寒冷地区特大扁平钢箱梁温度及纵向应力分析

为指导寒冷地区钢箱梁桥的设计,以主跨436m的钢箱梁斜拉桥——辽河特大桥为研究对象,对其扁平钢箱梁进行了为期8个月的温度监测,采用对比分析、极值分析、概率统计等方法分析钢箱梁跨中截面温度及纵向应力日变化趋势、总体变化规律及温度对纵向应力的影响情况。结果表明:环境温度在20~45℃时,桥梁设计规范计算得到的钢箱梁顶板温度最大值小于实际监测值;钢箱梁连续24h温度变化服从正弦曲线分布,纵向应力每天前6h变化服从线性分布,后18h服从高斯曲线分布;24h内温度极值点时的温度效应为其它活荷载总效应的5.7~6.5倍;顶板冬季最冷月平均纵向应力相比夏季最热月低12~35 MPa,底板冬季最冷月平均纵向应力相比夏季低12~16 MPa。     

钢箱梁桥温度梯度模式拟合研究

结合某公路钢箱梁桥在夏季极端高温下测得的温度数据,在其数据采集量受限情况下,参考铁路规范对实测温度数据进行曲线拟合,拟合的温度梯度曲线与实际温差曲线、规范给定的温度梯度模式进行对比,基本能包络其他两者,且对温度梯度作用计算偏安全,因此认为可以使用拟合的温差曲线来计算钢箱梁桥在相应时间点的温度梯度作用。     

高寒地区隧道路面发热电缆融雪化冰试验研究

我国在高寒地区修建的高速公路隧道越来越多。因为隧道进出口路面积雪结冰而导致的道路交通事故呈逐年上升趋势。隧道路面的融雪化冰问题日益成为制约道路交通安全的关键因素之一。近年来,发热电缆系统作为融雪除冰一种新技术得到了越来越多的关注。本文依托在建兰州至郎木寺高速公路晒经滩隧道,建立了发热电缆融雪化冰的试验段,通过对隧道内温度长期持续测量,探讨了发热电缆系统最佳设防长度;对试验段表层和内部的温度分布变化进行监控,探讨了甘肃省甘南地区沥青混凝土道路铺装发热电缆的功率及应用。研究结果表明:该地区的最佳设防长度为60m,外界气候条件(尤其是气温)是影响发热电缆融雪化冰效果的主控因素;使用反热毯可以大大提高发热电缆系统的工作效率;通过动态功率控制,可以实现不同降雪条件下和不同气候条件下的融雪化冰要求。     

基于长期监测的北方跨海斜拉桥钢箱梁截面温差特性分析

钢箱梁斜拉桥受其结构特征影响受力状态非常复杂,钢箱梁结构温度受环境条件影响变化难以预测,截面内温度差异对钢箱梁应力分布具有显著影响,确定钢箱梁截面内温差基准值是确保桥梁结构安全耐久的必要条件。目前国内外设计规范对截面温差基准值的确定尚没有统一的方案。通过坐落于我国北方冰冻海域的大跨度钢箱梁斜拉桥长期监测系统,获取跨中主梁截面温度测点监测数据。对2012年跨中大气温度数据进行整理,年温度变化具有显著的季节性特征。钢箱梁跨中截面的6个主要温度测点的温差分析显示,顶板横向温差与顶底板纵向温差显著,底板横向温差非常小,顶底板温度横向分布呈明显不对称性。采用加权威布尔分布分别建立主要测点间正负温差概率分布模型,分布函数拟合效果良好。在此基础上结合国内外相关规范提出了基于极值分析的截面内温差基准值计算方法。以2012年至2015年的监测数据为样本,在年样本抽样数取12的前提下,对钢箱梁截面上最为显著的两组测点温差的基准值进行了计算。计算结果表明,指定50年重现期下钢箱梁跨中截面顶板横向温差为21.42℃,顶底板竖向温差为28.53℃,超过《公路桥涵设计通用规范》规定的20℃,设计与监测钢箱梁斜拉桥时必须对主梁温度应力给予足够的重视。     

钢箱梁结构温度测试与分析

均匀温度及日照产生的梯度温度作用是对桥梁结构影响较大的可变作用之一,然而中国对于钢箱梁温度分布的实测资料和研究却不多,目前实际设计时的梯度温度取值一般参照英国BS 5400规范进行.以一座斜拉桥的钢箱梁实测温度为基础,分析钢箱梁温度分布的规律,并与英国BS 5400规范的取值进行对比,可为具有类似主梁形式的桥梁设计提供参考.     

