大跨度斜拉桥钢箱桁梁架设关键技术研究

商合杭铁路裕溪河特大桥主桥为(60+120+324+120+60) m双塔钢箱桁梁斜拉桥,是目前国内350km/h高速铁路最大跨度的钢箱桁梁斜拉桥,施工技术难度极大。本文针对钢箱桁梁的结构特点,根据桥址现场施工条件,通过方案比选,首次提出了“边辅跨顶推、中跨悬拼、跨中合龙、钢箱梁与钢桁梁同步安装、塔梁同步”的钢箱桁梁架设技术;研制了具有“竖向起吊、纵向倒运”功能的经济型桥面吊机;提出了“激光跟踪、纵向调位、中线精调、标高调位”的测量定位方法,实现了钢箱桁梁的快速精确测量定位。实践证明,本文提出的钢箱桁梁架设关键技术合理,可为大跨度钢箱桁梁及类似梁型的架设施工提供借鉴。     

大跨度铁路斜拉桥换索方案设计与受力性能分析

由于斜拉索安全性病害和功能退化,斜拉桥在运营一定年限后需进行拉索更换。以某大跨双线铁路斜拉桥为工程背景,提出一种适用于铁路斜拉桥的斜拉索更换方案,该方案仅对出现病害的单根拉索进行拆除更换,无需中断桥上铁路行车。基于空间非线性有限元手段,计算拉索更换所致结构效应。结果表明,拉索更换会引起轻微的主梁线形不平顺和结构竖向刚度降低,桥面列车需作限速通行要求,换索状态下,桥梁各构件受力均满足规范要求,本文提出的换索方案是安全可行的。结合计算结果,针对换索方案的拉索张拉工艺和施工条件提出建议,以保证换索施工全过程的桥梁受力合理性。     

大跨度板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析

混凝土桥面板和钢主桁相结合共同作用的板桁组合结构,因有诸多优点而在我国铁路桥梁特别是大跨度公铁两用斜拉桥中获得应用。提出大跨度板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析方法,主要研究内容如下。(1)建立板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析模型;提出一种能考虑拉伸(压缩)、弯曲、扭转、畸变、翘曲,且能同时计入桁架杆件次应力、桥面板局部弯曲和剪力滞效应影响的板桁结合梁段单元。该单元自由度少,物理概念清晰,便于工程设计应用,板和桁架杆件的位移完全协调,计算结果与试验结果吻合较好。提出用混凝土桥面板横向有限条带单元及此单元节…     

高速铁路无砟轨道大跨度混合梁斜拉桥方案研究

望虞河大桥是通苏嘉甬高速铁路的关键控制工程之一,主桥为(60+105+340+105+60)m斜拉桥,采用无砟轨道,半漂浮体系.现有300 m级无砟轨道高速铁路斜拉桥主要有钢箱结合梁、钢箱混合结合梁、钢箱桁梁三种方案,望虞河大桥主梁拟采用钢箱混合结合梁方案,首先论述其总体设计方案,研究得到其合理拉索间距及钢混结合段位置...     

斜拉桥箱梁钢-混结合段受力的试验研究

研究目的:研究大跨度桥梁工程中钢箱梁与混凝土箱梁结合部的应力、应变及其变化规律,探讨结合段的传力机理,为实例桥梁工程的钢箱梁和混凝土箱梁结合部的设计方案和构造处理提供理论和试验验证的依据.结合某大跨度斜拉桥梁工程设计实例,设计并制作斜拉桥主梁钢-混结合段试验模型,对试验模型进行静力试验,利用ANSYS建模进行有限元计算,对静力试验结果与有限元分析计算结果进行对比分析.研究结论:通过对钢-混结合段受力的研究分析表明:只要设计方案合理,构造处理恰当,钢箱梁-钢-混结合段-混凝土箱梁沿纵向刚度过渡就平稳,预应力施加作用明显,钢板与混凝土节点位移耦合;试验结果验证各测点实测结果与计算值吻合较好,说明有限元分析能较好地模拟钢-混结合段模型实际加载及受力情况.     

