变宽钢-混凝土组合梁桥设计与施工

综合考虑防撞、景观、跨堤坝及桥梁位于枢纽变宽区等因素,七都大桥北汊桥永嘉侧引桥采用4×56.25m+60m变宽钢-混凝土组合梁桥形式。组合梁由下层钢槽梁和上层预制混凝土桥面板通过剪力钉连接而成,通过支点顶升和合理的桥面板与钢槽梁叠合次序达到给负弯矩区桥面板施加预压力的目的。钢槽梁水中段采用平潮位浮吊整体吊装;跨堤变宽段分两个大节段,近江段采用浮吊整体吊装,远江段在高潮位整体吊装,再通过特设滑移轨道滑移至设计位置;预制桥面板采用运梁车和特设架板机施工。     

钢-混凝土组合梁在旧双曲拱桥改造加固中的应用

钢-混凝土组合梁具有自重轻、承载能力高、抗震性能好等优点,在我国桥梁建设及旧桥改造加固等领域已得到广泛应用,并取得了良好的社会经济效益.结合工程实例,介绍钢-混凝土组合梁在旧双曲拱桥改造加固中的应用.利用组合梁桥自身特点,通过结构体系转换,大幅提高结构承载能力,从而达到桥梁荷载等级提升、运营能力提高的目的,为旧双曲拱桥的改造加固提供一种新思路.     

钢-混凝土组合梁桥维修加固质量检验评定方法研究

我国早期修建的钢-混组合梁桥经过二十余年的运营使用,已步入生命周期的第一个阶段。由于结构材料及构件本身性能退化,外部环境的侵蚀作用,以及超载运营等其他非常规因素的影响,开始出现桥面板破损,钢梁锈蚀等病害。该文介绍了对该阶段这类桥梁进行维修加固措施及加固质量检验评定方法的研究。首先从这类桥梁目前常见病害及维修加固措施研究入手,归纳出钢梁结构的防腐及重新涂装,混凝土桥面板的更换,钢梁构件连接的更换及处理,杆件、构件的尺寸检查及矫正,以及钢梁裂纹的修复等五项基本能代表当前阶段钢-混组合梁桥维修加固措施的内容。然后针对各项处理措施建立相应的质量控制及检验评定的指标体系,并给出检验指标相应的评价标准和检验方法。     

市政大跨径简支钢混组合梁桥总体设计

针对城市高架桥梁跨越横向道路常用的简支60 m大跨径槽型钢混组合梁桥,对横断面梁片数布置、不同施工方案、降低桥面板收缩徐变措施进行分析。结果表明：（1）少主梁设计相较于多主梁设计经济性更好,但跨中上翼缘板厚会增加较多。（2）设置2个临时支墩,基本可实现钢筋混凝土共同承担一期恒载的效果。（3）与少支架施工相比,整体吊装虽方便施工,但大大提高了钢材的用钢量。（4）无支架施工时,预制桥面板在90 d的存放龄期下,频遇组合可降低混凝土桥面板30%的轴向拉力。     

高速铁路常用跨度抢修梁施工技术

京张高铁官厅水库特大桥两侧边孔设计成32m简支钢-混组合梁,模拟高速铁路常用跨度抢修梁设计。该结合梁与高速铁路常用跨度32m双线预应力混凝土箱梁截面高度、宽度相同,设计为双箱单室截面。钢结构部分采用工厂分块加工,运至现场后采用履带吊机原位支架拼装。分块连接采用栓焊结合的方式,顶面板采用焊接连接,其余部分连接采用栓接。钢筋混凝土桥面板采用现场浇注法施工。2孔32m钢-混组合梁用时1个月架设完成。     

快速施工桥梁的研究进展

为减少传统桥梁施工存在的弊病,加快桥梁建设速度,降低桥梁后期维护费用,提高桥梁的施工质量和耐久性,首先分析了快速施工桥梁的必要性及其在中国的应用前景,阐述了快速施工桥梁的基本组成及构件划分、预制桥面板的主要型式及发展趋势、钢与混凝土桥面板间的连接方式、快速施工预制装配桥梁主梁的3种主要型式及材料组合、节段拼装式预应力混凝土箱梁的预应力体系及主要施工方法、中小跨径混凝土或钢-混组合梁桥的主要截面型式及连接构造,讨论了预制高性能混凝土桥面板、多梁式钢-混凝土组合梁群钉连接的桥梁用于中小跨径快速施工桥梁的优越性,并对近年来在中国大江及海湾桥梁工程应用的整体预制桥墩的特点进行了论述;同时,重点阐述了快速施工钢-混组合梁桥、预制节段拼装混凝土或钢-混组合箱梁桥、预制拼装预应力束体系、预制节段拼装式桥墩等相关的理论研究与进展,包括群钉抗剪性能、混凝土桥面板间接缝受力特性、组合梁复杂受力行为分析、多梁式荷载横向分布、体外预应力组合梁动力特性、组合梁疲劳耐久性等,指出了当前中国进行快速施工桥梁建造在设计研发、体系机制创新等方面的一些不足,分析制约该领域发展的关键因素,同时对发展中国桥梁工业化、信息化及快速施工技术进行了展望,指出对于梁高受限或桥梁较宽,跨径在25~50 m的数量占比均较多的城市桥梁或公路桥梁,包括北方受季节性影响较大的桥梁,开拓快速施工桥梁与市场潜力巨大,并给出一些值得进一步研究解决的热点问题,以期促进交通行业桥梁基础设施建设技术的进步和创新发展。     

