钢-混连续组合梁负弯矩区处理方法研究

钢-混组合梁具有自重小、抗震性能好且用钢少、刚度大饶度小特点,钢-混连续组合梁与简支组合梁相比,可以提高负载能力,增强刚度,增大应用跨度。但其墩顶负弯矩区会产生混凝土受拉、钢梁受压的不利情况,通过介绍钢-混连续组合梁桥负弯矩区的设计处理方法,比较了各种方法对减小负弯矩区内混凝土桥面板的拉应力,从而限制裂缝宽度、防止钢梁失稳的作用。并最终达到改善了负弯矩区桥面板的受力性能,确保结构的耐久性和使用性能。     

钢混凝土连续组合梁负弯矩区抗裂设计优化研究

虽然钢混凝土连续组合梁桥在支座处负弯矩区混凝土桥面板处施加了预应力,但仍然存在桥面板拉应力过大导致混凝土开裂的问题。为解决这一难题,以山东省广饶县小清河特大桥2 号主桥为例,在对钢混凝土连续组合梁桥的设计难点及其相关技术措施进行评价的基础上,基于部分组合技术及桥面板混凝土分步浇筑技术,对钢混凝土连续组合梁桥的支座处负弯矩区的受力性能进行优化设计。基于Midas Civil 有限元模型,重点对该组合梁桥负弯矩区的抗裂性、支点反力及全桥刚度进行研究。研究结果表明:同时使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板始终受压;仅采用部分组合技术或桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板受到拉应力作用,且拉应力较大。由此可知,综合使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,可以有效降低钢混凝土连续组合梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力,防止混凝土桥面板开裂,改善桥梁耐久性。     

双面组合连续梁桥施工阶段模拟分析

钢-混组合梁桥因其自重轻、刚度大得以在世界范围内迅速发展,但钢-混组合连续梁桥中负弯矩区会出现钢梁受压,混凝土受拉的不利情况。通过在负弯矩区钢箱梁内浇筑混凝土,形成双面组合梁可以明显改善这一问题。以一座钢-混双面组合连续梁桥为研究背景,运用MIDAS FEA建立精细化有限元模型模拟该实桥的施工阶段。研究结果表明:双面组合连续梁桥能够有效提高结构的刚度,减小钢梁的受力和提高负弯矩区混凝土桥面板的抗裂性。     

大跨双主肋式斜拉桥面板受载抗裂性能仿真分析

双主肋式斜拉桥具有其他桥型无法比拟的优点而在近些年应用广泛,但其受力特性及施工工艺依然不够完善。用有限元软件ANSYS数值计算某在建斜拉桥面板在车辆荷载下的动力响应情况,以研究桥面板的受载抗裂性能。计算结果表明桥面板在纵向支点最不利车辆荷载布载下的最大横向拉应力为1.252 MPa,斜拉桥主梁的混凝土为C60,设计抗拉强度为2.04 MPa,因此桥面板从设计角度出发不会产生纵向裂缝。通过分析受载抗裂性质及受力性能提出改变受力筋的处治措施,为双主肋式桥梁设计提供理论支撑。     

新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁受力性能

为综合解决传统钢-混凝土组合结构中混凝土桥面板自重偏大和负弯矩区易开裂的问题,引入超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）华夫板代替普通混凝土桥面板,提出一种新型组合梁—装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁. 以某典型3跨连续梁桥为研究对象,分别建立3跨连续梁整体和中支座区域梁段的有限元模型,研究了不同荷载工况下新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁的受力性能,分析了UHPC华夫型上翼缘关键设计参数对该新型组合梁力学性能的影响规律,对比研究了组合榫型剪力槽与栓钉型剪力槽对该新型组合梁受力性能的影响. 研究结果表明:在恒 + 活组合作用下,中支座负弯矩段华夫型上翼缘纵肋底缘和面板最大拉应力均小于配筋UHPC的抗拉强度设计值;当UHPC华夫型上翼缘纵、横肋宽90 mm、高200 mm,纵肋间距700 mm,横肋间距600 mm,面板厚60 mm时,UHPC华夫型上翼缘受力较为合理;组合榫型剪力槽更适用于新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁.      

基于梁格法的组合梁斜拉桥力学性能研究

为对钢混组合梁斜拉桥的力学性能进行研究,并方便设计人员进行合理的工程设计,以一座跨径布置105 m+220 m+105 m的钢混组合梁斜拉桥为例,提出了一种将桥面板梁格化的组合梁斜拉桥计算方法,该方法采用Midas Civil进行整体建模,以梁格法对桥面板进行离散,综合考虑混凝土收缩徐变特性、桥面板预应力效应、主梁的温...     

