钢-混凝土拱肋混合接头模型试验研究

钢-混凝土拱肋混合接头充分利用了钢和混凝土的受力特点,将钢拱采用混凝土外包,形成箱型截面混合梁结构,通过在弦杆间浇筑混凝土板以形成双叠合梁结构,且两种结构形式在结合处形成钢-混凝土结合拱肋混合接头。通过1∶5大比例结构模型试验,分别研究了钢拱肋合龙工况(工况1)、成桥工况(工况2)、主力组合工况(工况3)、主+附组合工况(工况4)、1. 5倍主力组合工况(工况5)的加载试验,研究钢-混凝土结合拱肋混合接头受力特性、传力机理、变形和承载能力,验证接头设计的强度、刚度、稳定性是否满足GB 50917—2013《钢-混凝土组合桥梁设计》要求,进而对钢-混凝土结合拱肋混合接头提出构造优化建议。研究结果表明:所有工况的试验过程中拱肋主要部分处于弹性状态,钢结构未出现塑性变形及失稳等现象,应力水平满足GB 50917—2013要求,结构承载能力满足设计要求。有限元计算提出的优化措施效果在模型试验中得到了验证,实桥设计可按优化后方案进行。     

钢-混凝土组合拱肋混合接头有限元分析

通过有限元仿真分析计算鸭池河大桥钢-混凝土组合拱肋混合接头受力特性、传力机理、变形及承载能力,验证接头设计的强度、刚度、稳定性是否满足相关规范要求,进而对钢-混凝土组合拱肋混合接头提出构造优化建议。     

剪力钉推出试验受力机理研究

剪力钉在钢-混凝土组合结构中传递剪力,调节钢与混凝土结构的受力分布,广泛应用于桥梁、高层建筑领域。由于计算和测试手段不足,以往对剪力钉受力机理的分析还仅限于对推出试验结果中的滑移量和破坏形式进行分析,规范中对剪力钉承载力的规定基本为以推出试验结果为主的经验公式。利用有限元软件通过合理的建模,对推出试件中剪力钉的细观应力场进行分析,结合推出试验结果,对剪力钉的受力机理进行细致分析。同时,通过变化参数对影响剪力钉性能的因素进行分析。     

剪力钉刚度对曲线钢-混凝土箱形结合梁桥结构性能的影响

采用有限元软件ANSYS对剪力钉推出试验进行了仿真分析,得出了与真实试验结果非常接近的荷载-滑移曲线,因而可用于实桥分析;在SAP2000软件中用弹簧单元模拟剪力钉,其刚度采用仿真推出试验所得值,对一实桥结构进行三维空间建模分析,得出在一些荷栽作用下的结构响应,以比较考虑混凝土与钢箱界面滑移与否对曲线钢-混凝土箱形结合梁桥部分结构性能的影响.结果表明:剪力钉刚度变化对于桥面板纵向应力影响较大,但对钢箱底板纵向应力、挠度及桥梁横向位移影响较小;曲线钢-混凝土结合梁桥剪力钉内力分布非常复杂,远非能用解析式或简化方法得出;必须采用有限元分析法或其他严密的方法对曲线钢-混凝土结合梁桥进行研究.     

连续梁-拱组合桥梁拱肋混凝土灌注仿真分析及施工控制

以新建铁路西安至宝鸡客运专线跨西宝高速连续梁-拱组合桥梁为背景,通过有限元计算,并结合施工监控成果,分析了钢管混凝土拱肋在混凝土灌注过程中的受力及变形。并对比研究不同的混凝土灌注顺序对结构的影响,为此类桥梁的设计及施工提供指导。     

戴河大桥拱肋施工线形控制技术

高速铁路戴河大桥钢管混凝土系杆拱桥拱肋线形是钢管拱桥施工质量的重要评价指标之一,关系到成桥后的结构受力性能和拱桥的使用寿命。因此,必须确立一套完整的拱肋受力计算方法及施工保证体系,使成桥后的拱肋线形满足设计要求。大型有限元分析软件ANSYS计算模拟了施工过程中拱肋的受力变形,介绍了钢管拱在加工、吊装定位、焊接以及拱肋混凝土灌注等施工各阶段拱肋的线形控制与监测等技术。     

