高强度螺栓在拉林铁路藏木雅鲁藏布江大桥上的应用

拉林铁路藏木雅鲁藏布江大桥作为国内铁路第一座真正意义上的免涂装耐候钢桥梁,在国内首次使用耐候钢高强度螺栓。通过试验、检测和实际使用,目前耐候高强度螺栓各项性能指标合格。在施工中采用数控定扭矩电动扳手,提高了施拧的准确度和稳定性,提高了施工速度和效率。在工地采用高强度螺栓连接施工质量控制系统,实现了桥梁高强度螺栓施拧数据信息化。本文介绍了耐候钢高强度螺栓新技术应用方面的经验,可为以后国内的高强度螺栓连接施工提供借鉴。     

M22×120 mm高强度螺栓断裂分析

对在装配过程中发生断裂的10.9级高强度螺栓进行各种检测和分析,找出了螺栓料心部裂纹是引起螺栓断裂的主要原因.     

耐候钢-混凝土组合结构加劲梁悬索桥的技术创新

怀来县官厅水库特大桥是北京冬奥会的配套工程，全国首座采用免涂装耐候钢的组合结构加劲梁悬索桥，720 m主跨为我国北方地区最大跨度桥梁。采用钢-混组合结构作为悬索桥的加劲梁，可从根本上解决钢桥面板开裂、桥面铺装病害等问题，同时大幅降低运营维护费用；免涂装耐候钢，具有经济、环保的特点，但国内缺少大规模成功应用的工程范例，也没有免涂装耐候钢桥设计及施工标准。结合大桥建设的条件和要求，对大跨度悬索桥钢-混组合结构加劲梁、高性能耐候钢轧制及焊接、耐候钢桥梁锈层稳定化及制造架设等三大难题开展了技术研究。研究结果表明：钢-混组合梁采用密横梁结构，设置2道次纵梁作为下稳定板，外侧设置风嘴，颤振临界风速达到51.5 m/s,钢-混组合结构加劲梁与抗风措施对千米级悬索桥具有较好的疲劳受力性能和经济适用性；耐候桥梁钢采用“微合金化、热机械轧制”生产工艺，研制的配套焊材与焊接方法具有“耐候性、高韧性”特点，焊缝耐候指数大于6.2,实现了钢结构桥梁低碳建造、绿色环保；采用免涂装耐候钢，与“普通钢材+涂装”相比，全寿命周期成本降低约55%;耐候桥梁钢采用加速锈层稳定化工艺，以及钢-混组合结构加劲梁架设方法，满足了...     

连续箱梁桥抗倾覆稳定性分析

为了研究整体箱梁横向翻转失稳甚至垮塌等倾覆事故发生的原因,依托郑州市四环线及大河路快速化工程中某联变高变宽预应力混凝土连续箱梁桥,具体分析该连续箱梁桥的抗倾覆稳定性能,建立有限元整体模型,并结合规范中横向抗倾覆稳定性计算方法对该整体箱梁桥进行分析,并研究不同支承间距下桥梁的横向抗倾覆稳定性系数。研究结果表明:该桥所有单向受压支座在各种基本组合作用下均处于受压状态;结构恒载、汽车荷载以及支座间距是整体箱梁横向抗倾覆稳定性系数的主要影响因素,该桥在支座间距不小于4. 5 m的情况下横向抗倾覆稳定性系数大于3。建议不要为了拓展桥下空间而过度减小支座间距。     

不对称跨径的连续梁桥静动载试验研究

某大桥主桥桥跨布置采用(43+3×76+106+136+76)m三向预应力混凝土变截面连续箱梁,相对于目前流行修建的对称跨径连续梁桥而言,该桥跨径的不对称性比较独特。通过静动力试验研究了该种桥型的受力性能。静载试验结果表明:不对称跨径连续梁在静力作用下受力、变形协调一致;箱形桥梁结构实际抗扭刚度大。动载试验结果表明:该桥在车速10~50 km/h时实测冲击系数为1.018~1.088;根据冲击系数值反算桥面等级,该桥桥面等级为A级以上;实测各阶振动频率的阻尼比为0.006 5~0.023 0,不对称跨径连续梁桥整体刚度好于理论预期。     

