大跨径钢 -UHPC 组合梁桥设计与整体受力分析

嘉兴市市区快速路环线工程跨越京杭大运河地面老桥龙凤桥,采用跨径布置为65 m+95 m+65 m的大跨径钢-UHPC连续组合梁方案,该方案在设计、施工和经济性方面都具有较显著的优势。采用Midas Civil 2021软件建立桥梁空间有限元模型,在承载能力极限状态和正常使用极限状态下各项验算均满足规范要求,可以为类似桥梁设计提供参考。     

钢-UHPC组合梁自锚式悬索桥力学性能与经济性分析

为了解钢-UHPC组合梁自锚式悬索桥的受力性能及经济性,以益阳青龙洲特大桥为背景,建立全桥空间有限元杆系结构模型及组合梁局部有限元模型,研究钢-UHPC组合梁的抗弯承载能力、UHPC桥面板的抗裂能力,并与常规钢-混组合梁经济性进行对比.结果表明:在最不利组合下,组合梁箱形钢主梁、钢横梁的最大拉应力分别为206.3 MP...     

钢-UHPC连续组合梁抗弯性能试验

为研究钢-超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete,UHPC）连续组合梁的抗弯承载能力,完成了2根大比例缩尺模型的静载试验,包括1根钢-UHPC连续组合梁和1根预应力钢-普通混凝土（Normal Strength Concrete,NC）连续组合梁,对其挠度、应力分布、裂缝发生发展模式及承载能力进行分析,并研究了钢-UHPC连续组合梁的弯矩重分布性能。同时,采用ABAQUS软件中的塑性损伤模型（CDP）进行数值模拟。结果表明：钢-UHPC连续组合梁UHPC板的名义开裂强度为普通组合梁预应力NC板的2.2倍,钢-UHPC连续组合梁的极限承载力约为普通组合梁的1.2倍;UHPC板开裂后裂缝密集、间距小,且以长度较小的微裂纹为主;UHPC板/NC板与钢梁均采用群钉连接,二者相对滑移较小,可有效形成整体共同工作;采用塑性理论计算钢-UHPC连续组合梁的抗弯承载能力,应考虑UHPC的抗拉强度,与现有组合结构规范公式相比,根据所提出方法计算得到的负弯矩区截面抗弯承载力与试验值吻合较好;考虑UHPC抗拉强度后,钢-UHPC连续组合梁负弯矩区塑性铰转动能力降低,弯矩调幅需求及有效弯矩重分布能力均明显下降。     

钢-UHPC轻型组合连续梁桥设计与施工

以云南省保山市昌保高速公路一座3 m×30 m跨线天桥为工程背景,针对传统钢板组合梁负弯矩区混凝土顶板易开裂的问题,提出了一种预制“π”型钢-UHPC轻型组合梁结构,设计了适用于该组合梁的负弯矩区横向UHPC-NSC组合接缝和双榀“π”型梁间纵向UHPC接缝结构。介绍了UHPC材料的配制、钢-UHPC组合梁纵横向接缝设计、纵向接缝模型试验、负弯矩区1∶2缩尺模型抗弯加载试验,以及该桥的预制装配施工流程。相关结构设计、模型试验和工程实践经验可供实际工程参考。     

钢-UHPC-NC组合梁结构设计与受力分析

为提高组合梁负弯矩区桥面板抗裂性能,提高结构耐久性,提出一种钢-UHPC-NC组合梁结构形式,即在传统钢混组合梁的基础上,负弯矩区域采用薄层超高性能混凝土(UHPC)替代部分普通混凝土(NC).以主跨80 m钢混组合梁桥为背景,介绍了钢-UHPC-NC组合梁的构造特征,并借助有限元软件对该桥梁进行结构计算,重点分析了钢...     

