某黄河大桥主桥上部结构有限元静力分析

以某黄河大桥主桥(70 m+11×120 m+70 m波形钢腹板PC组合多跨连续箱梁桥)为背景,按合龙、张拉体外预应力钢束、施加二期恒载、施加活载等施工及营运流程,进行波形钢腹板预应力混凝土组合桥梁的上部结构顶底板混凝土应力、波形钢腹板应力及结构刚度(挠度)的有限元静力分析,验算其是否符合现行规范要求.结果表明,波形钢腹板的钢板厚度可以满足要求;墩顶处顶板不满足抗裂要求.正常使用极限状态下箱梁波形钢腹板竖向剪应力满足规范限值,但安全系数不高;波形钢腹板屈曲验算得到的剪切屈服强度为31 MPa,安全系数很大.     

大跨度钢-混凝土组合结构连续箱梁施工线形控制

上海长江隧桥工程B4标钢-混凝土组合结构连续箱梁是国内最大的组合梁结构,采用梁场预制,浮吊安装的世界先进施工技术,组合梁设置了纵坡,并位于不同曲率半径的曲线上,线形控制非常复杂.介绍其钢梁节段拼装、整孔吊装段的总拼、钢-混凝土叠合、墩顶合龙等关键施工阶段的线形控制措施及效果.     

预应力混凝土V墩三角刚构施工应力与变形分析

为掌握预应力混凝土V墩三角刚构施工过程中应力、变形变化规律,确保施工质量和安全,以前程路大桥(V墩异型钢-混梁拱组合桥)为背景,采用MIDAS/FEA建立大桥组合有限元模型,依据施工方案,详细分析施工过程中预应力混凝土V墩三角刚构受力和变形特点。结果表明:V墩分段施工至支架拆除,V墩斜腿顶、底板压应力不断增大;中跨钢结构施工至吊杆初次张拉,V墩斜腿顶、底板最小正应力保持稳定不变;拆除中跨下部支架结构体系转换后,V墩斜腿底板最小正应力明显减小;边跨支架拆除和桥面二期铺装完成时,V墩斜腿顶、底板混凝土分别出现第一主应力和第三主应力最大值,且最大第一主应力分布区域主要在V墩斜腿靠中跨侧顶部顶板和底部底板局部,最大第三主应力分布区域分布于V墩中跨侧斜腿中下部顶板局部;整个施工过程中V墩三角刚构上部箱梁底板最大压应力-9.96 MPa;在边跨预制梁架设后,V墩三角刚构上部箱梁跨中上挠最大(相对支承边,跨中最大上挠8.6mm);中跨支架拆除结构体系转换后,上部箱梁南侧支承边竖向位移沿横桥向差异比北侧支承边的大(最大2.9mm);对于前程路大桥,在大刚度的V墩三角刚构和两端横梁的共同作用下,上部箱梁扭转及横向变形很小。     

贵州两渡水湘江大桥主桥设计关键技术

贵州两渡水湘江大桥主桥为(72+120+72) m波形腹板钢槽组合梁大跨变截面连续刚构桥。针对传统波形钢腹板组合箱梁桥底板混凝土结构自重仍然偏大、底板易开裂、下翼缘混凝土与波形钢腹板易脱离等问题,该桥主梁采用自重轻、底板抗裂能力强的波形腹板钢槽组合梁结构。主梁顶板宽20.25 m,单箱双室变截面。为解决组合梁根部钢底板受力复杂、抗压稳定性差的难题,在负弯矩区组合梁钢底板上设置混凝土层,形成顶、底板双重组合结构。为提高混凝土桥面板和钢主梁之间的抗剪承载力、有效防止桥面板横向角隅弯矩导致的竖向掀起问题,剪力连接件采用开孔钢板的双PBL键。主梁墩顶0号块采用全混凝土结构,钢-混结合段采用后承压式构造。主梁横隔板采用实腹式和桁架式两种结构形式,在提高结构抗畸变和抗扭转能力的同时,大幅降低了工程用钢量。主墩采用壁厚1.8 m的双肢实体薄壁墩。结构整体和局部计算分析表明,桥梁具有较好的安全性和适应性。     

