高速铁路上承钢混结合连续梁受拉混凝土设计探讨

针对上承钢混结合连续梁混凝土桥面板在支中点负弯矩区拉应力过大问题，提出在该位置浇筑混凝土时预留缺口分两次完成桥面板工程的方法，使支点负弯矩区部分混凝土仅承受ＺＫ活载，较好处理了设计中的难题。     

钢-混凝土双面组合连续梁承载能力研究

双面组合梁是一种新型组合结构。首先根据双面组合截面的工作特点,得出双面组合截面的开裂弯矩和弹性极限弯矩的计算公式;考虑钢材和混凝土的材料塑性,得出双面组合截面的受弯承载力计算公式。根据正、负弯矩区弯矩比与刚度比的关系,确定负弯矩区长度范围,据此可确定不同截面刚度的梁段长度,进行弹性内力分析;介绍采用塑性极限分析法分析双面组合梁内力的条件和方法。最后,介绍2×2.9 m双面组合连续梁的模型试验概况,给出对称、逐级加载时得到的试验梁荷载-挠度曲线,并将试验结果与理论计算结果进行比较,验证理论计算公式的准确性。研究结果可为双面组合连续梁的设计提供参考。     

变截面连续箱梁剪力滞效应及其形成机制

为分析变截面连续梁的剪力滞效应,推导了变截面连续梁剪力滞效应的比拟杆控制方程,以某三跨连续梁为例检验了本文算法的正确性,讨论了箱梁梁高变化对连续箱梁剪力滞系数的影响,通过分析箱梁顶板和腹板内剪力流沿跨长的分布规律,探讨了梁高变化对连续箱梁正负剪力滞的影响规律。研究发现:连续梁正弯矩区呈现正剪力滞现象,负弯矩区的剪力滞现象与悬臂梁类似;梁高沿跨径方向的变化减弱了连续箱梁负弯矩区内剪力滞效应,但增大了正弯矩区的正剪力滞效应;工程设计时可以增大连续梁在负弯矩区内梁高的变化梯度,并减小正弯矩区内梁高的变化梯度,以最大程度地减小箱梁剪力滞效应。     

铁路钢混梁装配式桥面板受力特征计算分析北大核心

为探索铁路钢混梁装配式桥面受力性能,建立装配式钢混梁桥面板有限元模型,从而对比分析铁路荷载作用下整体现浇和预制装配式桥面板的受力特征,分析装配式桥面板长度、宽度、厚度、主梁横向间距等参数对桥面板受力特征的影响。结果表明:装配式钢混梁桥面板采用预制装配方式后结构纵桥向正、负弯矩变化较小,但横桥向正、负弯矩显著减小;预制板长度增加,预制板横桥向正弯矩、负弯矩绝对值增大,纵桥向负弯矩增大;预制板宽度增加,横桥向正弯矩、负弯矩,纵桥向负弯矩均增大;预制板厚度增大,横桥向负弯矩、纵桥向负弯矩均增大,纵桥向正弯矩减小;主梁横向间距增加,横桥向正弯矩增大,横桥向负弯矩减小,纵桥向负弯矩增大。各因素影响程度依次为:预制板宽度>主梁横向间距>预制板长度>预制板厚度。     

简支转连续梁桥施工过程截面应力分析

以宝贝河大桥第三联为工程背景,实测简支转连续梁桥各施工阶段跨中及支点截面应变,并利用Midas/Civil有限元软件建立桥梁模型,按照现场施工工序模拟桥梁施工过程。结果显示:跨中截面在整个施工阶段受力合理,结构安全;唯在张拉负弯矩钢束前支点截面处于不利的受力状态,建议在设计及施工过程中对该位置加以关注。     

简支转连续梁桥施工过程截面应力分析北大核心

以宝贝河大桥第三联为工程背景,实测简支转连续梁桥各施工阶段跨中及支点截面应变,并利用Midas/Civil有限元软件建立桥梁模型,按照现场施工工序模拟桥梁施工过程。结果显示:跨中截面在整个施工阶段受力合理,结构安全;唯在张拉负弯矩钢束前支点截面处于不利的受力状态,建议在设计及施工过程中对该位置加以关注。     

客货共线铁路钢-混结合连续梁受力特征计算分析

针对(5×40)m、(40+64+40)m、(48+80+48)m、(60+100+60)m跨度系列的客货共线铁路钢-混结合连续梁进行截面比选与尺寸拟定,运用MIDAS/Civil软件建模,对各荷载组合工况下的梁体受力特征进行计算。结果表明:设计速度200 km/h客货共线铁路钢-混结合连续梁的设计控制指标为材料应力,可采取适当降低负弯矩区钢梁与桥面板之间的局部联结程度、局部增加钢梁上翼缘板厚等方法作为有效控制措施;与相同跨度预应力混凝土连续梁相比,钢-混结合连续梁的自重可降低约1/2。     