变截面波形钢腹板-UHPC组合箱梁剪应力试验

为进一步减轻大跨径变截面桥梁结构自重,增加结构跨越能力并增强结构抗裂性能,提出了变截面波形钢腹板(Corrugated Steel Webs, CSW)-UHPC组合箱梁结构新理念,该结构截面尺寸更小、自重更轻,其结构剪力分布、截面剪应力分布与常规组合结构区别较大,需深入研究。以变截面CSW-UHPC组合箱梁为研究对象,取变截面微段进行受力分析,结合剪应力互等定理,推导了系统完善的腹板剪应力计算公式,并基于工程需要,提出了一种简化计算方法。继而,设计了一片大比例变截面CSW-UHPC模型梁,模拟大跨径组合梁桥施工过程中典型的受力状态,完成了不同边界条件、不同加载位置、不同加载类型及微裂缝状态共计6种工况下的静力加载试验,获得了各截面剪应力分布及沿跨度方向承剪比变化规律,并结合空间实体有限元模型对计算理论进行全面的验证。结果表明：各工况下腹板实测剪应力值与所提公式理论值、有限元结果吻合良好,证明了所提公式的正确性;组合箱梁倾斜底板参与了截面抗剪而不可忽略,体现出明显的变截面效应;特别是最大悬臂工况下其模型梁根部位置附近承剪比仅为2%～6%,剪力大部分由倾斜底板来承担,实测和理论剪应力大小...     

全预制钢-UHPC轻型组合梁在中小跨径桥梁中的设计与应用研究

汕(头)湛(江)高速公路三标的麻埔停车区跨线桥拟采用钢-UHPC轻型组合梁方案,介绍了钢-UHPC轻型组合梁方案的设计要点,并与常规的预应力混凝土小箱梁方案和常规的钢板组合梁方案对比分析了钢-UHPC组合梁方案的应用前景,结果表明钢-UHPC轻型组合梁方案具有构造简洁和良好的受力性能,在经济性、施工性和耐久性方面具有显著的优势,具有良好的应用前景。     

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。     

大跨径斜拉桥主梁选型及分析

首先基于积分法推导得到了斜拉桥各部件的造价和主梁应力计算公式,其次对比分析了5种不同主梁类型的斜拉桥技术及经济性,最后以传统组合梁斜拉桥为例进行参数分析。结果表明：采用UHPC材料代替传统的混凝土能极大地提高组合梁斜拉桥的极限跨径;主跨在300~750 m的斜拉桥主梁选用传统组合梁经济性最优,主跨在750~1 200 m时主梁选用钢箱梁经济性最优;斜拉桥的平方米造价指标随着桥宽的增加而相应减少;但对桥面以上塔高与跨径比的变化不敏感,经济合理的边中跨比和桥面以上塔高与跨径比分别在0.5和0.3左右。     

中小跨径不同截面简支钢-混组合梁桥受力及用钢量分析

为研究中小跨度钢混组合梁不同截面形式的受力性能以及经济性,以香海大桥组合梁为背景,建立工字钢-混凝土组合梁桥、钢箱-混凝土组合梁桥、钢桁架-混凝土组合梁桥等模型,分析不同跨径下三种不同截面形式的钢混组合梁桥受力性能及用钢量。结果表明,活载作用下,工字钢组合梁跨中竖向位移均大于钢箱梁及钢桁架组合梁,且随着跨径的增大,工字钢组合梁跨中竖向位移增长幅度越来越明显;偏载作用下,钢箱组合梁跨中最大位移均小于工字钢及钢桁架组合梁,且随着跨径的增大,钢箱组合梁跨中最大位移与其他两种方案的位移差逐渐增大;跨径35～55m范围内,工字钢组合梁的截面用钢量最低;跨径55～70m范围内,钢箱组合梁截面用钢量最低;70～100m跨径范围内,钢桁架组合梁的截面用钢量最低。     

