整体桁架节点腹杆及高强度螺栓连接受力特性分析

整体式桁架节点与腹杆的连接方式有插入式和对接式。插入式连接方式相对于对接式连接方式而言其制造相对简单,但存在安装过程中摩擦面易损伤、需加大节点板大小、螺栓排列数多等缺点。两者腹杆和节点之间传力途径的最大区别为,插入式只有2个侧向摩擦面,而对接式有4个摩擦面,在目前公铁两用或公轨两用桥梁中2种方式均有使用。随着桥梁技术的发展,桥梁跨径变大、荷载承载能力要求更高,致使杆件断面尺寸也变大,从而需要布置更多螺栓。而当螺栓数量增加后,是按2个面布置还是4个面布置,对节点整体设计影响较大。以重庆曾家岩嘉陵江大桥典型节点为研究对象,分析对比2种不同连接方式的螺栓布置方法,分析结果可供同类桥梁桁架节点设计参考。     

银川黄河大桥横向拓宽拼接构造使用状况调查研究

银川黄河大桥主桥为(60+5×90+60)m三向预应力混凝土T形刚构桥,桥梁拓宽时,新旧桥上下部结构均不连接,采用纵向伸缩装置连接新旧桥面板。为了解纵向伸缩装置用于既有桥梁横向拓宽中的适用性,在该桥拓宽完并运营7年后对弹塑体无缩缝伸缩装置、JFC减振防滑伸缩装置和EMR树脂弹性混凝土伸缩装置的使用状况进行调查,分析伸缩装置损坏率和损坏原因。结果表明:弹塑体无缩缝伸缩装置损坏率最高,EMR树脂弹性混凝土伸缩装置其次,JFC减振防滑伸缩装置最低(仅为6.7%,远低于其它2种);JFC减振防滑伸缩装置与周边混凝土接触处存在细微缝隙,不存在剥离现象,运营状况较好,其它2种与周边混凝土剥离严重;该桥采用结构横向分离式拓宽时,通过纵向伸缩装置连接拼接缝两侧的桥面铺装层基本可行,建议推广使用JFC减振防滑伸缩装置,并对其做针对性改良,以满足结构受力和变形要求。     

现代木结构拱桥建造实例研究

针对国内大跨重型木结构建造技术的缺乏,以张花高速现代木结构人行天桥为例,着重介绍了现代木结构拱桥构件制造方法、连接技术及安装技术,并指出了建造中运输、储存及防腐等一些注意事项,为现代木结构桥梁的制造与施工提供参考和借鉴,更好地推广现代木结构桥梁在国内的应用技术。     

大型钢桁架悬索桥节点刚度对成桥受力影响探讨

以大型钢桁架悬索桥为实例,研究钢桁架加劲梁悬索桥节点处以不同的刚度连接,对桥梁的受力性能影响,对2组具有不同节点刚度的模型,进行了空间有限元计算.分析结果表明:节点连接刚度大小对桥面线形、主缆、吊索拉力分布以及杆件轴力影响很不明显,但对杆件应力分布影响显著,设计时应加以考虑.并根据计算结果提出了同类结构的设计和施工建议.     

新型预制装配式桥墩盖梁设计思路探讨

针对城市桥梁常用的一种倒T型大悬臂盖梁形式，分析比较现浇和目前存在的预制分块形式的优缺点，提出新型预制装配式桥墩盖梁的设计思路；阐述盖梁分块、盖梁墩柱节点连接以及墩柱与承台节点连接的设计思路及方式。在一定工艺措施保证下，新型结构形式具有受力性能与现浇结构等强，吊装重量轻，精度控制要求较低，分块构件自稳定性好，现场不需模板支架，施工快捷，可实现构件标准化、参数化等优势，与现浇结构相比，降低了桥梁的全寿命周期成本。     

