高性能钢管混凝土组合桁梁桥

提出一种新型桥梁结构形式——高性能钢管混凝土组合桁梁桥。从结构性能方面阐述该组合桁梁桥高效传力机制、高性能结构构件及节点力学性能,从预制件划分、存放、运输、拼接方面阐述组合桁梁桥高效装配施工性能,从防灾性能方面对组合桁梁桥与混凝土梁桥进行抗震性能有限元对比分析,从耐久性能、可维护性能及环保性能方面论述组合桁梁桥良好的服役性能。结果表明：高性能钢管混凝土组合桁梁桥各杆件受力明确,杆件材料利用率高,结构刚度大,当结构跨径达到80 m时,用钢量指标仍在400 kg·m^-2以下;PBL加劲型等宽钢管混凝土节点可有效改善节点传力性能、静力破坏模式及抗疲劳性能;PBL加劲型矩形钢管混凝土构件可改善钢混界面传力及钢管局部屈曲性能,有效提高构件承载力;组合桁梁桥主桁单元、桥面板单元、桥墩单元可在工厂标准化生产,预制构件单元质量可控,现场装配速度快,施工周期短;与混凝土箱梁桥相比,组合桁梁桥结构体系地震响应内力下降显著,反应谱分析中纵桥向墩底弯矩与剪力下降达94.0%、81.2%,时程分析中纵桥向墩底弯矩下降达91.6%;采用可更换桥面板构件、桥墩系梁构件使组合桁梁桥全寿命周期性能优异。可见,矩形钢管混凝土组合桁梁桥是一种装配式高性能桥梁结构体系,可为中国中等跨径公路装配化桥梁设计提供参考。     

PBL加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥设计

高速公路跨线桥黄延桥为(24+40+24)m连续刚构体系PBL加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥。该桥主梁采用矩形钢管桁架和混凝土行车道板构成的组合桁梁;桥墩采用Y形双肢矩形钢管混凝土树状桥墩,下设菱形承台+钻孔灌注桩基础。在负弯矩区下弦杆和Y形桥墩的矩形钢管内设置PBL纵肋并灌注混凝土,形成PBL加劲型矩形钢管混凝土断面,以提高杆件承载力、改善受压钢管局部屈曲性能。为提高该桥PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的承载力、改善节点的失效模式,采取主管内灌注混凝土和支管与主管同宽两项优化措施。混凝土桥面板通过上弦闭口PBL开孔预埋钢板连接件与主桁相连。桥墩通过纵、横向呈方格网络集中布置的PBL开孔钢板与承台固结。     

矩形钢管混凝土组合桁梁连续刚构桥实桥试验

为了研究矩形钢管混凝土组合桁梁桥这种主梁由矩形钢管混凝土桁架和混凝土桥面板组成的新桥型的力学性能,以中国首座矩形钢管混凝土组合桁梁桥为对象开展了实桥试验。试验桥孔跨布置为24 m+40 m+24 m,结构体系为连续刚构。试验采用400 kN加载卡车3辆,共进行了3个荷载工况12个加载步的加载,对试验桥的整体力学性能、矩形钢管混凝土杆件力学性能以及桥面板有效宽度进行了研究。试验结果表明：在荷载效率为1.90~3.05的超载工况下各控制杆件的轴力-应变及荷载-位移实测数据线性关系显著,试验桥在加载过程中始终处于良好的弹性工作状态;实测受压钢管混凝土下弦杆钢管与管内混凝土荷载的分配符合二者的轴向抗压刚度比例关系;由于矩形钢管混凝土管壁内设置了纵向PBL加劲肋（开孔钢板加劲肋）,其在开孔区域形成混凝土榫,大幅提高了矩形钢管混凝土杆件的抗拉刚度,使其可达受压杆件刚度的80%;两主桁之间桥面板实测有效宽度与既有文献研究结果符合良好,且剪力滞效应在节点处比节间处表现得更为明显。     

基于实桥试验的钢管混凝土桁梁桥力学性能研究

钢管混凝土桁梁桥由钢管混凝土桁架和钢-混凝土组合桥面板组成,作为一种新型的组合结构桥梁,具有承载能力高、刚度大和抗震性能优异等特点,为研究其力学性能,选择在某30m跨钢管混凝土桁梁桥进行实桥测试,对钢管混凝土构件及桁梁桥的整体力学性能进行了研究。试验研究结果表明:在550kN试验荷载下,各杆件在加载过程中始终处于弹性工作状态,实测值和有限元计算值较为吻合;下缘同时存在轴力和弯矩作用,且主管应力水平较低;支管在两端承受相反的弯矩作用,热点应力和名义应力均处于较低水平;主梁整体刚度大,偏载效应较为明显。     

曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥加固方案研究

郑州市北三环路彩虹桥为(122+62+62+122)m简支曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥,为改善其目前运营服务能力,提出6种加固改造方案,针对各加固方案进行仿真计算分析。计算结果表明:简支变连续体系改造使主桁端部出现应力集中现象,不适用于该桥改造;在改造横撑的基础上增设跨中吊杆是减小横梁跨中相对变形的有效途径;增设边纵梁和外吊杆可有效改善横梁悬臂端变形,提升悬臂段桥面承载力;增大腹杆截面可明显提高62m跨径桥梁的整体刚度和横梁局部刚度,有效降低腹杆的应力幅;加强纵向预应力可有效降低桥梁的下弦杆变形,但对横梁相对变形影响不大。综合运用横撑改造、增设跨中吊杆和外吊杆、增大腹杆面积、加强下弦杆纵向预应力等几种改造措施使桥面变形明显改善,62m跨径桥梁整体结构刚度得到有效提高,腹杆最大应力显著降低,上弦杆最大应力仍有足够的安全储备。     

曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥大修改造方案设计

某环城快速路上的跨铁路编组站大桥是一座曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥,由于近年来交通量的增加和车辆超载,主桥结构各构件存在不同程度的损伤。针对该桥的病害及桥位环境,该文提出4种改造方案,经过比选,最终确定了一套系统性的大修改造设计方案,包括桥面系整体改造,上弦杆、腹杆、下弦杆等局部加强等。有限元分析表明:采用的大修改造方案效果显著,预期能达到修复桥梁现有病害、提载及行车道改造的目的。     

预应力混凝土简支空心板梁桥静载校验系数分析

以内蒙古呼伦贝尔市境内的上护林大桥为工程背景,在预应力混凝土空心板桥的常规静载试验的基础上,提出断面应变校验系数的概念。结合常规校验系数与断面应变校验系数对该桥的工作状况进行评估,得出该桥横向联系及整体工作状况良好,且断面应变校验系数法可以在类似结构桥梁的荷载试验结果分析中加以推广和应用。     

新型矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构形式与绿色建造

随着国家践行“双碳”战略和工业化建筑时代的到来，桥梁作为生命线节点工程正在向着装配化、工业化的方向大步迈进，而钢管混凝土组合桁梁桥作为一种高性能组合结构桥梁形式在承载性、承灾性及装配化等方面具有优势，融合“工业化建造”“绿色建材”理念是实现钢管混凝土组合桁梁桥绿色建造的有效手段。为此，从高传力体系、高承载力结构构造及高承载力节点构造等方面阐述了矩形钢管混凝土组合桁梁桥的构造优势，证明其是一种高承载性能桥梁结构形式，从高韧性与高经济性方面进一步论述了矩形钢管混凝土组合桁梁桥的优势所在，并就抗震性能、工程经济性与常规混凝土梁桥进行类比；而后从全预制件装配单元、预制件现场快速拼装角度阐述了矩形钢管混凝土组合桁梁的工业化建造理念，提出与快速拼装相适应的构造措施，并对具有绿色高强优点的碱激发UHPC混凝土应用于钢管混凝土组合桁梁桥进行了构思和设想；最后通过典型工程实践证实了钢管混凝土组合桁梁桥具有轻质高强、力流传递明确的显著特征和高效的装配建造性能。     

预应力混凝土先简支后连续梁桥加固效果分析

在分析一座预应力混凝土先简支后连续工字梁病害情况和加固措施的基础上,通过设置相应的荷载试验工况,对其采用改善主梁抗弯性能和结构横向受力整体性的加固措施进行了研究,获取结构在试验荷载下的应变和变形参数,并将其与理论计算值进行比较,对其加固效果进行了评价。结果表明：采用增设横隔板和梁底粘贴预应力纤维薄板加固措施对改善桥梁结构的受力性能是有效的。     

浅谈预应力混凝土宽桥设计

根据国家"十一五"发展规划昆明新机场明确定为迁建工程,定位为"面向南亚、东南亚,连接欧亚的大型门户枢纽机场",是云南省机场布局和航空网络的核心。离港层主桥是昆明新机场航站楼楼前桥梁工程的重要组成部分,其特点是桥宽较宽,梁高由横向计算控制,结合工程实例,总结设计中的相关经验与体会,简要介绍了宽桥的设计方法,阐述了结构计算的思路,为今后类似工程的设计工作提供了经验和可靠的参考。     

无横隔板预应力混凝土箱形梁整桥试验研究

为验证无横隔板箱形截面,通过桥面构造增加横向刚度,能否实现荷载的横向传递,将跨径35 m先张法预应力混凝土轻型、薄壁、闭口箱形断面运用到简支梁桥上。该文以沈丘纸店沙河大桥为背景,通过整桥试验,分析表明,无横隔板预应力混凝土箱形梁在静载作用下其控制截面混凝土应力和挠度与理论值能较好地吻合。     

