大跨径简支钢-混凝土组合梁桥设计研究

钢-混凝土组合梁桥可以充分发挥钢材和混凝土各自的优势,具有良好的力学性能和施工性能。基于大跨径简支钢-混凝土组合梁桥设计实例,论述其计算方法及力学性能。此类梁桥在成桥及运营阶段的各部分应力均满足规范要求;后续类似设计中还可考虑采用塑性设计进行比选;临时支撑可以有效改善钢梁受力。简支钢-混凝土组合梁桥具有广阔的应用前景。     

高速铁路常用跨度抢修梁施工技术

京张高铁官厅水库特大桥两侧边孔设计成32m简支钢-混组合梁,模拟高速铁路常用跨度抢修梁设计。该结合梁与高速铁路常用跨度32m双线预应力混凝土箱梁截面高度、宽度相同,设计为双箱单室截面。钢结构部分采用工厂分块加工,运至现场后采用履带吊机原位支架拼装。分块连接采用栓焊结合的方式,顶面板采用焊接连接,其余部分连接采用栓接。钢筋混凝土桥面板采用现场浇注法施工。2孔32m钢-混组合梁用时1个月架设完成。     

大跨径简支钢-混组合梁结构设计研究

为解决国道207跨河桥梁跨越虎度河、松东河、苏支河3条河流时,河堤上不容许搭设支架施工困难的问题,文中以56 m简支钢-混组合梁为研究对象,采用midas Civi软件建立有限元分析模型,对施工及成桥阶段受力、施工工期、结构经济性及对环境的影响等方面进行分析。结果表明,采用顶推法施工简支钢-混组合梁方案,各施工及成桥阶段结构受力均能满足规范相关要求,能较好地解决河堤禁止搭设支架,施工困难的问题,满足堤防要求,对周边环境影响小,同时工程造价较原设计有所降低,且施工工期与原方案基本相当。     

大跨径组合梁桥移动悬索支架设计施工技术

钢-混组合桥梁的设计施工方法灵活多变,适应性强,本文以某大跨连续钢-混组合箱梁桥为背景,提出移动悬索支架的设计施工综技术并进行了参数优化分析,结果显示,采用本技术可最大限度发挥出钢和混凝土两种材料的性能优势,有效提高大跨钢-混组合梁桥的经济性和适应性。     

梁桁体系钢-混组合梁有限元分析及设计参数研究

为研究设计参数对梁桁体系钢-混组合梁受力性能的影响,依据梁桁体系钢-混组合梁试验模型参数,应用非线性有限元软件Abaqus建立组合梁的有限元模型,其计算结果与试验结果吻合较好。利用有限元方法,以典型无桁架的钢-混组合梁、混凝土板厚、混凝土强度、钢梁强度等级、混凝土板宽、桁架角度和高跨比等为参数,对其极限承载力的影响进行了分析。结果表明:相比典型的无桁架的组合梁,梁桁体系钢-混组合梁承载力提高了17%;混凝土板厚的增加,提高了组合梁的抗弯刚度;钢梁强度的提升对组合梁的承载力有显著提高;混凝土板宽实际应用时应确保有效板宽的宽度以提高工程的经济性;组合梁高跨比对其刚度及承载力影响均比较大。     

高海拔大温差环境钢—混组合梁温度效应研究

因材料导热系数的显著差异，高海拔地区钢—混组合桥梁可能出现超出规范的环境温度效应。针对拟建藏区某40 m跨径简支钢—混组合梁桥，通过热—结构耦合分析，研究了环境因素作用下的温度场以及结构温致效应，并对桥梁结构选型提出了建议。研究表明，在高海拔环境中，钢—混凝土组合梁存在较大温差梯度，且温差值、温差曲线与现有设计规范存在一定差异；环境温度下混凝土板应力分布极不均衡，温致拉应力超过材料抗拉强度；温致应力峰值多位于钢—混交界面，此处易成为结构薄弱环节；钢箱组合梁箱内、外混凝土应力水平差异较大，且温致结构竖向变形较大，从结构温致效应角度推荐采用钢板组合梁。     