钢管混凝土拱桥拱肋施工线形控制技术

拱肋线形控制是钢管混凝土拱桥施工中的重要环节,关系到成桥后结构的线形和内力是否满足设计要求。本文以某下承式钢管混凝土拱桥为工程背景,通过有限元数值计算模拟了施工过程中拱肋的受力变形,提出了钢管拱在加工、吊装定位以及拱肋混凝土灌注等各施工阶段拱肋的线形控制技术。     

钢-混凝土组合结构界面受力行为初探

钢-混凝土组合结构构件具有承载力高、塑性韧性好、防腐、耐火及防火性能好等诸多优点得到广泛应用。文章对钢-混凝土组合结构采用栓钉剪力连接件和开孔钢板PBL剪力连接件展开试验研究,对混凝土滑移量和应变进行监测分析。试验结果表明:采用栓钉剪力连接件的钢-混凝土组合结构极限承载力明显低于开孔钢板PBL剪力连接件下的钢-混凝土组合结构,前者破坏形态呈脆性破坏,后者延性效果优于前者,且界面受力行为体现在混凝土板裂缝形态上,充分发挥了界面粘结应力强度以及混凝土的抗压性能。     

椒江二桥组合梁施工过程中剪力钉局部受力分析与设计优化

椒江二桥主桥组合梁采用双分离式闭口断面,为了悬臂吊装施工期间避开台风季节,采用两节段一循环吊装施工方法以节省工期。施工期间两节段组合梁之间湿接缝附近主梁刚度突变及吊装重量的成倍增加引起区域内剪力钉受力复杂,合理的剪力钉布置设计成为该施工方法的控制要素。采用ANSYS有限元程序详细模拟了组合梁在两节段吊装施工中的结构细节,计算分析了湿接缝附近剪力钉的受力情况。为了改善和优化湿接缝附近剪力钉的受力状态,提出了不同处理措施并对其进行计算分析和比较。计算结果表明,采用优化方案后湿接缝附近剪力钉受力状态得到改善,施工阶段组合梁结构安全。     

多跨钢筋混凝土拱桥拱肋拆除过程仿真分析

应用ANSYS有限元软件对1座钢筋混凝土5跨拱桥的拱肋拆除施工过程进行了分析。以龙门吊索力和千斤顶的预撑力作为设计变量,以拱肋截面应力、墩顶水平推力为控制变量,以拱肋切割截面的混凝土最小应力作为目标函数,应用ANSYS的优化分析方法确定拆除施工过程中的技术参数;同时对拆除过程中的冲击影响和环境因素进行了分析。结果表明：通过龙门吊索和拱下千斤顶的共同作用,在拱肋拆除过程中结构的应力、挠度变化量和墩顶水平推力都比较小,结构的拆除施工安全可靠;在拱肋拆除过程中,环境温度变化对拱肋及拱下支撑的受力有明显影响,应制定相应的技术措施以减少温度对结构的不利影响。     

哑铃形钢管砼拱桥拱肋截面设计

本文叙述钢管砼拱桥拱肋特性及常用的拱肋断面形式,着重对哑铃形钢管砼拱肋强度计算公式进行推导,以及截面强度验算。     

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。     

某大桥钢桁拱架的设计及应用

现浇钢筋混凝土拱桥钢桁拱架的设计及应用,主要包括钢桁拱架的设计、受力分析、加工制作、安装、预压、拆除等内容。以某大桥作为工程实例,对钢桁拱架的设计及应用方法进行详细的介绍。实践表明,钢桁拱架在钢筋混凝土拱桥主跨拱圈的现浇施工中取得了良好的效果。     

“竖转法”在简支拱拱肋安装中的应用

唐曹铁路跨世纪路1~96 m简支拱在深化设计中的主要难点在拼装阶段。因为临近高压电线,无法采用常规方法安装施工,通过TEKLA等深化设计软件建模分析,采用"竖转法"施工,解决了钢塔的安装难题。介绍了TEKLA等深化设计软件在钢塔深化设计及制造中的应用。     

