芜湖桥板桁组合结构的研究

芜湖桥为双层（上层公路）双线铁路桥，全桥范围用栓钉将上层公路桥面板与主桁上弦杆和纵，横梁连成整体，共同受力，这种结构称为板桁组合结构。与常用的T型截面组合梁相比，板桁组合结构有许多特点，现有规范满足不了设计标，所以做了大量的试验研究。专门为其制定了设计规范，并已应用于该桥的设计与施工，该桥已于2000年9月底竣工通车。运营状况优良，本文介绍芜湖桥板桁组合结构的特点及与此相关的部分科研成果。     

板桁组合结构体系受力特性及计算方法研究

对板桁结结构的各结构体系受力分析的目的是为了在设计过程中能根据各体系的受力特点，对不同的构件进行有针对性的设计。文中针对芜尖长江大桥连续梁的板桁组合结构各体受受力的情况，在板桁组合结构计算分析中，将结构划分为3个体系，对各体系的受力情况进行了具体分析计算，认为板桁组合结构第一体系受力的最主要的特点，是混凝土桥面作为主桁上弦杆缘的一部分参与结构整体受力，在恰当考虑桥面有较宽度后，第一体系的受力分析可以按常规的杆系结构分析办法处理，第二系为由纵横梁及桥面板构成的加劲板，可采用叠加桥机板单元的网格梁组合模型进行分析，而第三体系受力主要是分析其在轮压荷载下的受力状态，分析时应按实际情况考虑多个车轴下的轮压布置，并考虑纵梁支承刚度差异带来的影响。     

大跨度板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析

混凝土桥面板和钢主桁相结合共同作用的板桁组合结构,因有诸多优点而在我国铁路桥梁特别是大跨度公铁两用斜拉桥中获得应用。提出大跨度板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析方法,主要研究内容如下。(1)建立板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析模型;提出一种能考虑拉伸(压缩)、弯曲、扭转、畸变、翘曲,且能同时计入桁架杆件次应力、桥面板局部弯曲和剪力滞效应影响的板桁结合梁段单元。该单元自由度少,物理概念清晰,便于工程设计应用,板和桁架杆件的位移完全协调,计算结果与试验结果吻合较好。提出用混凝土桥面板横向有限条带单元及此单元节…     

单索面低塔斜拉板桁组合公铁两用桥地震响应分析

建立了郑州黄河公铁两用大桥主桥第一联单索面低塔斜拉板桁组合桥的三维有限元计算模型,对该桥梁进行了自振特性分析,在此基础上进行该桥的地震响应研究,对比分析了一致激励下和考虑行波效应非一致激励下的桥梁地震时程响应的差异。计算结果表明,与竖向刚度相比,该桥梁的横桥向刚度相对弱了一些,桥梁第一振型为横桥向弯曲振动;行波效应对桥梁地震响应的影响较大;当地震波峰值加速度不超过0.15g时,该桥梁的抗震安全性是可以得到保证的。     

板桁组合结构的受力特性及其空间分析方法

以芜湖长江大桥节段模型试验为基础，研究板桁组合结构的空间分析方法，在给定荷载条件下进行模型试验，将实测结果与理论分析结果进行对比，为板桁组合结构的设计提供理论依据。     

板桁组合结构计算模式与动力特性研究

首先用有限个横向条带法构造了板桁组合结构板梁单元考虑局部面外变形的空间位移模式，然后根据变分原理，导出了横向条带板梁单元的结构矩阵。文末应用所编程序，对广东西江桥桁组合结构模型梁的振动特性进行了研究，并对计算结果进行了一些试验验证。     

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。     

空间管桁结构焊接技术

沈阳北站无站台柱雨棚的边柱和桁架梁是采用相贯节点连接的空间三角形管桁结构,相贯管端坡口切割和相贯节点焊接难度较大。文章介绍焊接节点的构造、焊接工艺,以及焊接质量检验和焊缝修补方法。     

板桁组合桥梁车桥动力分析模型的等效简化方法

以上海轨道交通5号线跨越黄浦江的公路、轨道交通两用连续钢桁梁斜拉桥--闵浦二桥为工程背景,基于梁格法理论,建立大跨度板桁组合体系桥梁车辆-桥梁系统耦合振动分析模型的快速合理的等效简化方法,阐述了此类桥梁的动力特性以及各部分构件对桥梁动力特性的贡献.分析结果表明,等效前后的模型在动力特性方面具有良好的一致性,等效后的模型可用于车桥耦合振动分析.该等效简化方法为建立大跨度板桁组合体系桥梁车桥耦合振动分析的简化模型提供了一种简捷的方法.     

大跨度板桁加劲梁桥简化建模方法研究

大跨度板桁加劲梁桥的抗风研究需建立全桥模型分析桥梁的动力特性,针对全桥精细化有限元模型单元数多,计算费时等特点,基于桁架和正交异性板的连续化等效板厚公式,将板桁加劲梁的正交异性板简化为桁架,使其成为空间桁架结构。为了保证空间桁架的力学性能与板桁加劲梁等效,分别确定桁架各杆件的截面特性,形成新的简化建模方法。最后以主跨跨径为1 386 m的某板桁加劲梁悬索桥为例,分别建立精细化模型和简化模型,通过分析动力特性对简化建模方法进行验证。结果表明:精细化模型与简化模型的自振频率吻合良好,简化建模方法能满足动力特性的分析要求。     

