桥上研发应用了Q420qE高性能结构钢,钢种晶粒细化、软相铁素体和硬相贝氏体组织适度,结构钢具有较高的强度、良好的低温韧性和焊接性能。采用类似的技术路线,在沪通长江大桥上研发应用了Q500qE高性能结构钢。继2个钢种成功应用后,采用低碳微铌合金化成分研发了Q370qE高性能结构钢作为钢桥大量使用的最基本的用材。Q370qE-Q420qE-Q500qE系列高性能结构钢成功研发,并已经在桥梁里程碑式工程上得以应用。     

国外高性能桥梁用钢的研发

日本、美国及欧洲分别投入了大量资源开发高性能桥梁用钢.日本新日铁公司研发的BHS500及BHS700W高性能钢碳当量低,焊接裂纹敏感系数小,能够进行大线能量焊接,在具有良好的综合力学性能的同时,还具有一定的耐候性;美国HPS系列高性能桥梁用钢品种多,能使桥梁制造成本降低18%,重量减轻28%;欧洲变截面钢板的应用减少了...     

基于混合设计的高性能钢梁抗弯性能及延性试验

基于混合设计的理念,采用中国产高性能钢HPS 485W和普通结构钢Q235,加工制造了6片混合设计工字形钢梁,在跨中单点加载,研究试验梁的抗弯承载能力、变形特征及最终的破坏形态。试验结果表明：腹板屈曲强度和试验梁侧向支撑刚度对试验梁的极限承载力、延性和失效形式有显著影响;试验梁的抗弯承载力主要由翼缘提供,但抗弯延性主要受腹板控制,承载力下降阶段受腹板屈曲强度影响显著;采用厚实截面设计的高性能钢梁可以达到全截面塑性,在有效的侧向限位下高性能钢梁具有很好的延性。试验结果与理论计算结果的对比表明,塑性弯矩理论计算结果与试验值吻合较好。     

高性能钢桥设计指南

高性能钢的研究及其在桥梁工程中的应用已经成为当前桥梁创新设计的重要方向之一。为了推动高性能钢的工程应用,本《高性能钢桥设计指南》系统地介绍高性能钢的材料性能、设计制造要点及高性能钢桥典型桥例,并提供相关参考信息。     

C60高性能混凝土在大跨度组合梁中的运用

上海长江大桥105 m钢-混凝土组合箱梁采用C60高性能混凝土,湿接缝采用高性能纤维微膨胀混凝土.简要介绍高性能混凝土的配合比设计及其施工运用.     

超细晶粒钢的应用研究

介绍了“973项目”研究的新一代钢种——超细晶粒钢，并以攀钢生产的超细晶粒钢为例介绍了其在东风汽车有限公司的试用情况及应用前景。论述了超细晶粒钢的超细晶粒及高强度与高韧性良好匹配的特点。超细晶粒钢可在降低汽车制造成本方面发挥其优势。     

采用高强度钢和高性能混凝土的新型公路桥梁设计

用混合梁、高强度钢材加上高性能的混合土的公路桥梁设计已经成为了未来该类工程的一个发展方向。高强度的钢材的应用有着很明显的一些优势,比如可以减轻桥梁上部结构的重量,另外还能够对桥梁的基础设计以及墩台都起到很好的影响,对自然资源也起到一个保护作用。高性能的混凝土有着普通混凝土不可比拟的优势,如它的配制采用的是优质的材料,具有以下的一些特点:便于浇注,振捣简单,不易离析,拥有稳定的力学性能,在早期具有很高的强度,韧性非常好,体积保持较为稳定等。本文对高性能混凝土和高强度钢的一些在新型公路桥梁施工中的要求条件和技术应用、施工工艺等进行了分析。     

广东清远北江四桥工程主桥超高性能混凝土-钢组合桥面板结构设计

广东清远北江四桥主桥采用单索面宽幅支承体系混合梁斜拉桥,而钢箱梁存在钢桥面铺装层易破损和钢结构疲劳开裂的通病难题,为解决其难题,主桥钢箱梁桥面采用超高韧性混凝土-钢组合桥面板,着重介绍了北江四桥主桥钢箱梁超高性能混凝土-钢组合桥面板结构构造,并采用了有限元对其进行了受力分析,计算结果表明超高韧性混凝土有效降低钢桥面结构的应力及变形,并改善铺装层的受力状况。     

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。     

官新高速公路马路口资水大桥主梁方案比选

湖南官新高速公路马路口资水大桥主桥为主跨500 m的双塔双索面半飘浮体系斜拉桥,在该桥主梁设计时,提出了钢-UHPC组合梁(方案1)和钢-混组合梁(方案2)2种方案。为选择合理的主梁方案,对2种主梁对应的大桥结构方案进行设计,采用MIDAS Civil和ANSYS软件分别建立全桥和UHPC局部受力模型,分析2种方案的结构静力、动力性能,最后对2种方案的经济性进行比较分析。结果表明:2种方案的结构受力均能满足规范要求;与方案2相比,方案1的自重较小,可以明显降低其他结构部件工程量,其桥面板的抗裂性能好,建造成本可降低约3.3%。因此,该桥主梁推荐采用钢-UHPC组合梁方案进行设计。     