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。     

钢-混组合结构桥梁的技术特点与应用

随着桥梁建设的快速发展,钢-混组合梁桥因其优越的结构性能,越来越多地被应用于实际工程中,具有十分广阔的发展前景。阐述了钢-混组合梁桥的结构形式、两种材料连接方式以及主要的施工方案等,并对组合梁桥负弯矩区的受力性能做了分析,提出设计建议。     

钢混组合梁桥面板不同施工方法探讨

分析钢-混组合梁桥面板的不同施工方法的影响因素,以45m跨径钢-混组合梁为例,通过计算对比分析桥面施工方法对钢-混组合梁受力的影响,选择更优的桥面板施工方法。     

中小跨度钢-混组合梁桥截面形式适应性分析

钢-混组合结构桥梁作为一种可持续发展的桥梁结构形式,近年来在我国桥梁建设领域得到越来越多的关注。为提升中小跨度钢-混组合梁桥的建设品质,探讨不同结构形式的钢-混组合梁桥的适应性,本文通过有限元实体模型计算,采用对比方法,分析了三种截面形式钢-混组合梁的力学性能和经济性,为不同建设条件下的中小跨度钢-混组合梁方案选择提供参考。技术经济性对比表明:钢板组合梁的经济优势明显,适宜于直线桥梁;钢箱组合梁的应力冗余度和承灾能力高,适宜于山区复杂服役环境的曲线桥梁。     

简支大跨钢-混组合梁桥设计

结合工程实例,介绍了简支大跨钢-混组合梁桥设计要点,有关经验可供相关专业人员参考。     

高速列车通过时钢-混凝土组合梁桥的结构动力特性

塞西亚桥位于意大利新建都灵-米兰高速铁路线上,为7跨简支钢-混凝土组合梁铁路桥,总长322m。介绍高速列车通过时该桥的现场动力测试及动力响应预测计算模型的试验验证。对高速列车(行车速度288km/h)通过时的该桥动力响应进行预测,并将预测结果与试验数据进行比较研究,给出高速列车激励作用下钢-混凝土组合梁铁路桥的结构特性。     

简支钢——混凝土组合梁考虑滑移效应的曲率分布分析

对受均布荷载的简支钢－混凝土组合梁，在考虑滑移效应时，挠曲线的曲率进行了计算。对曲率分布进行了分析。     

大跨径组合梁斜拉桥试设计及力学性能研究

为探索千米级组合梁斜拉桥的技术可行性,以主跨700,800,900,1 000m为目标,开展大跨度双塔组合梁斜拉桥方案试设计。从结构静力强度、静力稳定、颤振稳定等多方面论证方案的可行性,并指出设计主要控制因素。针对主跨1 000m的组合梁斜拉桥,对钢-混界面滑移影响、几何非线性效应两方面的力学性能进行研究。结果表明:设计方案是成立的,组合梁斜拉桥动、静力性能均满足要求,运营组合下近塔区混凝土桥面板应力、主梁面内失稳为设计主要控制因素。对千米级组合梁斜拉桥而言,在组合梁连接件按常规设计的情况下,钢-混界面滑移对斜拉桥受力性能的影响基本可忽略;几何非线性效应对活载工况影响较大,对收缩徐变工况影响较小。     

狮子洋通道钢-混组合梁桥结构选型研究

狮子洋通道全长约35 km,为高速公路+城市道路双层复合过江通道,过江段采用双层桥梁方案(上层为高速公路,下层为市政道路),多处主线桥设计采用50～80 m跨径桥梁,主梁采用钢-混组合梁结构。通过对简支和连续体系进行比选,该项目采用结构简支、桥面连续的结构体系,并配合暗帽梁的设计方案;通过对工字形钢板组合梁、整体式钢箱组合梁、波形钢腹板组合梁、钢桁腹组合梁、分体式小钢箱组合梁进行比选,选择分体式小钢箱作为该项目钢-混组合梁的钢主梁形式;通过对结构受力性能、经济性、施工便利性、运输便利性和对变宽路段的适应性等综合分析比选,钢主梁采用4片主梁方案,该方案有利于设计、制造及施工标准化,结构受力更合理、造价更经济。从施工场地、设备、工期和安全性等方面分析,该项目施工采用标准化加工钢结构、工厂化预制混凝土桥面板,在桥位上通过湿接缝和集束式剪力钉形成组合结构的方案。     

