整体桥面结构连接细部模型双向受拉疲劳试验研究

南京大胜关长江大桥主桥为六跨连续钢桁拱桥,采用整体桥面板结构.制作钢桥面板和主桁下弦杆节点板连接细节足尺模型,分3个阶段进行疲劳试验.每个阶段疲劳试验完成后,以该阶段试验荷载上限进行静力试验.ANSYS分析结果显示,模型设计及加栽满足模拟要求,试验加载能够反映实际结构的受力状况.静力试验结果表明,各级荷载作用下模型均处于弹性阶段,卸载后基本没有残余应力.疲劳试验结果表明,在各加载循环次数下试验时,没有产生因为疲劳损伤影响应力重分布的现象;按给定的计算应力幅加载作用下,常幅加载寿命大于200万次;疲劳抗力大于试验设计荷载作用下的双向应力幅;连接细部具有足够的抗疲劳能力.     

坝陵河大桥钢桁加劲梁主横桁架焊接整体节点疲劳试验

贵州坝陵河大桥为主跨1088 m的单跨简支钢桁加劲梁悬索桥,钢桁加劲梁的主横桁架与主桁架上弦杆之间采用焊接整体节点连接.为研究该焊接整体节点的疲劳性能,进行了足尺模型疲劳试验.根据该桥设计交通量,采用BS 5400规范中的标准疲劳车,按损伤等效原则,并考虑多车效应及缩尺比例,推算了试验疲劳荷载.试验结果表明,经过200万次的循环加载后,节点模型未出现任何疲劳裂纹,应力状态稳定,结构疲劳性能满足设计要求.该焊接整体节点形式对我国今后大跨钢桁梁桥类似节点的设计和研究有重要参考意义.     

悬索桥钢桁加劲梁栓焊节点疲劳试验研究

悬索桥钢桁加劲梁栓焊节点处汇交杆件多,构造复杂,受力集中,为复杂的空间受力结构。介绍根据疲劳损伤理论确定疲劳试验荷载的过程,设计并制作1︰1.9的缩尺模型,对该模型进行200万次疲劳加载试验。试验结果表明:在完成循环加载200万次后,模型上各测点的应力状态稳定,没有发生开裂、损伤、疲劳裂纹萌生现象,且标准疲劳荷载作用下结构应力水平较低,小于我国规范规定的疲劳容许应力,因此该桥的栓焊节点结构在使用寿命期间及正常养护维修情况下,不会发生疲劳开裂,能够满足设计要求。     

钢桁梁整体焊接节点疲劳性能模型试验

整体焊接节点钢桁梁具有广阔的应用前景,其疲劳性能由整体焊接节点所决定。以长清黄河大桥为研究对象,通过理论分析和两尺度疲劳破坏试验对钢桁梁整体焊接节点的疲劳性能进行了研究。首先通过全桥杆件内力分析和多尺度疲劳损伤分析确定了控制主桁疲劳性能的整体焊接节点位置及其控制构造细节;在此基础上设计了2类共21个试验模型,其中包括20个构造细节试样模型和1个足尺节段模型,进行了疲劳破坏试验,确定了整体焊接节点控制构造细节的主导疲劳开裂模式、应力集中系数和疲劳强度。研究结果表明：节点顶板、横梁上翼缘与节点板熔透对接焊连接细节是整体焊接节点疲劳性能的控制构造细节,其主导疲劳开裂模式为从节点板焊趾起裂并沿板厚扩展;实际受力模式下,控制构造细节中节点板焊趾应力集中系数为1.163,横梁上翼缘焊趾应力集中系数为1.789;2类试验模型的宏观疲劳裂纹起裂寿命均占总疲劳寿命的75%以上,故将2类试验模型的疲劳失效判据统一定义为出现宏观疲劳裂纹;基于此,2类试验模型所得到的控制构造细节疲劳强度等级基本一致;控制构造细节2种开裂模式名义应力疲劳强度等级均建议采用公路钢结构桥梁设计规范中的FAT80,热点应力疲劳强度均建议采用欧规中的FAT90。     

钢桁梁整体节点典型构造细节的抗疲劳性能分析

对重庆菜园坝长江大桥轨道横梁和整体节点连接构造中3种典型构造细节进行介绍,利用ANSYS时3种典型构造细节进行有限元分析,得到3种典型构造细节的应力分布状态及应力集中系数.结合其他桥梁类似构造细节的疲劳试验结果,对3种典型构造细节的抗疲劳性能分别加以研究.结果表明,典型构造细节中的熔透角焊缝疲劳强度均在70～80 MPa,对于螺栓连接的板件,板厚差应控制在20 mm.因此轨道横梁与整体节点联接部位的疲劳性能够满足要求.     

