青岛海洋大气中桥梁结构钢的腐蚀模型对比研究

为了预测桥梁结构钢在海洋大气环境中的腐蚀速度,并用以指导青岛海湾大桥钢结构的后期维护维修,利用多年累积的材料暴露腐蚀试验数据,对桥梁结构钢(Q235)的腐蚀深度,分别建立了幂函数预测模型和灰色预测模型,并对两者的预测结果进行了对比.结果表明:灰色预测模型预测精度较高,但仅能预测Q235钢在t=2n年的腐蚀深度;幂函数预测模型可预测不同钢种在不同环境中的腐蚀深度,应用范围更广,但精度较低;实际应用过程中,可综合考虑这2个模型的腐蚀预测结果.     

武汉杨泗港长江大桥主桥静、动力特性研究

武汉杨泗港长江大桥主桥为主跨1 700 m的悬索桥,加劲梁主桁架为华伦式桁架结构,上、下层行车道桥面系均采用正交异性钢桥面板。为了解大桥静力及抗风安全性,采用BNLAS软件建立主桥整体空间杆系有限元模型进行理论计算,制作1∶52.67主桁梁节段模型和1∶120全桥气动弹性模型,进行风洞试验,分析静动力特性以及抗风措施对动力特性的影响。结果表明:大桥恒载与活载的作用效应之比约为9∶1,加劲梁竖向、横向挠跨比均远小于规范允许值,大桥静力特性满足要求;主梁颤振失稳形式为软颤振,主梁上层桥面外侧挑臂加宽90 cm后,大桥的静风稳定性和气动稳定性均满足要求。     

五峰山长江大桥主桥总体设计

连镇铁路五峰山长江大桥主桥为主跨1 092m公铁两用钢桁梁悬索桥,按4线高速铁路+8车道高速公路设计,主缆跨度为(350+1 092+350)m,加劲梁跨度为(84+84+1 092+84+84)m。加劲梁采用大节段整体设计,由竖向、横向支座与纵向阻尼器支承,立面为华伦桁式,横断面为带副桁的直主桁形式,材质为Q370qE钢。该桥采用双层桥面布置,上、下层桥面均为板桁结合正交异性整体桥面,顶板与U肋之间采用了双面焊全熔透焊接,铁路桥面道砟槽面板采用轧制不锈钢复合钢板。主缆垂跨比1/10,直径1.3m,索股混编,采用钢结构锚固系统;索鞍为铸焊结合式,主索鞍纵向分3块制造。桥塔采用门式框架混凝土结构,塔顶设计为"五峰"造型,基础采用桩基础,其中南塔基础为长短桩设计。北锚碇采用大型沉井基础,南锚碇采用不等深圆形地连墙基础。研究表明:大桥结构的静、动力性能满足高速列车行车的安全性与舒适性要求。     

海洋大气中盆式支座用钢腐蚀原因浅析

利用肉眼观察、化学成分测试、金相组织分析、XRD和SEM等手段,对海洋大气环境中,某公路桥梁盆式支座用Q235B和ZG25两种钢材的腐蚀现象及原因进行了初步分析,结果表明：两种钢材的化学成分和金相组织均符合规定要求,中间钢板Q235B的腐蚀产物主要由γ-Fe2O3、γ-FeOOH、α-FeOOH组成,钢盆ZG25的腐蚀产物主要由Fe3O4、γ-FeOOH、α-FeOOH组成。中间钢板锈层中检测到Mg和Ca,而钢盆锈层中检测到S和Cl,由此认为大气中的海盐粒子、硫化物和氯化物是诱发支座用钢腐蚀的重要因素。     