广东清远市洲心大桥关键技术研究

洲心大桥为广东省清远市跨越北江的一座大型公路兼城市道路桥梁,主桥为双塔宽幅单索面支承体系混合梁斜拉桥,跨径布置为100 m+218 m+100m,桥宽43 m,不对称曲线造型桥塔,塔梁固结,塔墩采用测力调力球型支座连接,桩基施工采用双液旋喷注浆技术形成人造持力层,行车道桥面板采用钢-超高性能混凝土组合桥面,桥面排水采用新型排水构造设计等.重点介绍了该桥的总体设计与关键技术.     

汉高乐泰~3038促进塑料汽车结构的增长

世界经济经历了前所未有的金融危机,目前开始逐渐复苏,减重便成为全球汽车业的主要趋势,它要求产业具有更高的能效和成本效益。市场调研显示,汽车行业对塑料的使用越来越多,而消费者也希望能够减少车辆使用方面的成本。高性能结构粘合剂产品的推出,如乐泰~3038,使得塑料汽车结构的建造在技术上比以往任何时候更具可行性。     

钢结构桥梁全寿命建造与安全运维专栏导语

近年来,我国钢结构桥梁建设飞速发展,取得了举世瞩目的成就,但我国国情、气候条件和桥梁工程所处的历史发展阶段决定了钢结构桥梁实际性能和建造品质仍需不断提升。《交通强国建设纲要》和《交通领域科技创新中长期发展规划纲要(2021~2035年)》明确部署未来需有效提升交通基础设施高质量建养技术水平。结构高性能设计建造与安全运维作为支撑钢结构桥梁可持续发展的核心和关键,是当前桥梁工程界高度关注的研究课题。梳理该领域的新问题和新需求,总结相关新理念、新理论、新方法、新材料和新技术等方面的最新研究进展和最新科研成果,是促进钢结构桥梁高质量发展,推动该领域理论与技术创新,进而提升我国钢结构桥梁技术水平的战略需求,具有重大意义。为推进钢结构桥梁全寿命高性能设计建造与安全运维的高质量发展,引领该领域的理论进步和技术创新，《中国公路学报》编辑部邀请同济大学李国强教授,广西大学韩林海教授,长安大学贺拴海教授、刘永健教授、张岗教授,西南交通大学张清华教授作为组稿负责人,共同向该领域的知名专家、学者约稿,出版本期“钢结构桥梁全寿命建造与安全运维”专栏。本专栏共收到相关论文80余篇,最终录用16篇。研究内容集中于以下2个方面:(1)钢结构桥梁全寿命建造。主要内容包括:钢管混凝土桥塔工程应用与研究进展、螺旋箍筋约束高强混凝土柱轴心受压性能试验、纵肋-面板双面焊构造细节应力行为试验和有限元分析、钢桥板式加劲肋局部稳定试验与设计方法、横肋波纹板方钢管约束混凝土短柱轴压力学性能、大跨度斜拉桥双向曲面混合桥塔钢-混结合段受力性能、钢管混凝土节点承载力计算方法。(2)钢结构桥梁安全运维。主要内容包括:基于超声导波的钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳裂纹检测方法、动荷载作用下钢结构涂装的累积损伤机理与预测模型、波纹腹板开孔对预应力钢~混凝土组合梁抗火性能的影响、碳氢火灾下钢-混组合梁破坏试验、大跨桥梁油罐车火灾模型计算方法、服役斜拉索疲劳状态的全场域在线实时监测与智慧感知、工业海洋大气环境下焊接耐候钢Q355NHD腐蚀后力学性能、致损荷载信息缺失在役钢桥的疲劳损伤状态重构问题、复杂环境下连续弯钢箱梁耐火性能提升方法。为响应国家绿色交通建设的号召,实现交通基础设施建造领域中的“减排降碳”，钢结构桥梁是当前我国桥梁工程的重要发展方向。提升钢结构桥梁全寿命高性能设计建造与安全运维,是“碳达峰、碳中和”交通基础设施领域实现战略目标的重要支撑。《中国公路学报》将持续关注该领域的国内外最新研究进展,以期为广大专家、学者及工程技术人员提拱学习、交流的平台,促进我国桥梁建设事业的高质量与可持续发展。     

