混凝土桥面板对公路铁路两用桁梁斜拉桥受力影响

公路铁路两用桥是混凝土公路桥面板与钢桁架相结合的板桁共同作用的组合结构。通过对某公路铁路两用桁梁斜拉桥进行空间有限元计算分析,探讨了混凝土桥面板体系对结构受力性能的影响和混凝土桥面板徐变的影响,并通过与钢桥面板比较,证明了混凝土桥面板的优越性。     

钢-钢纤维混凝土组合桥面板轴拉性能试验研究

针对上承式板桁组合桁梁桥中普通混凝土桥面板抗裂性能差的问题,提出了钢-钢纤维混凝土组合桥面板。为研究该组合桥面板的轴拉力学性能、抗裂性能,设计了3种不同形式桥面板的轴拉性能对比试验,包括纯钢纤维混凝土桥面板、平钢板-钢纤维混凝土组合桥面板及球扁钢肋加劲的钢-钢纤维混凝土组合桥面板。测试了钢纤维混凝土初始开裂荷载、裂缝随轴向拉力的变化、桥面板的变形、承载力等。结果表明:采用钢纤维混凝土的桥面板在轴向拉力作用下,混凝土开裂特征为多条细微裂缝,与常规的混凝土板开裂特征不同;纯钢纤维混凝土桥面板在轴向拉力作用下的破坏形态为桥面板中的纵向钢筋在连接处破坏,平钢板-钢纤维混凝土组合桥面板及球扁钢肋加劲的钢-钢纤维混凝土组合桥面板的破坏形式为钢板屈服。不同形式的桥面板在正常使用状态下的受力性能各不相同,总体上随着底部钢板面积的增加,桥面板的受力性能更加优异;当纵向钢筋应力水平为100 MPa时,平钢板-钢纤维混凝土组合桥面板和球扁钢肋加劲的钢-钢纤维混凝土组合桥面板所承载的轴拉力分别是纯钢纤维混凝土桥面板的4倍和6.7倍。     

大跨度宽幅斜拉桥组合梁精细化受力分析研究

以宜宾盐坪坝长江大桥为例,采用WisePlus空间有限元分析软件建立该桥梁空间网格模型进行了模拟计算,分析了大跨度宽桥面斜拉桥组合梁的受力特点。研究表明:宽桥面组合梁的剪力滞效应明显;小纵梁的设置有利于改善混凝土桥面板横向受力,对钢横梁受力影响小;梯度温差、汽车荷载等作用对混凝土桥面板横向受力不利;钢横梁与主纵梁采用高强螺栓连接,钢横梁横向分析时可以采用两端简支模拟边界条件。     

钢-混凝土组合连续梁桥负弯矩区受力改善措施对比

钢-混凝土组合连续梁在负弯矩区桥面板易开裂,影响其刚度和耐久性。为研究改善负弯矩区受力性能的措施,文章以某(33+44+33) m钢-混凝土组合连续梁桥为研究对象,采用Midas/civil软件建立全桥梁单元模型,模拟该桥施工过程。分别采用桥面板整体浇筑、改变混凝土浇筑顺序、支点强迫位移、预压等施工方法,计算四种施工方法下施工阶段钢梁应力、成桥阶段混凝土桥面板应力和混凝土裂缝宽度。结果表明:桥面板整体浇筑、改变混凝土浇筑顺序两种方法在施工过程中钢梁应力较小,但成桥后负弯矩区混凝土桥面板受拉,裂缝宽度较大。支点强迫位移和预压两种方法在施工过程中钢梁应力较大,但在成桥后使负弯矩区混凝土桥面板受压,并能减小其裂缝宽度。     

大跨径预应力混凝土斜拉桥主梁节段模型的研究

梁是斜拉桥的关键部位,在轴力、弯矩、剪力和扭矩作用下其受力非常复杂,一般的平面及空间杆系分析很难反映其实际的应力分布。描述分离式双主肋断面主梁斜拉桥的受力特点以及1∶3的主梁节段模型设计和试验方案。在试验研究和空间有限元分析的基础上,给出了在预应力、索力及桥面荷载作用下主梁混凝土的应力分布试验测试值和有限元分析值,得到了主梁节段模型的开裂荷载和极限荷载,并研究了主梁在预应力作用下混凝土桥面板上缘应力的分布及传递角度。本文的研究成果与美国规范相比较偏于安全,可作为该类主梁截面有效分布宽度的计算依据。     

高速铁路大跨度连续梁拱横向计算分析

合安高速铁路花岗特大桥是合安高速铁路工程的一部分,为预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱组合结构,横向为单箱双室箱形截面。本桥全长361.6 m,桥面宽14.2 m。根据横向受力方式的不同,将计算分析分为普通截面和吊杆截面,采用有限元设计软件桥梁博士对普通截面和吊杆截面进行横向受力分析,根据计算结果进行配筋及截面设计优化。     

矮塔斜拉桥索梁锚固区空间有限元分析

以某三跨矮塔斜拉桥为背景工程,应用有限元分析程序ANSYS,对双边箱形主梁节段建立了有限元模型,分析箱形主梁在自重、索力和预应力作用下成桥阶段的空间应力效应,研究分析此类预应力混凝土双边箱形主梁截面的应力分布特点.同时分析了锚固区空间应力分布的基本情况.研究结果可供同类斜拉桥索梁锚固区的设计和施工参考.     