大跨度拱桥施工拱架的设计方案研究

贵州底那河大桥是一座跨径120m的上承式拱桥,采用常备式钢桁拱架法现浇施工,该拱架是贵州省跨度最大的悬拼拱架。以底那河大桥为工程背景,介绍了常备式钢桁拱架在现浇拱桥施工中的应用,通过拱架施工过程中承载力的计算和整体稳定性计算,对施工方案进行了验算和优化研究,对于此类桥梁施工方案的设计和计算具有一定的借鉴意义和工程实用价值。     

提篮拱桥钢拱肋线型控制技术

钢拱肋作为提篮拱桥的主要受力结构,其线型控制是全桥建造的关键。依托厦门五缘大桥提篮拱桥,对其钢拱肋线型进行研究,采用线型拟合、无余量切割等技术,确保钢拱肋制作的质量。介绍了该桥钢拱肋线型控制技术和方法。     

宁波市湾头大桥拱肋弦杆制孔工艺

宁波市湾头大桥主桥是3跨连续钢桁架拱桥,主桥拱肋由2片桁架和6道风撑组成,桥面系为采用主梁、横梁、纵梁的框架结构体系。拱肋杆件的曲线线形、构件之间连接关系复杂、部分构件超高、超宽、超长等是该桥的主要特点和难点。针对宁波市湾头大桥的结构特点,对拱肋上下弦杆在制造过程中合理采用杆件整体划线制孔、以直代曲等工艺,解决单个拱肋杆件孔群精度以及整个曲线拱线形等难题,取得良好效果。     

钢管混凝土系杆拱桥拱肋混凝土倒注施工技术

通州市正场大桥为跨越通吕运河的一座交通桥，为危桥拆除重建工程。该桥全长124．44m，主跨采用50m钢管混凝土系杆拱肋结构。拱肋钢管直径800mm，壁厚14mm，拱半径36．25m，矢跨比10／50。     

圆形钢拱结构的设计分析

洪湖乌林国际度假村温泉馆建筑外形为半椭球形。椭球投影平面长轴长102m,短轴长50m,矢高20m。该工程由16榀∏-O组合截面的圆形钢拱组成。通过兼做刚性系杆的次梁及交叉钢拉杆支撑形成完整的结构体系。为了释放纵向的温度应力,在中间的次梁用长圆孔进行连接。通过结构的静力计算及地震作用计算,整体结构满足要求。为了保证拱结构的安全,对该结构进行了线性及非线性屈曲分析。     

地下洞室围岩顶拱承载力学机制及稳定拱设计方法

 受枢纽布置和地形地质条件的限制,三峡工程地下厂房布置于右岸白岩尖山体中,主厂房洞室上覆岩体最薄处仅1倍厂房跨度,显然不满足现行规范关于上覆岩体厚度不小于2倍开挖宽度的要求。对于这类浅埋式的大跨度高边墙地下厂房,在上覆岩体厚度有限及一定初始应力条件下,洞室顶拱的稳定性是必须解决的首要技术问题。从岩体结构、岩体强度和地应力水平对围岩稳定性控制的角度出发,通过对地下厂房洞室围岩顶拱承载力学机制的研究,提出地下洞室岩体稳定拱的定义及其存在的力学条件,给出地下洞室岩体稳定拱的确定方法,分析采用地下洞室岩体稳定拱确定上覆岩体厚度的可行性,形成一套确定浅埋式地下厂房洞室埋置深度的稳定拱设计方法。研究结果表明,三峡工程地下厂房顶拱围岩具备形成稳定拱的埋深条件和水平应力等条件,形成稳定拱的最小埋深约为2/3倍洞跨,在上覆岩体中形成稳定拱的最小水平侧压系数应大于1.5,而最大水平侧压系数不宜高于3.0。据此进行主厂房顶拱设计,多年的应用成效显示,地下厂房顶拱围岩是稳定安全的,表明三峡工程地下厂房顶拱在既定的围岩强度、岩体结构以及初始地应力水平等条件下,采用稳定拱设计方法确定洞室上覆岩体厚度是合适、可靠的,能够保障洞室围岩稳定,满足工程安全的要求,可为解决大型浅埋洞室的设计提供理论基础和科学依据。