环氧树脂粘结剂在节段预制拼装桥梁中的应用

桥梁节段预制拼装技术是未来桥梁建设的主要发展方向,而节段箱梁接缝的填缝材料对节段箱梁的承载能力以及耐久性都起着非常重要的作用。结合重庆市华岩隧道西延伸段项目,介绍了环氧树脂粘结剂在节段箱梁拼接中的作用、性能以及参数要求,并建立了环氧树脂胶结缝的有限元模型,详细分析了胶结缝在成桥荷载作用下的应力状态,对节段预制拼装梁的设计和研究提供了一定的参考。     

全体外预应力节段梁桥使用性能足尺模型试验

芜湖长江公路二桥引桥首次采用全体外预应力节段预制拼装连续梁桥,为明确结构使用阶段受力性能,进行足尺模型试验研究。试验以"1跨+1/3跨"结构作为足尺模型试验梁,对跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩及支点最大扭矩工况下主梁变形、关键截面应力及转向块等构件的受力状态进行分析。结果表明:在使用阶段跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩及最大扭转状态下,试验梁各测试断面均未发生开裂,具有良好的抗裂性;结构的应力及变形响应与理论计算值较吻合,处于弹性工作状态且受力状态良好;墩顶横梁及转向块结构使用阶段工作性能良好。     

箱梁预制节段吊装过程吊点应力研究

箱梁预制节段拼装施工技术、体外预应力技术和先进架桥设备技术的完善和标准化,使我国箱梁预制节段拼装施工技术得到快速发展。以苏通大桥75m预应力混凝土连续梁箱梁预制吊装施工为例,对预制节段吊装进行受力分析。将吊装过程分为加速阶段、减速阶段、平稳阶段,重点研究加速阶段与平稳阶段的吊点应力,得出吊点应力随起吊加速度变化的规律。     

全体外预应力节段预制拼装连续梁桥承载能力足尺模型试验

芜湖长江公路二桥引桥首次采用了全体外预应力节段预制拼装连续梁桥,这一新型结构可采用工厂化预制,机械化安装,适应工业化建造,可显著提高建造效率,有效控制工程质量。为了对这种结构的受力性能进行全面研究,开展了全体外预应力节段拼装连续梁桥足尺模型试验。试验以背景工程5×40 m结构为原型,采用"1跨+1/3跨"的试验梁设计方案模拟连续梁特性。开展了施工全过程的同步测试,对梁体变形、结构应力和体外束应力变化进行了测试分析,并针对节段拼装连续梁的跨中断面开展了极限承载性能测试,分析了试验梁在极限破坏过程中变形、裂缝发展、体外束应力增量、主梁应力应变等结构响应。结果表明：采用"1跨+1/3跨"的设计方案能较好地反映连续梁的结构性能;施工过程中节段梁处于较好的弹性状态,跨内断面的纵向应力分布与体内束箱梁有很大区别,跨中断面纵向应力分布更为均匀;极限加载过程中,裂缝首先在弯矩最大断面附近接缝处出现,并形成一条主裂缝,沿着接缝逐渐向顶板发展,截面的受压区高度不断减小,结构的变形、顶板混凝土的压应力和体外束的应力也随之增大,最终因顶板混凝土压溃而丧失承载能力,试验梁实测承载能力为其设计承载能力的1.21倍;在极限加载过程中,体外预应力的最大增量为298 MPa。该新型结构的承载能力破坏过程为一个缓慢的延性变化过程,具有较好的安全储备,符合桥梁结构设计的要求。     

大悬臂盖梁节段拼装施工及应用

大吨位大悬臂盖梁的快速拼装施工是桥梁下部结构预制施工的关键问题。提出了一种直接利用地面吊机实现盖梁悬臂节段架设的挂锁施工法,介绍了挂锁系统的基本组成及挂锁法施工流程,并根据节段接缝面应力状态要求,给出了锁定次序和锁定力的约束条件。基于试验盖梁的施工阶段及运营阶段荷载试验监测数据,对挂锁法施工用时,接缝面应力状态、拼装精度和刚度、以及抗裂性等施工和使用阶段性能进行了分析和评估,可为同类结构施工和评估提供借鉴。     

体外预应力节段预制胶拼梁抗弯极限承载能力模型试验研究

为研究体外预应力节段预制胶拼梁的抗弯极限承载能力和破坏模式,以某3×30m一联连续箱梁桥为背景,以偏不利的实桥中跨为研究对象,根据相似理论,设计制作了一跨缩尺比为1∶3的10m简支工字型试验梁,按照设计承载能力极限状态跨中最大正弯矩荷载组合和活载超载2个阶段进行了分级加载试验。结果表明:跨中最大正弯矩工况下,梁体强度和刚度满足设计要求,结构整体受压,处于弹性受力状态;超载工况下,梁体底板逐渐消压,跨中附近接缝截面底板开裂,随后裂缝逐渐变宽并竖直向上延伸,直至荷载超过接缝截面抗力设计值后,顶板局部混凝土压碎,而钢绞线未屈服;体外预应力节段预制胶拼梁具有较大的抗弯极限承载能力,可能发生的破坏模式为跨中附近接缝截面顶板混凝土受压破坏。     

