钢混组合连续梁负弯矩区桥面板设计方法研究

钢混组合梁桥设计关键点之一是能否有效抑制负弯矩区桥面板开裂,若设计不当会造成极大的安全隐患。本文以北京市京雄高速公路中一跨径为40+60+40m的钢混组合梁为研究背景,采用Midas Civil软件建立三维杆单元有限元模型,对负弯矩区采取不同施工方法,定量比较中支点处混凝土桥面板及钢箱梁的应力差异,定性分析不同设计方法的施工适用性及优缺点。最后提出采用后浇筑中支点混凝土桥面板以及施加中支点强迫位移的组合方法,在提高中支点桥面板压应力储备的同时优化其预应力钢束用量。     

钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板徐变效应研究

针对混凝土徐变易引起钢-混组合连续梁桥负弯矩区混凝土桥面板开裂问题,运用Midas/Civil建立6×85m港珠澳大桥钢-混组合连续梁桥有限元模型,分析负弯矩区混凝土桥面板徐变对主梁结构影响的规律。结果表明:混凝土徐变作用下,成桥前3年负弯矩区混凝土桥面板压应力下降较快,10年时最大压应力为-3.2 MPa;成桥10年边跨主梁最大挠度为-17.67mm,其中前3年主梁变形达到93.04%。说明徐变对港珠澳大桥钢-混组合梁桥成桥前3年影响最为显著,成桥10年内负弯矩区混凝土桥面板一直处于受压状态。     

钢-混结合连续梁墩顶负弯矩区应力控制措施研究

采用TDVRMV8i建立钢-混结合连续梁有限元模型,对比分析其墩顶负弯矩区桥面板分别采用普通钢筋混凝土和预应力混凝土2种材料,以及桥梁顶推到位后先浇筑墩顶负弯矩区桥面板和先浇筑跨中桥面板2种施工顺序对钢-混结合连续梁成桥后墩顶负弯矩区钢箱梁和桥面板受力的影响情况。结果表明:钢-混结合连续梁墩顶负弯矩区桥面板采用预应力混凝土并采用先浇筑跨中桥面板法施工较为合理。     

钢-混组合梁桥负弯矩区裂缝控制研究综述

钢-混组合连续梁桥负弯矩区存在混凝土板受拉、钢梁受压的不利区域。尤其是混凝土板的开裂会造成钢筋锈蚀、刚度降低的严重问题。为保障组合结构桥梁的安全与耐久性,在钢-混组合连续桥梁的设计与施工中,需对组合梁负弯矩区混凝土板的裂缝进行控制。文中从组合梁桥负弯矩区混凝土板的开裂机理,裂缝宽度影响因素以及裂缝控制措施三方面进行综述。希望能对组合梁桥负弯矩区混凝土的裂缝控制有所帮助。     

简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区设计及工程应用

以国内某座简支转连续钢-混组合梁桥为依托,提出了一种简支转连续结构负弯矩区构造设计方案。采用有限元分析和实桥试验相结合的方法,对简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区的受力性能进行分析,验证了该构造设计的可行性,最后就负弯矩区改善开裂的措施进行了探讨。研究结果表明,对于钢-混组合连续梁桥,简支转连续的施工方法与焊接连续施工方法相比,可减小墩顶负弯矩;承载能力极限状态时,负弯矩区混凝土最大裂缝宽度满足规范要求;桥面板钢筋直径以及混凝土自身力学特性是影响负弯矩区开裂的关键因素,适当加大桥面板钢筋直径、采用超高性能混凝土可以有效减小简支转连续钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土的开裂;顶升支座法可以在一定程度上减小墩顶负弯矩,对控制开裂有利。     

钢-混凝土叠合梁桥成桥新方案

为改善钢-混凝土叠合梁桥成桥内力,节省材料用量,本文提出一种成桥新方案。全文以(32+63+32)m三跨钢混叠合梁桥为例,建立有限元模型,通过对比各成桥方案的位移和应力计算结果,得出中跨跨中部分制作段采用带预制桥面板的叠合梁方式吊装,这样能使上缘桥面板储备一定的纵向压应力,从而抵消混凝土收缩徐变、温度梯度及中墩墩顶负弯矩短束锚固端产生的桥面板纵向拉应力,省去桥面板通长钢束的设置。新方案较现有钢-混凝土叠合梁桥成桥方案预应力钢束的用量显著降低,且施工方便。在新方案基础上,本文又进一步优化钢-混凝土叠合梁桥构造,将中跨跨中部分钢梁采用开口断面,从而达到节省钢材用量和改善闭口封闭断面检查维护困难的问题。     

钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板抗裂措施

大广高速某跨线桥为40+43m两跨组合连续箱梁桥,支点负弯矩区桥面板容易开裂,采用支点顶升回落的施工工艺使桥面板获得足够的压应力储备,以提高桥面板的抗裂性能。支点顶升合理高度的确定是施工中面临的重要问题。采用Midas/Civil有限元软件,通过建立全桥空间有限元模型,模拟支点顶升与回落施工过程,在保证施工安全的同时,获得合理支点顶升高度。结果表明:合理顶升高度为28cm,负弯矩区桥面板最大压应力储备为-7.9 MPa,满足桥面板的抗裂要求。     

钢-混组合梁负弯矩区抗阻裂设计探析

钢-混组合梁作为近年来逐步推广的结构形式,可充分利用钢材的抗拉性能、混凝土的抗压性能,具有良好的技术经济优势。对于连续梁,支点附近截面在负弯矩作用下,混凝土桥面板处于受拉状态,其抗裂性能是控制组合梁受力性能的关键部位。通过有限元模型,对两种常用的抗阻裂方式进行计算分析,即分节段浇筑桥面板混凝土、桥面板张拉预应力钢束。首先,对分节段浇筑的桥面板内力及裂缝宽度进行计算,提出工程实践中适宜的分段范围,并计算分析了预应力混凝土桥面板的内力变化及应力水平;其次,对两种方式的技术经济性进行了综合比较。通过以上分析探究,明确了两种抗阻裂方式的优缺点。     

钢-混组合连续梁桥墩顶应力计算研究

基于有限元分析,对某4跨钢-混组合连续梁桥进行混凝土面板与钢梁的3个不同建模形式进行分析,对比规范要求的不同建模形式下墩顶负弯矩区混凝土面板钢筋应力与钢梁应力的变化关系.研究结果表明:将开裂区钢筋等效为混凝土,与钢梁形成组合截面的建模形式计算得到的钢筋换算应力与钢梁应力均适中,所以推荐采用该种建模方式进行计算;此外在偏...     

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。     

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。     

钢-ECC组合梁负弯矩区受弯性能试验研究

纤维增强水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composite,ECC）具有高延展性以及受拉刚化特点,应用于组合梁桥的负弯矩区时可有效减少桥面板的受拉开裂。完成了2根钢-ECC组合梁和1根钢-混凝土组合梁对比构件在负弯矩作用下的静力加载试验,通过试验研究了不同配筋率的ECC对结构受力性能特别是抗裂性的影响。试验研究表明：在负弯矩作用下,钢-ECC组合梁的刚度较钢-混凝土组合梁明显提高|由于ECC翼板的抗拉作用导致截面中和轴上升,钢梁受压区增大,构件延性有所降低|钢-ECC组合梁可有效提高结构的开裂荷载并减小裂缝宽度,提高配筋率有利于进一步减少ECC翼板的裂缝宽度。提出了钢-ECC组合梁的承载力与开裂荷载的计算方法,提供了挠度分析的方法和裂缝宽度的基本模型。     

三跨钢—混组合连续梁桥桥面混凝土抗裂研究

结合工程设计实践,综合分析了影响钢—混组合连续梁桥混凝土拉应力的主要因素,对桥梁负弯矩段桥面板抗裂措施作了研究,并比较了多种控制混凝土拉应力的工程措施,为类似工程的设计提供可供选择的建议。     

部分预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度试验研究

本文根据18根部分预应力钢-混凝土组合梁负弯矩区的受力性能试验研究结果,探讨了负弯矩区裂缝产生与发展的规律。试验表明,影响裂缝宽度的主要因素为负弯矩区综合力比Rp、剪力连接件间距p和钢梁与混凝土板的相对高度比hs/hc:Rp和hs/hc越小,裂缝宽度越大;p越小,裂缝宽度越小。根据试验结果,本文建立了部分预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度的经验计算公式,形式上与现行的混凝土结构设计规范建议的受弯构件裂缝宽度计算公式统一。     