不同预制方式下大跨度组合梁桥受力性能分析

为了明确整体预制大跨度π形钢混组合梁与分离预制组合梁的受力性能,结合实际工程,采用板壳-实体有限元方法,计算了两种大跨度组合梁受力性能。计算结果表明：在成桥阶段整体预制组合梁的钢梁应力比分离预制组合梁的小很多,两种组合梁钢梁上缘的最大压应力分别为84.3 MPa和229.0 MPa,下缘的拉应力分别为167.3 MPa和196.0 MPa,两种组合梁中支点处混凝土上缘应力基本相同。钢梁在成桥十年时,两种组合梁钢梁上缘的最大拉应力增量分别为88.1 MPa和-4.0 MPa。整体预制组合梁的混凝土最大拉应力为分离预制组合梁的0.67倍。另外,在施工效率和施工质量方面,山区建造大跨度组合梁桥采用整体预制方式具有明显的优势。     

预应力混凝土组合箱梁桥损伤识别方法研究

该文运用动力识别指标——柔度法和模态应变法分别对某五跨预应力混凝土组合箱梁桥的损伤识别进行了研究,对比分析了两种方法的识别效果,结果表明:对于连续组合箱梁结构,柔度差法比模态应变能法的识别效果更好。     

一座景观梁拱组合桥的设计

传统下承式连续梁拱组合桥,通过景观设计,焕发出新的生机。以张家港暨阳湖大桥为例,介绍了景观梁拱组合桥的方案构思、景观设计、结构设计和计算、施工方法等。     

基于GQJS的大跨连续梁桥结构分析方法

以内蒙古某跨径为85m+150m+85m的预应力混凝土连续梁桥为工程背景,采用公路桥梁结构设计系统GQJS,研究其符合承载使用要求的结构设计方法。通过对该桥进行承载能力极限状态和正常使用极限状态(持久状况和短暂状况)下2种工况的验算分析,表明该桥结构满足现行规范的各项要求。     

新型 Y 形主梁大跨度桥梁方案设计研究

Y形主梁一般应用于小跨径人行桥,但实际工程中,有时也需要建设主梁呈Y形、主梁各分支交点处无条件设置桥墩的大跨度车行桥。为了适应上述条件要求,一种由“撑杆-主梁”组合受力的新型Y形主梁大跨度桥梁结构体系被提出。通过分析该结构体系的传力机制,介绍了采用该结构的某桥梁工程的设计方案和受力情况。同时,采用有限元软件分析并总结了该结构体系随主梁水平夹角变化的内力和反力变化规律,为类似建设条件下的桥梁设计提供了有益参考。     

刚构-连续组合梁桥施工期可靠性分析

为研究刚构-连续组合梁桥施工期结构的可靠性,以跨广珠西线特大桥为工程背景,根据施工期预应力混凝土刚构-连续组合梁桥悬臂施工的特点,建立了悬臂施工中结构抗力和荷载效应概率模型,基于JC法分两种工况对该结构进行了施工期可靠性分析,分析了已浇梁段、施工分布活载、混凝土强度、风荷载及施工荷载偏差等因素对可靠度影响程度,研究结论可为该类型桥梁结构制定合理的施工措施提供参考。     

体外预应力对钢箱-混凝土组合连续梁桥受弯性能的影响分析

应用空间有限元方法,对3跨变截面预应力钢箱-混凝土组合连续梁桥进行了建造全过程分析。着重研究了施加体外预应力对钢箱-混凝土组合连续梁桥受弯性能的影响,采用单元生成技术实现钢箱-混凝土组合连续梁桥受力全过程模拟。分析结果表明,当钢箱-混凝土组合连续梁桥跨度较大,且截面尺寸受限时,采用常规的墩顶强迫位移、桥面板施加体内预应力等措施仍不能满足中支座负弯矩区域的承载力要求。对中支座负弯矩区域桥面板施加局部体外预应力,对于改善钢箱-混凝土组合连续梁桥的受弯性能有较大的作用,能提高钢箱-混凝土组合桥梁的承载力,进而提高了跨越能力,具有更好的综合经济效益。