钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展

钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。在传统桥梁结构形式的基础上,发展多种新型组合结构桥梁形式,拓宽组合结构桥梁的应用领域。介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展,内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。通过对传统结构形式的改进和发展,可充分发挥组合结构桥梁的综合优势,研究结果表明,钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。     

波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁抗扭性能研究

以波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁为研究对象，开展抗扭性能试验和理论分析，并与波形钢腹板-钢管桁式弦杆组合梁和波形钢腹板-钢管混凝土弦杆组合箱梁抗扭性能进行对比；研究波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁的扭曲破坏形态、截面类型、管内混凝土对组合梁抗扭性能的影响，并探讨波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁抗扭承载能力计算方法。结果表明，波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁可等效为闭口箱形截面。扭曲破坏形态为混凝土桥面板沿与梁轴线呈45°方向斜向开裂，且纵向钢筋发生屈服。管内混凝土对组合梁抗扭刚度和抗扭承载能力具有一定的贡献度。基于线性刚度叠加方法，提出钢管混凝土组合抗扭刚度计算方法。根据波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁可能发生的四种扭曲破坏形态，提出波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁抗扭承载能力计算方法，并将采用该文所提出的组合梁抗扭承载能力计算方法得到的理论计算结果与试验和有限元分析结果进行对比，误差不超过8.5%。     

波形钢腹板组合刚构桥墩-梁结合部受力性能试验研究

由波形钢腹板组合梁和钢筋混凝土桥墩所构成的组合刚构桥,可以综合组合结构与刚构桥的优势,具有跨越能力强、长期性能好和施工方便等优势,是适用于高烈度地震区大跨桥梁的一种新型结构形式。本文对波形钢腹板组合梁刚构桥墩梁结合部以及墩顶位置组合梁负弯矩区的受力性能进行了试验研究。试验表明,此类墩-梁固结节点具有良好的承载力、刚度、耗能能力、延性以及变形恢复能力,抗震性能良好;波形钢腹板组合梁负弯矩区开裂荷载较高,裂缝分布较均匀,抗剪连接件性能可靠,正应力横向分布均匀。同时,还分析了腹板内衬混凝土对截面正应变分布的影响以及波形钢腹板在不同荷载水平下对组合梁抗剪强度的贡献,并建议了波形钢腹板在节点区混凝土内的锚固深度。     

装配式波形钢腹板工字型组合梁试设计

结合工程实例,对一种新型的波形钢腹板工字型组合梁结构进行了分析,提出了改善组合结构墩顶负弯矩区混凝土桥面板受力性能的方法,并简要介绍了装配式波形钢腹板工字型组合梁的施工过程,指出了装配式波形钢腹板工字型组合梁在实际应用中的优势。     

波形钢腹板-混凝土组合桥梁研究的新进展

阐述了波形钢腹板PC箱梁桥的结构特点,概括了国内外在波形钢腹板箱梁偏载作用下力学性能研究、箱梁弯曲承载能力研究、钢腹板与顶底板混凝土连接形式研究、波形钢腹板稳定性研究及体外预应力筋的参数分析等方面的研究现状.给出了部分国内外此类桥梁一览表,归纳了波形钢腹板混凝土组合桥梁的最新桥型发展趋势,最后指出了波形钢腹板-混凝土组合桥梁需进一步深入研究的方向.     

波形钢腹板工字组合梁桥设计与结构分析

波纹钢腹板桥梁是一种新型的桥梁结构形式,因其受力合理、施工方便、经济指标好,具有很好的发展前景,但国内已有工程实践均集中于波形钢腹板预应力钢筋混凝土组合梁桥,对波形钢腹板工字组合梁桥应用较少,波形钢腹板工字组合梁桥装配化程度更高,设计施工更加简便,适用于30～60 m中小跨径。结合飞云江大桥设计,介绍了波形钢腹板工字组合梁桥的整体设计,包括波形钢腹板型号的选取、构造设计和材料选择,并重点阐述了波形钢腹板工字组合梁桥设计与计算分析。     

泸定大渡河特大悬索桥索塔横梁波形钢腹板施工技术

波形钢腹板PC组合箱梁已广泛应用于现代桥梁工程中,较之传统PC箱梁,钢-混凝土组合箱梁具有梁体自重轻、施工周期短、造价低、外观优美等优点。借鉴波形钢腹板PC箱梁桥的应用经验,泸定大渡河特大桥工程创新采用钢-混凝土组合结构箱形索塔横梁,是国内首次将波形钢腹板用于大跨度悬索桥索塔横梁中。结合本工程施工经验,介绍了索塔横梁中巨型波形钢腹板综合施工技术,包括波形钢腹板的大板压型、钢构件工厂拼焊、焊接应力消除、现场高空大风环境下的吊装与焊接工艺、波形钢腹板涂装工艺等。     

