高速铁路下承式系杆拱桥桥面形式的研究

通过有限元分析,对采用结合梁桥面和整体钢桥面两种桥面形式的下承式钢系杆拱桥的竖向刚度、系粱和拱肋的内力、桥面系统的内力和自振特性进行对比分析.计算结果表明:两种形式的竖向刚度基本上相等;系梁和拱肋的内力后者略优于前者,并且不均匀降温对前者更不利;端部横梁都存在较严重的应力集中,方案一对温度荷栽很敏感;日照引起的局部温差能较大的增加方案一混凝土桥面板的拉应力值;方案二的纵粱、加劲横梁和桥面板的组合应力都较低.提出整体钢桥面为适合于我国新建高速铁路下承式钢系杆拱桥的合理桥面形式.     

高速公路下承钢桁梁桥采用组合桥面和钢桥面的计算比较分析

下承式简支钢桁梁桥在工程中应用广泛。文章以某高速公路90 m跨度钢桁梁桥为研究对象,设计钢混组合桥面和钢桥面两种方案,采用Midas/Civil软件建立有限元模型,根据计算结果对比全桥整体变形,比较分析主桁杆件、组合桥面横梁、钢桥面横肋的应力,估算两种方案桥面板的重量。计算分析表明:两种方案变形、应力均满足要求,组合桥面经济性好、刚度更大、铺装便捷耐久,但桥面较重、施工复杂;钢桥面重量小、主桁受力更优、施工方便,但造价偏高,铺装困难、耐久性差。     

密布横梁体系整体钢桥面静载试验研究

结合厦深铁路榕江特大桥密布横梁体系整体钢桥面静载试验,对密布横梁体系的整体钢桥面的力学行为进行了研究；根据试验研究的目的,分别设置了五个荷载工况,并测试了试验模型各个构件的应力和模型的整体变形.通过对结果进行分析得到了如下结论:下弦杆承担了大部分第一体系下弦轴力；结构在各个荷载工况下实测应力均较小,结构应力单线加载比双线加载小,荷载作用于横梁(肋)间结构桥面板、加劲肋等局部响应比作用于横梁(肋)间小；结构在双线荷载作用下变形对称连续,最大竖向位移5mm左右.     

128m跨度系杆拱桥的分析研究

针对128 m跨度系杆拱桥方案,进行了整体受力情况、动力性能分析,同时对给出的6种拱脚构造细节进行了比较研究,得出以下结论:该桥式方案为刚性拱刚性系杆体系,它的第一阶振型为横弯,用钢量很小的撑杆和下平联斜撑对它的横向刚度影响很大;通过对提供的6种拱脚构造细节的应力分布情况分析可以看出,应力集中主要分布在系梁和拱肋交汇处截面变化的部位,应力集中影响最为严重的是系梁和拱肋交汇处的内角,该处分布着很大的拉应力,最易发生疲劳破坏;从应力分布情况、构造形式以及材料用量看,在运输条件允许的情况下,最优的拱脚构造细节方案是方案二。     

128 m跨度系杆拱桥的分析研究

针对128 m跨度系杆拱桥方案,进行了整体受力情况、动力性能分析,同时对给出的6种拱脚构造细节进行了比较研究,得出以下结论:该桥式方案为刚性拱刚性系杆体系,它的第一阶振型为横弯,用钢量很小的撑杆和下平联斜撑对它的横向刚度影响很大;通过对提供的6种拱脚构造细节的应力分布情况分析可以看出,应力集中主要分布在系梁和拱肋交汇处截面变化的部位,应力集中影响最为严重的是系梁和拱肋交汇处的内角,该处分布着很大的拉应力,最易发生疲劳破坏;从应力分布情况、构造形式以及材料用量看,在运输条件允许的情况下,最优的拱脚构造细节方案是方案二.     

系杆拱桥吊杆布置形式对比浅析

以一座大跨度钢系杆拱桥为工程背景,对不同吊杆布置形式下拱肋和系梁各关键截面的内力影响线进行了比较分析,对吊杆形式对结构竖向和横向刚度的影响作出评价,得出相对较优的吊杆布置形式.     