大跨度钢-混凝土叠合梁斜拉桥结构静动力特性分析

以赣江二桥为研究对象,通过有限元程序ANSYS 15.0建立该桥的三维实体有限元模型,对大桥的静、动力特性进行了分析。结果表明:在正常使用状态内力组合和承载能力极限状态内力组合两种荷载工况下,钢-混凝土叠合梁跨中位移以及主塔位移均较小,主梁未出现拉应力,主梁及主塔应力有足够安全储备,均满足规范要求。该桥的一阶自振周期为4.215 8 s,相比一般大跨斜拉桥较小,而主梁竖弯、扭曲较早出现,说明钢-混凝土叠合梁斜拉桥具有整体刚度高,对地震、风荷载等动力作用较为敏感的特点。     

考虑钢-混凝土滑移效应的下承式钢桁结合梁受力特性研究

对下承式64 m双线钢桁结合梁,考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,采用空间梁、板壳单元建立有限元计算模型,钢梁与混凝土板间的连接根据剪力钉刚度,采用弹性连接模拟,通过二期恒载、混凝土桥面板收缩徐变工况的计算分析,研究下承式钢桁结合梁受力特性。计算结果表明,下承式钢桁结合梁中由于混凝土板与主桁下弦杆共同作用承受纵向拉力,钢梁与混凝土板之间的滑移对桥梁结构内力影响较大,设计计算时不适合采用钢梁与混凝土板刚接或换算截面法,建议根据剪力钉刚度钢梁与混凝土板之间采用弹性连接模拟,不同荷载工况可按结构受力对剪力钉刚度进行适当调整。     

高铁大跨度斜拉桥主梁钢混结合段力学性能研究

为研究4线高速铁路混合梁斜拉桥新型钢混结合段的力学性能,以主跨672 m的安九铁路鳊鱼洲长江大桥主梁钢混结合段为背景,开展局部缩尺静力和疲劳模型试验,并结合有限元分析钢混结合段的应力分布、滑移开裂及疲劳性能。研究结果表明：最不利工况下,结合段钢构件应力沿横向分布不均且边箱处最大,沿纵向在承压板处产生突变,承压板传力作用显著;最大负弯矩工况下,钢构件的实测应力在1.8倍逐级加载过程中均呈线性变化。钢混间最大滑移仅为0.065 mm,结合段钢混间协同变形良好;挠度结果反映结合段具有良好的刚度并整体呈弹性受力状态;混凝土段顶板于1.4倍最大负弯矩加载时开裂,1.8倍加载下裂缝纵向分布形态表明结合段受力优于钢过渡段。活载最不利工况下,边箱顶板处为主要疲劳敏感区域,钢过渡段水平隔板在疲劳165万次后发生开裂,其余钢结构未开裂;混凝土在疲劳50万次后即开裂,但裂后劣化并不显著;剪力钉和PBL连接件抗疲劳性能良好。钢混结合段具有良好的承载能力及抗疲劳性能,传力合理,可为类似结构提供参考。     

适用于桁式加劲梁斜拉桥的一种新型索梁锚固装置

分析了几种常用的斜拉桥索梁锚固装置的受力特点,结合我国某板桁组合加劲梁斜拉桥,提出了一种适用于桁式加劲梁斜拉桥的新型索梁锚固装置,对其进行了力学分析,并阐述了其便于制造、安装与维护的特点.这种新型索梁锚固装置稍加改动还可广泛应用于其他索支撑桥梁.     

铁路混合梁斜拉桥钢混结合段研究综述

针对铁路大跨度混合梁斜拉桥的钢混结合段,从发展历程、结构构造形式、结构参数、结构受力特性、剪力连接件受力状况、传力机理、疲劳受力特性等方面,阐述其发展动态、研究现状、研究成果及存在的问题.钢顶底板插入混凝土段的剪压式结合段成为工程实用的主要形式,其发展的趋势是长度缩短、构造简化、整体构造进一步优化、布置位置更灵活.结合...     

基于刚度退化的框-剪结构受力性能研究

根据模型试验数据确定各变形阶段框架与剪力墙的实际刚度,针对4种典型工况,分别采用框架与剪力墙刚度退化系数计算刚度退化后的各楼层刚度,再沿结构高度方向加权平均得到结构真实刚度。基于协同工作原理提出一种考虑结构刚度退化计算框-剪结构的适用方法,通过算例分析了结构的受力性能。研究结果表明:考虑结构刚度退化后,结构自振周期增加,刚度减少,侧移增大,总框架承担总剪力的比例增加,《规范》对框架承担剪力的调整是有必要的。     

不同加载龄期钢-混结合梁斜拉桥梁段受力性能研究

由于现有的对湿接缝的不同龄期、施工顺序、施工工艺在桥梁施工质量中的影响研究多数针对混凝土桥梁,对钢-混凝土结合梁斜拉桥梁段体系还没有开展详细的研究和模拟.在此背景下结合工程实例,运用ANSYS有限元分析软件,对不同龄期的湿接缝在结合梁斜拉桥梁段施工中的影响进行系统的研究和计算分析.研究结果表明:缩短湿接缝养护龄期后,钢...     