钢—混凝土组合梁桥混凝土桥面板的抗裂设计方法研究

以重庆市合川区乡野步道云门试验段连接桥工程4#桥为例,分析该钢—混凝土组合梁桥在设计上提高混凝土桥面板抗裂性能的方法。该桥在结构上采用V形支撑降低墩顶负弯矩峰值,在施工过程中采用桥面板滞后结合法、跨中压重法增大墩顶负弯矩区压应力储备,从而降低了成桥墩顶负弯矩区拉应力,提高了混凝土桥面板的抗裂性能。通过分析提高混凝土桥面板抗裂性能的结构设计方法以及施工过程的抗裂措施,为钢—混凝土组合梁桥的设计提供参考。     

斜弯钢—混组合梁桥桥面板空间受力分析

为研究斜弯钢—混组合梁桥桥面板的空间受力状态,运用有限元软件分别建立全桥模型和局部精细模型.结果表明,在拆除临时支承阶段,桥面板外侧拉应力大于内侧,施加强制位移后外侧拉应力小于内侧拉应力,两侧拉应力较大区域均位于支座附近,呈斜向分布,与支座连线方向保持一致,最大拉应力向内侧偏移1.3m左右.由此可知:斜支承造成梁桥受力...     

组合梁斜拉桥索梁锚固区桥面板斜向开裂机理与配筋设计方法

为揭示组合梁斜拉桥在悬拼施工时,索梁锚固区斜向裂缝的开裂机理,从实际受力状态出发,分析了该区域桥面板剪应力和正应力的分布特点,并结合应力莫尔圆理论给出了裂缝成因及其形态特征;基于相关规范及桁架模型,提出了斜向配筋和L形配筋设计的抗裂措施;通过台州湾跨海大桥实例分析,验证了锚固区桥面板的应力分布特点与配筋方法的有效性。研究结果表明:悬拼施工时,锚固区桥面板的面内剪应力主要由拉索索力的竖向分力和水平分力提供,纵、横桥向正应力主要由吊重荷载引起的斜拉桥整体弯矩、拉索索力增加引起的局部负弯矩和局部承压提供;纵桥向正应力的增加是引起索梁锚固区主拉应力变大的主要原因,当主拉应力大于混凝土抗拉强度时,桥面板存在较大的斜向开裂风险;考虑到局部承压的作用,裂缝一般首先出现在索梁锚固点附近的桥面板顶部;当逐渐远离锚固区时,局部负弯矩及局部承压影响减小,桥面板顶板正应力减小,主拉应力减小,裂缝的发展方向与纵桥向夹角逐渐减小,同时,桥面板底板正应力由压应力变成拉应力,主拉应力增大,裂缝产生贯通的可能性增大;基于混凝土板斜向开裂的桁架模型,对索梁锚固区配置L形抗裂钢筋,顶板最大主拉应力降低了1.26 MPa,其中,纵桥向正应力最大可减小0.91 MPa,面内剪应力可减小0.50 MPa,即配置抗裂钢筋能够达到一定的抗弯和抗剪的效果。      

组合梁负弯矩区UHPC接缝有限元分析研究

针对连续组合梁桥负弯矩区桥面板易开裂的问题, 提出了新型钢-混组合梁负弯矩区 UHPC (Ultra-High Performance Concrete) 接缝方案。 使用 Abaqus 有限元软件对试验梁的加载过程进行模拟, 并验证了有限元建模方法的正确性, 分析了 UHPC 层内配筋率、 UHPC 龄期及钢梁下翼缘钢板厚度对结构抗弯性能的影响。 研究结果表明, 新型钢-混组合梁负弯矩区 UHPC 接缝结构具有技术先进性, 配筋率的增大可提高组合梁 UHPC 接缝结构的抗弯能力, UH? PC 龄期的变化主要影响抗裂性能, 而钢梁下翼缘厚度的改变对抗弯承载力的提高作用较为明显; 为充分发挥钢筋的受拉作用, 提高结构的极限承载力, 须采取一定措施防止钢梁提前屈曲。     