小边跨梁拱组合体系桥梁静动力荷载试验与结构评定分析

为验证小边跨梁拱组合体系桥梁在正常运营状态下结构受力性能是否与设计目标吻合,基于现场荷载试验研究了该桥在中载及偏载作用下桥梁各构件内力、变形及应变,同时基于脉冲试验、行车试验、刹车试验研究该桥的自振频率、冲击系数,并最终同有限元计算结果进行对比。试验结果表明:该小边跨梁拱组合体系桥梁静载试验荷载效率系数在0. 86～1. 04,介于0. 85～1. 05之间,满足JTG/T J21-01—2015《公路桥梁荷载试验规程》规定;不同部位控制截面实测挠度均小于计算值;实测振型与有限元结果具有很好的相关性,且实测频率值均大于计算值,同时实测冲击系数平均值小于计算值,表明桥梁结构整体性能及技术情况良好。该小边跨梁拱组合体系桥梁在正常使用状态下主桥承载能力均满足城市-A级荷载等级要求。     

南京大胜关长江大桥高强度螺栓试验概述

介绍京沪高速铁路南京大胜关长江大桥在主桥钢梁架设中高强度螺栓的验收及储存、进场检验、工艺试验、抗滑移系数试验及施拧过程中的试验控制和质量检测。并对高强度螺栓经泡水和沾水后其扭矩系数的变化,螺栓初、终拧间隔30 d的轴力变化的试验作了简述。     

大跨度钢桁梁桥静动力性能试验研究

以某铁路64m单线栓焊下承式钢桁梁桥为研究对象,采用数值模拟分析和现场试验相结合的方法,进行提速和扩能条件下的大桥静动力性能试验研究。结果表明:静载作用下,实测大桥杆件应力和跨中挠度均小于理论计算值,挠度、应力校验系数略大于规范通常值,挠度和应力相对残余均满足要求,上下游两片受力较为均匀;不同速度列车作用下桥梁运营性能指标基本满足规范要求,但实测数据均较大,且大于同类型双线钢桁梁桥,空重混编列车引起桥梁更大振动;桥梁基本满足承载能力和使用条件要求,结构处于良好的弹性工作状态,但桥跨结构整体刚度偏弱,安全储备较小,建议对桥梁整体刚度进行加强并对桥梁动力响应进行实时监测。     

重载铁路钢桁梁桥疲劳寿命预测方法及应用研究

对朔黄铁路一座64 m单线下承式钢桁梁桥的疲劳寿命进行评估。基于运营列车的编组和运量,采用有限元软件计算得到评估杆件的应力历程,利用雨流计数法统计得到不同杆件的应力频谱,并采用合理的系数对应力幅进行修正,结合Miner线性累积损伤原理对钢桁桥的疲劳寿命进行评估。结果表明:下弦杆、斜杆和次横梁的理论剩余疲劳寿命在50年以上;吊杆高强度螺栓连接构造的理论剩余疲劳寿命为35年;纵梁跨中下翼缘高强度螺栓连接构造的理论剩余疲劳寿命已截止,其他构造理论剩余疲劳寿命均不足10年。对于开行重载运输的钢桁梁桥,纵梁及其连接部位是薄弱环节,应重点关注。     

铁路货车用S450EW高耐蚀型耐候钢工艺性能分析

为将S450EW高耐蚀型耐候钢成功应用于新型载重80t级铁路货车,对S450EW钢进行下料切割、焊接和冲压成型等工艺性能分析.结果表明:S450EW高耐蚀型耐候钢切割下料时具有一定的热敏感性;采用配比为5％-10％CO2的富氩混合气体进行焊接时,焊缝成型较好;当材料屈强比小于0.8时具有较好的冲压成型性能.     