钢-混凝土组合桥梁研究及应用新进展

钢-混凝土组合结构具有良好的力学性能和施工性能,采用组合技术建造桥梁能够产生很高的综合经济效益,近年来国内外的有关研究和工程应用越来越多。本文对钢-混凝土组合桥梁的研究及应用现状进行了简要介绍,其中包括控制混凝土开裂的技术措施、钢管混凝土在桥梁中的应用以及常用组合梁桥的典型构造形式等。最后,介绍了组合桥梁的部分技术创新成果和最新发展趋势。     

装配式钢管混凝土组合框架的抗震性能试验研究

圆形或方形钢管混凝土柱与钢梁通过单边高强螺栓和适宜端板连接组成框架,通过钢筋桁架混凝土组合楼板形成了新型装配式组合框架。为了解装配式钢管混凝土组合框架在地震作用下的抗震性能和受力机理,进行了2榀两层单跨钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁通过单边高强度螺栓和平齐或外伸端板连接形成的组合框架的水平低周反复荷载试验,研究了柱截面形式和端板连接类型对组合框架破坏形式和抗震性能的影响。详细地观察了此类组合框架在水平低周反复荷载作用下的受力全过程和楼板裂缝发展规律,得到了此类结构的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律、延性、耗能能力等抗震性能指标。试验结果表明,单边螺栓端板连接装配式钢管混凝土组合框架结构具有良好的滞回性能和耗能能力,延性系数μ为2.13~4.28,能量耗散系数E为0.652~0.90。在柱截面含钢率相同条件下,圆钢管混凝土组合框架的承载力小于方钢管混凝土组合框架,其延性、耗能性能优于方钢管混凝土组合框架。研究成果将为我国装配式钢管混凝土组合框架设计理论与应用提供科学依据。     

三跨连续波形钢腹板箱梁桥力学特性研究

伴随着桥梁跨度的增加,减轻桥梁自重变得越来越重要。波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥作为一种新型钢混组合结构,它充分利用混凝土和波形钢腹板的材料优点,有效降低了自重,提高了桥梁的跨越能力。文章以某三跨连续波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥为工程背景,对波形钢腹板和预应力体系的构造特征进行了介绍,并且借助桥梁工程软件迈达斯对其进行建模,对该类桥梁的力学特性计算分析。主梁中混凝土顶板和底板主要承担弯矩,而波形腹板主要承受剪力。通过建立模型来模拟卫河大桥成桥后的受力状态,并进行了顶底板正应力验算,钢腹板剪切屈曲验算以及竖向挠度验算。     

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.     

30m波形钢腹板箱梁桥设计与计算

波形钢腹板组合箱梁桥是一种新型的组合梁桥,它采用波形钢腹板代替原有的混凝土腹板,相比与传统的混凝土箱梁桥,它具有减轻箱梁自重,提高预应力效率和简化施工步骤等优点,具有很高的研究价值。文章针对一座30m跨径的波形钢腹板箱梁桥,确定梁高、预应力、荷载情况,采用Midas civil桥梁应用软件进行桥梁模型构造,并通过软件对桥梁模型进行力学特性计算分析,设计出合理的梁桥。再通过手算,验算设计桥梁波形钢腹板屈曲安全性和桥梁极限荷载剪应力。最终得到30m波形钢腹板组合箱梁桥的设计方案,并总结分析波形钢腹板箱梁桥的应用前景。     

南昌市朝阳大桥通航孔桥主梁设计特点及关键技术

南昌市朝阳大桥为国内第一座主梁采用波形钢腹板混凝土组合箱梁的多塔斜拉桥。主要介绍在设计过程中,针对主梁的结构布置特点、受力要求,结合全桥施工方案,提出包含波形钢腹板结构、斜拉索锚固及挂篮施工的设计方案。可对今后波形钢腹板混凝土组合梁桥的设计有一定借鉴意义。     