山区大跨钢桁梁悬索桥阻尼器减震体系优化研究

为探究黏滞阻尼器对山区大跨径钢桁梁悬索桥的减震效果,同时为阻尼器参数设计和优化提供依据,以开州湖特大桥为工程背景,采用非线性时程分析法开展了黏滞阻尼器对山区大跨径钢桁梁悬索桥地震响应研究,并对阻尼器的设计参数进行优化。研究表明,设置阻尼器后塔底弯矩、剪力较未设时有明显减小,减小约25%;纵向位移与跨中竖向位移均有明显减少,梁端纵向最大位移降低约60%,加劲梁竖向最大位移减少50%,且阻尼系数越大,位移优化效果越好,阻尼指数越小,位移越小;阻尼器优化后的设计参数选取为阻尼系数C=3 000 kN、阻尼指数ξ=0.3、阻尼力2 500 kN;阻尼行程900 mm。     

特大跨径悬索桥钢桁梁运梁栈桥结构设计

岳阳洞庭湖大桥为主跨1 480 m的钢桁梁悬索桥,两跨式布置,采用跨缆吊机方法安装加劲梁,在边跨、主跨无水区及浅水区搭设钢栈桥进行运梁和存梁。对岳阳侧栈桥进行了结构设计,运梁栈桥由钢管桩、贝雷架、分配梁、轨道梁等组成,采用Midas/Civil软件建立了栈桥三维有限元模型,进行了运梁和存梁工况的结构强度和刚度验算,以及存梁状态结构的稳定分析。结果表明:设计的运梁栈桥满足规范要求。此外,采用Abaqus软件建立了运梁支座的精细有限元模型,计算结果表明支座的强度和刚度满足规范要求。     

耐候钢及其焊接节点大气腐蚀经时演化预测方法

为了给解决耐候钢桥在应用和发展中所面临的腐蚀问题提供理论方法与对策,针对耐候钢在大气环境中的腐蚀损伤演化特性,通过编制MATLAB程序,建立了基于三维元胞自动机技术的耐候钢焊接节点大气腐蚀经时演化模型。该模型根据耐候钢在大气腐蚀过程中发生的化学反应,将大气腐蚀系统中的关键元素抽象成4种元胞类型,并离散成元胞网格。对母材和焊缝分别定义了不同的元胞邻居类型,模拟了耐候钢焊接节点代表性体元在介观尺度上的腐蚀演化过程,并通过大气暴露试验验证了所提出方法的可行性和有效性,揭示了耐候钢焊接节点腐蚀动力学及蚀坑演化规律,分析了溶解氧浓度和溶解概率对腐蚀损伤的影响。在此基础上提出了耐候钢大气腐蚀经时演化预测方法。研究结果表明：所提出的耐候钢焊接节点经时演化模型稳定可靠,演化规律合理,当时间尺度和空间尺度分别设置为0.2年和100μm时,模拟结果与大气暴露试验数据吻合良好;耐候钢焊接节点的腐蚀损伤主要由溶解概率和溶解氧浓度决定,平均腐蚀深度随溶解概率和溶解氧浓度的增加而增大。所提出的耐候钢大气腐蚀演化预测方法能够较为准确地再现研究对象的大气腐蚀过程,描述和识别研究对象在大气中的腐蚀动力学、腐蚀形态和蚀坑...     

燕矶长江大桥约束体系设计

燕矶长江大桥为主跨1 860 m双层桥面钢桁梁悬索桥,主缆采用不同垂度四主缆布置,针对该桥结构特点,采用MIDAS Civil软件进行有限元静力计算,采用SAP2000软件进行有限元地震响应计算,对该桥纵、横、竖向约束体系进行设计。通过对比研究中央扣、纵向弹性约束、纵向限位挡块方案的可行性及减少伸缩装置规格的程度,确定采用纵向限位挡块进行纵向限位,伸缩装置规格可由D3 000 mm减小为D2 000 mm;采用电涡流-摩擦组合型纵向阻尼装置减小地震作用下梁端纵向位移,有效抑制梁端高频往复运动,改善支座和伸缩装置工作环境。横向约束采用球型钢支座限制加劲梁梁端横桥向摆动。通过分析梁端支座负反力消除措施适用性,竖向约束采用塔连杆方案,改变传统竖向约束方案的工作模式,更好适应反复的拉压力和纵向高频往复位移。     

