宽体混凝土斜拉桥主梁新构造研究

本项目以五河口斜拉桥的设计实践为背景,详细研究了宽体混凝土斜拉桥主梁的受力特性,率先提出了带钢筋混凝土纵向加筋肋(疏肋)板的宽体混凝土斜拉桥主梁新构造。通过有限元仿真分析和理论分析研究了带纵向混凝土加筋肋的宽体混凝土斜拉桥主梁的受力机理和分析计算方法。研究结果表明:带钢筋混凝土纵向加筋肋的宽体混凝土斜拉桥主梁能够很好地解决混凝土斜拉桥主梁过宽导致传统双边箱梁、π型梁中间板过宽、配筋量大和刚度不足等问题,且能够有效降低主梁剪力滞后效应程度、提高截面利用率和提高桥面刚度,能够很好地适应宽体混凝土斜拉桥主梁的受力要求,是一种经济、合理、安全、耐用的新型主梁截面形式。     

鄂东大桥钢混结合部桥面铺装施工质量控制

钢混结合部是混合梁斜拉桥的关键部位,结构和受力复杂。该处桥面铺装受主梁刚度过渡和铺装材料与主梁结合等影响,其铺装方案选择和施工质量控制较为关键。鄂东长江公路大桥主跨钢桥面采用环氧沥青混凝土铺装,边跨混凝土桥面采用SMA沥青混凝土铺装,钢混结合部桥面铺装施工时,对两种铺装结构的过渡方案进行了优化,对基面处理、环氧沥青混凝土铺筑和接缝处理等关键工序采取了有针对性的工艺控制措施。     

带输送机边主梁涡振性能及抑振措施试验研究

桥面输送机改变了边主梁的气动外形，为研究其涡振性能及抑振措施，开展了1.00∶20.00刚性节段模型自由悬挂风洞试验. 首先，研究了带输送机边主梁断面涡振性能，并测试了结构阻尼比对其的影响；其次，对比了有、无输送带边主梁的涡振性能；最后，采用风嘴、梁底稳定板、水平隔流板等气动措施对主梁断面涡振性能进行了优化研究. 结果表明:带输送机边主梁在规范要求的0°、±3° 风攻角下的涡振性能均较差，最大超出规范限值286%；桥面输送机降低了主梁的涡振稳定性，涡振响应峰值提高了44%；梁底安装稳定板有利于改善主梁的涡振性能，并且与梁底同高的稳定板制振效果随其数量的增加而更优，安装3道1.5 m下稳定板对主梁涡振抑制效果达93%；伸出梁底0.5 m的2.0 m高中央稳定板能完全抑制主梁涡振；风嘴对主梁的涡振性能影响较弱，但在一定范围内具有最优角度取值；梁底单独布置水平隔流板，涡振响应峰值降低17%；优化主梁截面采用风嘴 + 风嘴水平分流板 + 1 m宽水平隔流板，主梁涡振响应峰值降低92%，且远低于规范限值.      

大跨度双层桁架梁悬索桥颤振性能试验研究

为提高大跨度双层桁架梁悬索桥的颤振性能，以主跨为1 700 m的杨泗港长江大桥为工程背景，通过节段模型风洞试验，分别研究了上中央稳定板、下稳定板、水平翼板以及组合措施对主梁颤振性能的影响，并通过将有效气动措施与主梁原有构件相结合的方法来减小传统气动措施带来的不利影响，针对最优气动方案，研究了阻尼比对主梁颤振性能的影响. 研究结果表明:原主梁断面在0° 和 +3° 攻角下发生了没有明显发散点的单自由度扭转软颤振，颤振临界风速分别为50.5 m/s和31.2 m/s；安装于上层桥面的上中央稳定板、下层桥面的下稳定板以及与人行道底部齐平的水平翼板均能不同程度地提高主梁的颤振稳定性；当把水平翼板与下层桥面的下稳定板组合后，主梁的颤振临界风速增长率可高达34%，在此基础上提出了将上层托架和人行道板加宽、并将下稳定板和检修车轨道相结合的最优气动方案；当扭转阻尼比由0.37%增加至0.52%时，主梁的颤振临界风速可提高11.9%，说明阻尼器可能对发生单自由度扭转软颤振的桥梁起到良好的抑振效果.      