装配式连续结构体系T梁桥墩梁纵向变位病害成因及加固设计分析

文章以某高速公路装配式结构简支转连续体系T梁桥为例,对桥梁运营中出现的主梁滑移、桥墩偏移、支座功能失效等病害归纳汇总和成因分析。通过桥墩纠偏、梁体复位、更换支座等方法来恢复支座正常使用功能、恢复梁体自由变形、防止梁体在运营过程中发生落梁。从新建桥梁设计和施工的角度出发,结合现行相关规范,对发生上述病害的桥梁进行成因分析、加固设计,以期给桥梁设计单位、桥梁施工单位以及桥梁管养单位在桥梁设计-桥梁施工-桥梁运营管养的各个阶段提供参考,从而尽可能减少上述桥梁病害的发生,保证桥梁安全舒适的运营。     

碳氢火灾下钢-混组合梁破坏试验研究

为研究钢-混组合梁(钢结构桥梁)遭遇碳氢火灾时的耐火性能与抗火设计方法,设计制作了3榀大比例钢-混组合缩尺试验梁,包括简支体系箱形截面梁、连续体系箱形截面和双肋工字形钢截面梁。开展了碳氢火灾下(前期燃油急速升温和后期天然气维持高温)简支梁跨中受火和连续梁单跨局部受火试验,获悉了截面温度场、受火跨和非受火跨挠度变化路径、裂缝发展模式、钢板屈曲特征和破坏模式。分析得到了组合梁在碳氢火灾下的耐火极限,深入揭示了组合梁截面类型和结构体系对组合梁耐火性能的影响机理。试验结果表明:混凝土具有显著的热沉效应,火灾下钢梁的升温速率远快于混凝土板,停火后钢梁温度迅速降低而混凝土板温度持续升高,混凝土板上层的温度在停火48 min后仍然呈走高趋势;碳氢火灾下简支体系钢-混组合梁的挠度从初期就表现出快速增大的趋势,最终因挠度过大而失效;连续体系钢-混组合梁受火跨的挠度在初期增长较为缓慢,最终由于墩顶负弯矩区和跨中正弯矩区均出现塑性铰,梁转为机构体系,使得跨中挠度快速增大而破坏;连续体系钢-混组合梁非受火跨由于变形协调性先上拱,随后由于受火跨刚度衰退转向下挠;闭口截面箱梁仅外表面受火,其耐火性能显著优于双肋工字形钢截面梁,在相似荷载水平下其耐火极限分别为48 min和42 min;连续体系钢-混组合梁由于多余约束的存在,从受火开始就发生剧烈的内力重分布和变形协调,相较于简支梁,其耐火极限可提高100%;高温下连续体系钢-混组合梁出现的塑性铰与常温下的不同,是一种刚度逐渐降低的时变塑性铰。研究成果可为钢结构桥梁的耐火试验方法提供指导依据,也可为其抗火设计方法奠定理论基础。     

新型钢板组合梁桥施工全过程结构性能分析

新型钢板组合梁桥因为施工简便、受力明确并能充分利用钢和混凝土两种材料优势,在国外得到广泛应用,但在我国尚处于起步阶段。论文以一座在建钢板组合梁桥为工程背景,细致研究了该结构体系在考虑钢梁安装、桥面板吊装、湿接缝浇筑等全施工过程下,成桥状态以及运营状态下结构的受力行为与安全性能。研究表明,预制桥面板的钢板梁桥施工工序,钢梁的应力水平较低,但是桥面板的会出现较大拉应力;汽车荷载作用下钢梁应力和桥面板受力较为不利,桥面板会带裂缝工作,此外钢梁部分加劲板件和横隔梁存在优化前景,需要细致研究。研究成果可为新型钢板梁桥在我国的工程实践提供参考。     