杨泗港长江大桥主桥全焊结构钢桁梁安装施工技术

杨泗港长江大桥主桥为单跨1 700m的地锚式悬索桥。加劲梁为华伦式钢桁梁,采用千吨级整体节段吊装、全焊结构新技术。单节段加劲梁采用2台900t缆载吊机抬吊安装,最大吊重约1 010t,全桥共配置4台吊机,由跨中向两岸桥塔逐段对称吊装。加劲梁按成桥线形制造安装,规避产生永久施工内力;加劲梁吊装过程中采取了部分配重+临时连接的最优临时连接方案。汉阳侧岸滩区域梁段采用荡移+滑移、墩顶无吊索区域梁段采用荡移、其余标准梁段均采用2台吊机垂直抬吊架设。主索鞍随着加劲梁的吊装分3个阶段顶推复位;采用预偏法施工合龙段;合龙后从跨中向两岸桥塔依次上下左右对称进行栓焊永久连接。     

钢绞线腐蚀时变效应对预应力混凝土梁桥影响研究

基于混凝土碳化理论分析预应力筋腐蚀开始时间,提出预应力钢绞线腐蚀截面积退化时变模型。通过已有试验成果对比研究,提出由腐蚀电流密度和时间表达的腐蚀钢绞线力学性能退化时变模型,包括名义极限强度、极限延伸率、名义弹性模量时变模型;并推导建立由于钢绞线腐蚀引起的预应力损失时变模型。在此基础上,以预应力混凝土空心板桥为例,分析预应力钢绞线腐蚀后其梁体应力、抗弯承载力和可靠度等的经时变化。研究表明:预应力筋是预应力混凝土梁桥性能表现的重要参数,一旦发生腐蚀,其应力水平、抗弯承载力及可靠度将急剧下降,在短短几年内就可能危及桥梁的安全。     

武汉杨泗港长江大桥主桥施工关键技术

武汉杨泗港长江大桥主桥为主跨1 700m的单跨双层钢桁梁悬索桥。该桥2个桥塔均采用沉井基础,沉井下部为钢壳混凝土结构,上部为钢筋混凝土结构;锚碇采用外径98m、壁厚1.5m的圆形地下连续墙基础;桥塔为钢筋混凝土门式结构,1号和2号塔高分别为231.9m和243.9m,采用C60高性能混凝土浇筑;主缆采用直径6.2mm、标准抗拉强度1 960MPa的锌铝合金镀层高强钢丝;加劲梁采用华伦式桁架全焊接结构。在该桥施工中,沉井隔舱区域硬塑黏土层采用搅吸机+高压射水取土的工艺施工,刃脚盲区采用爆破+斜向弯头吸泥机取土的工艺施工;地下连续墙采用液压成槽机和双轮铣槽机进行槽段成槽施工,内衬及填芯混凝土采用逆作法施工;桥塔采用液压爬模施工,通过优化混凝土配合比、选择高压输送泵将C60混凝土一泵到顶;主缆钢丝为国产新材料,按4个阶段组织生产;主缆采用索股混编,PPWS法架设,利用双线往复式牵引系统进行索股牵引;加劲梁采用整体节段制造、吊装技术施工,钢梁节段采用缆载吊机从跨中向桥塔方向逐段吊装。     

钢桁梁悬索桥柔性中央扣梁端锚固方式比较研究

通过比较某在建的大跨径钢桁梁悬索桥上2种柔性中央扣斜拉索梁端锚固方式,研究了锚箱式和耳板式柔性中央扣锚固系统的构造和设置方法,并运用大型有限元分析软件ANSYS进行了空间有限元分析,分析了锚固系统的传力途径及各板件的应力分布情况,分析结果表明柔性中央扣斜拉索耳板式锚固系统应力集中点较少且应力极值较小,相比锚箱式系统更适合在索力不太大又受结构安装空间限制的钢桁梁悬索桥上使用。该结论可为今后在同类大跨径钢桁梁悬索桥上选择合适的柔性中央扣斜拉索梁端锚固系统提供有意义的参考。     