乔面铺装结构受力特性分析

将桥面铺装层看作支承在桥梁上部结构上的薄板，对主梁结构和铺装层同时采用有限元进行离散。通过有限元分析，掌握了桥面铺装结构的受力特性，为桥面铺装层的结构设计提供理论依据。     

大跨度斜拉桥刚度对结构动力特性的影响研究

为确定大跨度斜拉桥刚度对结构动力特性的影响,以泸州市长江六桥为工程背景,基于VBWD(Vehicle-BridgeWind Dynamics)程序,开展不同的主梁刚度、拉索刚度、主梁-拉索刚度以及桥塔刚度对结构动力特性的影响研究。结果表明:大跨度斜拉桥的竖向刚度主要由主梁竖向刚度和拉索刚度提供,其中,拉索刚度所占比重较大;横向刚度主要由桥塔横弯刚度和主梁横弯刚度提供,其中,主梁横弯刚度所占比重较大。     

某大跨径人行景观钢拱桥设计

人行桥主桥采用(12+120+12) m中承式钢系杆拱桥,总宽9m。拱肋采用1. 7次抛物线无铰拱,桥面以上拱肋采用钢箱断面,桥面以下拱肋采用钢桁架。主梁兼做系杆,采用分离式钢箱梁断面,主梁在拱肋相交处开孔供拱肋穿过桥面,并设置牛腿将主梁搁置在拱肋上。主桥端部设置撑杆及拉杆以平衡部分主拱的水平力。本文对该桥的主要设计特点进行介绍。     

沥青混凝土桥面铺装厚度的研究

桥面铺装是铺筑在主梁行车道板上的行车道结构层,桥面铺装一方面可分散车辆荷载并参与桥面板的受力,另一方面起着联结主梁,与主梁共同参与受力的作用。所以桥面铺装既是桥面保护层,又是桥面结构的共同受力层。因此,对桥面铺装结构的受力机理和设计理论方面的研究就显得尤为重要。     

装配式小箱梁桥横向加固效果研究

开展了宽主梁间距装配式小箱梁桥加固的实桥试验研究.结果 表明,采用体外预应力加固、加厚混凝土桥面铺装、增设钢横梁联合加固,提高了主梁竖向抗弯刚度和横向整体性.装配式小箱梁桥增设钢横梁后横向受力性能改善不明显,加固时应以纵向加固为主、横向加固为辅.建议所述横向加固方案应用于自身抗扭刚度不足装配式T梁的横向加固.     

沥青混凝土桥面铺装早期破损防控技术

桥面铺装,其功能是保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆的直接磨耗,防止主梁遭受雨水的侵蚀,同时为车辆行驶提供良好的(如平整、抗滑等)表面功能。对桥面铺装主要病害与成因进行了分析,提出了桥面铺装结构与材料方案。     

铁路矮塔斜拉桥结构参数敏感性分析

结合喀腊塑克特大桥工程实例,通过采用有限元软件Midas/Civil建立桥梁模型,对主梁混凝土容重、主梁刚度和锚下控制应力等三个结构参数进行敏感性分析,确定影响成桥阶段结构线形和受力状态的主要参数.得到了各参数变化时,成桥阶段下主梁竖向位移、主梁轴力、主梁弯矩和斜拉索索力的相应变化值.同时,计算结果表明:主梁混凝土容重和锚下控制应力为主要影响参数,主梁刚度为次要影响参数.所得结果可为该桥的施工监控提供参考.     

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。     

50m简支T梁桥行驶舒适性多因素评价及提升研究

佛山市某50 m跨径预应力混凝土简支T梁桥存在车桥耦合振动现象,影响行车的舒适性。通过对该桥进行试验研究,分析车速、车重及桥面平整度对桥梁动力响应和舒适性的影响,发现车速、车重和桥面不平整度的增大会使行人和行车的舒适性降低,但车重增大,冲击系数反而降低。利用有限元软件建立车桥耦合模型,确定采用将简支梁桥改造为连续梁桥的方案,该方案能有效降低主梁动力响应,提高行驶舒适性,有助于指导后续类似桥梁改造。     

沥青混凝土桥面铺装车辆荷载与温度荷载作用的耦合分析

针对水泥混凝土桥面沥青混凝土桥面铺装层,采用ANSYS软件建立包含全桥主梁结构及桥面铺装的三维实体有限元计算模型,分析了桥面铺装层在车辆荷载作用下及其与变化的温度荷载耦合作用下的总体变形、最大剪应力及最大主应力的变化特点,为水泥混凝土桥面沥青混凝土桥面铺装的设计和施工提供参考。     