高速铁路大跨度连续斜拉桥上梁端一体化装置性能研究

目前大跨度斜拉桥上铺设无缝线路,梁端处需设置梁端伸缩装置和钢轨伸缩调节器以降低钢轨产生较大的附加应力,但此结构无法协调较大的梁轨相对位移,应用范围有限。为此,提出了一种梁端一体化装置结构,能适用于较大的梁缝伸缩情况且伸缩阻力较小,经过现场应用效果良好。针对时速350 km下高速列车能够平稳通过大跨度斜拉桥无缝线路梁端的要求,建立了相关三维梁端车-线-桥耦合模型,确定了轮轨接触关系,验证该结构在大跨度斜拉桥下对于高速列车平稳运行的适用性。结果表明：温度和梁端转角作用下钢轨会产生一定变形,钢轨垂向变形大于横向变形,最大垂向位移达到15.71 mm。对比仅施加德国低干扰不平顺谱,叠加温度或梁端转角变形后行车过程中的梁端一体化装置动力响应增大,且对钢枕振动垂向加速度的影响较为明显,从38.92 m·s^-2上升至48.69 m·s^-2,增加25.1%。相比之下,极限拉伸状态比极限压缩状态下行车过程中的梁端一体化装置结构响应大,钢枕垂向加速度从40.64 m·s^-2上升至62.39 m·s^-2,增加53.5%,...     

大跨度高铁斜拉桥钢-混结合主梁收缩徐变研究

为研究钢混结合主梁混凝土桥面板的收缩徐变对大跨度高铁无砟轨道斜拉桥的影响,以昌吉赣客专赣江特大桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立全桥精细化数值分析模型,考虑钢混结合梁混凝土桥面板不同的加载龄期,分析结合梁斜拉桥在收缩徐变效应下变形及受力的变化。结果表明:赣江特大桥结合梁在施工成桥初期至运营5年后,钢混结合梁混凝土桥面板收缩徐变引起面板及钢箱梁的应力变化情况均满足规范要求,桥面板及钢箱梁在施工成桥1年后收缩徐变完成50%以上,3年后完成80%左右;桥面板混凝土的加载龄期越长,混凝土收缩徐变对桥梁结构变形和受力的影响越小,并在混凝土加载龄期达到180 d后对桥梁结构的影响呈稳定趋势,将结合梁桥面板预制存放180 d后再进行吊装,可有效降低混凝土收缩徐变对此种结构正常使用期间力学行为的影响。     

高速铁路大跨度混合梁斜拉桥-无砟轨道隔离层减振效果试验研究

为提高无砟轨道在大跨度桥梁应用的适用性,在无砟轨道层间引入橡胶隔离层以代替传统土工布隔离层.橡胶隔离层的引入改变了桥上无砟轨道的振动特征,并兼具一定的减隔振作用.结合昌赣高铁赣州赣江特大桥混合梁斜拉桥铺设无砟轨道的需要,对桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道不同隔离层的减振效果开展试验研究,对非减振型与减振型轨道板进行多工况...     

钢-混凝土连续结合梁动力性能试验研究

通过对合宁铁路钢-混凝土连续结合梁动力性能试验,测试钢-混凝土连续结合梁的自振特性和CRH2动车组、120 km/h试验货车和160 km/h试验客车通过时的动力响应.试验结果表明,钢-混连续结合梁可以满足这3种列车通过时的安全性要求;梁体的竖向、横向自振频率、跨中挠跨比、梁端转角、挠度、应变动力系数、跨中横向振幅、墩顶横向振幅、竖向加速度、支座横向动位移均符合相关规范和设计的要求.     

跨座式单轨交通中复线钢轨道梁受力性能初步探索与研究

跨座式轨道交通中钢轨道梁环保、经济的特点非常适合我国单轨交通发展的需要。为了更好地发展单轨交通,针对我国跨座式单轨交通体系中钢轨道梁应用、研究不足的现状,以1榀64 m的简支直线钢轨道梁为研究对象,利用ANSYS有限元计算软件建立空间模型,对在竖向荷载作用下的单线钢轨道梁和复线钢轨道梁进行受力分析,研究钢轨道梁的应力和变形等受力性能。通过将单线钢轨道梁整体与复线钢轨道梁整体计算结果进行对比分析,得出复线钢轨道梁能够更好地满足竖向荷载下的结构受力要求,承载能力明显提高,建议工程中参考复线钢轨道梁这种结构形式进行设计。