钢-铝混合驾驶室材料-结构轻量化设计

为了得到更为完善的商用车驾驶室轻量化设计,提出了钢-铝混合驾驶室材料-结构一体化轻量化方法。首先基于灵敏度分析、等刚度近似理论与等强度理论建立了性能驱动的材料选择方法,并针对钢制驾驶室初步设计了钢-铝混合材料方案。然后通过折衷规划法的拓扑优化识别了驾驶室关键传力路径,并加强了相关结构。其次考虑驾驶室零件厚度、截面尺寸设计参数,建立了驾驶室质量、刚度及模态性能的径向基函数的代理模型,并采用多目标粒子群优化方法对驾驶室进行多目标优化设计。优化结果表明,在满足驾驶室刚度、模态和碰撞性能的要求下,驾驶室质量减轻了12.8%。该方法对钢-铝混合驾驶室轻量化有实际的工程指导价值。     

赤水河大桥索塔快速建造关键技术研究

赤水河大桥主桥为主跨1 200 m悬索桥,索塔高233 m,由塔柱和上、下2道横梁组成。索塔采用6 m节段液压爬模、塔梁异步与主动横撑配套施工工艺,利用有限元数值仿真技术,论证了该工艺的可行性。塔梁异步施工,塔柱施工到一定高度施工下横梁,塔柱封顶后,同步施工上部结构和上横梁,上、下横梁均不占主线工期。横梁采用空中附壁支架施工,节省了用钢量,减少了占用塔吊的时间。同时,高性能混凝土的成功应用,以及钢筋安装新型工艺的实施,极大提高了索塔建造质量和建造工效。上述工艺实现了索塔的快速建造。该工程并没有采用特殊施工设备,该工艺在高墩建造方面具有极大的推广价值。     

上海长江大桥结构防腐蚀技术措施

根据上海长江大桥桥位处长江入海口的环境条件、桥梁结构特点以及不同构件所处的暴露环境区段的特殊性,进行结构防腐蚀设计,提出满足设计使用年限100年的技术措施.混凝土结构采用高性能混凝土与适当的混凝土保护层厚度及涂层等保护措施;钢管桩采用熔融结合环氧粉末涂层与外加电流阴极保护的联合保护;钢主梁外表面采用电弧喷铝长效防腐技术,钢主梁内部采用除湿系统,控制室内空气相对湿度在50%以下.对高性能混凝土从原材料、配合比、拌制、浇筑、养生等施工环节制定了相应的质量控制措施.     

钢-UHPC组合梁自锚式悬索桥力学性能与经济性分析

为了解钢-UHPC组合梁自锚式悬索桥的受力性能及经济性,以益阳青龙洲特大桥为背景,建立全桥空间有限元杆系结构模型及组合梁局部有限元模型,研究钢-UHPC组合梁的抗弯承载能力、UHPC桥面板的抗裂能力,并与常规钢-混组合梁经济性进行对比。结果表明:在最不利组合下,组合梁箱形钢主梁、钢横梁的最大拉应力分别为206.3MPa、212.9MPa,小于钢材抗拉强度设计值;正截面承载能力状态UHPC桥面板上、下缘最大压应力分别为33.76MPa、24.4MPa,安全系数达1.85,结构受力安全;频遇组合下UHPC纵肋下缘最大拉应力为16.73 MPa,为初裂应力的89%,抗裂性能良好。桥面板采用UHPC结构时,比采用普通混凝土结构增加了163%的建造费用,但综合结构变化后的其他主要分部工程,总体建造成本仅增加2.0%,考虑到UHPC结构优异的力学性能及耐久性,钢-UHPC组合梁方案经济上较为合理。     

采用高强度钢和高性能混凝土的新型公路桥梁设计

以高强度钢材、混合梁及超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)板设计的新型双梁桥为实例。该桥梁的设计根据欧洲规范进行校核。这种混合梁的设计在很大程度上得益于欧洲规范,这是由于法国现行的规范中不允许出现钢屈服,所以这种混合梁在法国桥梁中从未出现过。S460和S690两种规格钢材的运用,不仅减轻了上部结构的重量,同时对桥梁的墩台和基础设计有着积极的影响,而且也保护了自然资源。其资产负债经济表显示,用这种材料建成的桥梁钢材重量减少达40%,整体上部结构重量减少25%。     

空间异形混合桥塔钢混凝土结合段有限元分析

钢混凝土混合结构在斜拉桥的设计中被广泛应用。临沂市西安路祊河大桥为独塔斜拉桥,桥塔采用三根塔柱组成空间异形混合桥塔,桥塔的三根塔柱均采用钢混凝土混合结构型式。对大桥的空间异形混合桥塔塔柱的钢混凝土结合段建立有限元模型,并对其进行分析。重点研究采用PBL连接件的全截面承压传剪式钢混凝土结合段各构件的受力情况及传力效应,重点强调在此类钢混凝土结合段设计中应注意PBL连接件的传力不均匀性及混凝土受钢结构传力所产生的拉应力。