钢材层状撕裂及抗层状撕裂焊接接头的设计

钢材层状撕裂是焊接钢桥中一种非常危险的缺陷,通常发生在角焊接头处。钢材中夹杂物的数量、分布和形态以及基体金属的塑性和韧性是影响层状撕裂的钢材因素。钢材中含硫量越多,夹杂物以片状形态大量密集于同一平面,发生层状撕裂的倾向就越大。钢材的刚度越大、板越厚,越容易产生层状撕裂。相同板厚、相同焊接方法条件下,焊缝断面越大,越易产生层状撕裂。角焊缝接头中选择贯通板,T型或十字型焊接接头中选择不熔透或部分熔透角焊缝,热加工时避开蓝脆温度和红脆温度,冷加工时确保一定的曲率半径(大于15倍板厚),改善隅角焊的坡口形式,用小线能量焊接取代大能量焊接,采用低强度焊道打底、焊前预热等,均可抑制层状撕裂的发生。同时,给出日本和Eurocode3的层状撕裂评定方法和Z向钢的选材标准,以便设计和制造人士准确把握。     

铁路“老龄”铆接钢桥剩余寿命评估

进入“老龄”期铆接钢桥剩余寿命估算，不仅对大量既有桥梁的安全性至关重要，同时也具有重要的社会和经济意义。本文概要介绍了以下研究内容：旧桥铆接构件疲劳性能的研究，铁路桥梁运营应力谱的测算方法，疲劳裂纹起始和扩展速率的研究。据此，建立了基于疲劳累积损伤的估算方法和裂纹起始寿命和扩展寿命的估算模型。并对我国各铁路干线上服役了４０～７０年的铆接钢桥剩余寿命进行了实例分析。     

复合结构桥梁的特性

概要介绍复合结构桥梁的发展背景;复合结构的定义及构成;复合结构桥梁的特征及特有的力学性能,如:钢和混凝土材料性能的合理利用,结构形式的多样化和广泛的应用性,组合梁的结合力,剪力键的疲劳机理,混凝土板与钢梁的组合类型,组合构件的强度、韧性和变形,钢与混凝土的互相约束与支持等。复合结构桥梁不仅是将异种材料构件组成一起的结构体系,也意味着结构机能以及强度和变形的一体性。因此,深入理解符合结构的这些特性,有利于开发新的组合结构形式并建立新的设计概念。可以使复合结构桥梁建设更趋于合理、可靠、耐久、经济,便于快速施工,维修工作量少,适合于高速铁路建设的需要。     

斜拉桥和悬索桥钢塔的架设

钢塔具有重量轻、施工速度快、抗震性能好的特点,在近(现)代索支撑桥梁一百余年的发展中一直处于主流,我国2005年建成的南京长江三桥首次采用了钢塔。文章以钢塔建造技术较高的日本为代表,介绍了斜拉桥钢塔的架设方法,以及近年来大跨度悬索桥和斜拉桥钢塔架设事例、架设精度管理和架设过程中的减振对策,供今后钢塔施工时参考。     

索支撑桥梁钢主塔节段现场连接形式

在分析4种常用钢塔柱现场连接形式优缺点及适用性的基础上,以南京长江三桥为例,对索支撑桥梁钢主塔节段现场连接形式进行研究。通过整体结构有限元分析得出主要荷载工况下节段现场接头处钢塔柱的内力,并根据内力结果对"端面金属接触 张拉型长螺栓并用接头"形式进行构造设计和计算,得出该接头形式在1个节段连接处的具体工程数量:Φ30张拉型长螺栓64套,水平抗剪用M24高强螺栓120套,钢板用量11.2 t。与"端面金属接触 高强度螺栓并用接头"相比,"端面金属接触 张拉型长螺栓并用接头"的用钢量虽然略有增加,但其景观效果、施工性及涂装耐久性均良好,是一种很有竞争力的钢塔节段现场连接形式。     

既有线PC T梁的改造及快速列车作用下的走行性分析

本文针对我国既有线上混凝土T梁在客、货车提速下难以满足要求的问题,提出了既有线PC T梁的改造方案并应用MSC/PATRAN、MSC/NASTRAN、MSC/DYTRAN大型结构分析程序进行了桥梁动力特性及一动六拖电动车组速度为140 km*h-1～300 km*h-1时的走行性分析,结果表明本文提出的加固方案大大提高了桥梁的有载频率,避免了桥梁在货车作用下的横向谐振;同时桥梁的动力特性及车辆的运行安全性和平稳性满足速度小于220 km*h-1的一动六拖电动车组的运行.研究结果对我国高速铁路桥梁建设和既有桥梁的改造具有积极意义.     

横向激扰频率对上承式钢板梁桥横向振幅的影响

以跨度32m上承式钢板梁桥为例，针对桥梁的横向振动问题，将列车简化为移动质量建立了力学模型，应用大型软件MSC／DYTRAN进行了计算分析，研究了桥梁横向振幅与横向激扰频率的关系。通过计算分析，分别得到了在不同速度下模拟的空载货车和重载货车通过时桥梁的横向振幅与激振频率的关系，结果与实测值基本接近，这对通过快速计算确定引起桥梁横向拍振的蛇行运动频率具有创新和实用意义。     

大型钢结构厚板对接焊接变形试验研究

针对国内外现有预测钢板对接焊接变形的经验公式不适用于大型钢结构厚板的现状,结合南京长江第三大桥钢塔的制造,开展厚板足尺模型对接焊接变形试验研究.结果表明:为了减小焊接变形,必须对厚板对接坡口尺寸进行优化,并采用合理的焊接顺序,对于非对称X形坡口,宜先焊大坡口侧,后焊小坡口侧,对于不同板厚应合理预设反变形;结构自承对焊接变形影响较大;厚板对接焊接的横向变形随板厚的增加而线性增大;纵向变形与焊缝面积成正比,且随着板厚增加而减小;角变形随板厚的增加呈指数趋势减小.依据试验结果,给出厚板对接焊接横向、纵向变形和角变形的预测经验公式.     

面向21世纪焊接钢桥的发展

20世纪80年代以来，日本，欧洲，中国（包括香港）等地区相继建成了许多大跨度悬索和斜拉桥。此外，以法国为代表的欧洲和日本对风－混凝土组合结构技术进行了深入的研究和广泛的使用。使钢桥技术有了飞跃的发展，钢桥不仅在大跨度领域占有绝对优势，在中小跨度领域也有很强的竞争力。在21世纪，桥梁建设的主要任务是降低成本，缩短工期，延长使用寿命，满足环境保护的要求等等，本世纪初，将是中国桥梁建设持续发展的重要时期，因此，回顾钢桥的发展历史，积极吸取国外桥梁先进技术，总结我国近期桥梁建设的经验，并形成一个良好的桥梁技术发展环境，将是我们当前的主要课题。     

粘弹性阻尼材料减振技术及其在桥梁中的应用

粘弹性阻尼材料作为一种高分子聚合物材料，同时具有粘性液体和弹性固体的性质，具有耗能减振作用。随着环境温度的升高和变形频率的减小，粘弹性阻尼材料的贮能剪切模量和损耗因子减小。应变幅值的变化对粘弹性阻尼材料的力学性能无显著影响。当应变幅值较小时，加载循环次数对粘弹性材料动力特性的影响较小。阐述了许多学者对粘弹性阻尼器的应力-应变关系提出的计算模型。粘弹性阻尼器通过改变桥梁结构的频率和阻尼比来达到减振目的。通过在上承式钢板梁上的工程实践应用，证明粘弹性阻尼材料能够有效地控制桥梁结构的振动。