九江长江大桥钢箱梁制作创新工艺设计及应用

本桥设计为双塔双索面斜拉桥,主桥结构为六跨不对称混合梁,其中钢梁为单箱三室结构的扁平钢箱梁。结合主桥钢箱梁的结构特点,进行了26项重点工艺方案设计,有多项工艺进行了创新设计,本文列举几项,例如梁段间预留间隙设置尺寸的加大,保证了梁段端口焊缝的焊接质量;对横隔板上、下接板的对中及变形控制采用一些列的工艺措施,保证了横隔板与顶板、横隔板上下接板间的焊接质量及尺寸精度;对桥面衔接构造无过焊孔的工艺处理进行改进,并提出组焊顺序,提高了钢箱梁的使用寿命。     

预制装配式空心板梁桥横向连接方式的比较

装配式预应力混凝土空心板梁桥因其具有诸多优点而在我国桥梁建设中被广泛应用,然而传统的横向铰接空心板桥在实际运营中常常出现铰缝破坏的病害,导致空心板梁桥运营时的受力和设计时的受力不一致。在总结了国际上常见的几种装配式空心板横向连接形式的基础上提出一种采用横隔板作为主要连接构件的横向连接方案,使装配式空心板梁桥的横向传力更加明确。分析计算表明,横隔板的数量对空心板横向分布和横向变形影响很小,采用在横隔板中施加预应力的方式可以从结构上保证横隔板受力的可靠性。     

钢结构工程箱型构件的制作技术

针对承接项目中设计对箱型构件主焊缝、隔板与腹板、隔板与盖板连接焊缝的不同要求,分别采用埋弧焊、熔嘴电渣焊及气体保护焊进行焊接。介绍构件的加工程序,还原制作思路,制作过程中通过采用合理的焊接方法、工艺参数及装配顺序对全熔透焊缝及构件变形等关键点进行控制;制作完成后,构件超声波探伤及外形尺寸检验均取得了理想效果,保证了构件的整体制作质量。     

钢箱梁制造加工技术

马鞍山长江公路大桥位于安徽省马鞍山市境内,连接马鞍山和巢湖两市,为三塔两跨悬索桥,钢箱梁采用栓焊连接方式,该产品横隔板采用桁架式结构,设计独特,根据本桥的结构特点,本文详细介绍钢箱梁制造的关键工艺及技术创新,重点介绍横隔板的加工技术,总拼的线形控制及工艺补偿量的设置,确保了钢箱梁制造质量满足相关规范及设计文件的要求,为同类产品提供了有利的借鉴。     

钢骨箱形柱内横隔板采用改良型电热熔渣焊细部及梁翼板高程差对梁柱接合抗震性能的影响

电热熔渣焊(Electro-slag Welding,ESW)为钢骨箱形柱制作柱内横隔板最有效率的焊接方法之一,因此台湾钢骨建筑结构的箱形柱构件广泛采用ESW作为柱内横隔板与柱板连接的焊接方法。由过去实尺寸梁柱接合试验研究成果发现,箱形柱内横隔板采ESW与柱板连接的梁柱接合抗震性能可靠度不佳,在未发展充分非弹性变形前发生破坏的几率较高。进一步针对ESW焊道制作与质量检测的相关研究也显示,传统ESW焊道的制作与检测质量仍有改善空间,并提出喇叭形扩大孔的ESW熔池改良细部。该研究共进行4组实尺寸梁翼盖板式增强型梁柱接合试验,研究参数包括梁翼板与箱形柱内横隔板的偏心、ESW焊接熔池细部与荷载历时。试验结果显示,若梁翼板未偏心且ESW焊道制作良好的试件,可提供5%rad层间位移角的变形容量。当梁翼板与柱内横隔板高程偏心1倍梁翼板厚度时,采用传统矩形ESW熔池细部的梁柱接合试件,其层间位移角约降至3%rad;箱形柱板与内横隔板连接的ESW采用改良喇叭形熔池细部的梁柱接合试件,具有5%rad以上层间位移角的抗震性能,甚至可高达8%rad而不会发生断裂。     