采用新型摩擦耗能节点立体停车结构抗震性能分析

针对钢结构梁柱节点在地震中经常发生脆性破坏的问题,在采用角钢连接的钢结构梁柱节点(以下简称角钢节点)基础上,在梁腹板处添加槽钢,将圆形螺栓孔改为长圆孔,提出一种主要利用摩擦来耗能的新型钢框架梁柱耗能节点(以下简称耗能节点)。首先,采用有限元软件ANSYS建立了耗能节点和角钢节点的精细化有限元模型,对两种节点的精细化有限元模型施加了单调静力荷载,对比分析了两种节点的受力机理、弯矩-转角特性、力学性能。其次,对两种节点的精细化有限元模型施加了低周反复荷载,对比分析了两种节点的滞回性能和耗能能力。最后,以16层立体停车结构为例,分别建立采用耗能节点和未采用耗能节点的立体停车结构的有限元模型。在罕遇地震作用下,分别对这两种结构整体进行动力时程分析,分析耗能节点对立体停车结构整体抗震性能的影响。结果表明:与角钢节点相比,耗能节点的割线刚度、屈服位移、屈服荷载和极限荷载都有大幅度提高;耗能节点的耗能效果要远优于角钢节点;罕遇地震下耗能节点对结构基底剪力、速度与加速度有很大的控制效果,可以改善立体停车结构的受力和地震响应;罕遇地震下耗能节点并没有对结构刚度造成损失并且对结构的主要受力构件起到很大程度的保护作用。     

斜交连续板梁桥拼宽纵向接缝连接模型静载试验研究

以厦漳高速公路凤山分离立交大桥拓宽改造为背景,对斜交空心板梁桥拓宽改造纵向接缝连接问题进行试验研究,分析比较不同纵向接缝连接方式桥梁关键截面的应力分布、挠度与荷载横向分布等静力特性,同时通过数值分析比较了不均匀沉降引起的不同接缝连接桥梁的受力性能.结果表明:(1)刚性连接模型的整体性能略优于铰接连接模型;(2)新旧桥翼...     

悬索形敞开式钢桁架桥K型节点设计及研究

悬索形钢桁架桥以其形如山峦、美观独特的结构形式和主梁高度低的特点,在景观桥梁及大跨度桥梁中尤受青睐。尤其是无平联的敞开式K型桁架,作为一种“崭新”的桥梁结构形式,简洁通透、美观经济,在城市桥梁中具有较强的竞争力。螺溪洲大桥是国内跨度第一的悬索形敞开式景观钢桁架桥,以其为例,对大跨径悬索形敞开式K型钢桁架桥梁的整体结构性能、构造细节、K型节点受力特性进行研究和分析,为我国今后类似桥梁建设提供实践经验。     

山区高速公路桥梁拓宽方式研究

为研究空心板梁桥加宽在接缝结构受力局部承载的特性问题,考虑传统力学分析采用的受力图式和假设与实际结构有一定差异的情况,采用有限元建模的方法进行接缝结构设计的研究.接缝类型为铰接和刚接情况时,重点研究了新旧桥梁差异沉降、差异刚度、局部偏载等因素对拓宽桥梁受力影响.研究结果表明:(1)采用空心板边板翼缘直接刚接的加宽方式,较采用铰缝连接方式能更好地适应下部结构不均匀沉降的影响;(2)新旧主梁的模量差对于刚接缝和铰接缝均有增大横向弯拉应力的影响,采用铰缝连接方式增大幅度较大,采用刚接缝连接方式增大幅度较小;(3)不均匀沉降对横向弯拉应力影响较大,有明显的局部应力分布特性,为预防接缝早期强度破坏,两种接缝处均需要进行钢板加固.     

