钢桁梁腹杆插入式节点杆端应力分析与探讨

研究目的:为便于制造与安装,大跨钢桁连续梁桥往往在采用整体节点,腹杆与主桁节点连接时,腹杆插入节点板中,采用高强螺栓两面连接。由于仅连接杆件的两个面,另外一面(或两面)不直接承受节点板传递的荷载,必然存在剪力滞效应。通过建立钢桁梁腹杆的几种典型截面的有限元模型,研究两面连接腹杆端部的应力分布,从而掌握腹杆端头板件应力分布的规律并用于指导钢桁梁桥节点设计。研究结论:杆件端部最大正应力均发生在螺栓群末端;一般来说,杆件板厚越大,螺栓连接沿杆件长度方向的排数越多,最大正应力与名义正应力的比值越小;截面形式变化、板件厚度变化不会对最大剪应力的发生部位产生影响;杆件中部,截面应力趋于均匀,剪力滞效应不显著。     

基于精细化有限元的钢桁梁桥节点高强螺栓连接受力性能

本文针对常泰大桥北接线大跨径钢桁梁桥节点连接方式,采用精细化有限元方法建立高强螺栓连接试件分析模型,探究在单向拉伸作用下螺栓和钢板的受力性能。根据相关文献试验结果,利用荷载-位移曲线分析高强螺栓连接试件轴向拉伸静摩擦阶段、滑移阶段和承压阶段三个阶段受力特征,并验证有限元模型的准确性;采用有限元仿真方法,研究钢材等级、摩擦系数、预拉力和螺栓缺失对高强螺栓连接试件抗剪承载力影响;基于强度包络法,给出螺栓连接强度的计算方法。     

我国铁路桥梁之最

1 京秦线通西铁路立交桥1982年建成,位于北京通县西,跨越京承铁路上行线。主桥2孔跨径各24m,是我国跨度最大的预应力混凝土简支槽形梁铁路桥。 2、京秦线滦河桥1983年建成,位于河北迁安,跨越滦河。主桥为2孔跨径各60m的连续钢桁梁,是我国第一座采用成套表面磷化处理高强螺栓的桥梁。 3、新菏线长东黄河桥(1985年建成)位于河南长     

中俄同江黑龙江铁路特大桥108m钢桁梁检修通道设计

检修通道是钢桁梁桥的重要组成部分,对桥梁钢结构的日常运营维护和病害检查起着至关重要的作用。结合中俄同江黑龙江铁路特大桥108 m钢桁梁的检修通道设计,介绍该桥人行检修通道的平面布置设计、托架立面布置设计。设计中考虑俄罗斯方面"主桁内外侧均设置检修通道"的需求,提出主桁内外侧通道采用整体托架的设计理念,并将整体托架通过螺栓与下弦杆结合在一起,成功解决该桥人行检修通道的设置问题。     

城市快速路跨铁路跨度160m三主桁钢箱组合梁桥设计

武汉雄楚大街新建高架作为城市快速路,高架桥要跨越南环铁路光谷站咽喉区及在建的地铁2号线南延线,受平面条件及路线纵断面限制,跨铁路高架桥需要160 m跨度,桥面至梁底的结构高度不超过2.5 m。设计新建1-160 m钢桁梁(不等高三主桁)+钢箱梁组合结构,桁架横联采用椭圆形横撑,不设斜撑,横撑与上下弦杆以高强螺栓连接。采用在铁路以外现场拼装,顶推施工跨越铁路的方法,减小对既有铁路的干扰。运用Midas软件建立由桁架梁单元与钢箱板单元组合而成的全桥整体模型进行静力分析、稳定及动力分析和施工阶段分析,并对节点板等局部结构进行有限元细部分析。桥梁布置和施工方法满足边界条件,造型美观,各项计算指标满足要求。     

福厦客运专线乌龙江特大桥主桥方案研究

福厦客运专线乌龙江特大桥跨越乌龙江,为新建福州至厦门客运专线铁路重点控制工程,主桥桥址建设条件复杂,孔跨布置边界条件较多。为选取合理的主桥桥式方案,遵循"安全、实用、经济、美观"的设计原则,对高低塔混合梁斜拉桥、钢桁梁悬索桥两种桥式方案进行对比分析,综合考虑施工难度、景观效果、工程造价等因素,选定(72+109+432+56+56)m高低塔混合梁斜拉桥为推荐方案。该桥建成后,将成为世界上首座大跨度四线铁路高低塔混合梁斜拉桥。     