公路纵横梁组合桥面和密横梁组合桥面下承钢桁梁桥的计算对比

为研究不同组合桥面形式对钢桁梁桥力学性能的影响,文章以90 m跨度公路下承式组合桥面简支钢桁梁桥为研究对象,采用有限元数值模拟的方法,按纵横梁组合桥面和密横梁组合桥面分别建立整体有限元模型,计算对比分析两种组合桥面钢桁梁桥各项力学指标。研究表明:密横梁体系较纵横梁体系可有效减小桥梁活载挠度以及下弦杆和横梁正应力;密横梁体系混凝土桥面板表现为纵向和横向受力均相对不利;纵横梁体系桥梁较密横梁体系桥梁用钢量少,经济性较好。     

单拱肋结合梁组合拱桥稳定分析

以某单拱肋钢-混凝土结合板组合桥面系杆拱桥为工程背景,基于拱桥稳定性分析理论,采用有限元法,定量分析了桥梁施工全过程的稳定性,并系统分析了布载方式、矢跨比、钢主梁抗弯刚度、拱肋抗弯刚度、吊杆刚度等设计参数对该拱桥稳定安全系数的影响.研究结果表明:在结构体系转换过程中,稳定安全系数有明显的降低;布载方式对该桥稳定性影响不大;系杆拱桥的面内稳定性随着钢主梁的面内抗弯刚度的增加而增加;拱肋抗弯刚度的增加,可有效地增加单索面系杆拱桥的稳定性;面外稳定安全系数随着吊杆刚度的增加而降低,而面内的稳定性则有所增加;混凝土桥面板对该类桥型稳定的贡献较小.     

单向预应力UHPC连续箱梁桥面体系优化设计研究

为方便布置体内预应力束和进一步改善桥面板受力状态,对大跨单向预应力UHPC (Ultra-high Performance Concrete)连续箱梁桥的桥面体系进行优化设计,提出新型正交异性UHPC矮肋板桥面体系方案。以广东省某桥为工程背景,进行了基于正交异性UHPC矮肋板桥面体系方案的UHPC箱梁结构试设计并开展相关的试验研究。结果表明：①与矩形桥面板方案相比,优化的正交异性UHPC箱梁矮肋板桥面体系自重可减少17.0%,并可在矮肋板纵肋处方便地布置体内束;与华夫桥面板方案相比,可在不明显增加桥面体系自重的前提下,大幅减小桥面板的纵向应力,降幅可达46.8%;②基于正交异性UHPC矮肋板桥面体系的UHPC箱梁方案试设计整体计算满足受力要求,桥面体系计算中标准组合作用下桥面板最大纵向拉应力2.66MPa,横隔板最大横向应力6.09MPa;③试验及计算结果表明,矮肋板试件初裂名义应力8.84MPa,抗裂设计名义应力限值10.70MPa,UHPC箱梁横隔板上弦板底面横向应力达到8.43MPa时仍处于线弹性受力阶段,表明试设计方案能满足设计要求。     

钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析

采用空间有限元程序,分析了钢管混凝土系杆拱桥的横向弹性稳定性,特别分析了风撑布置形式、风撑侧向刚度以及拱肋、系梁、横梁等刚度对桥梁稳定性的影响程度,以促进钢管混凝土系杆拱桥的研究。     

#br# 我国钢管混凝土拱桥应用现状与展望

共收集到截止2015年1月的已建和在建的钢管混凝土拱桥413座（跨径不小于50m）。统计分析表明,钢管混凝土拱桥在我国修建的数量不断增多、跨径不断增大。从行业分布来看,在公路、城市桥梁中的应用仍是主体,在铁路尤其是高速铁路中的应用不断增多。在结构体系方面,上承式、中承式、拱梁组合式、飞鸟式和下承式刚架系杆拱5大类,仍为主要应用的桥型,占总数的85%。在截面形式方面,以圆钢管混凝土为基本单元组成的单圆管、哑铃形和桁式是应用的主流。提篮拱被应用于各种桥型,尤其是大跨度铁路桥。无风撑拱主要应用于120m跨径以下的桥梁,且以斜靠拱和拱梁组合桥为主,截面多采用横向刚度较大的形式。拱肋的材料强度不断地提高,钢管以Q345钢为主,混凝土以C40、C50为主。虽然对桥面系强健性的重视在不断提高,然而强健性好的整体式和具有加劲纵梁的悬吊桥面系的应用还不够普及。钢管拱的架设方法仍以支架法、悬臂法和转体法3种为主,其中悬臂拼装法应用最多,适用跨径最大范围也最广。     

福厦铁路钢系杆拱桥有砟钢桥面防护体系设计与施工工艺研究

福厦铁路木兰溪及丘后特大桥128m钢系杆拱桥采用有砟正交异性钢桥面的结构形式,由于以前国内对铜桥面上的防腐、防水技术和材料方面没有进行系统研究,因此,联合铁道科学研究院金属及化学研究所,结合这两座桥,进行钢桥面防腐、防水试验研究,根据研究成果完成福厦铁路铜系杆拱桥正交异性钢桥面防护体系设计及施工工艺研究。     

Analytical calculation of internal forces in orthotropic plated bridge decks based on the slope-deflection method

Orthotropic plated bridge decks are highly sensitive to fatigue damage, due to the large amount of welded connections, the high patch loads and the large number of stress cycles they involve. For highway bridges, the stiffener web to deck plate weld is often the determining fatigue detail for the deck design. This paper develops a detailed analytical model for the stresses in this detail, using the slope-deflection method. It models a cross-section of the deck plate, but incorporates into it the influence of the horizontal and vertical stiffness of the entire orthotropic plate as well as the torsional rigidity of the longitudinal stiffeners. This calculation method allows for the determination of all internal forces of the determining cross-section of the bridge deck.     