大跨钢桁加劲梁悬索桥耳板节点试验研究

贵州坝陵河大桥为主跨1 088 m的钢桁加劲梁悬索桥.利用ANSYS建立钢桁梁耳板节点的空间模型,进行弹塑性分析.通过对耳板节点进行足尺模型静力试验,得到静力荷载作用下钢桁梁耳板节点上各测点应力.结合有限元分析和模型试验结果,分析钢桁加劲悬索桥耳板节点的应力分布及传力机理,对耳板节点的承载能力做出评价.     

138 m公路、轻轨两用斜拉桥钢管组合针形塔设计研究

公铁两用彩针型桥塔斜拉桥的桥塔钢管节点受力复杂,该文通过对团泊钢塔的钢管结构进行有限元分析,充分了解钢塔节点的应力分布状况和构造细节处的应力集中程度,在此基础上进一步考虑疲劳设计方法,在设计上采取措施,提高结构的抗疲劳性能,为今后同类结构提供参考。     

新型UHPC—大纵肋波折板正交异性桥面板疲劳性能研究

新型UHPC—大纵肋波折板正交异性桥面板取消了顶板与纵肋焊缝,减少了横隔板与纵肋焊缝,为改善正交异性钢桥面板控制部位的疲劳性能提供了一个有效新途径。然而,由于波折板与横隔板保留横向焊缝,其疲劳风险仍然可能存在,故针对纵肋与横隔板位置的关键疲劳细节,采用数值分析并结合热点应力法对各参数影响下的轮载应力幅和疲劳寿命进行评估验证。结果表明,新型组合桥面板的大纵肋波折钢板及横隔板的疲劳寿命主要受弧形切口顶应力幅控制,施工时应加强切口打磨质量,防止疲劳开裂。另外,UHPC板厚增大、横隔板间距减小以及横隔板厚度加大时,各疲劳细节应力幅均有减小趋势,但加大纵肋高度或填充混凝土补强纵肋后,其各疲劳细节应力幅增减趋势并不一致。通过合理参数设计可使得各疲劳细节应力幅趋势均匀,获得优异的抗疲劳性能。     

疲劳荷载模型Ⅲ下的公路钢结构桥梁疲劳性能分析

结合《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)疲劳荷载模型Ⅲ,以某城市高架分离式双箱钢箱梁正交异性桥面板为研究对象,建立其正交异性桥面板的精细化分析模型。通过有限元方法得到U肋疲劳敏感细节在疲劳荷载模型Ⅲ下的应力分布,验算了其疲劳强度。分析结果表明:正交异性钢桥面板疲劳强度满足抗疲劳设计要求。在疲劳荷载模型Ⅲ作用下,悬臂板处U肋疲劳细节的等效应力幅较箱内和横梁处大,悬臂板处U肋构造细节相对其余位置更容易发生疲劳损伤,为钢箱梁抗疲劳设计验算的控制部位。同时,钢箱梁大悬臂下翼缘疲劳应力幅值较大,设计时需引起重视。     

大纵肋正交异性组合桥面板疲劳性能研究

在大纵肋正交异性钢桥面板结构中引入混凝土结构层,通过栓钉将钢桥面板与混凝土结构层组成新型大纵肋正交异性组合桥面板,是从结构体系层面提高大纵肋正交异性钢桥面板疲劳性能的有效途径。基于有限元数值分析,明确了大纵肋正交异性组合桥面体系对于钢桥面板典型疲劳易损细节的应力幅改善效果;采用足尺节段模型试验对结构的关键疲劳易损细节进行了疲劳试验研究,验证了关键疲劳易损细节在设计寿命期内的抗疲劳安全性和混凝土结构层在疲劳荷载作用下的耐久性,在此基础上对关键疲劳易损细节的疲劳损伤演化及结构体系的疲劳破坏模式进行了试验与理论研究。研究结果表明:大纵肋正交异性组合桥面板结构体系能够显著降低U肋与顶板以及U肋与横隔板连接细节的应力幅,横隔板开孔部位是控制钢桥面板疲劳性能的关键构造细节;设计寿命期内钢桥面板疲劳性能与混凝土结构层的疲劳耐久性均满足要求,且具有一定的安全储备;混凝土结构层负弯矩区疲劳开裂对钢桥面板各疲劳易损细节疲劳性能的影响不显著;大纵肋正交异性组合桥面板的疲劳破坏模式表现出典型的两阶段特征,栓钉发生疲劳断裂并导致组合效应局部劣化,进而加速钢桥面板关键疲劳易损细节的疲劳损伤累积速度并最终发生疲劳开裂。     

