大跨径自锚式悬索桥混合梁结合段受力分析

大跨径自锚式悬索桥的主梁内力随跨径增加而迅速增大,其钢混结合段的受力和构造也较同类跨径的混合梁斜拉桥更为复杂,是影响桥梁整体结构受力的关键问题。结合主跨600 m的重庆鹅公岩轨道专用桥,对大跨径自锚式悬索桥混合梁结合段的受力机理进行有限元分析。研究钢格室及其过渡段的传力机理,讨论连接件布置、连接件刚度以及格室腹板开孔等设计参数对混合梁受力的影响,确定合理的结合段构造。     

混合梁悬索桥钢混结合段局部应力分析

为了解混合梁悬索桥钢混结合段受力性能,为该类型桥梁的设计和科研提供参考,以某混合梁悬索桥工程为背景,采用有限元软件对该桥钢混结合段进行施工过程模拟,分析该部位在各施工阶段下的应力分布特点及变化规律.同时,建立边主梁结合段有限元模型,研究钢混结合段中剪力钉受力状态、结合段各部位传力途径和比例等.分析结果表明:该桥结合段钢结构、混凝土应力基本满足规范要求,仅在混凝土局部较小区域位置拉应力偏大,需要在构造上采取相应措施;结合段剪力钉最大受力为52.3 kN,小于规范限值,说明剪力钉静力承载力不控制结合段设计.     

钢混组合梁徐变效应影响的探讨

以一座钢混组合梁桥实例研究体现了混凝土徐变效应影响不容忽视,结合理论与有限元模型,通过比较组合梁结构应力及挠度结果进行参数敏感性分析,比较了混凝土强度、混凝土桥面板的理论厚度、混凝土龄期、环境年平均湿度、抗剪连接件的抗剪刚度的复杂影响。     

桥塔钢-混结合段分析

建立钢混结合段三维有限元模型,通过多种最不利工况静力计算,分析钢塔柱、混凝土塔柱及钢混结合处的应力和变形,确定各部件的应力状况及分布,研究钢混结合段接头的传力机理,对设计方案提供指导。     

斜拉悬索协作体系桥梁塔-基钢混结合段受力分析

为了解斜拉-悬索协作体系桥梁塔-基钢混结合段受力情况，根据某实际工程，利用ANSYS软件建立塔-基钢混结合段的三维实体有限元模型，分析计算其在最不利荷载工况下的力学特性。结果表明：运营阶段的作用效应组合工况为塔-基钢混结合段受力最不利荷载工况；塔-基钢混结合段的钢箱部分受力呈近承台面应力水平低、近结合段上分界面应力水平高的分布规律，钢箱部分最大Mises应力小于材料屈服强度；主桥塔钢箱内填混凝土在钢混结合段上分界面处及与承台顶面交界面因尺寸突变均出现小范围点状拉应力集中，峰值达8.5 MPa；最大主压应力为16.8 MPa，均小于规范限值。在不考虑极少位置应力集中开裂的情况下，塔-基钢混结合段受力安全。     

海河大桥钢混结合段应力分析

钢混结合段的构造措施与设计是混合梁斜拉桥设计中的关键技术问题。以天津海河大桥——双索面独塔混合梁斜拉桥钢混结合段为例进行局部应力分析,讲述采用有限元模型进行准确分析的方法,并对结果进行分析研究,验证了设计的科学性和合理性。     

混合体系斜拉桥钢混结合段试验模型研究

为研究大跨混合体系斜拉桥中主梁钢混结合段对结构受力的影响,把握其受力特性及传力机理,首先结合整体杆系模型,分析了结合段不同位置对结构整体受力的影响,提出了结合段位置的设计原则;并制作了该桥无格室后承压板式钢混结合段1∶3试验模型,完成了标准组合、1.0倍和1.6倍承载能力基本组合3个工况下的静力加载试验,获得了模型钢梁、混凝土梁和结合部位的应力应变、变形分布情况;建立了空间实体有限元计算模型对其进行了应力分析,采用应力积分方法获得了结合段各部位的传力比例。结果表明:各试验工况下,试验模型没有出现开裂,各部位应力结果均小于理论分析值,应力从钢梁段至混凝土梁段平稳传递,表明钢混结合段结构和构造设计合理,安全储备足够。可为类似工程提供参考。     

