新型波形钢腹板组合箱梁温度效应

针对由混凝土与钢材的热工参数差异显著而导致新型波形钢腹板组合箱梁温度效应突出的问题,考虑子梁微段平衡条件、子梁间变形协调条件和波形腹板剪切变形效应,建立竖向温度梯度作用下新型波形钢腹板组合箱梁相对滑移、内力和应力的理论计算方法. 对大温差地区的新型波形钢腹板组合箱型试验梁进行温度长期观测,拟合结构竖向温度梯度函数,通过该理论方法计算实测温度梯度下的结构温度响应,利用有限元模拟对本文理论进行验证. 结果表明,在实测温度梯度下,界面剪力、子梁弯矩和应力均沿梁纵向呈双曲余弦函数分布,层间相对滑移沿梁纵向呈双曲正弦函数分布. 是否考虑腹板剪切变形效应对组合梁梁端向跨中0.8 m范围的温度效应影响较大,对组合梁中部的影响可以忽略. 混凝土线膨胀系数、组合箱梁层间滑移刚度和界面温差对新型波形钢腹板组合箱梁温度效应的影响较大,在设计中应合理排布层间剪力连接件,考虑混凝土线膨胀系数的变异性对该类结构进行温度效应计算.     

波形钢腹板箱梁桥面板横向温度效应分析

针对我国公路桥涵设计规范仅给出混凝土箱梁的温度梯度模式,并未涉及波形钢腹板箱梁温度梯度模式的不足,本文鉴于2种箱梁结构的构造特点及力学性能的差异,对某波形钢腹板连续箱梁桥进行了为期1 a的温度效应观测。研究了其日照温度场分布规律,提出了波形钢腹板箱梁温差计算模式;且基于温度梯度模式得出了箱梁桥面板的横向内力。结果表明:箱梁桥面板同一高度各测点的温度变化规律一致,沿桥面板横向的各测点混凝土温度变化规律均呈正弦曲线变化趋势;基于二维温度梯度模式的结构力学方法计算结果与有限元结果吻合,可以为该地区波形钢腹板箱梁温度效应产生的温度应力值提供参考。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥的新型异步施工技术分析

波形钢腹板PC组合箱梁桥是一种新型的钢-混凝土组合梁桥.为了进一步了解波形钢腹板PC组合箱梁桥的应用范围,本文以武西高速桃花峪黄河大桥跨大堤桥工程概况为研究背景,介绍其施工技术特点.同时根据其采用的新型异步悬臂浇筑法施工进行分析,通过对其异步悬臂浇筑施工工艺、挂篮构造进行简述.本文致力于通过本文概述能对波形钢腹板PC组合箱梁桥进行进一步推广,促进该桥型能够在我国未来的桥梁工程建设中得到进一步发展.     

组合桥面板-波形腹板钢箱简支组合梁温度效应

钢-混凝土组合梁桥由于钢和混凝土热工参数的显著差异,使得该类结构在西北高寒、大温差地区受梯度温度影响较突出.以甘肃省某高速公路上一座组合桥面板-波形腹板钢箱简支组合梁为背景,考虑组合桥面板有效刚度、子梁微段内力平衡、子梁间变形协调和腹板剪切变形效应,建立组合箱梁桥温度效应解析计算方法;通过精细有限元数值模拟验证了其可靠...     

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构在中国桥梁工程中的应用

介绍了波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁桥中波形钢腹板的设计方法,给出了中国在建和已建的该类桥梁结构中波形钢腹板的抗剪屈曲界限图,总结了中国在这种桥梁中所使用的几种抗剪连接件形式,并介绍了2种新型的抗剪连接件及2007年以来中国在建的4座波形钢腹板PC组合箱梁桥的结构及其特点,为今后这种结构的桥梁建设提供了有益的参考。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥在旧桥改造中的应用

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁是一种经济、高效、施工简便的新型钢-混凝土组合结构,目前在新建桥梁中已有较广泛的应用。以南照淮河公路大桥(65+98+65)m维修改造工程为背景,该桥原上部结构拆除重建,下部结构改造利用。对波形钢腹板PC组合箱梁桥和组合钢箱梁桥两种方案进行了综合比较,考虑到波形钢腹板PC组合箱梁桥施工便捷、受力性能合理、运营管理方便以及造价低等优势,建议上部结构更换为波形钢腹板PC组合箱梁。对新建上部波形钢腹板PC组合箱梁桥进行了有限元分析,结果表明该方案在不增加上部结构自重的前提下,上部新建波形钢腹板组合梁可以满足现状使用要求。     