短线拼装法施工的宽幅多节段混凝土箱梁的预制控制

采用短线拼装法施工的宽幅多节段混凝土箱梁的预制施工比常规连续箱梁预制节段施工复杂,控制难度和精度要求更高。该文以石首长江公路大桥北边跨的预制施工为工程背景,详细介绍了宽幅混凝土箱梁预制施工中的无应力线形控制和滑移、起吊、存梁施工中的安全控制,通过无应力制造线形控制最终成桥线形,通过横向预应力的分次张拉控制多次体系转换过程中的梁体安全。工程实践表明:采用短线拼装法施工宽幅多节段混凝土箱梁是可行的,既能保证预制线形也能保证拼装前梁体各工序的安全。     

40 m预制箱梁梁上运梁有限元内力计算分析

利用Midas有限元软件建立40 m预制箱梁模型进行计算分析,研究了简支状态下,已架箱梁在运梁车运梁行进时的内力情况。结果表明,在承载能力极限状态下,箱梁抗弯承载力、抗剪承载力验算通过;在正常使用状态下,正截面抗裂、斜截面主拉应力验算通过;在持久状况和短暂状况下,正截面压应力、主压应力、施工短暂状况应力验算通过。所得结果对今后梁上运梁实际工程应用具有一定的借鉴及参考意义。     

节段梁预制拼装期间收缩徐变及预应力损失分析

体外预应力混凝土节段梁以其独特的结构体系和可预制装配的施工特点,在跨江跨海、城市等建设环境中有较大的优势。但在节段梁预制拼装期间由于存在收缩、徐变及施工偏差等因素,容易引起节段梁施工控制的精度问题,现行规范有关混凝土收缩、徐变及预应力损失多以试验室模型试验结果为依据确定。该文结合五峰山长江大桥引桥节段梁预制拼装案例,建立全桥有限元模型和节段梁模型,分析节段梁在存梁期收缩、徐变的不同模拟方式并进行对比,给出实际条件下存梁对节段梁应变的影响,分析节段梁拼装期间预应力等参数的影响模式,最终提出混凝土节段梁过程控制模拟建议。     

体外预应力节段预制拼装混凝土梁疲劳试验研究

为研究体外预应力节段预制拼装混凝土梁的抗疲劳性能,设计制作了1∶3缩尺模型,进行设计荷载下的疲劳模型试验研究。综合对比国内外多种疲劳荷载计算方法,确定试验疲劳等效荷载;在此基础上,进行了体外预应力节段预制拼装混凝土梁的抗疲劳理论分析和200万次疲劳加载试验。理论分析结果表明,节段预制拼装梁包含的混凝土和体外预应力构件抗疲劳能力具有较大余量,不控制结构的耐久性;试验结果表明,模型在200万次疲劳加载后,各部位均未发现疲劳裂纹,模型的力学特性未随循环次数的增加而发生明显改变,验证了结构设计的合理性和安全性。     

单箱多室箱梁横梁受力研究

为了研究单箱多室箱梁横梁受力情况,需首先求得横梁各道腹板恒载、活载分配情况。旨在研究箱梁横梁各道腹板恒载分配情况,通过结合工程实例,采用大型通用有限元软件MIDAS CIVIL2010建立了多个连续箱梁的实体模型,计算出不同跨度、不同跨数、不同截面的箱梁横梁各道腹板恒载分配力,并将其与目前常用的计算方法所得出的腹板恒载分配力进行了对比。得出了箱梁横梁各腹板恒载分配比例,为单箱多室箱梁横梁的设计计算提供参考。     

波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的设计计算分析

针对目前国内跨度最大的波纹钢腹板预应力组合箱梁桥——三道河中桥,对其箱梁主体、波纹钢腹板、剪力连接键及预应力布置等方面的设计及构造细节进行了介绍;并采用ANSYS建立了其空间有限元模型,参照现行的桥梁设计规范对其设计计算过程中的截面受力、波纹钢腹板的受力、剪力连接键的抗剪能力以及主梁变形等关键性问题进行了详细的阐述。计算结果表明,在正常使用极限状态下,混凝土顶底板的应力、波纹钢腹板剪应力及主梁挠度满足要求,且波纹钢腹板不会在其发生剪切屈服之前而发生局部屈曲、整体屈曲或合成屈曲破坏;在承载能力极限状态下,主梁承载能力满足要求;剪力连接键的抗剪能力满足要求且具有较大的安全储备。可为今后波纹钢腹板预应力组合梁桥的设计计算提供参考。     

京沪高铁天津西站曲线变宽异型钢箱梁设计实践

在恒载、温度荷载和活载等因素作用下连续曲线钢箱梁会出现支座脱空、梁体侧移和翻转等问题。同时相对直梁桥,弯桥扭转效应明显,应引起重视。该文通过京沪高铁天津西站异型连续曲线钢箱梁的设计实践,探讨该类桥梁设计中应注意的若干问题,使连续曲线钢箱梁设计安全、合理、经济。     

嘉绍大桥变幅吊机的强度和稳定性计算分析

嘉绍大桥主航道桥为(70+200+5×428+200+70)m六塔四索面钢箱梁斜拉桥,钢箱梁采用280 t 变幅吊机安装.为分析吊装过程中变幅吊机的强度、稳定性,针对钢箱梁提升高度、重量及风荷载大小,确定了主要构件的计算工况,采用MIDAS Civil程序计算主要构件的最大应力,并采用特征值屈曲计算方法得出对应工况下的...     