考虑沥青路面影响的钢箱梁桥日照温度场数值模拟

为了研究带铺装层的钢箱梁日照温度场分布规律,开展日照温度作用下受改性沥青玛蹄脂路面影响的钢箱梁温度场数值模拟,根据传热学和有限元基本理论,综合考虑辐射、对流、传导等热交换对温度场的影响,建立某悬索桥有沥青砼铺装层钢箱梁有限元模型,对该梁段日照温度场进行仿真计算分析,拟合钢箱梁的竖向温度梯度函数。结果表明,数值分析结果与实测数据吻合,铺装层对钢箱梁温度作用具有滞后效应,利用气象资料及经验公式得到的太阳辐射值对其温度场进行仿真分析可行。     

苏通长江大桥钢箱梁桥上环焊缝焊接工艺研究

该文通过对苏通大桥钢箱梁桥上悬臂拼装和大块梁段接口装配前受温度影响的变化规律的研究,提出了可行的钢箱梁斜拉桥桥上环焊缝的焊接工艺,解决了底板焊接变形技术难题.同时,通过跟踪测量,摸索出桥上环焊缝顶、底板焊接收缩差值规律,为梁段架设时匹配夹角的补偿提供了准确依据.     

电缆融冰雪温度荷载对桥梁受力性能影响分析

发热电缆融雪化冰技术是通过电缆加热主动预防和清除道路结冰积雪的方法,在道路结构中已成功应用,但该技术在桥梁结构中应用的研究却比较少,尤其是电缆发热时产生的附加温度荷载对桥梁结构受力的影响程度方面的研究。以一座四塔五跨斜拉桥为工程背景,通过有限元数值模拟分析,研究电缆融冰雪温度荷载对桥梁结构受力性能的影响,并对电缆除冰方案的可行性从结构受力的角度进行初步评价。     

大跨度混合梁斜拉桥施工过程温度影响分析

为实现对钢箱梁精匹配时温度效应的精准分析和实时修正,尝试在BDCMS程序中简化钢箱梁竖向温度梯度分布,加快了数据采集和程序计算的速度.以嘉鱼长江公路大桥为例,对该桥24 h施工监控温度观测数据进行分析,验证了该算法的合理性和准确性,并分析了误差原因.结果 表明:BDCMS分析钢箱梁精匹配温度影响时,计算准确且速度快,可用于现场修正,提高施工监控效率;温度沿梁长变化对于斜拉桥钢箱梁精匹配时标高索力影响很小,可以忽略不计.     

大跨度混合梁斜拉桥施工过程温度影响分析

为实现对钢箱梁精匹配时温度效应的精准分析和实时修正,尝试在BDCMS程序中简化钢箱梁竖向温度梯度分布,加快了数据采集和程序计算的速度.以嘉鱼长江公路大桥为例,对该桥24 h施工监控温度观测数据进行分析,验证了该算法的合理性和准确性,并分析了误差原因.结果 表明:BDCMS分析钢箱梁精匹配温度影响时,计算准确且速度快,可用于现场修正,提高施工监控效率;温度沿梁长变化对于斜拉桥钢箱梁精匹配时标高索力影响很小,可以忽略不计.     

润扬长江大桥钢箱梁的温度分布监测与分析

基于润扬长江大桥斜拉桥和悬索桥钢箱梁的温度观测结果,研究了扁平铜箱梁在日照作用下的温度分布特征,比较了悬索桥和斜拉桥2种桥型钢箱梁温度场的差异.实测结果表明:(1)钢箱梁顶板的昼夜温差明显大于底板的昼夜温差,且悬索桥钢箱梁的昼夜温差较斜拉桥更为明显;(2)钢箱梁底板的横向温度分布基本相同.可以不计横向温差影响;(3)钢箱梁顶板的横向温差表现为非线性时变特征,且斜拉桥和悬索桥钢箱梁的顶板温度分布模式存在明显的差异.润扬长江大桥扁平钢箱梁的温度分布模式为扁平钢箱梁在日照温差作用下的结构计算和桥面铺装层计算提供了重要参考.     

温度效应对独塔钢混梁斜拉桥的静力特性影响

基于独塔钢混粱斜拉桥的静力特性和东沙特大桥的实际情况,研究了日照温度变化对桥面标高的影响规律。现场测试数据表明,桥面标高受气温影响变化比较敏感,尤其是钢箱梁部分,消除或减小温度影响极为重要。     

持续极端高温天气下沥青路面温度特性分析

近年来极端高温天气频发,且高温天气持续时间越来越长,严重影响沥青路面性能。为此,文章建立了持续极端高温天气下沥青路面温度计算模型,监测了持续极端高温下路面温度变化,验证了模型正确性,分析了持续极端高温天气的影响。结果表明:持续极端高温天气下沥青路面温度可达到72℃,上面层底部温度能达到65℃,中面层温度为56℃,下面层温度为45℃～50℃;上面层及中面层最高温度高于现有规范车辙试验的60℃,容易诱发车辙。研究结果能为夏季高温地区沥青路面设计提供支撑。     