考虑界面滑移的钢-混组合连续梁负弯矩区抗裂性试验

为了解界面滑移效应对钢-混组合连续梁负弯矩区混凝土桥面板抗裂性的提升效果及工作机理,设计并制作采用常规剪力连接件和抗拔不抗剪连接件的钢-混组合梁各1组进行负弯矩区加载试验,分析试验梁预应力施加效率、关键部位纵向应变、梁体刚度及关键截面界面滑移情况。结果表明：采用抗拔不抗剪连接件时,梁体抗裂性更好,界面滑移效应可避免以往负弯矩区预应力通过常规剪力连接件传递到钢梁的情况发生,明显提高预应力效率;同时可使负弯矩区混凝土桥面板承受的拉应力分布更均匀,有效降低中支点截面的拉应力峰值,使后续裂缝宽度增长缓慢;加载前期2组梁体总体刚度没有明显不同,加载后期界面滑移使梁体结构刚度下降,变形增加,但变化幅度较小;抗拔不抗剪连接件对钢-混组合连续梁负弯矩区混凝土桥面板的抗裂性提升效果较好。     

中小跨整体预制Π形钢板组合梁力学与经济性研究

我国中小跨径桥梁以预制混凝土T梁、小箱梁为主,钢板组合梁具有广阔的推广空间。常规中小跨径钢板组合梁通常先安装钢梁再安装混凝土桥面板,组合效率不高,施工不便。结合湖南省长益扩容高速公路项目工程,提出了一种钢梁-混凝土桥面板整体预制钢板组合梁。预制组合梁为Π形断面,采用架桥机安装,先简支后连续进行体系转换。采用MIDAS和ANSYS有限元软件对组合梁结构的力学性能进行了分析,通过工程实例对组合梁施工性能与技术经济指标进行了对比研究。结果表明:钢梁、混凝土桥面板、连接件承载能力与钢梁的疲劳性能满足现行规范要求;通过优化施工工序与配置普通钢筋,负弯矩区最大裂缝宽度小于规范要求,可按控制裂缝宽度的方式进行设计;组合梁满足梁上运梁强度要求,吊重与混凝土预制结构基本相当,有良好的施工性能,适合山区等复杂地形施工;组合梁建造成本比混凝土预制结构高,但考虑维护与回收价值的全寿命周期成本相对较低;组合梁总用钢量指标相比同类结构居中,混凝土用量最小,经济性较好。预制Π形钢板组合梁具有组合受力效率高、施工方便、造价可靠的优点,适合在我国交通建设中推广。     

桥面铺装改造对正交异性钢桥面板受力性能的影响

为了验证桥面铺装改造对正交异性钢桥面板的加固效果,以某公路简支钢箱梁为背景进行研究。选取3跨箱梁,分别采用聚合物混凝土、夹心钢板系统和活性粉末混凝土3种桥面铺装方案对钢桥面板进行加固,并通过实桥试验测试改造前、后正交异性钢桥面板的应力及局部变形,验证加固效果。结果表明:原铺装与裸面板状态下钢桥面板的受力及变形规律基本一致,原铺装基本不参与正交异性钢桥面板共同受力;3种铺装改造后,钢桥面板应力及局部变形均有较大降低,但钢桥面板应力及变形的改善效果仍面临长期运营的检验。     

钢混组合梁桥面板不同施工方法探讨

分析钢-混组合梁桥面板的不同施工方法的影响因素,以45m跨径钢-混组合梁为例,通过计算对比分析桥面施工方法对钢-混组合梁受力的影响,选择更优的桥面板施工方法。     

东明黄河公路大桥主梁加固关键施工技术

东明黄河公路大桥主桥为(75+7×120+75)m的预应力混凝土刚构-连续组合体系梁式桥,该桥运营多年后出现了梁体开裂和跨中下挠病害。为解决桥梁抗剪承载力不足和跨中下挠问题,主梁采用斜拉体系加固方案,即在原桩基两侧增设桥塔,主梁下部横向增设托梁,托梁与主梁之间通过托架在箱梁底部连接,从桥塔至托梁锚固斜拉索。在主梁加固施工中,新增钻孔灌注桩基础采用回旋钻机钻孔,采用"U形管"法压浆;新增钢构件(托梁、托架和箱内钢支撑)施工主要包括吊装、钻孔、植筋及箱内钢支撑施工;斜拉索按照从中塔到边塔、从短索到长索的顺序分级对称张拉。加固后的荷载试验表明,斜拉体系加固施工改善了桥梁的受力,抬升了跨中截面高度,加固效果明显。     

