下承式钢桁结合梁在双线对称荷载作用下的近似解

下承式钢桁结合梁桥是适合高速铁路的桥梁结构形式之一,由于受力复杂,难以直接确定其在荷载作用下的精确解析解.本文根据下承式钢桁结合梁的变形特征,将其进行连续化处理, 等效为闭口薄壁组合箱形梁.然后用势能驻值原理导出下承式钢桁结合梁考虑桥面系钢纵梁-混凝土板相对滑移、横梁竖向变形的影响和混凝土板剪滞效应的控制微分方程.根据结构在双线对称荷载作用下的受力特点,假设等效闭口薄壁组合箱形梁的位移函数,求出下承式钢桁结合梁的近似解.利用本文方法对一个4节间简支下承式钢桁结合梁试验模型进行结构的位移和应力计算.通过将本文解与试验结果对比,说明本文公式的正确性.     

高速铁路下承式钢桁结合梁桥在偏载作用下的受力特性分析

以京沪高速铁路64 m简支下承式钢桁结合梁桥为对象,采用作者曾经提出的空间板梁单元和常规板壳单元、空间梁单元和空间桁单元离散结构,对其在偏载荷载作用下的受力特性进行空间有限元分析,计算主桁、混凝土板和纵、横梁的应力和位移。结果表明:该桥在偏载荷载作用下符合强度刚度要求。     

秦沈客运专线连续结合梁疲劳试验研究

模拟秦沈线连续结合的受力状态，制作了6根模拟试验结合梁，其中配筋率2%和3%各3根，采用单伸臂跨内、跨外两点同步加载模式对每根梁做了200万次疲劳试验，分析研究了钢与混凝土之间的滑移，栓钉的受力状态，无钉区两侧密集型群钉中力的分配，梁的刚度变化和应力状态，负弯矩区混凝土中裂纹的发展等问题。研究结果表明，高配筋混凝土连续结合梁抗疲劳性能优良，200万次疲劳试验后，无钉区钢与混凝土之间的滑移明显比其他梁段大，但最大不超过0.075mm，两侧头排栓钉的受力是栓钉平均受力的1.54倍；负变矩区混凝土板中的最大裂纹宽度不大于0.13mm；梁的刚度没有明显的下降，梁的挠度和应变都接近于第一状态线弹性理论计算值。     

栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性影响研究

设计6片钢—混凝土结合梁,从理论分析、试验和数值模拟3个方面,研究栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性的影响.结果表明:在常见的栓钉布置情况下,钢梁与混凝土板的界面存在滑移,二者变形不同步,振型存在明显相位差;随着栓钉连接件抗剪刚度的降低,结合梁整体刚度明显下降,与不考虑界面滑移的结合梁相比,完全连接和部分连接(连接度为60％)结合梁的刚度分别降低39％和48％,相应的1阶竖向自振频率分别降低22％和29％;栓钉连接件的抗剪刚度越小,结合梁的刚度折减越大,但各阶自振频率对应刚度的折减程度不同;少量的栓钉损伤对梁的竖向自振频率影响不明显.由于结构的基频对其冲击系数影响很大,因此在结合梁的动力性能分析及冲击系数计算中,应考虑栓钉连接件刚度的影响.     

组合梁钢与混凝土板相对滑移及栓钉受力状态研究

研究了单伸臂简支组合梁和双伸臂简支组合梁和双伸臂简支组合梁钢与混凝土板之间相对滑移和栓钉受力的关系；考察评价了材料力学中基于平截面假定的计算平面梁纵向剪力流公式计算组合梁栓钉受力的适用性；研究了无钉区两侧密集型布置的栓钉群中剪力的分配，为铁路连续结合梁的设计提供了依据。     

混凝土板分段浇筑的曲线结合梁施工阶段受力性能研究

为了对钢-混凝土曲线结合梁施工阶段的受力性能进行准确分析,进行了混凝土浇筑过程中简支曲线结合梁的模型试验,采用ANSYS有限元计算软件分析了栓钉连接件时变抗剪强度对模型梁施工阶段受力性能的影响。分析结果表明:从一端向另一端分段浇筑混凝土板时结合梁的应力和变形均比一次性整体浇筑时小,且沿梁轴不对称;自各节段之间的浇筑时间间隔为6h起至7d之内,均应计入钢梁与混凝土板之间的早期组合作用,且需考虑这种组合作用随混凝土龄期而增长的时变特性。在对混凝土板浇筑过程中的结合梁进行受力分析时,必须考虑已浇好硬化的梁段中钢梁与混凝土板结合面上的相对滑移,否则会使计算结果偏于不安全,出现工程安全隐患。     