CAE技术在泰州长江大桥钢箱梁设计中的应用

泰州长江大桥是江苏省内跨越长江的又一座重要桥梁,采用三塔两跨地锚式悬索结构,跨径2×1080m,为世界上同类桥梁之最。钢箱粱设计是全桥设计的重要组成部分,通过采用计算机辅助工程（CAE）的有限元计算方法,使钢箱梁的各主要部位做到受力合理,与此同时材料用量达到最佳。经过精心设计,最终泰州长江大桥钢箱梁材料指标为425kg／m^2。     

上海崇明越江通道长江大桥钢结构防腐施工技术

介绍了上海崇明越江通道长江大桥钢结构防腐涂装体系的设计及规范标准,着重阐述了当今大型跨江、海桥梁钢结构的长效防腐技术方法:电弧喷铝防腐技术。总结了电弧喷铝施工控制的关键工序,保证金属涂层与钢结构基体的结合力平均可达到12.0MPa,高于国家标准,金属涂层的使用寿命达到30～50年。     

重庆菜园坝长江大桥设计方案研究

菜园坝长江大桥主桥是大桥工程的重要结构组成部分,文章通过对大桥方案设计的影响因素分析,以全新的设计理念,提出一种创新的把场地条件、功能需求、材料特性、结构受力、景观需求自然融合的新桥型,并通过经济比较和特点描述对实施方案的优越性加以论证.     

大跨窄梁悬索桥结构体系对静动力刚度的影响研究

大跨度窄梁悬索桥,结构轻柔、整体刚度低,抗风问题突出。结构静动力刚度是大跨度桥梁抗风的基础参数。该文以一座大跨窄梁悬索桥为工程背景,基于空间缆索分段悬链线理论和桥梁三维有限元模型,多工况系统对比分析加劲梁刚度、主缆垂跨比、主缆间距和吊点宽度等参数对静动力刚度的影响。研究发现：加劲梁刚度对大桥的整体刚度贡献较大,与结构的静动力刚度呈正相关,尤其对结构的竖向和扭转静动力刚度影响明显;主缆垂跨比对大桥扭转静动力刚度影响较大;主缆间距和吊点宽度对大桥的静动力特性影响有限。     

铝合金加速腐蚀试验的研究

根据影响铝合金材料大气腐蚀的环境显著性因子,制定盐雾∕干燥∕湿热∕干燥∕浸渍复合循环加速腐蚀试验方案,进行2024铝合金实验室加速腐蚀试验,对其试验结果进行腐蚀失重规律分析。结果表明,该加速腐蚀试验方案对2024铝合金的腐蚀具有很好的模拟性和加速性。     

基于ANSYS的椭圆形钢结构天桥优化设计

优化设计是一种寻找确定最优设计方案的技术。该文探讨了在有限元分析基础上对结构进行优化设计的理论和方法,结合ANSYS软件,对某大型钢结构人行景观天桥进行了结构优化设计分析,研究了影响该结构优化设计的主要因素,可供工程技术人员进行设计和分析时参考使用。     

二海崇明越江通道长江大桥钢结构防腐施工技术

介绍了上海崇明越江通道长江大桥钢结构防腐涂装体系的设计及规范标准,着重阐述了当今大型跨江、海桥梁钢结构的长效防腐技术方法：电弧喷铝防腐技术。总结了电弧喷铝施工控制的关键工序,保证金属涂层与钢结构基体的结合力平均可达到12．0MPa,高于国家标准,金属涂层的使用寿命达到30-50年。