纵横梁体系结合桥面大跨度钢桁梁桥横梁面外弯曲的改善措施

济南长清黄河公路大桥主桥为102 m+4×168 m+102 m的连续钢桁梁桥,大桥桥面系采用纵横梁体系结合桥面,混凝土桥面板与主桁下弦、纵梁、横梁全部结合。对于这种桥面体系,横梁的面外弯曲是设计中的关键问题之一。为此提出了一种可以最大限度地消减恒载作用下横梁面外弯矩的设计方法——调整纵梁制作长度,可有效解决横梁的面外受力难题。     

中、下承式拱桥悬吊桥面系强健性加固试验

为增强中、下承式拱桥悬吊桥面系的强健性,以无纵桥向加劲梁的中、下承式拱桥悬吊桥面系为研究对象,提出了一种采用钢管桁架加劲纵梁的悬吊桥面系强健性加固结构,对比分析了悬吊桥面系强健性加固前后吊杆断裂时剩余结构的动力响应;开展了钢管桁架加劲纵梁强健性加固结构模型试验和有限元分析,研究了吊杆断裂后加固结构的受力性能与破坏模式;讨论了精轧螺纹钢筋预紧力、开孔钢板厚度和材质对强健性加固结构受力性能的影响。研究结果表明:采用钢管桁架加劲纵梁加固悬吊桥面系后,长(短)吊杆断裂时桥面系最大竖向位移与应力分别降低了1.30(1.31)和3.31(1.99)倍,与断裂吊杆相邻的吊杆的最大索力降低了1.25(1.25)倍;在弹塑性阶段,钢管桁架加劲纵梁加固结构的开孔钢板发生弯曲变形,横梁下排植筋破坏,达到极限荷载时,中间下侧加劲钢板与开孔钢板间的焊缝发生断裂,随后下弦管与开孔钢板间的焊缝出现开裂而丧失承载能力;精扎螺纹钢筋合理预紧力为50 kN,开孔钢板合理厚度为20 mm;开孔钢板的材质从Q235提高至Q345时加固结构极限荷载增加了11.9%,说明提高开孔钢板的材质强度可有效提高加固构造的极限承载力。综上所述,采用钢管桁架加劲纵梁加固中、下承式拱桥悬吊桥面系可有效增强其强健性。      

多梁式斜梁桥荷载横向分布计算的方法

根据多梁式斜梁桥结构及其横向受力特点,提出了“弹性支承刚性横梁法”进行跨中荷载横向分布的计算.计算时,刚性横梁弹性支承在各纵梁上,在单位移动荷载作用下,可求得横梁的弹性支承反力,其值即为纵梁的荷载横向分布影响线坐标值.通过最不利横向布载可求出斜梁桥跨中荷载横向分布系数,从而进行纵梁的受力计算,此法简单合理,为斜梁桥的设计提供了一种方便的途径.     

索塔下横梁分层浇筑施工过程计算与分析

索塔大跨度下横梁常采用分层浇筑施工方法,在第一层混凝土浇筑完成后,临时张拉部分预应力,调节下横梁施工过程中的受力状态。以某斜拉桥H形索塔为依托,建立施工阶段有限元模型,对下横梁施工进行全过程分析。重点明确下横梁与支架之间荷载分配情况及临时预应力张拉数量控制要求,对落地式斜腿钢桁支架进行优化设计,并验证施工工艺的合理性及临时结构设计的可靠性,对类似工程施工具有一定指导意义。     

宽幅"π"形梁复合式前支点挂篮设计与施工

宽幅"π"形梁复合式前支点挂篮是将常规的前支点挂篮增加2个后锚式三角桁架,将前横梁改为3跨连续梁受力,从而减小前横梁由于宽幅引起过多的下挠变形,减小挂篮主纵梁扭转变形,同时将挂篮行走由悬臂状态改为简支行走状态,改善了挂篮结构受力,解决了宽幅"π"形梁挂篮集中力太大、横隔梁下挠过大、"π"形梁主肋底错台严重的问题,具有自重较轻、拼装简单、施工方便的特点。     

刚性悬索加劲钢桁梁桥施工阶段力学性能(英文)

采用空间有限元方法对刚性悬索加劲钢桁梁桥的施工全过程进行了仿真分析,通过变化边界条件与施加节点强制位移分别模拟结构体系转换和内力调整,采用释放纵梁一端的纵向刚度来模拟纵梁长圆孔的影响,对比了6种主要工况下结构的内力和位移.分析结果表明:通过体系转化和内力调整,能有效地使刚性悬索与钢桁梁共同受力;横、纵向内力调整能使结构的中边桁与中边跨的内力差异减小到5%以内;在纵梁两端设置长圆孔能有效避免其过早参与纵向受力,仅使整体结构的内力与挠度增加10%左右,但使得纵梁与横梁的最大组合压应力分别从-271.1、-505.8 MPa降低到-63.0、-178.0 MPa,小于材料的容许应力210 MPa.     

