预制UHPC组合梁槽口式连接界面抗剪性能研究

相比现浇混凝土桥面板,全预制混凝土桥面板有诸多优势,能够提高桥梁工程质量、加快桥梁施工速度和降低成本.预制超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)梁和预制UHPC桥面板通过槽口连接形成组合梁是一种新的结构形式,这种槽口式连接的界面抗剪性能会影响全梁整体承载力.通过16个...     

桥面板与钢结构连接方式对钢桁架拱桥受力性能影响分析

以组合桥面系连续钢桁架拱桥为例,拟定混凝土桥面板与钢结构连接的三种方案,分别是桥面板与钢纵横梁均连接、只与横梁连接和与横梁连接并在对拱脚附近纵梁加强连接。按实际工程施工顺序,通过全桥混合单元有限元模型计算,分析在结构自重、二期恒载、汽车作用、整体升温、桥面板局部升温等不同工况下,拱肋、钢系梁、桥面板的受力性能,比较后推荐采用第三种连接方案。     

大跨度整体现浇钢混叠合梁桥面板关键技术研究

以某跨度为(56.45+115.3+44.5)m的钢-混凝土叠合梁桥为工程实例,针对该桥跨高速铁路施工,受天窗点的影响,混凝土无法一次性浇筑完成等技术难点进行分析,确定了先浇筑边跨桥面板,再浇筑中跨跨中区段桥面板,最后浇筑墩顶桥面板的分段浇筑顺序,以确保钢梁叠合时面板与钢梁之间连接的质量,并对钢混叠合连续梁桥面叠合关键技术进行了具体介绍和总结。     

钢箱组合梁斜拉桥悬拼阶段主梁变形及受力研究北大核心

为保证悬拼施工时斜拉桥钢箱组合梁的精确匹配连接,以台州湾跨海大桥通航孔桥为背景,采用有限元法研究待安装梁段与已安装悬臂梁段在施工阶段荷载作用下的竖向变形和桥面板受力,并分析吊装节段长度、吊机位置及强制匹配措施对截面竖向变形与桥面板受力的影响。结果表明:由待安装梁段自重引起的吊机反力是导致匹配截面产生较大相对竖向变形的主要因素,两侧匹配截面均在边腹板附近的相对竖向变形差最大;斜拉索锚固区和桥面吊机处混凝土桥面板开裂风险较高;吊装节段长度对匹配截面局部变形的影响较小,但其长度增加会增大局部桥面板混凝土主拉应力;通过调整桥面吊机横向位置可减小匹配截面相对竖向变形差,且中腹板强制匹配较边腹板强制匹配对桥面板受力影响小,采用“边腹板吊装+中腹板强制匹配”施工方法可实现已安装悬臂梁段与待安装梁段的精确匹配。     

清水浦大桥钢—混组合梁混凝土桥面板防裂技术

清水浦大桥为主跨468 m的组合梁斜拉桥,钢梁为由纵梁、横梁及小纵梁组成的梁格体系,桥面板分预制(厚27 cm)、现浇(厚28 cm)2种,为控制桥面板裂缝的产生,研究组合梁桥面板防裂技术.研究得到主要防裂技术有:采取结构设计措施以抵抗局部拉应力,消除桥面板结构性裂缝,如在跨中和边跨尾端桥面板中设置纵向、横向预应力钢绞线,梁上斜拉索用钢锚箱锚固(钢锚箱位于箱形纵梁外腹板外侧),尽量增大预制桥面板面积等;预制桥面板采用聚丙烯纤维混凝土,现浇桥面板采用纤维素纤维混凝土,在低温季节安装中跨合龙段桥面板及塔梁竖向支座等工艺措施;优化桥面板安装工艺及设备,以有效控制施工期裂缝的产生;应用硅化剂防护体系.     

无塔非对称人行悬索桥静风稳定性研究

基于结构稳定性分析方法,借助大型有限元分析程序ANSYS,以某无塔非对称人行悬索桥为实例,建立了4个有限元计算模型,分别对设置有抗风缆的钢桥面板悬索桥结构、有风缆的混凝土桥面板悬索桥结构和不设置抗风缆的钢桥面板悬索桥结构、混凝土桥面板悬索桥结构进行了静风稳定性研究。研究结果表明,质量较大混凝土桥面板比钢桥面板更有利于结构抗风,设置风缆能有效地限制结构在风荷载作用下的横向位移,提高结构失稳风速,研究还发现,若将抗风缆和混凝土桥面板有效地结合最有利于结构抗风,且效果十分明显。     

钢筋环形连接混凝土裂缝模型分析

桥面板横向连接湿接缝最小宽度受钢筋连接方式制约,常规的数值模拟方法无法对钢筋环形搭接进行分析,限制了小宽度湿接缝的应用。通过混凝土裂缝有限元模型,分析了钢筋不同的连接方式;通过对比计算结果,验证了在桥面板湿接缝中可采用钢筋环形搭接。     

预制桥面板在组合梁桥中的应用研究

采用预制桥面板可快速更换组合梁桥的劣化混凝土桥面板,提出一种预制桥面板与主梁间的新型剪力连接及设计准则,即剪力凹槽区域布置在预制板中,内填充无收缩水泥砂浆以实现组合效应.为验证该剪力连接的强度,进行钢--混组合梁、预应力混凝土组合梁横向接缝和剪力连接的试验,基于试验结果提出剪力连接强度计算经验公式,同时进行实体模型试验...     