集簇式焊钉连接件抗剪承载力试验及计算方法

为了深入研究集簇式焊钉连接件的抗剪性能,结合装配式钢混组合桥梁焊钉连接件布置特征,以焊钉层间距和焊钉排数为变化参数,设计并完成了5组共10个焊钉连接件的静力推出试验,并建立了25组集簇式焊钉连接件精细化有限元模型,提出了同时考虑焊钉层间距和焊钉排数引起的群钉效应的单钉抗剪承载力折减系数计算公式。试验和分析结果表明：集簇式焊钉连接件受剪作用下由于各排焊钉之间剪力传递的不均匀性出现分批剪断现象,焊钉层间距较小时,各层焊钉之间混凝土破坏区域发生重叠,削弱了焊钉的抗剪承载力;与单钉连接件的荷载-滑移曲线特征不同,集簇式焊钉连接件持荷段较长,呈现出较好的延性,其破坏阶段呈阶梯状分布规律,验证了各排焊钉之间的承剪不均匀现象;单钉平均抗剪承载力随焊钉层间距增大而增大,随焊钉排数的增加而减小,当焊钉层间距超过8d时,可忽略其对抗剪承载力的影响;受预制桥面板预留剪力槽孔尺寸限制,装配式钢混组合桥梁常用的集簇式焊钉连接件层间距取值为4d~8d,排数取值为3r~7r;基于推出试验和有限元参数分析结果提出了同时计入焊钉层间距和焊钉排数的集簇式焊钉连接件抗剪折减系数实用计算公式,可为装配式钢混组合桥梁中集簇式焊钉连接件的设计计算提供理论依据。     

混合梁钢混结合段格室受力精细化分析

钢混结合段是混合梁研究的重点,如何模拟结合段复杂构造是结合段受力性能分析的关键。现以某混合梁斜拉桥为背景,开展了钢混结合段格室受力的精细化分析,研究钢混结合段的受力特性。精细化分析利用ANSYS截取结合段格室局部建立有限元模型,模拟其格室、承压板、开孔板、剪力钉和PBL键的构造,分析其在轴向力作用下的响应,剪力钉的传力规律,混凝土与钢格室之间的相对滑移关系,以提出结合段合理的简化模拟方法,为类似结合段的分析提供参考。     

江西吉水赣江二桥工程总体设计

吉水赣江二桥工程桥梁全长1310 m,主桥采用跨径为2×110 m的独塔斜拉桥,江中引桥采用40 m标准跨径预应力混凝土预制小箱梁桥,陆上引桥采用预应力混凝土大箱梁桥。斜拉桥采用预应力混凝土双肋式主梁、双索面斜拉索,主塔上塔柱采用钢结构,下塔柱采用混凝土结构,中间设置钢混结合段。钢混结合段采用有格室后承压板形式,钢与混凝土间通过焊钉和开孔板连接件结合。为研究其受力性能,进行了缩尺比为1:3的模型加载试验。试验结果表明,该桥结合段受力合理。重点介绍该工程总体设计、科研试验及主塔技术特色。     

基于响应面法的钢管混凝土组合桁梁桥多尺度有限元模型修正

为建立适用于钢管混凝土桥梁的高效、高精度有限元分析模型，提出一种基于响应面法的全桥多尺度有限元模型修正方法。首先以一座钢管混凝土组合桁梁桥为工程背景建立包含全桥、组合桁梁桥面板以及钢管混凝土桁架杆件3个尺度的ABAQUS全桥多尺度有限元模型。在考虑钢管混凝土结构的特点和施工误差的基础上选取桥面板混凝土弹模、厚度，桁架弦杆内混凝土弹模，钢材弹模以及加载车辆荷载5个影响因素作为待修正参数；根据实桥试验条件选择中跨跨中挠度、下弦空管弦杆应力、墩顶钢管混凝土弦杆应力、墩顶受压腹杆应力以及桥面板顺桥向应力5个目标函数。其次采用中心复合设计方法生成了待修正参数的样本集，并将每组参数样本代入有限元模型进行计算。进而采用响应面法建立待修正结构参数和目标函数的2次多项式函数关系，结合参数显著性分析得到响应面方程。最后结合实桥试验结果对多尺度有限元模型3个尺度上的结构参数进行同步修正。结果表明：修正后的参数变化情况与依托工程的实际施工情况相符；采用修正后的参数建立的多尺度有限元模型计算值与实桥试验结果吻合良好；修正后的有限元模型具有较高的精度，可真实反映实际工程中桥梁结构的受力状态。该修正方法可为桥梁结构运营期间的健康监测、状态评估、损伤检测提供可靠的分析手段。     

钢混结合段局部受力性能研究

基于某三跨变高度钢-混凝土混合连续梁的钢混结合段的构造特点。利用Ansys有限元软件建立钢混结合段的空间实体有限元模型。其中混凝土采用solid45实体单元模拟,钢板采用shell63板单元模拟,体内预应力筋采用link8单元,体外预应力通过梁端荷载施加。钢板和体内预应力与混凝土之间均以约束方程形式连接。取钢混结合段最大弯矩工况(最不利)为研究对象,验算各构件的应力状况。研究结果表明,本工程设计的钢混结合段能够合理可靠传递荷载,构造较为合理。     