考虑车-桥耦合的重载铁路钢桥局部疲劳分析

研究目的:基于车-桥耦合振动理论,以64 m简支钢桁梁桥为实例,研究重载铁路钢桁梁桥局部疲劳可靠度问题。首先建立64 m简支钢桁梁桥的车-桥动力学模型,通过现场试验结果验证模型的准确性,并确定桥梁最不利疲劳部位;然后基于Monte Carlo方法,将车速和轨道不平顺作为随机变量,随机选取100个车速和轨道不平顺的组合样本;利用Miner线性疲劳累积准则和概率密度函数方法,得到钢桥最不利疲劳部位的等效应力范围和年疲劳损伤系数的概率分布,并给出桥梁局部疲劳损伤系数与列车编组的关系式;最后分析不同列车类型和行车速度条件对桥梁疲劳损伤的影响。研究结论:(1)在考虑参数随机概率分布的条件下,桥梁最不利疲劳部位的等效应力范围和年疲劳损伤系数均服从Lognormal分布;(2)当货运列车年运量一定时,列车轴重是桥梁局部损伤的主要影响因素,桥梁的疲劳损伤随轴重增加而增大;(3)在设计时速范围内,列车速度与桥梁疲劳损伤的相关性不强;(4)本研究成果可为重载铁路钢桁梁桥设计与疲劳性能评估提供参考。     

重载条件下单双线钢桁梁桥静动力性能对比试验研究

为研究64 m跨度单双线钢桁梁桥在重载运输条件下的差异性和适用性,采用静力分析计算、静载试验和运营性能试验相结合的方法,开展钢桁梁桥静动力性能对比研究。结果表明:重载运输条件下,单双线钢桁梁桥活载作用下的安全储备量均有所降低,单线钢桁梁桥应力及挠度校验系数大于双线桥,单双线桥的竖向刚度都较小,安全储备不足;单双线钢桁梁桥均产生较大的振动和变形,单线桥跨中横向振幅、加速度以及动挠度均大于双线桥;单双线钢桁梁桥的静力、动力性能指标基本上都满足相关规范要求和目前重载条件下的运营要求,但竖向和横向刚度偏弱,安全储备低,振动加剧,需进行加固改造以适应30 t及以上轴重重载运输要求。     

高速铁路连续梁桥三分力系数的数值模拟分析

连续梁桥是高速铁路上的一种典型桥梁,利用计算流体力学软件对其不同截面在不同工况下的静气动性能进行了数值模拟,研究了平均风速、风攻角、宽高比以及桥上列车分布状况分别对桥梁截面三分力系数的影响.研究结果表明:风速和风攻角对桥梁的静气动性能影响显著；梁高的增大使桥梁处于不利的风荷载作用下；在桥上有列车状态下桥梁的静气动性能不如无车时稳定.     

摩擦型多排高强度螺栓连接分析

研究目的:为了明确摩擦型多排高强度螺栓连接传力性能、接头折减系数和极限状态,通过模型试验、接触单元有限元计算和理论分析进行相关的研究。研究结论:研究结果表明:摩擦型多排高强度螺栓连接各栓传力特性取决于外荷载、接触面状况、等效截面刚度等因素,多排螺栓连接的承载能力极限状态以首尾两排螺栓处芯板与拼接板接触面上滑移量达螺栓与栓孔间的设计空隙值、头排螺栓承剪孔壁承压作为判定指标;长列摩擦型高强度螺栓接头头尾排螺栓传力比最大;实桥栓接节点极限承载力满足设计要求。     

铁路钢桁梁桥结构校验系数研究

以2座铁路钢桁梁桥的试验数据为基础,介绍钢桁梁结构校验系数通常值的适用条件及其特点,研究桥梁的理论内力和变形与平面、空间计算模型的相关性,分析钢桁梁挠度实测校验系数,杆件和纵、横梁应力实测校验系数的特征,提出利用实测的应力、挠度和结构校验系数定量评价桥梁强度和刚度的方法。研究结果表明:钢桁梁桥检定试验宜采用空间模型计算杆件的内力和结构变形,并由此得到结构校验系数;现有简支钢桁梁的结构校验系数通常值不适用于连续钢桁梁;采用结构校验系数换算求得设计活载下的杆件应力和桥梁挠度,可较为准确地评价桥梁结构的强度和刚度。研究结论可供相关单位桥梁检定和规范修订时参考。     