美国高堡桥替换桥北大核心

高堡桥替换桥（Goethals Bridge Replacement,见图1）是一座全长2.27km的公路桥,连接美国的纽约州和新泽西州,其跨越亚瑟溪的主桥为斜拉桥,桥长498m,跨径布置为112m＋274m＋112m。主桥主梁为钢边主梁与预制混凝土桥面板的组合结构,在两侧边主梁之间增加1个纵向桁架,与支承桥面板的横梁形成纵横梁体系共同支撑桥面板,     

钢-混凝土组合桥面板计算分析

钢-混凝土组合桥面板是通过剪力连接件将混凝土和钢梁结合在一起的一种新型组合结构。以某一特大跨度悬索桥钢-混凝土组合桥面板为例,介绍了钢-混凝土桥面板设计的基本方法,并进行了有限元计算,结果表明设计满足规范要求。     

美国高堡桥替换桥

正高堡桥替换桥(Goethals Bridge Replacement,见图1)是一座全长2.27km的公路桥,连接美国的纽约州和新泽西州,其跨越亚瑟溪的主桥为斜拉桥,桥长498m,跨径布置为112m+274m+112m。主桥主梁为钢边主梁与预制混凝土桥面板的组合结构,在两侧边主梁之间增加1个纵向桁架,与支承桥面板的横梁形成纵横梁体系共同支撑桥面板,     

桥面板干湿混合接缝在组合梁斜拉桥中的应用研究

为提高组合梁斜拉桥混凝土桥面板横向预应力的施加效率,减少桥面板的纵向裂缝,提出一种可在混凝土桥面板与钢横梁结合前施加横向预应力的干湿混合接缝新型桥面构造。以鳌江特大桥为工程背景,采用通用有限元软件ANSYS建立局部有限元模型,计算比较传统湿接缝桥面板和新型干湿混合接缝桥面板的预应力施加效率。在鳌江特大桥上设置试验段应用干湿混合接缝新型桥面构造,现场测试施工阶段混凝土桥面板应力变化情况。结果表明:组合梁斜拉桥采用干湿混合接缝的新型桥面构造,可实现在混凝土桥面板与钢横梁结合前施加横向预应力,横向预应力施加效率提高了约70%,可减少混凝土桥面板纵向开裂;实桥测试中干湿混合接缝桥面板纵横向应力满足规范要求。     

武汉青山长江公路大桥主桥边跨结合梁施工技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,单侧边跨结合梁长368m,由钢槽梁与预制混凝土桥面板通过湿接缝及剪力钉结合而成。其中,钢槽梁宽48m,桥中线处梁高4.06m;预制混凝土桥面板最大单块尺寸10.135m×3.2m×0.37m,重34.2t。边跨结合梁施工采用先顶推架设钢槽梁,再安装预制混凝土桥面板,最后浇筑湿接缝的整体施工方案。钢槽梁节段由浮吊吊装至主墩墩旁托架平台,依次拼装焊接3个节段后由主墩托架平台往边跨方向顶推架设;混凝土桥面板采用工厂化预制,采用50t全回转架板吊机由主墩往边墩方向逐块吊装;桥面板架设后,浇筑湿接缝混凝土,完成结合梁结合施工。施工过程中采取了临时支点同步下落、墩顶钢梁横向压载、辅助墩支点顶落梁等质量控制措施。     

结合梁桥面板混凝土收缩应力评定

灌河大桥为钢-混结合梁斜拉桥。为分析该桥桥面板混凝土收缩应力水平,分别通过试验测定和理论计算公式,得到混凝土前期收缩应变时程曲线和弹性模量时程曲线,根据收缩应变结果进行有限元模拟,得到混凝土前期和后期收缩应力,并对结合梁桥面板混凝土的收缩应力进行评定。结果表明:灌河大桥桥面板混凝土前期收缩量和收缩应力的试验结果大于JTG D62-2004规范公式计算结果;采用杆系模型得到桥面板混凝土顺桥向后期收缩应力最大值为1.5MPa,采用板壳模型得到桥面板混凝土应力最大值顺桥向为1.5MPa、横桥向为2.2MPa,需要采取有效措施以减小桥面板的收缩应力。     

钢悬臂组合桥面板加宽改造箱梁方案研究

为实现对既有箱梁最大限度的保留利用,以某高速公路互通立交匝道桥为背景,对钢悬臂组合桥面板加宽改造箱梁的方案进行研究。该方案通过在原箱梁两侧安装空腹式钢悬臂和钢混组合桥面板的方法,在实现拓宽目标的同时,对原桥的箱梁进行了最大限度的保留利用,并在不设置横向预应力的条件下实现最大悬臂2.875m。通过有限元参数分析确定了该桥钢悬臂的合理布置间距为2m,钢悬臂与混凝土箱梁连接面上锚栓设计时应考虑内力分布不均匀情况。同时,验证了采用带纵肋钢板作为桥面板底模是可行的,但应重视混凝土收缩徐变对组合桥面板的内力重分布的影响。     