高速铁路大跨度下承式结合梁系杆拱桥桥面结合方式研究

针对高速铁路下承式结合梁系杆拱桥,采用有限元方法,对混凝土板与纵、横梁结合的道碴板桥面和混凝土板与纵、横梁及系梁都结合的整体桥面2种方案进行研究．对比分析其传力途径、静力性能、动力特性和稳定性等．结果表明：在结构尺寸保持相同的情况下,整体桥面方案桥梁刚度较道碴板桥面方案的大,尤其是横向刚度;桥梁动力特性和稳定性也略优于后者．在受力上,与道碴板桥面方案相比,整体桥面方案竖向荷载在拱肋和系粱之间的分配基本相同,混凝土板和纵梁分担的纵向力则相对更大,尤其是混凝土板,增幅较明显,应力水平整体较高,系梁分担的纵向力则得到减小,横梁的受力状况整体桥面方案明显优于道碴板桥面方案,特别是在梁端处．     

大跨桥梁索塔横梁与施工支架耦合受力分析

大跨度桥梁索塔横梁多采用空腹箱型预应力混凝土结构,施工中常架设支架进行分层分段浇筑。为了合理设计施工支架及探究横梁底层混凝土结构与施工支架耦合受力性能,采用Hypermesh软件建立了索塔塔柱、横梁和施工支架仿真模型,并导入ABAQUS仿真软件对施工支架与横梁下层混凝土结构进行耦合受力仿真分析,再将有限元仿真模拟结果与施工监测实测数据进行对比分析。研究结果表明：横梁底层混凝土达到设计强度时,施工支架与底层混凝土结构能共同承担上层混凝土荷载;相比一次成型浇筑法施工,横梁采用分层浇筑法施工能有效减小钢管立柱应力,底层混凝土横梁能为施工支架分担30%～40%上层荷载;对于横梁分层浇筑上层混凝土,梁底设置施工支架可明显改善底层横梁混凝土结构受力;支架钢管立柱受力分布形式由中间向两端减小,因此可对横梁底索塔侧立柱进行结构优化设计;通过施工现场采集立柱应变数据,进一步验证了有限元仿真分析结果的正确性,表明施工支架与横梁底层混凝土结构能协同工作且效果良好。     

带有飞燕的中承式大跨径钢管混凝土拱桥静载试验与分析研究

为了评估某市带有飞燕的中承式大跨径钢管混凝土拱桥目前的实际运营状态,验证大桥结构设计的可靠性及施工质量,通过对该桥运用有限元软件Midas建立模型,并根据结构受力最不利的原则选择控制断面、按内力等效的原则确定静力试验荷载,测得该桥主拱肋、钢纵梁、横梁、立柱在不同荷载工况下控制截面的应变、挠度值;吊杆在不同荷载工况下的索...     

收缩徐变对混凝土斜拉桥成桥状态的影响分析

运用最小弯曲能量法和应力平衡法相结合的方法来确定混凝土斜拉桥的合理成桥状态,就不同成桥状态下收缩徐变对主梁弯矩的影响程度进行了分析,并对其原因进行了探讨。总结了收缩徐变对结构受力影响的普遍规律,收缩徐变在斜拉桥桥塔附近梁段将产生负弯矩、在跨中附近梁段将产生正弯矩。得出了主梁中预应力的配置以及弯矩的调整情况都会对收缩徐变改变主梁弯矩的程度造成影响这一结论。并对不同成桥状态下收缩徐变趋于稳定后的主梁弯矩进行了比较,得出不同成桥状态下收缩徐变趋于稳定后主梁弯矩比较接近这一规律。     

桥面铺装复合梁的有限元分析

采用三维有限元法,分析了复合梁试件模型和实体桥面铺装模型中沥青混凝土铺装层表面的受力特性及其变化趋势。计算结果表明,复合梁模型和实体桥面铺装模型中的沥青铺装层表面的受力状态相同,变化趋势一致,采用试验可控性较好的复合梁试验能够模拟不同结构组合的桥面铺装层受力特性,为大跨径桥梁桥面铺装层结构设计、材料选择提供依据。     

钢管混凝土系杆拱桥叠合梁局部应力分析

采用ANSYS11.0,对某下承式单索面钢箱叠合梁钢管混凝土系杆拱桥的叠合梁进行了局部分析,重点关注混凝土桥面单向板和叠合梁钢板在车辆荷载作用下的应力大小和分布情况。通过实际计算分析,给出了桥面单向板在对称布载和偏载作用下产生的拉应力的范围和大小以及叠合梁钢板的最大mises应力,为相似结构的设计与施工提供参考。     

新疆地区简支梁桥变连续梁桥施工技术

新疆地区海拔高、气温低、环境条件恶劣,在该地区进行桥梁施工时,施工难度较大.简支梁桥变连续梁桥的结构形式具有很多优点,在新疆地区大量采用.鉴于此,在介绍简支梁桥变连续梁桥原理的基础上,从架设预制主梁、浇筑接缝处的混凝土、负弯矩区钢筋的张拉等方面介绍了简支梁桥变连续梁桥的施工方法,并阐述了施工中应采取的措施,可为相关施工提供参考.     

