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。     

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。     

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-混组合连续梁负弯矩区支座预顶升式预压力施加施工关键技术

本文介绍了一种采用支座预顶升法为钢-混组合结构桥梁墩顶负弯矩区预先施加压应力的施工方法,同时阐述了该方法的经济效益以及可推广性。     

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-混凝土连续组合梁桥负弯矩区抗裂设计

为进一步验证抗拔不抗剪连接件对组合梁桥负弯矩区抗裂的效果,并研究采用该连接件时负弯矩截面的设计方法,利用考虑滑移效应的组合梁负弯矩区受力模型,推导了采用抗拔不抗剪连接时组合梁负弯矩截面承载力的计算模型,计算结果与有限元分析结果吻合良好.通过理论推导,进一步证明了抗拔不抗剪连接件对负弯矩截面承载力的折减不大,且能有效延缓...     

波形钢腹板组合板梁桥负弯矩区抗弯性能研究

针对波形钢腹板组合板梁桥,为研究负弯矩区关键设计参数和极限抗弯承载能力计算方法,以某三跨波形钢腹板组合板梁桥为背景,采用ABAQUS软件建立有限元模型,探讨波形钢腹板组合板梁桥负弯矩区的受力性能,基于参数敏感性分析明确了负弯矩区钢梁设计参数的合理取值范围,揭示了波形钢腹板组合板梁桥负弯矩区抗弯特性,提出适用于波形钢腹板组合板梁桥的负弯矩区抗弯计算方法。结果表明：支点波形钢腹板厚度由抗剪及屈曲强度控制,负弯矩区受压下翼缘板宽厚比不宜大于28,波形钢腹板抗弯贡献仅约5.7%,实际工程中负弯矩区抗弯承载力计算可忽略波形钢腹板影响。     

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。     

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。     

超高性能混凝土在简支变连续桥梁负弯矩区的应用

针对小箱梁或T梁桥墩顶负弯矩区的横向湿接缝的使用现状及受力特点,提出一种基于超抗裂混凝土的构件设计,如果超抗裂混凝土能取代墩顶负弯矩区预应力束,则可以有效缩短施工工期,简化施工工艺,更适合快速化、标准化、现代化施工,大大提高工程项目的经济与社会效益。     

港珠澳大桥C60桥面板混凝土配合比设计与性能

钢混组合梁在支座处桥面板有较大的负弯矩,桥面板混凝土因承受较大的拉应力,易出现开裂问题.针对海洋环境钢混组合梁预制桥面板负弯矩区混凝土在疲劳荷载长期作用下容易产生裂缝等影响桥面板的使用寿命问题,采用高强有机聚合物纤维对混凝土进行增强设计,制备出了工作性能、力学性能和耐久性能优良的混凝土,并进行了港珠澳大桥桥面板模型的浇筑试验.     

钢混组合连续梁负弯矩区预制桥面板的设计分析

文中以某项目跨越高速的组合连续梁预制桥面板为例，采用Midas Civil有限元软件，通过建立全桥空间有限元模型，计算其负弯矩区受力情况。结果表明，该设计满足规范要求。     

4×30m先简支后连续小箱梁应力计算分析

预应力混凝土连续箱梁在活载作用下,因主梁连续产生支点负弯矩,对跨中正弯矩有卸载作用,其弯矩分布较合理,目前在公路桥梁工程中应用非常广泛。文中通过计算不同施工阶段小箱梁应力,分析小箱梁受力机理。     

抗拔不抗剪连接新技术及其应用

负弯矩区混凝土板的抗裂难题一直以来制约着钢-混凝土组合结构体系的发展。该文针对这一难题,从组合结构的基本原理出发,提出抗拔不抗剪连接新技术,并研发相应的连接件构造形式,包括滑动式、T型和螺杆式。其中,螺杆式连接件构造简单、施工方便,建议在工程中优先采用。节段模型试验结果表明,抗拔不抗剪新型连接件在几乎不削弱负弯矩区组合梁整体刚度和极限承载力的同时,可显著提高负弯矩区混凝土板的抗裂性能。连接件性能试验还深入揭示了抗拔不抗剪连接件的滑移和抗拔机理。抗拔不抗剪连接新技术已成功应用于组合结构实际工程,解决其抗裂设计难题。抗拔不抗剪理念还可推广应用于提高桥梁上部结构的抗倾覆能力,为改善和加强结构整体牢固性提供新的思路。     

简支变连续梁桥支座更换顶升方案对比及受力分析

为了选择简支变连续梁桥支座更换顶升合理方案并且研究顶升施工过程结构受力状况,以九谷冲大桥4×30. 0 m支座顶升更换为工程依托,详细介绍了支座更换整体顶升方案和支座更换局部顶升方案,基于有限元软件MIDAS/Civil建立关于全联整体空间的有限元模型对顶升过程墩顶剪力、跨中弯矩和墩顶弯矩等进行了对比分析。研究结果表明:各墩台支座顶升最大行程宜取8 mm;从结构受力角度分析,在两种顶升方案中,整体顶升方案的墩顶弯矩、剪力及跨中弯矩方面变化小于局部顶升方案,通过比较发现整体顶升方案更具有优势。     

剪力钉集束式与均布式布置下钢-混组合梁桥受力分析

本文针对港珠澳大桥6×85 m组合连续梁桥开展受力性能分析,采用Beam188梁单元模拟剪力钉、Solid45实体单元模拟混凝土桥面板、Shell163壳单元模拟钢箱梁,在最不利边跨建立了精细的空间有限元模型(按剪力钉的实际数量建立梁单元),采用生死单元法模拟港珠澳大桥的实际施工过程,即大节段整体吊装、简支变连续、支点顶升与回落、支点纵向预应力张拉以及二期恒载的全过程。按照剪力钉集束式布置和剪力钉均布式布置两种方式,分别计算了钢-混组合梁桥受力性能和剪力钉的受力状况。计算结果表明:两种布置形式下组合梁挠度、混凝土桥面板和钢梁应力基本相同;组合荷载工况下集束式与均布式布置剪力钉最大纵向剪力分别为64.49 kN和67.98 kN,最大拉拔力分别为45.44 kN和43.67 kN,都满足正常使用要求,为钢-混组合梁桥剪力钉集束式布置提供分析依据。     

架设方法对组合桥面板受力的影响分析

为了分析在桥面板架设阶段采用临时拉索对桥面板施加预应力的效果,并比较不同数量桥面板同时张拉预应力对桥面板受力的影响,采用有限元方法建立了架设阶段组合桥面板节段的有限元模型和全桥有限元模型,模拟了对桥面板横桥向施加预应力的方法和具体施工过程。计算结果表明:对1块桥面板施加预应力时桥面板的横桥向压应力分布不均匀,主要是由于结构的不对称产生的。当对2块及以上数量的桥面板施加预应力时桥面板的应力分布比较均匀,2块板同时张拉预应力与5块板同时张拉预应力的效果相差为5%,因此实桥中可以采用2块板同时张拉预应力。根据钢横梁的强度限值、混凝土的强度限值和斜撑的稳定限值,计算分析了拉索的最大张拉力,得到了组合桥面板中混凝土可施加的横桥向预压力最大值。计算结果表明,采用合理的组合桥面板架设方法可以使组合桥面板的混凝土产生较大的预压应力。