桁梁桥气动导纳函数的试验研究

在介绍识别气动导纳函数的试验原理和试验方法的基础上,以坝陵河大桥和果子沟大桥为例进行了桁梁桥气动导纳函数的试验研究.对不同攻角、不同风速下的升力导纳、阻力导纳和升力矩导纳进行对比分析,概括了桁梁桥气动导纳函数的特点,并利用数值拟合技术,得到桁架结构断面气动导纳函数的经验拟合公式.基于该公式,对坝陵河大桥和果子沟大桥进行了抖振频域分析,并与风洞试验抖振响应测量结果做对比,表明计算值与试验值具有良好的一致性,证明了桁梁气动导纳识别方法的正确性和拟合公式的有效性.     

山区大跨度悬索桥钢桁梁施工技术

为解决山区大跨度悬索桥钢桁梁架设施工受地形条件限制的问题,以坝陵河大桥为背景,研究桥面吊机悬臂架设法施工中不同区域的钢桁梁安装、钢桁梁合龙及钢桁梁提升等施工技术.首、次节梁段采用整体吊装施工,标准梁段及临时铰处梁段采用桁片吊装架设,并在临时铰处设置支撑系统(与钢桁梁铰接);临时铰采用自然合龙,跨中钢桁梁合龙前调整竖向高差及上、下弦合龙口纵向相对偏差(暂不安装合龙口前端永久吊索),合龙时在桥塔处牵引钢桁梁调整纵向偏差;单点提升力大于2400 kN的梁段采用两点提升,其余梁段均采用单点提升.     

基于数值仿真的钢桁桥疲劳分析及剩余寿命评估

我国在桥梁建设早期,修建了大量钢桁架桥梁。随着我国交通事业的快速发展,车辆数量和载重量都有较大增加,有些老桥在重载反复作用下出现了严重的疲劳现象。结合重庆嘉陵江牛角沱大桥实际工程,采用MidasFEA有限元软件,对节点和杆件进行数值模拟,分析对比应力在未修正和修正情况下的疲劳循环次数,并利用杆件的疲劳应力谱和应力-寿命（5-N）曲线计算桥梁的剩余寿命。     

东平水道大桥钢梁焊接工艺评定试验

武广客运专线上的东平水道大桥是一座由武广客运专线和广茂线合建的大跨度4线铁路钢桁拱桥。跨度布置为(99+242+99)m,钢桁拱采用栓焊结构,采用Q370qE、Q370qD、Q345qD材质,选择代表各种材质、板厚的共26组接头进行对接焊缝、角焊缝工艺评定试验及整体节点板双面围焊缝工艺评定试验,其焊缝金属拉伸、接头拉伸、接头冲击和弯曲、硬度和宏观断面酸蚀试验结果表明接头各项力学性能均符合相关规范和设计文件要求。     

四渡河大桥钢桁梁节点板局部应力分析

四渡河大桥主桥为单跨900 m双铰钢桁梁悬索桥.主桥加劲钢桁梁的节点板处构造及受力均较复杂,采用通用有限元软件对代表性的节点板处局部应力进行空间分析,为设计提供了参考.     

重庆石板坡长江大桥钢-混凝土结合段疲劳试验荷载研究

针对我国公路桥梁设计规范暂无疲劳荷载规定的情况,参考英国桥梁规范BS 5400和疲劳研究成果,根据疲劳积累损伤理论,以重庆石板坡长江大桥钢-混凝土结合段疲劳试验荷载的确定为例,对公路桥梁疲劳荷载的确定方法和原则进行了研究,并给出了具体的推算方法。     

菜园坝长江大桥上部结构施工监控

介绍菜园坝长江大桥上部结构施工监控，阐述斜拉扣挂法单榀拼装桥梁拱肋的施工特点、监控方法，并总结预制悬拼钢桁梁的施工控制经验。     

闵浦大桥双层钢结构抗火设计

S32申嘉湖高速公路上海闵浦大桥是一座跨越黄浦江的双层公路特大桥,主桥为主跨708m的双层双索面双塔斜拉桥。大桥主跨采用板桁结合钢桁梁,为大型双层钢结构,如果下层发生车辆火灾,将对大桥钢结构安全形成威胁,提出了双层大桥特殊的抗火安全性问题。因此,闵浦大桥双层钢结构在火灾下的安全性评估与抗火设计就显得极其重要,介绍了闵浦大桥抗火研究与设计,相关结论可供国内类似大型钢结构借鉴。