非对称独塔斜拉桥塔梁墩固结区横向分析

为研究斜拉桥塔梁墩固结区横向受力情况,指导和优化设计,以某非对称独塔双索面斜拉桥工程为背景,介绍了塔梁墩固结区结构形式,建立了塔梁墩固结区横向有限元模型,分析横向框架结构在各种荷载工况下的应力情况。结果表明:塔梁墩固结区横向结构在温度、收缩徐变以及风荷载等作用下产生较大次内力,桥墩及基础的设计需综合考虑纵横向受力情况;塔梁墩固结区受力合理,可为同类工程提供借鉴参考。     

赤壁长江公路大桥4#墩主桥组合梁施工技术

赤壁长江公路大桥主桥为(90+240+720+240+90)m 半漂浮结构体系全钢混组合梁斜拉桥,主梁以主桥跨中为分界线对称布置,4#墩主桥组合梁长690m,划分为60个梁段(未含中跨合龙段)。4#墩顶三节段于枯水期架设,因此岸侧滩地外露,采用浮吊江侧散拼+墩顶向岸侧拖拉法施工,借助主梁主体结构优化塔区的三向约束设计,实现主梁与主塔铰接替代塔梁固结的目的,抵抗主梁悬臂施工过程中的不平衡荷载和风荷载造成的钢梁平动和转动,确保主梁悬臂施工结构安全、稳定;偏心锚拉组合梁悬臂标准节段采用双节段一湿接循环工艺,减少湿接次数,缩短关键线路时间,通过采用特制冲钉和临时锁定装置调节偏心锚拉边箱梁姿态以降低扭转程度、调整钢梁杆件拼装和边箱梁高栓施拧顺序等方法,解决边箱梁扭转导致横梁拼装困难的问题,加快主梁施工速度,确保钢梁拼装精度;主梁边跨采用加厚桥面板,配重出现最大不平衡荷载,主梁线形无法通过斜拉索调节,因此在辅助跨临时墩顶设置竖向调节装置,施加竖向反力,抵抗不平衡荷载并调整临时墩顶主梁标高,通过顶、落临时墩顶钢梁实现主梁过墩;跨中合龙时,4#墩塔区设置纵移顶推装置,实现主梁快速、精确合龙。     

千米级钢-UHPC组合桥面板开口断面组合梁斜拉桥力学性能研究

为克服传统钢-混凝土组合梁斜拉桥自重大、跨越能力不足等缺点,解决钢主梁斜拉桥正交异性钢桥面板抗疲劳性差、铺装易损等问题,提出了主跨1 000 m钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板开口断面组合梁斜拉桥试设计方案;分析了组合梁斜拉桥静力性能及抗风性能;探索了主梁高度H、主梁宽度B、桥面钢顶板厚度t_steel、UHPC面板标准厚度t_UHPC、UHPC弹性模量E_UHPC、钢梁下翼缘板厚度t_f等对组合梁斜拉桥静力性能的影响规律及设计主要控制因素。结果表明：UHPC材料大幅提升了组合桥面板的抗压强度和抗裂强度,试设计方案满足结构静力强度要求,且采用较薄的UHPC面板能有效减轻主梁自重;钢梁压应力为主梁静力设计主要控制因素,增加主梁高度或钢梁下翼缘板厚度可有效降低钢梁压应力;采用钢-UHPC组合桥面构造的千米级开口断面组合梁斜拉桥可满足国内部分区域对桥梁颤振稳定性的要求。     

辅助墩对大跨独塔混合梁斜拉桥力学性能的影响

以大跨独塔混合梁斜拉桥为对象,分别建立有辅助墩和无辅助墩两种结构体系有限元模型,通过两种结构体系的计算对比分析,从静力特性角度,研究了辅助墩对斜拉桥的受力性能的影响。静力性能的影响通过对比桥梁在恒载、温度荷载、移动荷载以及这三种荷载进行荷载组合工况作用下的主梁和主塔的弯矩差别,研究结果表明:边跨增设辅助墩对于塔梁墩固结的大跨独塔混合梁斜拉桥有一定的影响,这些影响有利有弊,在设计中需要权衡考虑。     

钢-活性粉末混凝土组合梁的极限承载力

对于连续体系的钢-普通混凝土组合梁,处于负弯矩区的混凝土桥面板由于抗拉强度低,极易受拉开裂,导致组合梁的强度与耐久性下降.针对这一问题,提出了采用超高强度、高耐久性、高韧性且体积稳定性良好的活性粉末混凝土（RPC）材料代替普通组合梁中的混凝土桥面板,并根据RPC材料的本构关系及抗拉强度高的特点,确定以临界开裂状态作为这种新型钢,RPC组合梁的正截面破坏模式,推导了极限承载力计算公式,并对组合截面中RPC板与钢梁的高度比、宽度比、RPC板中的配筋率进行了参数影响分析.结果表明：钢-RPC组合梁与同条件的普通组合梁相比,在保证负弯矩区桥面板不开裂的情况下,极限承载力仍有所提高,并且结构的抗裂性、刚度和耐久性都可得到极大改善.     