波形钢―混凝土组合桥面板受力性能研究北大核心

为研究新型桥面板结构波形钢-混凝土组合桥面板的受力性能,以安徽省淮南孔李淮河大桥的桥面板为研究对象,应用有限元软件ABAQUS建模,采用子模型法,计入混凝土、波形板及钢筋的材料非线性,考虑混凝土与波形板之间的接触非线性,比较了波形钢-混凝土组合桥面板和钢筋混凝土桥面板的承载能力和刚度。研究结果表明:波形钢折板可显著提高桥面板的抗弯承载能力及刚度;波形板及混凝土底面应变沿桥梁横向分布波动较大;波形板与混凝土之间相对滑移量较小,2种材料协同工作性能较好,然而波形板与混凝土的法向接触行为并不均匀。     

新型大纵肋正交异性组合桥面板力学性能研究

为了解新型大纵肋钢-超高性能混凝土(UHPC)正交异性组合桥面板对传统正交异性钢桥面板的受力性能的改善效果,以港珠澳大桥深水区非通航孔6×110m连续钢箱梁桥为背景,建立全桥有限元模型,对2种桥面方案的静力性能进行对比,建立节段有限元模型,对比2种桥面方案U肋与顶板连接焊缝处的疲劳性能,并分析U肋开口宽度和UHPC结构层厚度对大纵肋钢-UHPC正交异性组合桥面板疲劳性能的影响。结果表明:2种桥面方案下钢箱梁控制点的位移和应力相差不大,所提出的大纵肋钢-UHPC正交异性组合桥面板在中等跨度连续梁桥中具有较好的适用性;大纵肋钢-UHPC正交异性组合桥面板的疲劳性能显著优于传统正交异性钢桥面板;增大U肋开口宽度会导致U肋与顶板连接焊缝应力幅增加,增加UHPC结构层厚度能显著降低U肋与顶板连接焊缝应力幅。     

波形钢―混凝土组合桥面板受力性能研究

为研究新型桥面板结构波形钢-混凝土组合桥面板的受力性能,以安徽省淮南孔李淮河大桥的桥面板为研究对象,应用有限元软件ABAQUS建模,采用子模型法,计入混凝土、波形板及钢筋的材料非线性,考虑混凝土与波形板之间的接触非线性,比较了波形钢-混凝土组合桥面板和钢筋混凝土桥面板的承载能力和刚度。研究结果表明:波形钢折板可显著提高桥面板的抗弯承载能力及刚度;波形板及混凝土底面应变沿桥梁横向分布波动较大;波形板与混凝土之间相对滑移量较小,2种材料协同工作性能较好,然而波形板与混凝土的法向接触行为并不均匀。     

大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁力学特性研究

为明确在多种不利荷载组合作用下大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁的受力规律,以某桥跨布置为(40+175+410+175+40)m的双塔钢-混组合梁斜拉桥为背景进行研究。采用ANSYS建立该桥混合单元空间有限元计算模型,分析自重及斜拉索索力、车辆轮载、桥面板预应力、混凝土收缩和徐变效应、温度效应等荷载及组合作用下中跨跨中段主梁的结构响应。结果表明:对于双索面钢-混组合梁斜拉桥,局部轮载作用下桥面板呈现出明显的局部受力特性,桥面板"第二体系"拉应力可能会大于"第一体系"压应力,中跨跨中区域及边跨尾索区桥面板应配置纵向预应力;桥面板混凝土的收缩和徐变效应、温度效应的叠加是桥面板出现顺桥向裂缝的根本原因,设计时应全桥配置桥面板横向预应力。     

常温养护型超高性能混凝土组合桥面板收缩性能研究

针对常温养护型超高性能混凝土(NC-UHPC)新材料,设计钢-NC-UHPC组合桥面板节段试验模型,通过足尺收缩试验和有限元数值模拟,研究NC-UHPC材料收缩对钢桥面板受力变形的影响。结果表明:钢桥面板各部件的变形在NC-UHPC龄期达28 d左右时,变形虽继续发展但已基本趋于稳定,NC-UHPC收缩对桥面板的边侧剪力钉受力较为不利,边侧剪力钉竖向应变分布为一侧受拉一侧受压,处于明显受剪状态;钢筋网和顶板则以整体受压为主。铺装层的收缩主要对层内的剪力钉和钢筋网的受力变形产生较大的影响,而对钢顶板和纵肋的影响有限。数值模拟结果的应变分布趋势和数值大小与试验测点数据有较好的一致性,考虑到试验需耗费大量时间与经费,采用有限元数值模拟作为NC-UHPC组合桥面板收缩试验的辅助研究手段是合理可行的。