桁架格构式支撑装置在桥面板加固中的应用

与主梁梁肋相比,桥面板一般较薄,由于桥面铺装和防水层的损坏以及渗漏水作用,在水侵蚀、碳化及活载作用下,混凝土桥面板易发生开裂、破损等病害.北京市三环路某T梁桥桥面板严重开裂,病害呈现不断恶化发展趋势,桥面板局部碎裂危及桥梁结构及行车安全.本文依据桥梁试验检测结果,分析病害发生原因,采用格构式钢桁架支撑装置进行桥面板抢修加固,改善了桥面板受力状态,加强了主梁之间横向联系,确保了桥面板大修实施前桥梁结构与桥面行车安全.同时,更为桥面板大修赢得了时间,取得了良好的经济与社会效益.本文所述抢修加固措施可为今后此类桥梁加固设计提供参考.     

不同龄期混凝土收缩徐变对三塔结合梁斜拉桥的影响

为了研究混凝土桥面板收缩徐变效应对三塔结合梁斜拉桥的影响,以武汉二七长江大桥为工程背景,采用桥梁专业软件MIDAS/CIVIL,考虑不同龄期的混凝土板,建立全桥有限元模型,分析了三塔结合梁斜拉桥在收缩徐变影响下挠度及应力的变化。结果表明:混凝土的收缩徐变引起二七长江大桥主跨挠度增加7.6 cm,塔顶水平位移增大5.6 cm,同时也使钢主梁拉应力增加10.9 MPa,混凝土板压应力减小0.6 MPa。混凝土加载龄期越长,对三塔结合梁斜拉桥挠度和应力的影响越小,并在混凝土龄期达到180 d后对斜拉桥的影响趋于稳定。     

组合拱桥混凝土桥面板有效宽度研究

用于拱桥结构中的钢与混凝土组合梁,由于剪力滞效应的存在,同一截面上的混凝土桥面板不能完全相同地参与组合梁的受力。现行的设计规范中没有有关拱桥中组合梁混凝土桥面板有效宽度的规定,这对按梁格法分析组合拱桥的受力带来一定困难。本文结合对一带有连续组合梁的多跨拱桥进行的受力计算,研究了混凝土桥面板的应力在横桥向的分布规律,分析了混凝土桥面板有效分布宽度在纵桥向的变化情况,并讨论了荷载和结构细节变化对混凝土桥面板有效宽度的影响程度。     

混凝土桥梁几个基本计算及设计问题的再认识

本文深入讨论了桥梁结构的指标应力、混凝土箱梁及钢砼结合梁的分析方法、大跨径预应力混凝土梁桥的开裂下挠问题及体外预应力加固方式、主动利用体外预应力钢束提高箱梁结构的抗裂性等几个混凝土桥梁的基本计算与设计方面的问题,指出了目前结构分析与配筋方法的缺失和缺陷,希望对桥梁结构的空间受力特征以及配筋方法的本质有较完整和深入的揭示,以为我国桥梁结构的设计更精细、更完善,促进桥梁结构的工程安全与耐久提供有益建议     

大跨变截面波形钢腹板箱梁横向受力分析

为研究大跨变截面波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁顶板在车轮局部荷载作用下的横向受力问题,结合2座桥例,分别建立全桥实体有限元模型;选择纵向3个典型截面,建立与之匹配和考虑有效分布宽度的平面框架模型;依据实体模型中顶板控制截面的横向应力影响线进行空间实体模型和平面框架模型的横向最不利加载,获得控制截面的最大横向拉应力及其沿纵向的变化规律,并对比了2种模型的计算结果。结果表明:对于顶板悬臂根部截面和腹板内侧截面,框架法与实体有限元法计算结果吻合良好;对于顶板跨中截面,腹板间距较大时,框架法的计算值偏于保守,设计中需对框架法的计算值进行适当折减;随着加载位置由跨中向支点移动,顶板跨中截面的横向应力峰值逐渐减小,悬臂根部截面和腹板内侧截面的横向应力峰值有增大趋势;有无横隔板对桥面板的横向受力影响很小,顶板跨中截面的横向应力值随波形钢腹板线刚度的增加线性减小。     