铁路钢桁梁桥疲劳检算三线系数

我国铁路正准备修建三线桥甚至四线桥,现行规范及研究只涉及到两线桥的疲劳检算。将三线铁路桥梁列车相遇的复杂随机过程问题简化为较简单的概率问题,推导出铁路三线钢桁梁桥列车两两相遇概率及相遇次数、三线相遇概率及相遇次数,通过模型处理和简化,推导出三线钢桁梁桥疲劳检算三线系数的近似计算式。算例说明,应用近似计算式将使三线钢桁梁桥的疲劳检算变得简单、方便。该研究思路和方法也为四线钢桁梁桥及更多线钢桁梁桥的疲劳检算多线系数研究提供依据。     

墩顶转体法施工的大跨度曲线钢桁梁桥总体设计及创新——以国道109新线高速公路安家庄特大桥主桥设计为例

国道109新线高速公路安家庄特大桥为全线的控制性工程,左右幅主桥分别位于半径1 600 m和1 500 m的圆曲线上,依次跨越丰沙铁路、永定河和现状109国道,桥梁施工安全、河道防洪和环保要求均较高。为解决上跨铁路需采用转体法施工以及桥墩阻水比偏高的问题,创新提出了大跨度曲线钢桁梁桥墩顶转体法施工以及大直径厚壁钢管混凝土桥墩的设计方案,左右幅主桥分别采用(248.95+248.95) m钢桁斜拉桥和(171.95+171+75.25) m连续钢桁梁,转体长度分别为(248+248) m和(171+171) m,水中墩采用钢管混凝土桥墩。结合桥位处相关工程建设条件,对桥梁孔跨布置、桥式方案、水中墩结构的选择依据进行分析,简要介绍主桥上部结构、下部结构及基础、转体系统等主要设计内容。该桥突破钢桁梁不宜采用墩顶转体施工的技术瓶颈,扩大了连续钢桁梁桥和墩顶转体技术的使用范围;采用大直径厚壁钢管混凝土桥墩,有效降低了墩柱截面尺寸,拓宽了钢管混凝土结构的应用范围;大跨度曲线钢桁梁构造及受力特性较为复杂,采用BIM正向设计技术,实现了复杂结构信息和设计意图的精准表达,提高了设计效率。     

南疆特大桥钢桁梁悬拼架设技术

天津神华进港铁路南疆特大桥施工中,成功利用现有的战备器材拼组成提升吊机、悬拼吊机等设备,进行钢桁梁的悬拼作业。严格按照钢桁梁的预拼、悬拼及高强螺栓拧紧工艺进行钢桁梁各杆件的安装,保证了作业安全和施工进度。     

大跨铁路钢桁梁桥的车—桥耦合振动分析

采用界面位移综合法，分析计算了某大跨（每跨１４４ｍ）双线下承式铁路三跨连续钢桁梁桥在东风４型机车通过时的动力响应。文中将机车作为３３个自由度的振动体系，建立了机车的动力学方程；采用空间梁单元建立了该桁梁桥的振动方程；建立了列车过桥时考虑轨道运动及轨道不平顺时车－桥系统的动力学方程式。按Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法模拟轨道不平顺，模拟计算了列车过桥时车－桥系统的空间动力响应。最后，列出了计算结果，并对计     

公铁两用钢桁梁温度场边界条件及分布研究

以沪苏通长江公铁大桥主航道桥为工程背景，基于该桥梁结构健康监测系统运营期极端高温和低温的现场实测数据，对既有温度场边界条件进行修正，并运用有限元软件ANSYS对钢桁梁结构温度场时空分布进行研究。结果表明：桥梁结构温度场受结构的形式、尺寸和材料特性，桥梁的轴线方向和经纬度，风速风向及大气温度等因素的共同影响；在进行其温度场边界条件计算时，太阳直接辐射计算应考虑钢桁梁结构遮蔽影响，对流换热计算应考虑钢桁梁结构中存在双面对流换热现象及风速折减，辐射换热计算应考虑结构表面倾角、流体温度和桥梁结构温度及二者温差的影响；因结构材料导热特性存在差异，钢桁梁温度场分布在时间和空间上分别具有时滞性和横（竖）向差异性，桥梁钢结构和沥青桥面分别约在14:00和15:00达到自身最高温度，且在15:00各结构之间温差较大，最高可达18.4℃；公路桥面、铁路桥面顶板和底板、中间横联与其连接的腹杆连接点是温度差异显著部位。     

铁路钢桥的全桥结构仿真分析研究

全桥结构仿真分析的技术思想是建立完整，统一的整座桥梁结构分析体系，在该体系下构造全桥所有承载构件的组合形式数学模型，由此克服传统桥梁计算由于计算体系假设，计算平面假设，铰接或刚接假设，边界条件假设和平截面变形假设等带来的不足，运用限制变形－还原内力原理确立结构仿真分析的初始形态，在此基础上进行大规模的全桥结构效应分析计算，使分析结果详尽，精确，可靠，本文建立大跨铁路钢桁梁桥和钢板梁板全桥结构仿真分     