混合梁桥钢梁与混凝土梁连接研究

研究目的:国内外已建混合梁桥的钢梁与混凝土梁都是通过专门设计的钢混结合段进行过渡连接,各个桥梁的钢混结合段构造形式差异大,如何确保连接构造的合理、安全和可靠,以及关于钢混结合段的力学行为、设计理论和计算方法等方面都存在一些亟待解决的问题。研究结论:在轴压荷载作用下,钢混结合段中剪力件和核心混凝土柱承受的力大小与它们各自的刚度成正比;钢混结合段的仿真计算,应按不同计算目的,选择如弹簧模型、不考虑粘结滑移的实体模型、考虑滑移及混凝土压碎开裂的实体模型等不同层次的分析模型进行计算。本文根据混合梁桥钢梁与混凝土梁连接的本质要求,提出了一种无结合段、将混凝土梁的纵向钢筋直接锚固在承压板端部的连接形式,该连接具有构造简单、受力明确等优点。     

高速铁路大跨度混合梁连续刚构设计关键技术研究

广湛高铁采用(109+2×200+109) m混合梁连续刚构跨越西江主航道,主梁采用预应力混凝土梁+钢混结合梁的混合梁形式,与预应力混凝土连续刚构相比,减轻了结构自重,降低了主梁弯矩和剪力,提高了桥梁跨越能力;跨中采用钢混结合梁,减小了因混凝土收缩徐变对结构后期变形的影响,改善了结构受力和高速行车条件。钢混结合段为钢主梁与预应力混凝土主梁的连接构造,是混合梁桥关键传力部位,根据刚构桥的钢混结合部受力模式,设置于主梁受力较小位置,采用有格室后承压板式结合部构造。通过对钢梁截面分析比选,采用符合结构受力特点、经济性较好的槽形钢箱混凝土结合梁,并对槽形钢梁超高腹板稳定性、空腹桁架式横隔板构造等关键技术进行研究。建造方案推荐采用挂篮悬臂浇筑混凝土梁,钢梁采用整体吊装安装,混凝土桥面板采用分块预制,可有效保证施工工期。     

钢—混凝土结合梁在温度作用下的响应分析

在钢－混凝土结合梁中，温度作用通常包括三种形式，即：变温，温差和温度梯度，这些温度使用有时可能导致钢－混凝土结合梁中产生较大的温度应力，故必须引起足够的重视，本文在五个基本假设的基础上，综合考虑微段的平衡条件和钢梁与混凝土板之间的变形协调条件，推出了钢－混凝土结合梁在沿梁截面高度方向线性分布的温度梯度作用下，考虑剪切变形影响与不考虑剪切变形影响时的内力，相对滑移和位移计算公式。然后根据芜湖桥初步设计方案，取上层公路桥面系中的一个钢－混凝土组合截面，按照剪力钉沿纵向全梁均匀分布和沿纵向分段均匀分布（梁端部附近剪力钉分布较密，其他地方剪力钉分布较稀）两种布置方案，计算了钢混凝土结合梁在温差作用及温度梯度作用下的响应，得到了一些有价值的结论。文中给出的公式和结构芜湖桥桁梁结合梁设计参考。     

64m下承式钢桁结合梁的动力性能试验研究

下承式钢桁结合梁刚度大,可采用有砟桥面,行车噪声小,乘客舒适度高.通过测试64 m下承式钢桁结合梁的自振特性和动力响应测试,分析在动载作用下桥梁结构的工作状态,判断列车通过时桥梁的安全性.     

预应力混凝土桥面板与钢桁下弦杆的结合技术研究——钢混预应力桁梁的关键构造

采用混凝土桥面板是传统钢桁梁用于高速铁路的重要前提,“钢混预应力桁梁”提出钢桁结合梁的新思路,但其主要优势有赖于预应力混凝土桥面板与钢桁下弦杆的有机结合、共同受力,通过对该结构形式的关键构造技术进行设计、计算、分析,初步论证构造措施的有效性,能使桥面板成为承载结构体系的重要组成部分,从而保证该结构的主要优点得以充分发挥,即对钢桁梁的稳定、刚度、疲劳、行车等问题的改良,以及混凝土有效参与结构受力对综合经济技术指标的提高。另外,运用此钢混结合新方法,提出几种结合梁桥的构造设计新思路。     

敞开式钢管-混凝土桁架组合梁施工技术

新汴河大桥主桥A部分为60 m敞开式钢管-混凝土桁架组合梁桥,该工程是徐州至明光高速公路的重难点工程,也是新技术、新工艺应用工程;该新型桥梁具有建筑高度低、结构新颖和谐、造型简洁美观、结构自重轻及工程造价低等特点。结合本工程施工实例,综合介绍该新型桥梁的施工方案及施工工序,特别是桥梁桥面系结构及下弦杆采用满堂支架现浇施工,钢管桁架采用搭设支架悬挂安装,钢管混凝土采用混凝土地泵顶升灌筑施工,可为类似工程的施工提供参考。     