连续钢板组合梁力学性能研究

为了解连续钢板组合梁力学性能特点,并改善其负弯矩区易开裂的状况,以长沙至益阳段高速公路扩容工程4×30m连续钢板组合梁桥为背景,采用ANSYS软件建立组合梁有限元模型,分析组合梁结构施工过程及成桥阶段的应力分布,研究支点负弯矩区桥面板裂缝控制措施。结果表明,施工阶段简支状态下,连续钢板组合梁混凝土桥面板基本处于受压状态,钢梁跨中最大Von Mises应力约为70.5MPa,翼缘焊钉顺桥向剪力从跨中向两侧支点逐渐增加,最大值12kN;汽车活载作用下,墩顶处混凝土桥面板顺桥向最大拉应力为2.9MPa,钢梁最大Von Mises应力约为64.6 MPa,焊钉顺桥向剪力峰值约为22kN。采用调整施工顺序、墩顶区现浇微膨胀纤维混凝土、加强负弯矩区纵筋配置等措施有效调整了结构应力分布,减小负弯矩区的裂缝宽度。     

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。     

港珠澳大桥集束式剪力钉钢-混组合连续梁施工技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用85m钢-混组合连续梁桥形式,组合梁采用单箱单室等高连续梁,由开口钢箱梁和混凝土桥面板通过剪力钉连接而成,剪力钉采用集束式布置,桥面板在剪力钉处设置预留槽。钢箱梁采用"无马"焊接成整孔大节段,整孔打砂和涂装;混凝土桥面板采用整体式台座模板预制,施工缝采用洗毛工艺施工;按钢箱梁预拼时的预拱度线形进行钢箱梁与混凝土桥面预制板组合,采用高弹性防腐橡胶条和环氧砂浆材料进行密封和粘接;组合梁采用大型运架一体船进行整孔运输、逐孔安装架设;钢箱梁接口在墩顶进行配切和对接焊接,完成简支变连续体系转换。     

不同结合方式对预应力组合梁桥受力的影响

为了明确不同结合方式对预应力组合梁桥受力性能的影响,以一主跨70 m的预应力组合梁为例,选取先结合组合梁和后结合组合梁两种结构形式作为对比分析对象,采用空间有限元模型详细模拟了组合梁的施工过程,计算两种不同结合方式的组合梁的受力性能。计算结果表明：采用常规的先结合组合梁在混凝土桥面板张拉预应力后,部分预应力通过连接件传递给钢梁,而后结合组合梁的混凝土桥面板获得全部的预应力。后结合组合梁与先结合组合梁相比,在中支点截面混凝土顶面预压应力前者比后者大2.84 MPa、钢梁顶板的压应力前者比后者减少46.74 MPa、钢梁底板的拉应力前者比后者减少4.84 MPa。后结合预应力桥面板比先结合获得更多的预压应力储备,预压应力提升比例为30%,提高了桥面板在正常使用过程的抗裂性能。     

在预制预应力混凝土模板上现浇顶板的组合梁桥

预制一组预应力构件，并排架设在两个相邻墩中间，以它为模板再现浇一层顶板混凝土形成组合梁桥。这种形式用于１２ｍ以下的跨径非常经济。各跨的现浇顶反如果连续浇注便形成连续梁。提出了连续梁支点负弯矩的计算方法以及它对跨中正弯矩的减载作用。文末附有设计实例，要供设计人员参考。     

钢与预应力混凝土后结合法组合梁的受力特性研究

为了明确大跨度后结合预应力组合梁桥的受力性能,以一主跨70 m的预应力组合梁桥为例,采用空间有限元模型详细模拟了组合梁的施工过程,计算从施工到成桥初期及长期运营情况下组合梁的受力情况。计算结果表明：中支点钢梁上翼缘和底板在施工阶段的最大应力分别为118 MPa和-133 MPa,后结合法和顶升/回落法在中支点混凝土桥面板内产生7.33～10.33 MPa的预压应力储备;中支点钢梁上翼缘和底板在短期运营阶段的最大应力分别增长了22 MPa和13 MPa,而中支点混凝土桥面板在曲线外侧的边缘只剩下3.33 MPa的预压应力储备,满足全预应力状态的要求;在第10年的长期运营阶段,中支点钢梁上翼缘和主跨跨中钢底板的最大拉应力分别减少17%和35%,中支点钢底板和主跨跨中钢梁上翼缘的最大压应力分别增加10%和42%。收缩徐变在长期运营阶段降低负弯矩区混凝土桥面板的预压应力储备,负弯矩区混凝土桥面板在运营第2年由全预应力构件变成A类部分预应力构件,在运营第13年变成B类部分预应力构件。