钢混组合连续箱梁桥负弯矩区设计研究

为有效改善连续钢混组合箱梁桥负弯矩区受力性能，以临汾市滨河西路与彩虹桥、景观大道立交桥项目为工程案例，提出基于顶升工艺的连续钢混组合箱梁桥负弯矩区设计方法。对桥面板施工工序、支点顶升顺序、桥面板存放龄期等顶升设计参数展开研究，以期桥面板和钢梁达到良好的受力状态，并对结构线型进行了施工全过程监控。研究表明：皮尔格法可有效降低中支点桥面板拉应力，降低幅值达60%；支点顶升顺序会显著影响桥面板预压应力效果，各支点桥面板预压应力均匀是评价顶升顺序的重要技术指标；随着桥面板存放龄期的增长，其裂缝宽度明显减小。临汾市滨河西路与彩虹桥、景观大道立交桥项目的建成是基于顶升工艺的连续钢混组合箱梁桥在市政桥梁工程领域的一次成功尝试，其负弯矩区设计思路、设计参数取值可对国内钢混组合桥梁的大规模建造提供很好的借鉴意义。     

钢板组合梁桥面板预应力参数分析及优化

针对双工钢板组合梁桥,开展负弯矩区桥面板预压应力的影响参数研究,探索提高预压应力的设计与施工方法。通过建立实体有限元模型,对比分析各参数情况下成桥状态与徐变30年后的状态,研究表明:剪力连接件在常规设计情况下,对成桥应力影响较小;墩顶取消剪力连接件、纵向缩小墩中心线两侧剪力连接件的距离,将通长束优化为墩顶束,可以提高桥面板永存预压应力,提升幅度0.3～0.8MPa;支点预顶升回落的工艺可以大幅度提高成桥应力及永存预压应力,提升幅度2MPa左右。研究结论可用于双工钢板组合梁的设计优化。     

澜沧江悬索桥钢混叠合梁徐变效应分析

针对澜沧江悬索桥钢混叠合梁受力特点,在分析了考虑徐变后内力重分配的基础上,提出了钢混叠合梁徐变应力的实用计算方法,并通过工程实例分析了徐变效应对悬索桥钢混叠合梁应力及线形的影响。结果表明:由于钢混叠合加劲梁是采用简支体系,因此对桥面线形影响不大,由它影响的桥面标高变化是均匀的,且变化量很小;但对钢梁和混凝土桥面板的内力影响较大,使得桥面板出现拉应力,而钢梁出现压应力,且钢梁在竖平面内带有一定的弯曲。     

钢混组合梁徐变效应影响的探讨

以一座钢混组合梁桥实例研究体现了混凝土徐变效应影响不容忽视,结合理论与有限元模型,通过比较组合梁结构应力及挠度结果进行参数敏感性分析,比较了混凝土强度、混凝土桥面板的理论厚度、混凝土龄期、环境年平均湿度、抗剪连接件的抗剪刚度的复杂影响。     

宽幅钢板叠合梁设计与分析计算

以珠海鸡啼门大桥跨河堤引桥为例,介绍钢板-混凝土桥组合梁桥的设计思路,探讨防止钢混组合梁负弯矩区混凝土桥面板开裂的措施。结果表明,负弯矩区选用高性能的混凝土,同时采用顶升落梁的技术,在不施加预应力的前提下,可有效控制受拉区混凝土的裂缝产生。     

港珠澳大桥九洲航道桥辅助墩支点顶升受力分析

港珠澳大桥九洲航道桥为主跨268m双塔单索面钢-混组合梁斜拉桥,辅助墩负弯矩区主梁采用支点顶升法施工。为研究该桥辅助墩支点顶升及回落施工对结构受力的影响,采用MIDAS Civil软件建立全桥空间有限元模型,分析顶升施工全过程中桥塔、主梁、斜拉索的受力。结果表明:顶升施工中桥塔、主梁变形较大,顶升回落后其变形基本恢复至顶升前状态;顶升施工中塔梁固结段位置处桥塔结构应力变化显著,桥面板后叠合区域的钢梁结构应力变化较为明显;顶升后斜拉索索力出现较大幅度的降低,顶升回落后斜拉索索力基本与顶升前索力相一致;支点顶升法能够有效地改善负弯矩区桥面板的受力情况,对负弯矩区施加预应力的效果明显。     

普通预应力与后结合预应力钢混组合梁桥性能对比

为了对比普通预应力钢混组合梁桥与后结合预应力钢混组合梁桥的性能差异,采用数值模拟的方法,建立了钢混组合梁桥有限元模型。基于实际钢混组合梁桥的施工过程及使用条件,详细分析了钢混组合梁桥的受力情况,对比了两种预应力钢混组合梁桥的材料用量、钢主梁应力,以及负弯矩区混凝土桥面板应力。结果表明,相对于普通预应力钢混组合梁桥,采用后结合预应力技术,对钢混组合梁桥的负弯矩区混凝土板施加预应力,可以使施工更加方便,从而降低施工难度,并提高材料的利用率,减少材料用量。     

钢板梁桥腹板间隙面外变形影响因素分析研究

以直桥和斜桥两种桥型为例,对我国公路钢桥标准疲劳车荷载作用下的钢板梁桥进行了数值分析,研究了腹板间隙大小、腹板厚度、主梁高度、混凝土桥面板厚度和横撑刚度对钢板梁桥腹板间隙面外变形的影响。参数分析表明,相关参数变化时,两种钢板梁桥中腹板间隙处应力的变化规律基本一致。对比两种钢板梁桥的分析结果发现:斜钢板梁桥中腹板间隙处应力受腹板间隙大小的影响较大,直钢板梁桥中腹板间隙处应力受腹板厚度、主梁高度和混凝土桥面板厚度的影响较大;横撑刚度对两种钢板梁桥的腹板间隙处应力基本没有影响。     

钢-混组合连续梁桥中支点顶升施工过程受力分析

支点顶升法是钢-混组合连续梁桥对负弯矩区桥面板施加预压应力的方式之一,以嘉兴中环快速路主线高架设计案例为例,研究了不同顶升量对钢-混组合连续梁桥在施工过程和成桥后受力的影响规律,在满足结构耐久性要求的前提下,分析了不同跨径钢-混组合连续梁桥的最优顶升量,可为今后类似项目提供参考.     

乍甸1号大桥钢—混凝土组合梁桥面优化设计

乍甸1号大桥主桥为钢-混凝土组合连续梁桥,原方案采用全预制桥面板,支座处采用加厚托座,并在负弯矩区段布置预应力筋。由于桥址位于山区,墩高较大,原方案施工不便,且负弯矩区段桥面板易开裂,需对桥面结构和施工方案进行优化设计。优化桥面结构采用“预制板+后浇层”叠合板桥面,取消托座,单块板吊装重量由33.81 t减少至2.06 t,在负弯矩区段桥面布置50 mm厚高延性工程水泥基复合材料(ECC)层;取消预应力筋,采用支座顶升方式向负弯矩区段桥面板导入预压力。采用MIDAS Civil软件建立模型,模拟优化后桥面整体顶升和分次顶升2种方案的施工过程,对钢梁应力、桥面板应力、施工阶段整体变形、桥面板裂缝宽度进行计算。结果表明：2种方案各指标均符合规范要求,整体顶升方案优于分次顶升方案,最终采用整体顶升方案;根据最大裂缝宽度计算结果,确定ECC布置在支座两侧各10 m的桥面范围,具有较好的经济性。