索支撑桥梁钢主塔节段现场连接形式

在分析4种常用钢塔柱现场连接形式优缺点及适用性的基础上,以南京长江三桥为例,对索支撑桥梁钢主塔节段现场连接形式进行研究。通过整体结构有限元分析得出主要荷载工况下节段现场接头处钢塔柱的内力,并根据内力结果对"端面金属接触 张拉型长螺栓并用接头"形式进行构造设计和计算,得出该接头形式在1个节段连接处的具体工程数量:Φ30张拉型长螺栓64套,水平抗剪用M24高强螺栓120套,钢板用量11.2 t。与"端面金属接触 高强度螺栓并用接头"相比,"端面金属接触 张拉型长螺栓并用接头"的用钢量虽然略有增加,但其景观效果、施工性及涂装耐久性均良好,是一种很有竞争力的钢塔节段现场连接形式。     

Y型塔双索面斜拉悬臂组合结构桥力学性能试验研究

鹰潭信江大桥是一座Y型塔双索面斜拉悬臂组合结构桥,本文建立空间实体模型进行理论分析,把静动载试验实测值与理论计算值进行了对比,以评定结构桥的工作性能。研究结论认为:该桥结构受力变形及内力分布规律与理论吻合,斜拉索受力合理,主梁具有较好的强度和抗弯刚度,试验桥受力性能满足设计荷载标准要求。动载试验验证了结构在40 km/h以内车速下的冲击系数小于限值,结构振动属小阻尼振动,桥梁结构整体竖向抗弯刚度和抗扭刚度符合设计要求,抗扭能力强。     

高速铁路下承式连续刚构-拱组合桥的冲击系数研究

以某高速铁路下承式3跨连续刚构-拱组合桥为依托，基于有限元理论和多体动力学理论建立车-桥耦合动力分析模型，进行20组轨道不平顺、75个速度共1 500种工况的下承式连续刚构-拱组合桥边跨梁、中跨梁、拱肋和吊杆主要构件冲击系数的变化规律及分布特征研究，并对得到的冲击系数进行曲线拟合。结果表明：连续刚构-拱组合桥主要构件在不同位置处冲击系数存在差异，边跨梁的冲击系数大于中跨梁；列车出桥侧边跨梁跨中冲击系数最大，其值为1.131，中跨梁跨中最小，其值为1.020；桥梁中跨1/4位置处的梁、拱肋和吊杆的冲击系数相对较大，且从大到小依次为吊杆、拱肋、梁。相比现行铁路桥梁设计规范中全桥取同一个冲击系数，本文得到的冲击系数拟合式能准确计算桥梁不同构件的冲击系数，可用于桥梁主要构件的设计。     

现状车载下旧桥承载力评定和可靠度有限元分析

采用三维体元,进行4座旧桥现状车载(大于设计车载的2 5倍)下的有限元分析,对其承载力进行评定。结果表明,4座旧桥中有1座桥必须拆除,2座桥需要适当加固,1座桥不需要加固。用随机有限元计算旧桥在现状车载下的剩余可靠度结果表明,精确的分析模型能挖掘桥梁的承载潜力。用PSAP计算可靠度指标的灵敏度发现,可靠度指标对混凝土弹性模量比活载更敏感。     

对防滑栓接面的复合涂层抗滑移系数的探讨

对高强度螺栓摩擦连接面,利用电弧喷涂的方法喷涂一层铝涂层,再进行油漆涂层封闭。试验结果表明,封闭后连接面的抗滑移系数仍然能够满足要求,栓接面也无锈点。