波形钢腹板PC组合箱梁抗剪连接件受力分析与设计

在波形钢腹板PC组合箱梁中,波纹钢腹板PC组合箱梁的受力性能取决于剪力连接件的工作性能.在介绍波形钢腹板PC组合箱梁常用剪力连接件的构造以及设计计算的基础上,结合某大跨径波形钢腹板PC组合箱梁的设计实例,采用国内相关地方规范,进行了Twin-PBL及S-PBL剪力连接件的设计计算.结果表明:PC箱梁采用的Twin-PBL连接件及S-PBL连接件符合相关规范的要求,能够满足波形钢腹板及混凝土顶底板之间的抗剪和抗滑移需求.     

波形钢腹板PC组合箱梁桥腹板平板长度的参数分析

采用混合单元建立波形钢腹板体外预应力混凝土简支箱梁桥的空间有限元计算模型,对腹板剪应力极值、主应力极值和箱梁顶板、底板的正应力极值、主应力极值进行了分析,研究了波形钢腹板平板长度对该种结构受力性能的影响.计算结果表明波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁腹板平板长度与波高之比的合理范围是1.67～2.67.分析结果可以为波形钢腹板箱梁桥的合理设计提供参考.     

英屿沟Ⅱ号天桥的设计

为推广预应力混凝土箱梁结构在桥梁方面的应用研究,结合英屿沟Ⅱ号天桥实例,介绍了该组合结构在桥梁方面具体应用的设计思路,介绍了英屿沟Ⅱ号天桥波形钢腹板PC组合箱梁桥主梁结构、预应力体系、波形钢腹板、连接件、防腐、施工流程等的设计,为波形钢腹板PC组合箱梁结构应用于桥梁工程提供了设计经验.     

波形钢腹板PC组合连续箱梁人行桥设计介绍

通过对波形钢腹板PC组合连续箱梁人行桥的设计介绍，讨论了我国第一座在建的波形钢腹板PC组合连续箱梁人行桥的波形钢腹板、剪力连接件等的设计，结构分析及施工中应注意的问题，为该结构在我国桥梁工程中的应用提供一些设计经验。     

无横隔板预应力混凝土箱梁桥整桥试验研究

纸店沙河大桥为无横隔板预应力混凝土箱梁,只通过桥面构造改善横向连接,为验证其受力性能能否满足整体刚度,实现荷载的横向传递,将跨径35 m先张法预应力混凝土轻型、薄壁、闭口箱型断面运用到简支梁桥上,通过各种工况的整桥试验分析,结果表明,通过桥面铺装双层钢筋网与主梁伸出梁顶的交叉钢筋梅花形点焊成钢筋骨架及箱梁翼板间加强钢筋与二道焊接钢板来实现横向联系是可行的.     

大跨度钢箱梁斜拉桥钢–UHPC组合桥面加固效果评估

为评估钢-UHPC（超高性能混凝土,Ultra-High Performance Concrete）组合桥面对大跨度钢箱梁斜拉桥的加固效果,基于随机车流下应力监测数据,结合《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）对钢-UHPC组合桥面和ERE（冷拌环氧树脂,Epoxy bond chips layer+ Resin asphalt+ Epoxy bond chips layer）桥面的疲劳性能进行了对比评估。利用Miner线性累积损伤准则计算了两种桥面各疲劳易损细节的剩余疲劳寿命。建立有限元模型,对钢-UHPC组合桥面UHPC层的抗裂性能进行了验算;计算了两种桥面钢桥面板的最大挠度及沥青铺装层的最大拉应力。结果表明： ERE桥面面板-纵肋焊缝纵肋侧、横隔板弧形切口和纵肋对接焊缝处存在较大应力,剩余疲劳寿命分别为214、186、61年;ERE桥面纵肋对接焊缝处在桥梁设计基准期内有疲劳破坏的风险;经钢-UHPC组合桥面加固后,正交异性板各疲劳易损细节最大应力幅值均降低到常幅疲劳极限以下,剩余疲劳寿命增长为无穷大;钢-UHPC组合桥面UHPC层的最大拉应力为4.68MPa,抗裂性能满足规范设计要求;经钢-UHPC组合桥面加固后,正交异性桥面刚度提升效果明显;加固后,钢桥面板挠度降幅为34%,最大挠度为0.69mm;沥青铺装层最大拉应力降幅为59%,最大拉应力为0.42MPa。经钢-UHPC组合桥面加固后,正交异性钢桥面板各疲劳易损细节疲劳性能满足规范设计要求,桥面铺装层的抗裂性能也有所改善。     