弹性混凝土在既有桥梁拓宽拼接中的应用

旧桥拼接是城市桥梁拓宽改造中的难点。特别是当既有桥梁成桥时间较早,桥梁整体状况不佳,不宜增加老桥荷载的情况下,拼缝连接方式对拓宽后桥梁的结构安全性和行车舒适性有至关重要的作用。弹性混凝土作为一种新型混凝土,用特殊的微纤维替代普通的砂石集料,具有重量轻、抗裂性强、耐久性强的特点。分析了弹性混凝土的物理力学特性,结合实际情况介绍了弹性连接拼缝的做法,并对弹性混凝土的应用前景进行了分析。     

连续梁桥抗震措施优化组合及抗震效果研究

为研究采用不同组合抗震措施时,在防止连续梁桥梁体碰撞和落梁方面的抗震效果,以2联5×30m预应力混凝土连续梁桥为背景,分别采用伸缩装置(无阻尼)、伸缩装置(有阻尼)、伸缩装置(有阻尼)+限位装置、伸缩装置(有阻尼)+限位装置+连梁装置作为抗震措施,运用有限元软件建立全桥模型,比较分析超越概率水平为63.2%、10%、2%的地震波下结构的地震响应。结果表明:对桥梁结构逐步增设有阻尼伸缩装置、限位装置及连梁装置,可有效减小桥梁结构在地震作用下的过大位移,防止相邻梁桥碰撞,同时能够提高结构整体刚度、合理分配地震荷载。     

斜拉板桥静动载试验评定与病害分析

斜拉板桥是一种特殊的桥梁结构形式,其通过将斜拉索包裹于混凝土斜拉板内,形成主梁、桥塔和斜拉板等三大主体构件有机融合的超静定结构体系。以具有代表性的番禺沙溪大桥(2×60m斜拉板桥)为对象,在建立空间有限元模型进行理论分析的基础上,通过实车荷载试验,结合竣工检测试验结果进行对比分析,深入探讨了该桥梁的结构受力特征及工作状态。研究发现,该斜拉板桥尚处于弹性工作状态,且桥梁结构动力特性良好,但结构刚度有所下降,承载能力不足。此外,还通过对斜拉板桥病害的调查,结合荷载试验结果,分析了桥梁病害成因,并提出了针对性的维修养护对策,可为同类桥梁的养护管理提供借鉴参考。     

地震激励桥梁基础减隔震支座性能研究

以某工程项目为对象,以50 a 10%超越概率E1 (地震作用)和50 a 2%超越概率E2 (地震作用)的地震动加速度时程数据为输入参数建立有限元模型来分析普通橡胶支座和双曲面球形减震支座对桥梁整体结构抗震特性的影响作用。研究结果表明:E2地震力作用下,双曲面球形减震支座下梁端横向和纵向位移均大幅度下降,支座横桥向位移增加,橡胶支座纵向位移增大而滑动支座纵向位移减小,减隔震支座降低了相邻主梁碰撞而造成结构震害; E1地震力作用下,桥梁立柱和桩基结构在橡胶支座和双曲面球形减隔震支座下均不会发生基于结构抗弯能力不足而导致基础震害,但双曲面球形减隔震支座下桥梁立柱底部和桩基弯矩均大幅下降;E2地震力下,橡胶支座的1#、2#桥墩立柱和1#、2#、3#、4#桥墩桩基结构弯矩超过结构的抗弯承载能力,桥梁立柱和桩基结构均会发生严重破坏;双曲面球形减隔震支座下桥梁立柱底部和桩基弯矩均大幅下降,低于桥梁立柱的抗弯承载力,桥梁结构不会发生结构破坏。     

小半径城市立交桥梁抗震性能分析

以邯郸市人民路—东环路全互通立交桥工程NE16～NE19匝道桥为背景,根据《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166-2011),对小半径城市立交桥梁抗震进行分析探讨。计算表明:考虑铅芯支座及滑动支座的非线性特性,各个墩柱在E2地震下的工作状态均处于弹性范围内工作,达到了设置减隔震装置的性能目标。     

一种公路桥梁防落梁限位装置设计的研究

桥梁落梁作为桥梁在地震力作用下的一种典型震害型式,是引起桥梁倒塌损毁的主要原因之一,已引起工程设计人员的充分重视.我国现行规范只提出了梁的最小支承长度和在高烈度区需设置限位装置的要求,没有提出防落粱限制装置具体的设计方法.运用动力学突加荷载原理,推导分析了钢棒连接式(预应力钢绞线式)落粱防止装置,设计承载力的计算方法和设计伸长量SF的取值.     