瓯江特大桥钢箱梁合龙控制研究

混合梁结构多用于斜拉桥,在大跨径连续刚构桥上应用较少,且混合梁连续刚构桥研究不够深入.瓯江特大桥主桥采用大跨径混合梁连续刚构桥,由于主跨跨中存在一个大节段钢箱梁段,故在设计、施工方面与常规混凝土连续刚构桥有较大不同,同时在施工控制过程中也出现了很多新问题.在常规混凝土连续刚构桥控制方法的基础上,对钢混结合段累计位移的突变问题进行分析,得到准确预测钢混结合段安装标高的方法.对钢箱梁吊装状态进行分析,得到准确的钢箱梁加工线形.对合龙时的温度效应进行分析,把握了温度影响规律,为钢箱梁的精确合龙提供依据.     

大跨径斜拉桥悬拼施工控制中温度影响的研究

在桥梁施工控制中,温度的影响是不可忽视的。在温度变化快的白天进行钢箱梁的起吊与悬臂拼装工作,温度影响是施工控制中较难掌握的因素。如何消除或减小温度影响,保证钢箱梁悬臂拼装精度,是施工控制中需解决的重大问题。本文结合福州淮安大桥的施工监控,对钢箱梁悬臂拼装施工控制中温度影响进行了研究,取得了较好的控制效果,可用于大跨径斜拉桥施工控制温度影响的现场修正,为其他大跨径斜拉桥桥悬臂拼装施工控制提供参考。     

钢箱梁桥温度效应的空间有限元分析

结合某工程实例,采用几种不同的温度效应模式,运用有限元分析程序Ansys对几种跨径布置各不相同的简支、连续钢箱梁体系的温度效应进行空间应力分析,讨论了不同温度效应模式对钢箱梁体系温度应力的影响,总结了不同跨径的钢箱梁体系温度应力分布的异同点,得出了一些对刚箱梁桥设计有益的结论。     

钢箱梁斜拉桥主梁翘梁事故分析及处理

某主桥跨径为(135+110)m的独塔单索面钢箱梁斜拉桥在钢箱梁拼焊完毕、自桥塔向两侧依次张拉斜拉索至边索时,突发主梁翘起事故。为分析事故原因,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,采用多因素组合分析法研究各种温度作用对主梁翘起事故的影响。结果表明:导致斜拉桥主梁翘梁事故的主要原因是不合理的主梁拼焊工艺(拼焊时依次焊接底板、腹板和顶板)导致钢箱梁焊接温差达-33.3℃,并在钢箱梁内形成长期的温度次内力。因此,考虑该焊接温差,根据有限元计算结果制定了调索方案,通过调整两侧斜拉索索力使主梁回落。     

典型病害对中小跨径钢箱梁的影响研究

为研究常见腐蚀病害和施工缺陷对中小跨径钢箱梁受力性能和疲劳寿命的影响,建立了某中小跨径钢箱梁均匀腐蚀、点蚀、焊缝对接错位和脱焊的有限元分析模型。结果表明:由于均匀腐蚀钢箱梁构件厚度减小,钢箱梁的应力略微增加,但钢箱梁结构的整体受力和疲劳寿命无明显变化;点蚀、对接错位及脱焊均导致钢箱梁内产生明显的应力集中,导致钢箱梁内的应力显著升高及其疲劳寿命的大幅降低,但由于后3种病害影响区域较小,三者对结构整体受力影响较小。     

高温混合料摊铺过程中的扁平钢箱梁温度效应分析

为探究高温沥青混合料摊铺过程中的扁平钢箱梁热固效应,建立基于瞬态温度场传热理论的扁平钢箱梁热力学FEA分析模型,研究提出三维时空变化温度场下的钢箱梁应力、变形响应及场分布规律.研究表明:以摊铺宽5 m、厚35 mm、温度240℃的混合料为例,摊铺过程中的温度力学效应随摊铺时间历程变化明显,摊铺后30 min左右应力及变...     

钢桥桥面铺装结构温度场分布的回归分析

以新建钢桁架桥的沥青桥面铺装结构为研究对象进行温度场的实测,根据夏季高温季节和冬季低温季节对铺装结构温度场的实测结果,研究了温度场的分布规律,分析了温度造成钢桥面铺装结构破坏的原因,并对钢桥面铺装与一般桥面铺装及路面温度场进行了对比分析.并利用SPSS统计分析软件探讨了桥面铺装结构极端温度计算关系式,可为桥面铺装结构的...