浅谈预应力混凝土连续箱梁桥设计

通过多国设计规范的比较，重点介绍预应力混凝土连续箱梁设计思路、设计过程中及构造处理上应考虑或注意的事项，以尽可能减少裂缝的产生，并提出了二种竖向预应力设置新构思。     

钢管混凝土系杆拱桥预应力技术及结构分析测试研究

南京栖霞大桥为一座主跨８６．５ｍ的大跨度宽桥面钢管混凝土系杆拱桥。阐述了该桥的预应力施工技术，分析了桥梁在施工各阶段的受力特征，并结合系梁的实测应力，对实施过程中的结构安全性进行评价。同时还研究了大跨度宽桥面系杆拱桥独特的力学特征。     

基于响应面法的钢管混凝土组合桁梁桥多尺度有限元模型修正

为建立适用于钢管混凝土桥梁的高效、高精度有限元分析模型,提出一种基于响应面法的全桥多尺度有限元模型修正方法。首先以一座钢管混凝土组合桁梁桥为工程背景建立包含全桥、组合桁梁桥面板以及钢管混凝土桁架杆件3个尺度的ABAQUS全桥多尺度有限元模型。在考虑钢管混凝土结构的特点和施工误差的基础上选取桥面板混凝土弹模、厚度,桁架弦杆内混凝土弹模,钢材弹模以及加载车辆荷载5个影响因素作为待修正参数;根据实桥试验条件选择中跨跨中挠度、下弦空管弦杆应力、墩顶钢管混凝土弦杆应力、墩顶受压腹杆应力以及桥面板顺桥向应力5个目标函数。其次采用中心复合设计方法生成了待修正参数的样本集,并将每组参数样本代入有限元模型进行计算。进而采用响应面法建立待修正结构参数和目标函数的2次多项式函数关系,结合参数显著性分析得到响应面方程。最后结合实桥试验结果对多尺度有限元模型3个尺度上的结构参数进行同步修正。结果表明：修正后的参数变化情况与依托工程的实际施工情况相符;采用修正后的参数建立的多尺度有限元模型计算值与实桥试验结果吻合良好;修正后的有限元模型具有较高的精度,可真实反映实际工程中桥梁结构的受力状态。该修正方法可为桥梁结构运营期间的健康监测、状态评估、损伤检测提供可靠的分析手段。     

预应力混凝土连续桁梁刚构桥裂缝分析及加固

某大型双层桥面预应力混凝土连续桁梁刚构桥运营多年,经检测,主桥下弦杆与弦下斜杆交接处存在较为典型的裂缝,且宽度较大,对结构安全及耐久性具有较大影响。该文针对具体病害,进行专项检测及分析,探讨了病害成因,有针对性地进行了加固,结合有限元分析结果和加固后荷载试验结果,验证了加固效果的有效性。     

海上大型预应力混凝土箱梁整孔预制与架设技术

杭州湾跨海大桥海上引桥全部采用70 m先简支后连续的预应力混凝土箱梁。介绍该70 m预应力混凝土箱梁整孔制造、陆上移运、海上运输架设及采用的新材料、新工艺和新设备。     

预应力混凝土简支T梁桥静载试验

以一座加固后的预应力混凝土简支T梁桥静载试验为背景,用Midas梁格法对该桥建模分析,得出理论数据,然后与实际试验数据进行对比,对该桥加固后的结构状态作出评估。并指出了试验注意事项。     

高性能预应力混凝土空心板桥整桥受力分析与试验研究

分析跨度20m、宽度1．2m、双拱门式新型断面预应力混凝土空心板桥采用C80高强混凝土和1860级高强低松弛预应力钢绞线其整桥静载和动载试验情况。结果表明，试验桥在静载作用下的控制截面混凝土应力和跨中挠度、在动载作用下的动力系数和自振频率与理论分析计算结果具有良好的符合性。     

64 m跨双幅混凝土简支箱梁移动支架整孔架设施工技术

结合温福客运专线白马河特大桥工程,介绍双幅64 m混凝土简支箱梁采用移动支架一次整孔架设的施工技术,并对施工关键步骤和关键技术问题进行分析。     

预应力混凝土系杆拱桥简介

一、概况新疆阿勒泰市的克兰河桥,是拆除老桥后新建的一座城市桥梁,由于城建挤占河道,桥下过水断面不足,加之两岸引道较低,故布孔选型时以不设中墩及采用建筑高度较小的桥型为好,结合城市桥梁需考虑景观等因素,经反复比较,选定单跨50米预应力混凝土系杆拱桥,该方案较之梁桥,有较大的跨越能力和较小的建筑高度,且造型与山城的环境相协调。根据桥址地形、水文及现有设备等条件,采用了