混凝土开裂后连续组合梁刚度退化试验研究与数值分析

负弯矩区混凝土裂缝分布规律及开裂后主梁刚度退化是钢-混凝土组合连续梁变形和耐久性设计的关键问题。基于两跨连续梁模型试验,测试对称集中力作用下负弯矩区混凝土板的开裂特征、裂缝扩展和挠度变化规律。结合现有文献中负弯矩区混凝土裂缝分布的统计规律,构建考虑相邻裂缝间混凝土受拉加劲效应的裂缝模型。采用数值模拟方法对试验梁加载过程中混凝土板的开裂过程进行非线性分析,获得连续组合梁的刚度退化规律,探索钢-混凝土组合连续梁设计参数影响作用。研究结果表明：与现有规范相比,考虑裂缝间混凝土板作用计算的挠度值与试验值更接近,钢梁截面应力和纵筋的应力计算值与试验结果吻合较好,证明相邻裂缝间未开裂部分混凝土板对组合梁抗弯刚度有受拉强化作用。连续组合梁的刚度随荷载增大具有前期小幅退化、中期基本稳定、后期快速退化的规律,破坏前主梁刚度退化幅度最大约60%。钢梁高度对组合梁抗弯刚度的影响最大,钢梁腹板厚度次之,混凝土抗压强度和混凝土板内纵筋的配筋率有一定影响,而抗剪连接度的影响最小。研究成果可为钢-混组合梁连续梁设计和刚度计算提供参考。     

板桁组合结构中混凝土桥面板有效宽度计算分析

板桁组合结构中混凝土桥面支持在钢桁梁上直接承受汽车荷载，桥面板在体系受力中存在较明显的剪力滞后现象，通过研究，采用有限元空间模型对芜湖长江大桥板桁阻合连续梁混凝土桥面板的剪力滞后情况进行了分析，以确定在板桁组合结构设计的平面分析计算中，板面板参与工作的有效宽度，研究结果表明，在芜湖桥连续梁板桁结构中，按空间有限元方法计算中的桥面板在正弯矩区有效宽度与英国规范BS5400计算结果相吻合，有效宽度比约0．90，而在负弯矩区BS5400的计算结果偏于保守，实际有效宽度比可按0．75取值。     

公铁平层斜拉桥超宽幅钢箱梁节段模型试验及活载作用效应研究

为研究公铁平层斜拉桥超宽幅钢箱梁受力特性和活载作用效应，以宜宾临港长江大桥宽度为63.9 m的超宽幅钢箱梁节段为研究对象，设计制作相似比为1∶10的全截面缩尺模型开展静载模型试验，并进行有限元计算分析，分别研究恒载状态、公路车辆荷载作用、铁路列车荷载作用及不同活载组合作用下超宽幅箱梁受力特性，纵、横向正应力分布情况及梁体变形特征。结果表明，该桥超宽幅钢箱梁横向弯曲受力行为显著，梁体在活载作用下表现为挑担式支撑梁力学特性和变形特征，其中梁体中箱在铁路列车荷载作用下表现为正弯矩简支梁受力特性，梁体两侧边箱在公路车辆荷载及人群非机动车辆荷载作用下表现为负弯矩悬臂梁受力特性，梁体横截面设计合理，活载作用机理明确，中、边箱结构传力清晰。研究成果为超宽幅钢箱梁的设计和施工提供了重要的参考和设计依据，并为类似桥梁设计提供指导。     

新型多层组合连续钢便梁设计与力学性能分析

为解决多孔、大跨度及道岔区框架桥顶进施工中传统线路加固方法施工周期长、施工安全风险高、对铁路行车干扰大等局限性问题，提出一种由Ⅱ形截面钢梁拼接组合而成的多层连续钢便梁加固体系。采用数值模拟和现场试验相结合的方法，对该结构的整体工作性能进行研究分析。结果表明，该新型多层连续钢便梁截面内力符合平截面假定，整体受力状态良好。针对常用框架桥孔径设计了连续钢便梁加固体系并予以验证。该加固体系适用于不同的跨径组合，且具有整体性较好、组合多样化、构件轻型化、作业组装化的特点，可在实际工程中推广使用。     

六边形孔蜂窝梁墩心截面纵向应力分析与计算

通过对局部开设六边形孔的蜂窝梁进行弹性有限元分析,指出其邻孔之间墩心截面上的弯曲正应力分布不符合平截面假定,并根据其特点提出按双直线分布进行近似处理,建立了相应的截面弯矩-边缘应力-受力区高度关系式.根据此假定在弯矩不变的前提下,对于不同的开孔情况、腹板厚度和翼板厚度分别计算出相应的受力区相对高度,并对其进行分析,拟合出了受力区相对高度与孔径、孔距的相关方程.验算表明,所提出的近似假定和简化计算公式满足工程精度要求,适用于应力计算,且简便实用.     