自锚式悬索桥钢-混结合段受力性能研究

混合梁在自锚式悬索桥中具有广泛应用，其钢-混结合段是影响结构整体受力的关键部位。以主跨336 m的上海嘉松大桥为工程背景，建立了考虑相对滑移的钢-混结合段板壳-实体有限元模型，分析了混凝土、钢结构应力及抗剪连接件的剪力分布规律，研究了结合段受力性能，并提出了连接件最大剪力简化计算方法。     

青衣江大桥钢混结合段局部应力分析

结合青衣江大桥的设计特点,运用有限元软件FEA建立青衣江大桥钢混结合段结构分析空间有限元模型.采用桁架单元模拟,并根据桥梁设计规范中弹性组合和短期组合的最不利荷载工况,分析钢混结合段在这2种工况下的应力状态,检验设计的安全性与合理性.     

摄乐大桥桥塔钢混结合段受力分析

斜拉桥桥塔钢混结合段构件繁多,构造复杂,致使其受力情况难以明确,对于异形截面的桥塔尤其如此。以太原摄乐大桥异形截面桥塔的钢混结合段为研究对象,首先采用Midas Civil软件建立全桥空间杆系模型进行分析,确定了钢混结合段的内力情况,在此基础上再利用大型通用有限元软件ANSYS建立钢混结合段的空间板壳实体模型进行分析,明确该区段钢板、混凝土以及锚固钢筋的受力情况。分析结果表明:该桥桥塔的钢混结合段内力传递平顺,安全储备良好,构造比较合理;若要进一步提高设计的技术经济合理性,可以采取措施提高下层承压板的传力比例,另可以适当减少锚固钢筋。     

鄂东长江大桥混合梁结合段受力分析

鄂东长江大桥为主跨926 m的混合梁斜拉桥,混合梁结合段采用有格室后承压板形式,钢与混凝土间通过焊钉和开孔板连接件结合。为得出连接件受力分布和内力分担比例,校核连接件布置,对该结合段局部格室建立空间有限元模型,并考虑相对滑移、承压接触和连接件作用进行受力分析。研究结果显示,连接件和承压板各分担约50%的轴压力。焊钉作用最大剪力约为40kN,开孔板连接件约为130 kN,开孔板传力作用明显。沿主梁轴向,钢格室应力平缓减小,混凝土轴向压力线性增加,结合段应力过渡平滑。计算结果与模型试验结果较为吻合。     

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。     

浅谈钢混结合段在连续梁桥中的应用及设计要点

为了研究钢混结合段在连续梁桥中如何实现刚度的平稳过渡,对钢混结合段在连续梁桥中的应用与发展进行了总结,分析了钢混结合段的设计要点,并根据余杭区崇贤至老余杭连接线(高架)工程详细的分析了结合段的具体构造以及构造的合理性.通过实际工程案例,详细分析了钢混结合段在该工程中的应用.     

钢混结合段桥面铺装方案研究

为了解钢混结合段铺装结构的受力特征,设计出科学合理的铺装结构,以永川长江大桥——(64+2×68+608+2×68+64)m七跨连续半飘浮体系双塔混合梁斜拉桥为例,采用理论计算与试验研究相结合的方法,对钢混结合段采用环氧沥青混凝土、浇注式沥青混凝土铺装方案的结构受力特性进行分析,结合2种方案的优点,研究出灌注式环氧树脂混凝土铺装结构。分析结果表明:相对于钢箱梁段,钢混结合段铺装对铺装混凝土的耐疲劳性能要求不高,但对防水粘结层的粘结和抗剪性能有较高要求。灌注式环氧树脂混凝土铺装结构是将环氧树脂灌入已经铺装好的沥青混合料中,具有较高的力学强度和耐疲劳性能。实桥使用效果证实了该铺装结构设计合理、工艺可行。     

轨道交通钢混结合连续梁设计及关键技术研究

钢混组合结构因能充分发挥混凝土和钢结构的材料性能优势而被越来越广泛应用。施工过程中大节段钢梁吊装，对路口的交通影响较小等优点使得钢混结合梁在城市建设中占据重要地位。在轨道交通桥梁中，混凝土桥面板能很好的与轨道结构相适应。结合长沙市轨道交通1号线北延一期工程高架区间跨开顺路口的（40+60+40）m钢混结合连续梁，分析钢混结合连续梁的结构受力特性。研究了采用不同措施如桥面板分段浇筑、正弯矩区压重、支点顶升落架、支点双结合、使用抗拔不抗剪连接件等对改善负弯矩区桥面板受力的优劣势。研究结果表明，钢混结合连续梁在城市轨道交通中的应用良好；采用支点顶升落架、支点双结合两个措施对改善桥面板受力效果最优。