沥青铺装层厚度对连续刚构桥主梁温度梯度应力的影响

通过对连续刚构桥梁常用的2种沥青混凝土铺装层结构分析得知,沥青铺装层厚度是影响梯度温度效应的最重要因素.对连续刚构桥主梁梯度温度应力计算公式进行分析,得到梯度温度应力不随梁高发生显著变化的初步原因,并依托重庆渝宜高速公路2座桥梁的分析结果予以证实.根据实例分析和比较发现,沥青厚度变化导致的竖向日照温差对梁顶应力影响较大...     

系梁对加固柱式桥墩抗震性能的影响

以西安市某座抗震加固桥为列,分别以系梁设置位置、系梁刚度大小来探讨系梁对柱式桥墩抗震性能的影响,研究结果表明系梁对纵桥向振动没有影响,而对横桥向振动有较大影响,增加横桥向刚度,减小1、2阶横向振型的振动周期;选择系梁在桥墩中心可以提前使系梁在地震作用下进入塑性状态,消耗地震能量,利于抗震;当横系梁的高度选择为0.7D～0.85D,宽度选择为0.6D～0.75D时,对桥梁抗震有利.     

超长悬臂钢-砼组合行车道梁的理论分析与试验研究

长沙市洪山大桥是一座竖琴式无背索斜塔斜拉桥,主跨跨径206 m,主梁为脊骨梁布置形式,两侧挑梁采用13 m超长悬臂钢-砼组合梁结构,纵向间距4 m.为了准确把握钢挑梁的受力特性,提出了采用修正的铰接梁法计算钢挑梁的荷载横向分布系数,推导了详细的计算公式,并进行了模型试验研究予以验证,试验结果与理论分析结果吻合良好;采用压重320 kN的方法解决负弯矩区域砼板的开裂问题;综合比较各种规范关于砼收缩徐变的规定;分析了砼板的裂缝宽度;为大桥设计和类似工程提供重要的参考和指导.     

超长悬臂钢-砼组合行车道梁的理论分析与试验研究

长沙市洪山大桥是一座竖琴式无背索斜塔斜拉桥,主跨跨径206 m,主梁为脊骨梁布置形式,两侧挑梁采用13 m超长悬臂钢-砼组合梁结构,纵向间距4 m.为了准确把握钢挑梁的受力特性,提出了采用修正的铰接梁法计算钢挑梁的荷载横向分布系数,推导了详细的计算公式,并进行了模型试验研究予以验证,试验结果与理论分析结果吻合良好;采用压重320 kN的方法解决负弯矩区域砼板的开裂问题;综合比较各种规范关于砼收缩徐变的规定;分析了砼板的裂缝宽度;为大桥设计和类似工程提供重要的参考和指导.     

新型GFRP组合梁桥荷载横向分布系数参数分析

对于新型GFRP组合桥梁，通过考虑GFRP桥面板与工字型钢纵梁组合共同受力，分析了跨长、纵梁间距、主梁尺寸及横撑刚度等各参数对桥梁横向荷载分布系数的影响。通过不同工况有限元数值分析，可知纵梁间距、跨长、纵梁位置及纵梁尺寸对荷载横向分布系数有重要的影响，横撑的刚度对跨度小于20m桥梁的横向分布系数有一定的影响。此结论对新型GFRP组合梁桥横向荷载分布系数确定有重要参考价值，并为桥梁设计提供了有效依据。     

中等跨径装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥设计

优化了传统混凝土箱梁腹板与底板, 提出了装配式桥梁新型结构形式——矩形钢管混凝土组合桁梁桥, 从总体设计、主桁选型、横断面选型、桥面板选型、杆件选型、节点选型与连接构造方面介绍了其结构设计优化过程; 从桥梁的静力性能与地震响应、桥面板的有效宽度与负弯矩区力学性能方面对矩形钢管混凝土组合桁梁桥进行了有限元分析, 并将部分组合技术应用到负弯矩区桥面板连接件的设计中; 从技术性与经济性角度将矩形钢管混凝土组合桁梁桥与预应力混凝土箱梁桥进行了工程量和施工便捷性对比。研究结果表明: 矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构选型符合桥梁预制装配、快速建造的工业化要求, 主桁各杆件受力明确, 受力形态主要为轴向拉、压力; 负弯矩区桥面板有效宽度系数为0.899;采用部分组合技术可使桥面板轴向拉力下降75.3%, 有效地提高了桥面板的抗裂性能; 矩形钢管混凝土组合桁梁桥初始输入地震力占同等跨度预应力混凝土箱梁桥的58.9%, 说明矩形钢管混凝土组合桁梁桥具有良好的抗震性能; 钢材用量、混凝土用量、上部结构质量与预应力混凝土箱梁桥的比值分别为1.241、0.485、0.575, 说明矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构轻巧, 材料利用率高, 工程造价低, 具有经济优势。