大跨度单索面组合箱梁斜拉桥扭转受力分析

采用空间杆系有限元法和剪力流理论分析了东海大桥主航道单索面斜拉桥的组合箱梁扭转受力特性。计算结果表明,成桥运营阶段的主梁扭转剪应力由风荷载控制设计,混凝土桥面板、钢箱梁斜腹板、底板的最大扭转剪应力达到容许剪应力的约30%,在单索面斜拉桥的设计中应当得到重视。     

箱梁横梁计算方法研究

该文通过对箱梁横梁实用简化计算方法-腹板剪力法荷载加载方法进行探讨,并将该计算方法的计算结果与梁格法计算箱梁横梁内力结果进行对比分析,从而确定箱梁横梁恒载及活载简单、实用的加载方法。该方法对横梁的计算具有普遍指导意义。     

基于神经网络的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度研究（双语出版）

腐蚀与疲劳是影响斜拉桥钢箱梁服役可靠性的关键因素，为研究两者双重作用下斜拉桥钢箱梁服役期可靠度的衰退规律，开展了基于神经网络技术的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度分析。首先，通过疲劳强度与钢材强度的关系以及腐蚀引起的钢材抗力衰变，得到了钢材腐蚀疲劳抗力时变模型。然后，通过基于均匀设计法的神经网络技术和非线性有限元方法进行斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠度分析。采用均匀设计法得到影响结构可靠性的基本随机变量的设计样本点，基于ANSYS求解样本点处疲劳荷载作用下的钢箱梁应力幅，通过神经网络得到钢箱梁构件的应力幅函数显式表达式。在建立腐蚀疲劳抗力和疲劳荷载效应时变模型的基础上，构建了斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳时变可靠度的显式功能函数，基于FERUM程序采用JC法计算斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠指标。最后以苏通大桥为例，采用所提方法对钢箱梁局部连接细节服役期的腐蚀疲劳时变可靠度进行了计算，并进行了参数敏感性分析。结果表明：桥面板和U肋腐蚀疲劳可靠指标均随时间增加而减小，但桥面板腐蚀疲劳可靠指标衰退越来越快，而U肋腐蚀疲劳可靠指标则衰退越来越慢，桥面板腐蚀疲劳寿命不足100年。研究结果为斜拉桥钢箱梁服役期的运营维护提供了指导。     

箱梁腹板倾角对主梁刚度和受力影响计算分析

针对铁路矮塔斜拉桥中采用的单箱双室箱梁,改变其腹板倾角,利用大型有限元分析程序MIDAS建立了三个空间梁单元计算模型;计算比较不同腹板倾角箱梁的活载挠度和应力以及体系温度作用下的应力,归纳出不同腹板倾角的箱梁在活载和体系温度作用下的主梁刚度和受力的影响。通过对以上两种荷载下计算结果的分析,得出108.48°倾角箱梁在刚度和受力方面相对较优,建议采用。     

波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的理论与试验研究

基于能量变分法原理推导了波形钢腹板组合箱梁在集中荷载和均布荷载作用下的剪力滞效应计算公式,讨论了波高区混凝土的合理计算宽度取值问题;制作了2根模型梁、并进行了在集中荷栽和均布荷载作用下的加载试验,通过实测箱梁翼板的纵向应力分布来研究这种组合结构在外荷载作用下的剪力滞效应的变化规律;在此基础上利用空间有限元分析程序进行了数值分析.结果表明:剪力滞系数的理论值、模型实测值以及空间有限元计算值吻合良好,波高区混凝土按1倍波高进行取值计算时结果偏于安全;集中荷载相对于均布荷载而言,其剪力滞系数较大;结果证明了本文公式可用于波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应计算.     

大悬臂多腹板宽箱梁受力特性研究

结合工程实际,应用有限元软件MIDAS/CIVIL分别建立杆系有限元模型和空间实体模型,对大悬臂、多腹板、宽箱室变截面箱梁在对称荷载作用下的剪力滞效应、偏载作用下的腹板受力不均匀效应进行分析。结果表明,截面上下翼缘剪力滞效应较为显著,按规范提供的有效翼缘宽度折减计算不能完全包络剪力滞效应的影响;同时,箱梁的偏载效应从跨中至支点方向逐渐增大。