钢桁梁桥整体节点的优化分析

整体节点是一种新的结构型式，为了了解其受力规律，并对整体节点的型式进行优化分析，本文首先针对特定整体节点试件建立了计算模型，用有限元方法进行了应力计算，通过应力测试对计算结果作了验证，经过对该试 件的应力分析，建立了用于整体节点优化分析的简化计算模型，对不同节点板宽（d)以及节点板圆弧半径（R）的整体节点的应力计算，分析了R／d与整体节点最大应力集中系数（Kmax)的关系以及R/d对整体节点应力集中的影响，经计算结果的拟合。，给出了反映R／d与Kmax的关系的近似公式，通过对优化计算结果的分析，讨论了进行整体节点优化设计所应考虑的影响因素，并提出了相应的结论及建议。     

高速铁路四线大跨钢桁斜拉桥主桁研究

目前四线铁路钢桁梁多采用三主桁型式,采用双主桁的四线铁路桥跨度多在200 m左右。当四线铁路钢桁梁采用双主桁时能适应最小线间距要求,减小主桁横向总宽度,并降低主桥和引桥的工程规模及邻近隧站工程量,因此研究双主桁大跨度钢桁斜拉桥在工程上具有重要意义。结合某高速铁路四线大跨钢桁斜拉桥主桁横断面布置及桁梁主要构造尺寸,从结构受力、技术经济指标、不同桁宽所引起的引桥规模等方面研究三片桁与两片桁的主要差别,合理推断出四线高速铁路钢桁梁最小桁宽。同时从主桁腹杆承受较大面外弯矩及用钢量等方面比较四线主桁腹杆采用三角桁与N形桁的区别。最终确定主桁梁采用桁宽24.3 m的双主桁、腹杆为三角形桁式的钢桁架。研究结果表明:四线双主桁钢桁斜拉桥应用到500 m左右大跨度桥中在技术和经济上是可行的。     

虚拟预拼装技术在钢桁梁中的应用研究

以钢桁梁为实施对象,分析虚拟预拼装的基本原理,设计虚拟拼装流程,研究理论模型创建、实测点选择、测量精度和温度影响等关键要素,搭建包括精度管理和拼装管理两大模块的虚拟预拼装系统。以某实际桥梁工程平面预拼装为基准,采用虚拟预拼装技术进行对比分析,两者结果吻合较好,表明虚拟预拼装技术的可行性和准确性,为钢桁梁虚拟预拼装技术的应用和推广提供有益参考。     

灌河大桥连续钢桁拱梁设计

灌河特大桥为(120+228+120)m三跨连续刚桁柔拱组合体系的钢桁梁桥,是连盐铁路的关键工程。重点阐述灌河特大桥方案选择、静力计算、结构分析、结构的构造细节、钢梁防腐涂装体系和钢梁安装等。灌河特大桥结构受力明确,安装方案合理,具有较好的稳定性和经济性能。     

对钢桁梁桥有关标准的探讨

通过分析和实践总结 ,对现行《铁路钢桥制造规范》(TB10 2 12 -98)中钢桁梁杆件的长度公差提出异议 ,并对钢桁梁杆件设计孔边距的确定提出自己的观点 ,以供有关人员参考。另外 ,还提出了标准统一问题。     

198m大跨度钢桁架安装施工工艺

苏州火车站钢屋盖为198 m大跨度钢结构,受施工条件限制,为满足工期需要,在二层楼面结构未完成前同时施工、安装大体量钢构件,为避免相互干扰太大,采用＂单榀钢桁架就地拼装,分段吊装,高空组装后累积滑移＂的安装施工工艺。安装实践表明,该种施工工艺适用于周边条件受限的大跨度钢结构的快速施工。     

简支双线钢桁梁桥设计与施工技术研究

研究目的:简支钢桁梁设计、施工较为复杂,设计过程中必须考虑相应的施工方案,针对不同的施工方案作相应的计算、设计。本文以漯阜铁路颖河特大桥为例,对128 m简支双线钢桁梁设计与施工进行简要分析、研究,为同类型的桥梁设计与施工提供参考。研究结论:漯阜铁路颖河特大桥,引桥为32 m跨度的简支梁,主桥斜交跨越颖河Ⅳ级航道通航河流,单孔双向通航,受通航净高、净宽限制,经通航论证及方案比选,主跨采用128 m简支钢桁梁。由于受施工条件限制,施工期间不能影响通航,采用了在岸上搭设支架,在河中设置临时支墩,支架上完成拼装,并在钢桁梁前端安装导梁,半悬臂拖拉(顶推)法架设,既满足了施工时不影响通航的要求,又节省了施工时间。     

大跨度铁路连续钢桁梁桥预拱度设置研究

通过实际工程应用,对大跨度连续钢桁梁桥预拱度的设置方法进行研究。采用几何法建立上弦杆杆件调整值与下弦杆节点位移的影响矩阵,然后建立上弦杆调整值与预拱度的函数方程,通过求解多元约束条件方程组,得出合适的上弦杆调整值。几何法仅是杆件的几何关系,与受力无关,与预拼装过程一致,偏差小;并且建立影响矩阵方便,无需借助有限元计算;影响矩阵小,每跨可以单独计算,互不影响,提高收敛和计算速度;给出一种较为简单的预拱度设置方法,大大简化预拱度设置工作并经过工程验证是正确的。