钢梁——连续钢混组合结构的设计研究

以(32 40 32)m连续钢混组合梁桥的计算成果为例,研究钢混结构支座负弯矩区混凝土配筋率、预顶桥梁支座对结构的影响,为类似结构设计提供参考。     

非对称连续梁桥设计与施工

研究目的:针对桥位地形要求,研究不对称连续梁的设计特点和截面尺寸选择的方法,研究不对称连续梁合理的施工方法以保证梁体施工安全。研究方法:采用有限元程序对不对称连续梁进行施工阶段、运营阶段受力分析,选定梁体截面尺寸及梁体悬臂灌注施工顺序。研究结果:通过调整不对称连续梁边中跨梁高、截面尺寸,解决了不对称连续梁内力平衡,采用合理施工方法确保了不对称连续梁施工安全,并且满足了梁体线形要求。研究结论:根据桥位处要求及分析结果,大圆里双线特大桥主桥采用52 m 112 m 64 m不对称连续梁,最小边跨与主跨比仅为0.464,梁体曲线采用2种抛物线及不同梁高尺寸解决节段不平衡的问题,再以合理的梁体施工方法来保证施工安全。     

先简支后连续梁桥的施工控制技术

随着公路桥梁的技术发展,先简支后连续的桥梁结构形式逐渐推广,其体系转换和连续墩顶负弯矩段的施工必须严格控制。以渝遂高速公路为例,介绍了先简支后连续梁桥的体系转换、负弯矩区域的施工和张拉等的施工技术控制。     

高速铁路大跨度混合梁连续刚构设计关键技术研究

广湛高铁采用(109+2×200+109) m混合梁连续刚构跨越西江主航道,主梁采用预应力混凝土梁+钢混结合梁的混合梁形式,与预应力混凝土连续刚构相比,减轻了结构自重,降低了主梁弯矩和剪力,提高了桥梁跨越能力;跨中采用钢混结合梁,减小了因混凝土收缩徐变对结构后期变形的影响,改善了结构受力和高速行车条件。钢混结合段为钢主梁与预应力混凝土主梁的连接构造,是混合梁桥关键传力部位,根据刚构桥的钢混结合部受力模式,设置于主梁受力较小位置,采用有格室后承压板式结合部构造。通过对钢梁截面分析比选,采用符合结构受力特点、经济性较好的槽形钢箱混凝土结合梁,并对槽形钢梁超高腹板稳定性、空腹桁架式横隔板构造等关键技术进行研究。建造方案推荐采用挂篮悬臂浇筑混凝土梁,钢梁采用整体吊装安装,混凝土桥面板采用分块预制,可有效保证施工工期。     

某高速铁路大跨度连续梁桥三角挂篮的整体及局部受力状态分析

沪昆高速铁路跨越某高速公路的大跨度预应力混凝土连续梁桥,采用三角挂篮悬臂浇筑法施工,施工中须确保挂篮的安全性。本文采用Midas建立空间有限元模型,分析挂篮在设计荷载作用下的整体受力,采用ANSYS有限元软件对局部薄弱截面进行受力分析,并对局部强度不满足要求的薄弱截面提出了加固措施。     

轨道交通复合截面连续 U 梁桥 设计与施工

上海市轨道交通 17 号线在国内首次采用预应力混凝土 U 型+箱型复合截面连续梁桥,设计中针对常规 U 型截面梁适用跨径有限,难以用于大跨连续梁桥的难题,提出箱型截面与 U 型截面上下组合形成的复合截面, 通过有限元方法分析研究截面的力学特性,明确其设计方法及控制指标,并应用于主跨跨径 70 m 的连续 U 梁桥。 采用预制节段悬臂拼装,施工周期短,对周边环境影响小,施工质量优良,经济效益显著。施工期间的应力跟踪 监测以及成桥后的静载试验结果表明：连续 U 梁桥的设计合理、施工可靠、结构安全。     

高速铁路中小跨径连续梁的设计

介绍了中国高速铁路建设中的中小跨度预应力混凝土连续梁桥的设计荷载、跨度布置、截面形式,对比了不同跨度、不同类型预应力混凝土连续梁的结构参数、受力特点和材料用量,研究了支架现浇法、悬臂浇筑法等不同施工方法对结构承载力和工后徐变的影响;分析了连续梁在整个服役历程的应力和工后徐变的变化规律,指出应提倡全寿命周期的设计理念,尤其需要控制结构在通车初期的应力与运营期的变形。此外,还对未来连续梁桥在材料、结构体系和施工方法等方面的创新进行了展望。     

负弯矩作用下钢-混凝土组合与叠合梁静力性能试验研究

在钢-混凝土双面组合梁(DCB)的基础上,提出了钢-混凝土组合与叠合梁结构(CLB)。给出了CLB截面弯曲刚度、极限弯矩的简化计算方法。为进一步研究CLB结构的受力性能,设计了二根简支CLB和一根简支DCB模型,进行了反向加载试验,得到了完整的荷载-挠度曲线、典型截面正应变分布、钢筋混凝土顶板开裂情况和钢梁与混凝土顶板间叠合界面相对滑移曲线。研究结果表明:CLB结构的塑性极限承载能力低于DCB结构;正常使用阶段,二者的承载能力相当,但CLB结构的抗裂性能却远优于DCB结构:前者混凝土顶板开裂呈弯曲型,裂缝宽度窄,而后者混凝土顶板开裂基本呈轴拉型,裂缝宽度较大。CLB结构更适用于连续组合梁桥的负弯矩区。