钢管混凝土系杆拱桥设计及施工要点

介绍沂河大桥主孔60m＋90m＋60m三孔一联下承式钢管混凝土系扦拱及其主要构成部分──哑铃形钢管混凝土拱肋、预应力混凝土系梁、吊杆和梁面系。并根据该系扦拱桥的结构设计特点，提出其施工要点。     

CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥模型试验研究

碳纤维筋(CFRP)具有优良的物理力学性能,可作为钢管混凝土系杆拱桥中的吊索。一种CFRP筋的树脂封装型锚具也已开发,它可调整CFRP吊索索力大小,并有可能应用于CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥。本文的试验研究对钢管拱桥模型及钢管混凝土拱桥模型的受力与变形性能分别进行了测试与对比分析。在系梁施加预应力过程中,对CFRP吊索拉力、系梁与钢管拱的竖向挠曲变形及应力的变化进行了测试。与钢管混凝土拱桥相比,相近荷载作用下钢管拱桥吊索拉力较大,系梁的竖向变形较大,钢拱相应截面的压应力较大,系梁裂缝宽度较大。试验结果表明CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥的受力与变形性能较好,为CFRP吊索在系杆拱桥中的推广应用提供了一系列试验依据。     

斜交式斜靠系杆拱桥设计及研究

斜交式斜靠系杆拱桥是一种跨越能力较大、结构造型新颖独特、富有美感、应用在特定区域的城市景观桥梁结构形式。此类拱桥的特点是桥面系斜向布置,且组成拱肋的竖直拱和斜靠拱错位连接,具有明显的空间斜交效应。在总结、研发的基础上,以四道沙河大桥为例,对斜交式斜靠系杆拱桥的结构构造、受力特性、结构稳定性等进行全面的分析,并研究斜交角度对内力和稳定性的影响,为今后类似桥梁设计提供参考。     

拱肋倾角对刚性系杆拱桥受力性能的影响

采用MIDAS/Civil软件系统,以某跨度为96m的刚性系杆拱桥为例,分两种工况研究了该桥在恒载和恒载+活载作用下拱肋倾角变化对该体系桥梁受力性能的影响。研究结果表明:拱肋倾角变化对其自身变形、应力等受力性能影响较大,对结构动力特性及稳定性影响也较大,对系梁影响相对较小;研究表明:在跨度100m左右的刚性系杆拱桥中,设计时的拱肋倾角取值与施工过程中拱肋倾角偏差值应该控制在-3°～2°。研究结果可为同类型的桥梁设计与施工提供参考。     

大跨加劲弦钢桁梁桥减小桥面系共同作用技术措施研究

对跨度为(112 208 112)m宽幅加劲弦钢桁架梁桥的桥面系参与主桁架共同作用引起的横梁水平弯曲这一突出问题进行详细地分析,按照把纵梁和平纵联施工分为:随施工顺序同步连接、桥面板放置前连接和分段滞后连接等3种不同的方案,分别计算横梁水平弯曲应力和组合应力,并对计算结果进行比较,由此得出结论:纵梁和平纵联分段滞后连接方案为相对可行的施工方案。     

正交异性钢桥面板典型疲劳裂纹分类及其原因分析

正交异性钢桥面板的疲劳裂纹按照其产生的原因可分为两类:第一类由主应力引起,如纵肋对接焊接头部位;另一类由面外变形引起,如纵肋与面板焊接连接部位、纵肋与横肋交叉连接部位、腹板垂直加劲肋与面板焊接连接部位.这4种裂纹是迄今为止发现数量最多的裂纹.产生这些裂纹的原因分为外因和内因,外因就是反复作用的汽车活载,特别是超载车辆,...     

钢管混凝土拱桥现浇系梁支架设计与施工

结合某下承式钢管混凝土拱桥施工实例，介绍了采用贝雷组拼桁架作为系梁现浇施工支架的设计方法及施工技术，为同类桥梁支架设计和施工提供了参考。