钢—混组合箱梁PBL剪力件计算方法研究

为了研究剪力连接件在组合梁中的受力性能及计算方法,首先阐述了连接件在组合梁中主要是用来承受钢筋混凝土翼板与钢梁之间的纵向剪力,严格地说,它还能抵抗翼板与钢梁之间的掀起作用;在钢-混组合箱梁桥结构设计中,钢腹板与混凝土上、下翼板的连接是设计的关键环节,它直接关系到整个组合梁的承载能力;然后总结了普通PBL连接件、Twin-PBL连接件和S-PBL连接件的计算方法。重点对由普通PBL连接件改进的一种新型的PBL连接件的抗剪承载力进行了研究,分析了他们的结构特点和受力特征,为组合梁桥剪力件的设计提供参考。     

碳氢火灾下钢-混组合梁破坏试验研究

为研究钢-混组合梁(钢结构桥梁)遭遇碳氢火灾时的耐火性能与抗火设计方法,设计制作了3榀大比例钢-混组合缩尺试验梁,包括简支体系箱形截面梁、连续体系箱形截面和双肋工字形钢截面梁。开展了碳氢火灾下(前期燃油急速升温和后期天然气维持高温)简支梁跨中受火和连续梁单跨局部受火试验,获悉了截面温度场、受火跨和非受火跨挠度变化路径、裂缝发展模式、钢板屈曲特征和破坏模式。分析得到了组合梁在碳氢火灾下的耐火极限,深入揭示了组合梁截面类型和结构体系对组合梁耐火性能的影响机理。试验结果表明:混凝土具有显著的热沉效应,火灾下钢梁的升温速率远快于混凝土板,停火后钢梁温度迅速降低而混凝土板温度持续升高,混凝土板上层的温度在停火48 min后仍然呈走高趋势;碳氢火灾下简支体系钢-混组合梁的挠度从初期就表现出快速增大的趋势,最终因挠度过大而失效;连续体系钢-混组合梁受火跨的挠度在初期增长较为缓慢,最终由于墩顶负弯矩区和跨中正弯矩区均出现塑性铰,梁转为机构体系,使得跨中挠度快速增大而破坏;连续体系钢-混组合梁非受火跨由于变形协调性先上拱,随后由于受火跨刚度衰退转向下挠;闭口截面箱梁仅外表面受火,其耐火性能显著优于双肋工字形钢截面梁,在相似荷载水平下其耐火极限分别为48 min和42 min;连续体系钢-混组合梁由于多余约束的存在,从受火开始就发生剧烈的内力重分布和变形协调,相较于简支梁,其耐火极限可提高100%;高温下连续体系钢-混组合梁出现的塑性铰与常温下的不同,是一种刚度逐渐降低的时变塑性铰。研究成果可为钢结构桥梁的耐火试验方法提供指导依据,也可为其抗火设计方法奠定理论基础。     

简支I形钢-混凝土组合梁桥在山区高速公路上的应用

结合上海至成都高速公路湖北宜(昌)-巴(东)段兴山互通立体交叉C匝道桥的设计,简要叙述了山区高速公路桥梁特点以及钢-混凝土组合梁桥的发展与现状,介绍了简支I形钢-混凝土组合梁桥的整体设计思路,说明了组合梁的构造设计和材料选择,阐述了组合梁的设计与计算.为今后此类桥梁在山区弯、高桥梁上的应用积累了宝贵的经验.     

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。     

椒江二桥钢箱组合梁桥面板混凝土裂缝预防措施

钢-混组合梁桥结构形式虽被广泛采用,但混凝土部分的裂缝产生制约了这类桥梁结构的健康发展。为研究组合梁桥桥面板裂缝控制施工工艺,依托椒江二桥工程,基于钢-混组合梁桥桥面板裂缝成因,和常见的裂缝控制技术,提出了控制裂缝的方法,给出了相应的预防控制措施。