箱梁与缆索承重桥梁理论2019年度研究进展

以经典力学理论及有限单元法为主要研究手段,建立各类桥梁结构在各种工况下的解析（近似）解或数值解,探求各类桥梁结构的力学性能,是桥梁结构分析理论的研究范畴。近年来,随着如波形钢腹板箱梁桥、多塔斜拉桥、多塔悬索桥等新的结构形式的出现,桥梁结构分析理论中箱梁的空间分析理论及缆索承重桥梁分析理论两个传统课题取得了长足的进步。为了能够更好地适应当前桥梁建设形势,服务工程实践,回顾了相关研究,对文献内容进行分类分块报道,主要阐述了波形钢腹板箱梁理论、传统箱梁空间分析理论的拓展、多塔悬索桥中塔效应、缆索承重桥梁的极限承载力及钢-UHPC桥面系的相关研究成果,并引申探讨箱梁及缆索承重桥梁理论精细化分析方法存在的不足之处,总结相关的实际工程应用情况,对后续研究提出建议。     

Vibro-acoustic performance of steel–concrete composite and prestressed concrete box girders subjected to train excitations

Owning to good mechanical properties, steel–concrete composite (SCC) and prestressed concrete (PC) box girders are the types of elevated structures used most in urban rail transit. However, their vibro-acoustic differences are yet to be explored in depth, while structure-radiated noise is becoming a main concern in noise-sensitive environments. In this work, numerical simulation is used to investigate the vibration and noise characteristics of both types of box girders induced by running trains, and the numerical procedure is verified with data measured from a PC box girder. The mechanism of vibration transmission and vibro-acoustic comparisons between SCC and PC box girders are investigated in detail, revealing that more vibration and noise arise from SCC box girders. The vibration differences between them are around 7.7 dB(A) at the bottom plate, 19.3 dB(A) at the web, and 6.7 dB(A) at the flange, while for structure-radiated noise, the difference is around 5.9 dB(A). Then, potential vibro-acoustic control strategies for SCC box girders are discussed. As the vibro-acoustic responses of two types of girders are dominated by the force transmitted to the bridge deck, track isolation is better than structural enhancement. It is shown that using a floating track slab can make the vibration and noise of an SCC box girder lower than those of a PC box girder. However, structural enhancement for the SCC box girder is extremely limited in effects. The six proposed structural enhancement measures reduce vibration by only 1.1–3.6 dB(A) and noise by up to 1.5 dB(A).

     

钢腹板体外预应力组合箱梁剪力滞效应有限元分析

应用ANSYS有限元软件建立钢腹板体外预应力组合箱梁有限元模型,在集中荷载对称作用在肋板处和集中荷载作用在翼板中心两种加载方式下,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁与平钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应进行分析,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁在两种加载方式下的剪力滞系数沿纵向和横向的分布进行了讨论．结果表明：两种箱梁剪力滞系数的变化规律相同,但波纹钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应相对明显;荷栽作用位置从肋板向翼板中心移动时,波纹钢腹板组合箱梁顶板由正剪力滞效应到负剪力滞效应变化,纵向在荷载作用位置附近剪力滞效应明显．     

大跨径钢结构箱梁桥铺管法热力融雪研究

摘要：本文在道路融雪除冰基础上,分析研究了融雪除冰技术的热融化法在钢箱梁桥上的应用。并根据现代钢箱梁桥及其铺装较薄的特点,对热力管道的铺设提出新的方法,改变传统道路融雪设计上埋管于道路和桥梁铺装层中的方式,换成钢箱顶板下部的铺设位置,并对两种铺设方式的温度场进行对比分析。又基于低温钢材脆性理论和钢箱梁桥疲劳特性分析,钢板处铺设方式保证了钢箱薄弱处冬季工作温度,防止该处发生脆性破坏,既保证了融雪除冰的要求,又保证了钢箱梁桥的安全工作状态。     

腹板几何参数变化对波纹钢腹板箱梁桥的力学影响

以邢衡高速公路邢台段上一座波纹钢腹板组合箱梁桥(50 m+80 m+50 m)为工程实例,通过有限元软件Midas建立波纹钢腹板组合箱梁桥空间模型。分析了钢腹板几何参数变化下的箱梁基本力学特性,结果显示:箱梁挠度受腹板几何参数变化的影响很小;减小腹板直线段长度b对箱梁有利;波纹钢腹板相对于平板钢腹板可以明显提高箱梁抗扭刚度,弯折角越大,箱梁抗扭刚度越大;增加腹板厚度t可以改善箱梁受力性能。