钢-混凝土双面组合连续梁截面刚度试验研究

钢-混凝土组合梁是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构。当采用钢-混凝土组合连续梁时,负弯矩区会出现钢梁受压、混凝土翼板受拉的不利情况,使混凝土桥面板因承受较大拉应力而开裂,引起钢筋及钢梁腐蚀等严重问题,进而影响结构的承载能力和耐久性。而钢-混凝土双面组合梁能够很好地改善单面组合梁的这种不利受力状态。采用简化计算方法对双面组合梁截面刚度进行了计算,并与试验实测值进行了对比分析。     

铁路大跨长联连续梁桥的合龙顺序分析

多跨连续梁桥由于跨数多对应较多的合龙顺序,以在建京沈客专潮白河特大桥跨潮白河河道(60+4×106+60) m连续梁为工程背景,采用有限元软件Midas Civil建立有限元模型,分别计算不同合龙顺序对施工阶段中成桥累计位移和成桥内力的影响。研究结果显示,不同合龙顺序对于多跨连续梁桥成桥累计位移的影响显著,对成桥上下缘应力的影响不大。     

钢-混凝土-ECC组合梁受弯性能试验研究与有限元分析

为解决连续组合梁桥负弯矩区桥面板易于开裂的问题,提出了适用于连续组合梁桥负弯矩区的钢-混凝土-ECC组合桥面结构,将表面一定厚度的混凝土替换为混杂纤维ECC,提高连续组合梁桥负弯矩区耐久性。设计并完成了2根钢-混凝土-ECC组合梁和1根钢-混凝土组合梁的静力单调加载试验。结果表明：在纵向配筋相同的情况下,ECC组合桥面结构的屈服荷载和极限荷载高于传统组合结构的,开裂荷载远高于传统组合结构的,且裂缝数量减少、宽度减小。基于试验数据,对GB 50017—2017《钢结构设计标准》中组合梁负弯矩受弯承载力计算方法进行了修正并验证,计算值与试验值吻合良好。利用ABAQUS软件建立了钢-混凝土-ECC组合桥面结构有限元模型,进行试验模拟和参数分析,研究发现ECC厚度增加对各项指标提升效率呈下降趋势;配筋率与各项指标成正比;在短期荷载作用下,2层配筋的组合梁开裂荷载与3层配筋的组合梁接近,但屈服荷载和极限荷载有明显提高。     

钢-混连续叠合梁中墩负弯矩处理方法研究

钢-混连续叠合梁的设计和施工要点是控制中墩负弯矩区桥面板混凝土开裂.简要介绍了多种钢-混连续叠合梁负弯矩处理方法,在工程中采用midas软件模拟张拉预应力钢束和调整支点标高法来控制桥面板开裂,为后续钢—混凝土叠合梁桥的设计和施工提供参考.     

钢-混凝土组合梁桥预应力设计分析

通过对钢-混凝土组合梁桥的设计施工和混凝土桥面板预加力的研究,提出了通过调整混凝土浇筑顺序、运用支座位移法、张拉预应力钢束等技术措施来提高混凝土桥面板压应力存储有效性的方法,得出了综合运用多种技术措施能取得更好效果的结论;运用ANSYS软件计算分析了钢-混凝土组合梁,并在其设计、施工和构造方面提出了建议和措施。     

公路组合桥面下承钢桁梁桥减小横梁水平弯曲措施优化

对于宽幅大跨钢桁梁桥,由于桥面系参与主桁共同作用,虽然横梁的水平弯矩较竖向弯矩小的多,但是由于其面外刚度较小,横梁水平弯曲应力较大。因此,需要研究减小共同作用的方法。文章针对90 m公路组合桥面简支钢桁梁桥,采用Midas/Civil建立全桥模型进行计算分析,桥面板采用板单元模拟,其余采用梁单元模拟。试算对比三种施工措施:第一种为常规施工顺序即先架设钢梁,后浇筑混凝土桥面板,最后完成桥面铺装;第二种为预先留出跨中节间的纵梁和桥面板,先安装其余节间的纵梁并浇筑混凝土桥面板,后连接跨中节间纵梁,并浇筑混凝土桥面板,最后完成桥面铺装;第三种为架设钢梁时先将纵梁和横梁初拧,然后浇筑混凝土桥面板,接着将纵梁和横梁终拧,最后完成桥面铺装。详细计算分析上述3种施工措施的主桁杆件和横梁受力,重点对比横梁水平弯曲应力,由此确定减小桥面系与主桁共同作用的有效方法。