狮子洋通道钢-混组合梁桥结构选型研究

狮子洋通道全长约35 km,为高速公路+城市道路双层复合过江通道,过江段采用双层桥梁方案(上层为高速公路,下层为市政道路),多处主线桥设计采用50～80 m跨径桥梁,主梁采用钢-混组合梁结构。通过对简支和连续体系进行比选,该项目采用结构简支、桥面连续的结构体系,并配合暗帽梁的设计方案;通过对工字形钢板组合梁、整体式钢箱组合梁、波形钢腹板组合梁、钢桁腹组合梁、分体式小钢箱组合梁进行比选,选择分体式小钢箱作为该项目钢-混组合梁的钢主梁形式;通过对结构受力性能、经济性、施工便利性、运输便利性和对变宽路段的适应性等综合分析比选,钢主梁采用4片主梁方案,该方案有利于设计、制造及施工标准化,结构受力更合理、造价更经济。从施工场地、设备、工期和安全性等方面分析,该项目施工采用标准化加工钢结构、工厂化预制混凝土桥面板,在桥位上通过湿接缝和集束式剪力钉形成组合结构的方案。     

武汉青山长江公路大桥主桥边跨结合梁施工技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,单侧边跨结合梁长368m,由钢槽梁与预制混凝土桥面板通过湿接缝及剪力钉结合而成。其中,钢槽梁宽48m,桥中线处梁高4.06m;预制混凝土桥面板最大单块尺寸10.135m×3.2m×0.37m,重34.2t。边跨结合梁施工采用先顶推架设钢槽梁,再安装预制混凝土桥面板,最后浇筑湿接缝的整体施工方案。钢槽梁节段由浮吊吊装至主墩墩旁托架平台,依次拼装焊接3个节段后由主墩托架平台往边跨方向顶推架设;混凝土桥面板采用工厂化预制,采用50t全回转架板吊机由主墩往边墩方向逐块吊装;桥面板架设后,浇筑湿接缝混凝土,完成结合梁结合施工。施工过程中采取了临时支点同步下落、墩顶钢梁横向压载、辅助墩支点顶落梁等质量控制措施。     

变截面钢板组合梁施工方案结构性能对比分析

为分析大跨径变截面钢板组合梁在施工阶段的结构受力性能,文中提出桥面板与钢主梁安装施工的3种不同方案并建立midas模型,实现对钢主梁、桥面板在施工阶段的应力变化分析和该结构在不同施工方案下的应力变形对比。结果表明:钢主梁合龙后间断安装桥面板的施工方案利于该结构的受力状态;同时,针对大跨径钢-混组合梁负弯矩区容易出现的桥面板拉应力超限问题,建议采用支点顶升的方法并分析理想顶升量,最终提出间断安装法结合支点顶升的施工优化思路。     

组合梁斜拉桥多节段连续吊装施工技术研究

我国国内组合梁斜拉桥大部分采用后场预制钢主梁和桥面板,现场吊装的施工方案。各施工方案的主要区别在于斜拉索的张拉次数、梁段间桥面板湿接缝的浇筑和预应力的张拉时机。在对比了多种施工方案后,乐清湾2号桥提出了"组合梁斜拉桥多节段连续吊装"施工工艺,大大提高了斜拉桥钢混叠合梁施工工效,缩短了全桥桥面板接缝养护时间,节省了工期。     

钢-混组合梁钢模板的应用及设计方法研究

钢-混组合梁是近年来国内新兴起的一种桥梁结构形式,该结构可以实现工厂化施工,减少现场操作工序,提高施工质量,缩短施工周期。为了减少现场支架设置,保证桥下通行空间,提高施工速度,一般多采用先架设钢纵梁,后浇筑混凝土桥面板的施工工序,与此同时,也对现浇混凝土桥面板的模板设置方式提出了更高的要求。对于钢-混组合梁桥面板浇筑常用模板进行了介绍,结合实际工程特点,对钢模板进行了优化设计,证实了该类型模板的工程适用性,同时得出了具有一定参考价值的结论。     

武汉古田桥——自锚式悬索桥设计及关键技术

武汉古田桥为(48+57+110+252+110+57+48)m自锚式悬索桥。加劲梁全长682m,采用混合梁结构形式,中跨252m及边跨93.5m范围为钢-混组合梁,其余2×(48+57+16.5)m范围为预应力混凝土箱梁。桥塔采用格构式钢-混组合结构门式塔,南、北岸塔高分别为69.624m和64.624m。主缆采用预制平行钢丝索股法形成。墩身采用双柱门式墩或独柱墩,基础采用钻孔灌注桩基础及混凝土矩形承台。钢-混组合加劲梁架设阶段,将钢梁大跨度顶推跨越通航水域,混凝土桥面板后期结合以使其具有较好的耐久性;格构式钢-混组合桥塔在降低现场吊装难度的同时,还解决了主鞍座处集中力过大的难题;采用"先缆后梁法"结构体系转换技术,利用主缆承载力架设组合梁的混凝土桥面板。