主跨260m矮塔斜拉桥荷载试验研究

为分析和研究一座主跨260m的矮塔斜拉桥在设计荷载使用下的实际受力性能,对其进行了荷载试验,测试了主梁挠度、主塔偏位、主梁和主塔应力、斜拉索索力增量,以及在环境激励下桥跨结构的自振特性,并结合midas civil空间有限元模型的计算结果,将现场检测结果与理论计算结果对比。试验结果表明,该桥整体强度和刚度较好,受力合理,满足设计荷载要求。     

钢桥腹板间隙面外变形加固有限元分析

在车辆荷载作用下,钢板梁桥的腹板间隙处会出现由于面外变形引起的疲劳裂纹。通过腹板间隙处开裂前后及加固前后的有限元模型,分析车辆通过几种不同桥梁过程中腹板间隙处面外变形、横撑力和应力的变化历程。分析结果表明在疲劳车辆荷载作用下,腹板与翼缘板的焊趾细节的应力可以达到150 MPa左右,加劲肋与腹板的焊趾处应力可以达到110 MPa;当出现疲劳裂缝之后,间隙处面外变形会陡增,横撑传递到该细节的力也会降低到很低的水平;角钢加固可以有效降低细节处的面外变形,横撑与主梁间的连接刚度会因此变大,使得主梁间横撑对主梁的横向力增大,这就要求维修后该细节要承受更大的横向力。     

桥面排水系统施工技术应用

桥面排水系统的效果与行车安全息息相关,良好的排水系统能够及时地排走桥面的雨水,使桥面的行车安全得到充分的保障。桥面排水系统还会影响桥梁的使用寿命,雨水不能及时排走可能会引起桥面铺装层和主梁的一系列问题。研究发现在进行桥梁设计时,建立良好的防水系统,阻止雨水下渗,及时排走降水,完善排水系统。防水、排水相结合,对提升桥梁使用寿命效果显著。     

简支梁桥新型桥面连续构造设计与应用

针对目前简支梁桥桥面连续构造病害多发的现状， 综合分析了传统桥面连续构造的受力模式和破坏机理， 结果表明： 温度变化产生的主梁纵向伸缩、 活载产生的主梁绕支点的转动、 支座不均匀沉降以及车轮荷载的局部竖向压力等共同作用， 使得桥面连续构造受力复杂， 容易造成应力集中， 这是造成桥面连续构造病害的内在因素； 而设计的缺陷及计算分析的不全面， 使其构造及配筋随意性较大， 加上施工不精细， 这是造成桥面连续构造病害的外在因素。 为了解决以上问题， 文章提出了一种构造和受力均简单明确的桥面连续构造， 通过对桥面连续构造的设计创新， 使得新型桥面连续构造受力简单明确， 构造尺寸及配筋设计有的放矢， 克服了传统桥面连续结构受力复杂、 计算分析不清、 构造和配筋随意性大、 耐久性差、 病害多发的缺陷， 为简支梁的桥面连续结构的设计和应用提供了新的参考。     

主梁刚度缺陷对连续刚构桥成桥状态影响研究

为研究连续刚构桥在施工阶段主梁不同位置出现局部刚度缺陷对成桥状态的影响,采用通用桥梁分析软件M idas/Civil建立有限元模型,对某跨径布置为(100+180+100)m的连续刚构桥进行计算分析.计算2种工况情况下的55个模型,研究刚度缺陷对成桥状态桥梁变形和一阶自振频率的影响,结果表明:连续刚构桥在施工阶段的主梁局部会出现刚度缺陷,当缺陷位置在墩顶0#块和边跨3 l/4梁段时,对成桥状态桥梁边跨最大下挠值fb有较明显的增大效应,在其他位置对fb的影响较小;缺陷对成桥状态的中跨最大下挠值影响较小;成桥状态的桥梁一阶自振频率会降低,但影响较小.     

斜拉桥主梁悬臂段前支点挂篮施工技术研究

通过对斜拉桥主梁悬臂段前支点挂篮的详细设计和施工中的严格控制,解决因主梁坡度大而走行困难,因空间索角度变幅大而调索难,因主梁节段长、自重大而挂篮刚度和强度难以保证等问题,顺利地进行挂篮悬臂施工。目前该桥已经胜利合拢,现将所总结出的成熟技术供同类桥梁施工借鉴。