接触网悬挂通过低净空跨线桥的施工方案探讨

新建铁路或既有线改造工程中，接触网工程不可避免地要遇到各种各样净空较低的跨线建筑物（包括上跨的铁路桥、公路桥、下承钢桁梁桥、天桥、高架候车室等）。施工中应根据桥梁设计数据，如：净空、宽度、交叉角度及桥梁下侧的纵断面，确定接触悬挂通过跨线桥的方式。     

112 m钢桁梁跨河架设两阶段拖拉法技术研究

依托信湖矿井及选煤厂跨涡河及S307线特大桥铁路专用线的控制性工程——上跨淮河第二大支流的涡河单孔112 m的下承式钢桁梁工程,结合施工期间不允许中断航道及拼装场地受限等客观因素,研究分析采用两阶段拖拉架设方法,就钢桁梁拼装支架、滑移体系设计、拖拉滑移过程控制、顶落梁及施工监测、姿态控制等进行深入研究。该桥钢桁梁于2020年11月25日顺利拖拉就位,成桥姿态和质量可控,为类似困难条件下工程提供可借鉴经验。     

跨铁路组合梁斜拉桥施工过程安全性研究

为了研究大跨度组合梁斜拉桥施工过程中跨越铁路时的安全性,对该桥13#梁段的施工相关技术进行了研究。对主梁单元的安装方式采用切线法,着重研究了大桥的整体稳定性,大桥构件的安全性以及钢主梁连接处高强螺栓安全性。跨越铁路施工计算结果表明:第二类稳定安全系数最小值为2.86,满足稳定性要求;主塔最大压应力为8.0 MPa,钢主梁最大压应力为120.6 MPa,最大拉应力为38.6MPa,均满足规范要求;高强螺栓的最大剪力为163.1 kN,小于强度设计值。分析结果表明该桥跨越铁路时的施工过程是安全的。     

高强预应力混凝土管桩（PHC桩）在铁路桥中的应用

铁路第五次提速津浦线曹老集疏解工程中曹老集立交桥共51个墩台，基础设计除一孔64m钢桁梁的两个主墩和部分少量墩台为钻孔桩外，大部分为高强预应力混凝土管桩(PHC桩)，共564根。该工程位于淮河北岸一级阶地，地处淮北平原，地貌为淮河冲洪积平原。本桥址在勘探深度内分布的地基土为第四纪沉积之粘性土、粉性土及砂性土。按物理力学特征的差异自上而下分为八层，其中③、⑤层中有夹层分布，详见表1。     

重载车桥耦合作用下48 m钢桁梁桥动力性能

研究目的:随着社会经济发展和人们需求的提高,铁路货运能力亟待进一步提高,在既有铁路网基础上加大铁路列车轴重是有效提高铁路运能的主要途径之一。列车轴重增大后车桥振动效应将增加,既有铁路网中的钢桥能否适应铁路轴重的提高成为列车轴重能否增加的关键问题。本文为分析重载列车作用下钢桥动力性能,选取既有线中常用跨度48 m钢桁梁桥为研究对象,通过轮对与轨道接触处的力与位移相互关系建立空间重载铁路车-桥系统耦合振动分析模型,在与实测结果对比基础上,对影响重载铁路钢桁梁桥动力性能的轨道不平顺、列车轴重和列车速度等因素进行系统分析。研究结论:(1)轨道不平顺功率谱、列车轴重和列车速度均对重载列车作用下的钢桁梁桥的动力性能有着重要影响;(2)美国六级轨道不平顺与桥上实际线路不平顺更加接近;(3)重载铁路运输中27 t轴重列车通过48 m钢桁梁桥时建议对列车运行速度进行限制。     

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。     

洛湛铁路石良角浔江特大桥主桥（64＋2×104×64）m单线铁路连续梁荷载试验与结构评定

通过对洛湛铁路石良角浔江特大桥主桥（64＋2×104＋64）m4跨预应力混凝土单线铁路连续箱梁桥的静、动载试验,从桥梁结构静载作用下控制截面和典型位置的应力和变形观测以及动载作用下结构的自振频率等动态参数测试结果表明,该桥理论分析和设计计算方法可靠,施工质量优良,桥梁刚度和承载能力满足要求。     

大跨度上承式铁路钢桁梁悬臂架设施工技术研究

以玉磨铁路元江双线特大桥(108+151.5+249+151.5+108)m上承式连续钢桁梁为例,该桥跨越红河深切河谷,山高坡陡沟深,现场地形地貌复杂,地势高差较大,道路狭窄且急弯较多;具有结构体系新颖、辅助工程设计与施工难度大、钢桁梁悬臂架设施工安全风险高等难点,且目前国内外尚无此类上承式铁路桥施工经验可循.对该桥施...