安海湾大桥索塔锚固区局部应力分析

斜拉桥索塔锚固区受到预应力和斜拉索索力的作用,局部受力十分复杂,应力集中现象明显,容易产生裂缝。采用钢锚梁这种组合锚固结构可以减少混凝土所受的拉应力,从而使受力更为合理。为揭示索塔锚固区的受力特性,以安海湾大桥为背景,运用有限元的方法对其锚固区钢锚梁及混凝土塔柱进行了空间应力分析。分析结果表明在荷载作用下锚固区整体上处于较平均的应力状态,结构传力体系清晰明确,受力合理,为日后类似桥梁的设计提供了参考与建议。     

矮塔斜拉桥索梁锚固区受力性能研究

矮塔斜拉桥索梁锚固区受力复杂且关键,本文基于某矮塔斜拉桥工程实例,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了精细化索梁锚固区实体有限元模型,分析在最不利荷载工况下该区域的受力状态。结果表明：锚垫板下混凝土表面、横隔板与顶板交界处以及拉索孔道内部均存在范围大小不一的主拉应力超标区域,其中横隔板与顶板交界处拉应力问题最为突出,设计时应充分考虑主拉应力大小及方向,合理配筋以确保结构的抗裂性能。     

钢-ECC/UHPC组合梁负弯矩区力学性能研究

为改善钢-混组合梁负弯矩区混凝土易开裂缺点,引入工程水泥基复合材料(ECC)和超高性能混凝土(UHPC)代替普通混凝土(NC)形成钢-ECC/UHPC组合梁,展开了1片钢-NC组合梁、1片钢-ECC组合梁和2片钢-UHPC组合梁的负弯矩区静力试验;结合有限元分析方法对比了不同类型混凝土的应变、裂缝扩展与分布特点,分析了混凝土类型和配筋对钢-混组合梁破坏形态、承载能力与变形能力影响规律。研究结果表明：钢-混组合梁在负弯矩作用下整体协同工作性能良好,破坏形态均为弯曲破坏;ECC和UHPC裂缝呈现纤细的特点,ECC尤为明显;与钢-NC组合梁相比,钢-ECC组合梁和钢-UHPC组合梁的开裂荷载分别提高了2.00和2.75倍,抗弯刚度分别提高了17.23%和35.73%,抗弯承载力分别提高了9.00%和6.81%,表明UHPC抗裂能力更强,可以有效改善钢-混组合梁负弯矩区桥面板抗裂性能,ECC与UHPC代替NC可以提高钢-混组合梁的抗弯刚度和承载力;配筋与无筋钢-UHPC组合梁的开裂荷载和前期刚度无显著差异,无筋钢-UHPC组合梁破坏时形成贯通裂缝,其承载力相比配筋钢-UHPC组合梁下降了13....     

钢-混凝土组合梁翼板开裂的影响因素及控制方法研究

在钢-混凝土连续组合梁的负弯矩区,由于混凝土板受拉,使翼板容易开裂,造成耐久性下降。在大量调研的基础上,对组合梁负弯矩区混凝土翼板开裂的影响因素及开裂控制方法进行归纳和总结,对组合梁裂缝宽度的计算公式进行比较分析,可为组合梁负弯矩区开裂及控制方法研究提供理论依据。     

基于ANSYS的钢-混凝土体外预应力连续组合梁有限元分析

钢-混凝土连续组合梁可以充分发挥混凝土的抗压性能与钢材的抗拉性能,是一种性能优良的结构形式。文章以体外预应力工字型钢-混凝土等跨度连续梁为研究对象,对比分析了有限元模型结果与计算值,验证了模型的可靠性;提出了体外预应力筋应力增量的简化表达形式,验证了其准确性;对模型进行研究,分析了集中荷载作用下,组合梁的滑移特性;讨论了不同的荷载作用下,钢-混凝土组合梁的剪力滞特点。研究结果可供类似工程参考,具有较强的工程指导意义。