大跨度三塔钢箱-桁结合梁斜拉桥受力性能研究

蒙华铁路洞庭湖特大桥主桥为大跨度三塔双索面钢箱-桁结合梁斜拉桥,主梁首次采用适合重载铁路大跨度三塔斜拉桥受力特点的钢箱-桁组合新结构,钢梁制造安装精度要求高,施工技术难度大。通过研究钢箱-桁组合结构下主桁、主塔、斜拉索和桥面系的刚度,提出增设中塔稳定索来提高三塔双主跨竖向刚度。中塔稳定索面积为241 cm2能使挠度降低20%,中塔塔顶水平位移降低41%,塔底弯矩降低64%。     

三索面三主桁公铁两用斜拉桥建造技术

同类桥梁之最天兴洲大桥是世界首座双塔三索面公铁两用斜拉桥,在当今世界同类型大桥中拥有跨度、速度、荷载、宽度4项第一:它的斜拉桥主跨504米,比目前已建成的丹麦厄勒海峡大桥(主跨490米)还长14米;可以同时承载2万吨的荷载,荷载量最大;可满足列车250公里的运行时速要求;主桁宽度30米,为同类桥梁之最.     

高速铁路三主桁道砟整体桥面板桁组合桥受力特性及计算理论研究

在整体桥面结构中,下弦杆(系梁)和桥面系受力状态较复杂.桥面荷载在三主桁(拱)间的横向分配较二主桁(拱)复杂.结合在建中的京沪高速铁路南京大胜关长江大桥,进行三主桁道砟整体桥面板桁组合桥受力特性、计算理论和计算方法的研究,主要研究内容和成果如下.     

14MnNbq,16Mnq钢及其焊接冲击韧性CVN试验研究

为全面了解铁路钢桥用材料的冲击韧性,对常用桥梁钢14MnNbq和16Mnq钢各种板厚的母材以及焊缝、熔合线试样进行系列温度冲击试验。对702个CVN冲击试验数据应用对数数学分析模型进行回归,得到桥梁钢和焊缝的通用计算表达式。研究结果表明:两种钢材的冲击韧性为三个区域带,即14MnNbq钢母材、14MnNbq钢焊缝和熔合线、16Mnq母材和焊缝;三个带的转脆起始温度依次为-30℃,-10℃和10℃;冲击功上台阶依次约为200J,150J和100J。     

大跨度铁路钢箱梁斜拉桥对接式无肋锚拉板疲劳试验研究

锚拉板索梁锚固结构具有构造简单、传力明确、维护方便等优点,但在铁路斜拉桥中应用极少.针对新型铁路斜拉桥对接式无肋锚拉板,开展其受力仿真分析,以应力等效准则设计出足尺疲劳试验模型,并实施300万次疲劳试验.研究表明:疲劳索力幅下疲劳应力基本在50 MPa以内,量值不高;锚筒焊缝、锚板开孔处、锚板对接焊缝两端为主要疲劳敏感...     

芜湖长江公铁大桥强箱弱桁组合结构钢主梁悬臂架设技术

商合杭高铁芜湖长江公铁大桥为世界首座高低矮塔公铁两用斜拉桥。因跨度大、重载线路多、塔矮索平等因素,大桥采用了强箱弱桁组合结构钢主梁。根据主梁结构特点和安装难点,提出除主塔墩顶节段外,其余节段采用悬臂架设的总体安装方案。区别于同类常规的悬臂架设技术,芜湖长江公铁大桥钢主梁安装采用800 t变幅式架梁吊机站位于上层公路梁、先直接提升安装铁路梁后变幅安装公路梁的分层架设技术。该悬臂架设技术充分利用主梁的承载能力,最大程度减小吊机规模,提高架梁效率,缩短架梁时间,是适宜强箱弱桁组合结构钢主梁的悬臂架设技术。     

板梁组合结构的I-deas软件有限元建模研究

应用I-deas结构分析软件对同一板梁组合结构采取3种不同方式的建模,通过分析3种建模方式的建模情况及计算结果,研究在计算机容量、结构特点、边界条件、载荷方式等的不同情况下如何建立行之有效的有限元模型.     

南京大胜关长江大桥三主桁钢正交异性板整体桥面结构受力特性的试验研究

南京大胜关长江大桥采用三主桁多横梁体系钢正交异性板整体桥面结构,结构受力状态复杂。设计制作了一个1∶6的6节间钢桁梁节段模型,研究了实桥受力状态的模拟方法,完成了多种工况下的模拟实桥正、负弯矩区受力状态的加载试验;考察了桥面荷载在3片主桁之间的横向分配,"第一系统"作用下整体桥面的应力分布。结果表明,试验实测结果与实桥的理论分析结果较吻合,说明本文的试验方法可较好地反映实桥整体桥面结构的受力状态;桥面荷载在3片主桁之间的分配是不均匀的,对称桥面荷载在3片主桁之间的分配比例为1.0∶2.0∶1.0,偏载时为1.0∶1.0∶0.0;"第一系统"作用下钢桥面板顺桥向应力沿横桥向分布较均匀,3片主桁挠度较接近,说明三主桁整体桥面结构受力状态合理,整体性好。该研究成果验证了南京大胜关长江大桥的设计计算理论和计算方法的正确性,为该桥的设计提供可参考依据,同时也为整体桥面结构的进一步研究和应用提供了技术储备。     

烟大铁路轮渡栈桥用14MnNbq厚板焊接性能试验研究

介绍了烟大铁路轮渡栈桥桥用14MnNbq钢中厚板及超厚板的焊接试验情况，根据焊接性能试验和工艺评定的结果，确定了合理的焊接材料和焊接工艺参数。     

板梁组合结构的I—dras软件有限元建模研究

应用Ｉ－ｄｅａｓ结构分析软件对同一板梁组合结构采取３种不同方式的建模，通过分析３种建模方式的建模情况及计算结果，研究在计算机容量、结构特点、边界条件、载荷方式等的不同情况下如何建立行之有效的有限元模型。