哈尔滨松花江大桥索塔钢锚梁焊接变形的控制措施

哈尔滨松花江大桥为独塔双索面钢斜拉桥,斜拉索在主塔上半段采用钢锚梁进行锚固,因此,钢锚梁承力板是本桥索塔重要受力构件.索塔钢锚梁采用焊接箱形结构设计,大多为厚板,要求开坡口焊接.由于焊接是一个不均匀的加热和冷却过程,桥梁钢结构制作过程中不可避免地产生焊接应力和焊接变形.因此,钢锚梁承力板与锚垫板之间连接面的角度控制成为...     

枝城长江公铁两用桥正交异性板架设关键技术

枝城长江大桥为公铁两用钢桁架桥梁,公路桥桥面板病害严重,行车道板与纵向钢梁呈大量脱空状态,桥面行车产生较大扰动。本次维修拆除原公路桥混凝土桥面板,安装正交异性钢桥面板。采用MIDAS建模计算,分析新桥面板安装过程托架和纵梁的受力情况。介绍新桥面板的架设方案、方法,详细阐述架设设备选型和设计、架设精度控制、线形控制方法。     

预制组合箱梁节段混凝土收缩自应力分析

为了解预制组合箱梁节段中混凝土收缩对梁体各个部位受力性能产生的影响,结合一具体工程建立了组合箱梁的板壳—实体有限元混合模型,详细计算分析了预制组合梁节段在混凝土收缩作用下的受力情况,得到在混凝土收缩效应作用下组合箱梁中混凝土产生一定程度的拉应力,钢梁产生一定程度的压应力,应力分布规律复杂。进一步比较分析了混凝土板厚、钢梁底板厚度、预制混凝土桥面板宽度、预制节段长度等参数变化下混凝土收缩对组合梁桥受力的影响,得到预制节段长度对混凝土纵桥向应力影响显著,在斜拉桥中减少组合梁纵桥向节段长度能够有效减少混凝土的纵桥向收缩拉应力。     

单箱多室波形钢腹板PC组合箱梁节段悬浇施工技术

波形钢腹板PC组合箱梁桥因将钢材的力学特性良好的应用于混凝土结构中,使得该型桥梁具有结构轻量化、预应力效率高、腹板抗剪强度大、造型美观等优点,从而得到了广泛的应用。该桥独特的组合结构使各构件受力清晰,这也充分发挥了材料的应力特性。同时,避免了传统全截面预应力混凝土桥梁腹板易产生斜向裂纹和跨中挠度不断增大的缺点。针对波形钢腹板PC组合箱梁桥截面采用波形钢腹板及混凝土组合形式的特殊构造,其施工工序有别于常规全截面悬浇混凝土预应力箱梁桥施工。文章阐述了单箱多室波纹钢腹板PC组合箱梁悬臂段采用钢腹板预安装及横隔板异步施工技术达到高效快速施工的相关原理,并简要介绍了其施工工艺流程、技术可行性及操作要点。该技术有效缩短工期,优化施工工艺,取得较好的社会经济效益。     

结合梁斜拉桥剪力滞效应研究

以某一斜拉桥结合梁为实例,利用有限元软件ANSYS建立空间精细板壳有限元模型,分析研究了结合梁斜拉桥关键部位桥面板剪力滞效应。结果表明,索塔支座处及辅助墩墩顶处桥面板横向应力分布很不均匀,在辅助墩顶处剪滞效应最显著,其有效宽度比为0.6。建议设计时进行关键部位精细分析,以把握真实受力情况。     

组合桥面板混凝土收缩自应力分析

为了了解混凝土收缩对钢—混凝土组合桥面板受力性能的影响,本文通过对平钢板—混凝土组合板混凝土收缩自应力进行研究,通过建立板壳—实体有限元混合模型,计算分析钢板厚度、配筋率、构件理论厚度等各种参数变化下的钢—混组合结构的收缩自应力,提出该种形式下降低混凝土收缩自应力的优化措施。     

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%。     

正交异性钢-混凝土组合桥面板截面优化研究

为了比较正交异性钢-混凝土组合桥面板中各个截面参数对组合桥面板截面特性的影响,寻找较为合理的正交异性钢-混凝土组合桥面板的详细尺寸,计算推导了正交异性钢-混凝土组合桥面板的抗弯承载力表达式,分析了截面中不同混凝土厚度、钢板宽度等参数对承载力的影响,利用Matlab编写了计算程序并调用了优化工具箱,得到了不同跨径、不同梁高、不同应力限值下的合理截面尺寸。