基于异部平行法施工的桥梁监控研究

波形钢腹板组合结构桥梁的施工监控是保证桥梁成桥后正常运营的重要阶段,考虑到波形钢腹板组合结构桥梁的结构复杂性,依托工程对波形钢腹板、内衬混凝土以及钢混结合部的应力进行了有限元分析,借助分析结果进行应力测点的布设,随时监控桥梁应力情况,保证桥梁顺利完工。     

钢混组合桥梁施工、检测与养护技术

我国钢混组合桥梁在工程中的应用逐渐增多,获得了日新月异的发展,但在设计、应用和养护等方面还存在一些问题。论文结合钢板组合梁、钢箱组合梁、波形钢腹板组合梁等多种组合桥梁的结构特点,从施工、检测和养护管理等方面进行了系统性研究,提出了建设和运营维护期内的关键控制技术。     

公路新型钢底板和波形腹板连续组合梁桥方案设计

钢底板和波形腹板连续组合梁桥具有结构轻型、跨中正弯矩区域无需配置预应力索、中间支座负弯矩区域可以在钢底板上铺设混凝土加强底板、无腹板开裂问题和施工简易快捷等突出优点。文章结合(62+105+62) m公路钢底板和波形腹板连续组合梁桥方案设计,研究确定梁高变化和钢底板、波形钢腹板、混凝土桥面板等的厚度,预应力索配置。根据公路桥涵设计规范,利用Midas/Civil有限元软件,计算分析桥梁承载能力极限状态和正常使用极限状态在荷载组合作用下的应力、内力和变形并进行结构验算。同时,将桥梁方案与原设计同等跨度与宽度的预应力混凝土连续梁桥方案进行性能、材料用量和施工特点等方面的比较,结果表明钢底板和波形腹板连续组合梁桥具有较大优势。     

大跨度波形钢腹板PC组合梁桥设计与分析

波形钢腹板PC组合箱梁桥由于其上部结构较轻,当其应用于大跨度梁桥时往往具有良好的经济效益。文章结合某主跨130m变截面波形钢腹板PC组合箱梁桥工程实例,介绍了大跨度波形钢腹板PC组合梁桥主梁结构、预应力体系、波形钢腹板设计、抗剪连接件的设计,并结合该桥特点,在主梁墩顶位置处建立了空间有限元模型,对该位置处的混凝土及波形钢腹板应力进行了分析,为波形钢腹板PC组合箱梁在大跨度梁桥中的应用提供一定的参考意义。     

大跨度宽幅波形钢腹板组合连续箱梁0号块支架设计

波形钢腹板组合箱梁是一种钢-混凝土组合结构,由波形钢腹板代替混凝土箱梁腹板,形成整体受力的箱梁,充分利用了混凝土抗压、波形钢腹板抗剪屈服强度高的优点,是一种经济、合理、高效的桥梁结构。以一处大跨度宽幅波形钢腹板组合连续箱梁0号块支架设计为例,阐述该支架设计要点。     

公路新型钢底板和波形腹板连续组合梁桥方案设计

钢底板和波形腹板连续组合梁桥具有结构轻型、跨中正弯矩区域无需配置预应力索、中间支座负弯矩区域可以在钢底板上铺设混凝土加强底板、无腹板开裂问题和施工简易快捷等突出优点。文章结合(62+105+62) m公路钢底板和波形腹板连续组合梁桥方案设计,研究确定梁高变化和钢底板、波形钢腹板、混凝土桥面板等的厚度和预应力索配置。根据公路桥涵设计规范,利用Midas/Civil有限元软件,计算分析桥梁承载能力极限状态和正常使用极限状态在荷载组合作用下的应力、内力和变形,并进行结构验算。同时,将桥梁方案与原设计同等跨度与宽度的预应力混凝土连续梁桥方案进行性能、材料用量和施工特点等方面的比较,结果表明钢底板和波形腹板连续组合梁桥具有较大优势。     

某3×30m钢板组合梁桥计算分析

钢板组合梁桥是一种新兴的钢-混组合结构桥梁,其结构形式为顶板为混凝土结构,下部为工字钢。在混凝土顶板发生徐变、收缩时,钢腹板可自由伸缩。文章以某30m工字钢五主梁组合梁桥为设计背景,介绍了钢板组合梁桥的构造特征以及优势,并且借助桥梁工程计算软件迈达斯对其进行数值建模,对该类桥梁的力学特性进行计算分析,结果表明,主梁的弯曲应力主要由混凝土顶板承受,而剪应力主要由工字钢腹板承受;模拟成桥后的受力状态,进行了顶板正应力验算,抗剪连接件的设计验算,以及竖向挠度验算。