结构连接节点刚度识别的精细有限元分析

在进行结构计算时,一般采用主从节点法或是刚性材料法来处理节点刚性区问题。主从节点法往往高估节点区的刚度,刚性材料法则很难确定连接单元的几何、物理参数。该文以细长梁的平截面假定为依据,构建连接节点局部有限元模型的边界节点与整体结构有限元模型相应节点之间的约束方程,将连接节点局部三维实体(壳)有限元模型与整体结构空间杆系有限元模型相结合进行数值分析。采用此方法对一座多重组合体系拱桥主副拱连接节点的刚度进行识别。分析表明:对连接节点柔性行为的模拟可以使整个结构的计算结果更加精确。     

某钢结构景观桥晃动分析及加固

某钢结构景观桥投入运营后,人走至跨中位置时,能明显感到桥梁横向晃动,须进行加固改造。文章首先从桥梁结构布置、节点做法介绍了桥梁现状概况,然后采用Midas建立模型进行分析,模型位移计算结果不收敛,初步判定为结构体系不稳定。文章提出三种加固措施,将铰接支座改造成固定支座、将钢梁铰接连接节点改造成刚接节点、增加支撑,并分别建立模型进行分析,最后结合现场实际情况及理论与实际的出入,推荐采用将钢梁铰接节点改造成刚接节点并增加主梁交叉支撑的方案,按方案加固后横向晃动问题消失。通过该桥的分析及加固方案设计,对以后类似工程有一定借鉴意义。     

铁路简支梁桥中减震榫的设计及其减震性能研究

针对高速铁路桥梁整体刚度大导致地震反应相应较大的问题,提出一种适用于高速铁路桥梁的软钢阻尼器——减震榫,并与滑动支座共同作用,组成一种新的减震支座系统。采用双线性滞回恢复力模型描述减震榫的滞回耗能特性,以某四跨高速铁路简支梁桥为例,分析减震榫-滑动支座系统的减震性能及墩高对减震效果的影响。分析结果表明:采用减震榫-滑动支座体系,墩底剪力、墩底弯矩及墩顶位移均大幅减小,减震效果十分明显;合理地设置减震榫的参数,可实现支座系统的多级抗震性能指标;墩高对减震榫的减震效果影响较大,针对不同的桥梁结构,减震榫设置应单独进行参数分析以达到最优的减震效果。     

(65+100+65)m钢-混组合连续梁下部结构抗震性能分析

以昆明市南连接线高速公路工程中跨越南昆铁路的(65+100+65)m钢-混组合梁主桥为背景,采用反应谱和动态时程分析方法对桥梁进行地震响应分析。考虑铅芯橡胶支座的非线性特性,分别利用反应谱进行E1地震作用下和时程分析方法进行E2地震作用下的结构响应分析。通过计算各墩柱截面的M-Phi曲线判断了各个墩柱在E2地震下的工作状态均处于弹性工作范围之内,达到了设置减隔震装置的性能目标。有限元分析采用大型桥梁结构分析软件MIDAS。     

轨道交通桥梁声屏障柱脚节点计算方法研究

声屏障柱脚结构一般采用锚栓连接钢立柱与混凝土基础。此类节点受力方式既不同于钢筋混凝土结构,亦不同于钢结构的螺栓群连接,而钢结构相关设计规范和混凝土设计规范中均未给出此类节点结构受力分析计算办法。本文在轨道交通声屏障柱脚锚栓连接节点结构受力分析中,提出按平截面假定方法分析的计算原理,结合在上海申通地铁集团有限公司科研项目《声屏障风荷载特性研究》中得出的风荷载作用数值,按照计算原理得出的方法,计算了六种不同荷载组合下的柱脚节点受力,并采用有限元仿真分析并行计算,对比二者计算结果以验证该原理和方法,可供相关设计人员计算参考。