某悬索桥钢箱梁疲劳病害及处治方法研究

针对柔性铺装正交异性钢桥面板的疲劳病害难以克服、横隔板弧形切口处疲劳裂纹主要由面外变形所致等认知问题以及横隔板疲劳裂纹的合理处治方法,以某悬索桥为工程背景,通过构造尺寸、运营荷载、疲劳病害等信息的汇集,移动轮载横隔板应力及其规律分析,以及横隔板疲劳裂纹处治方案比较研究,得到以下结论：①柔性铺装正交异性桥面板采用合理的结构形式与构造细节,可确保其通常运营荷载下的疲劳寿命|②横隔板弧形切口部位轮载应力主要为面内应力,该区域疲劳开裂主要原因为面外变形的传统结论值得商榷|③弧形切口区域轮载应力幅最大加载位置为纵向距关注横隔板0.3m,横向位于横隔板关注锯齿块正上方|④轮载对弧形切口处应力幅的影响范围为：纵向两端各1.5倍横隔板间距,横向两侧各2.0倍U肋间距|⑤横隔板疲劳裂纹处治可采用“优化弧形切口”或“优化弧形切口+双面补强钢板”方法,且弧形切口和补强钢板形状可全桥统一。     

中跨横隔板对组合铁路桥梁静力和动力特性的影响(案例分析)

为高速列车而设计的中等跨度多肋铁路桥的桥梁上,混凝土桥面是提供横向刚度的主要构件,但横梁上的作用力是未知的。由于横梁需要现场操作和焊接,所以增加了桥梁的成本。研究了一种横隔板的影响,这种横隔板应用在法国的一个典型的多跨度铁路桥梁上。第一个目的是为了提出一种合适的建模方法,可以被用于评估在这种交通荷载呈横向分布的结构上应用横隔板的作用和有效性。第二个目的是为了探究应用横隔板的必要性。为解决这些问题,建立了一个三维模型和非线性材料本构关系,分析了带有横向横隔板的和不带横隔板的桥面在不同的静力荷载条件下(自重,UIC荷载,TGV)的反应。考虑到桥面的动力特性,TGV采用移动荷载模拟。在动力分析中还考虑到了火车的极限速度。静力和动力分析结果表明:横隔板可能并不是必须采用的,除非桥梁受到意外的侧向力作用。因此,在这些桥梁上也许可以不需要安装横隔板。     

钢箱梁新型构造对横隔板弧形缺口部位疲劳应力影响研究

根据国内外钢箱梁的设计经验,选取3种不同的横隔板优化结构形式,通过有限元方法建立钢桥面板的空间有限元模型,计算U肋与横隔板连接焊缝末端和横隔板弧形缺口2种构造细节在车轮荷载作用下的应力幅值,得出不同横隔板优化结构形式对横隔板弧形缺口部位疲劳应力的影响。研究结果表明:设置横隔板间小横肋可有效降低两处构造细节的应力幅,但该优化结构对横隔板弧形缺口细节的影响较U肋与横隔板连接焊缝末端细节小;设置内隔板后两处构造细节的应力幅均有所下降,其中采用内隔板上缘距桥面板顶板20 mm、下缘距U肋与横隔板焊接末端20 mm的设计形式效果最佳;设置弧形缺口加劲肋对焊缝末端和弧形缺口两处构造细节的应力幅均有较大影响,减小了构造细节发生疲劳开裂的可能性。     

钢结构人行天桥曲箱梁中横隔板设置间距的有限元分析

在曲箱梁中设置横隔板,可以改善箱梁受力性能,但设置过密横隔板会增加箱梁自重。因此确定横隔板设置间距至关重要。从横隔板设置间距对截面及腹板变形和应力分布的影响分析,确定横隔板的适当设置间距,供有关设计使用。     

正交异性钢桥面板横隔板切口疲劳应力幅分析

建立全桥模型和简化的钢桥面板局部节段模型,通过子模型法插值得到横隔板疲劳细节模型的边界条件,计算不同车轮横向分布对应的疲劳细节局部应力,研究横隔板参数变化对横隔板疲劳细节损伤的影响。结果表明:混合单元模型与钢桥面板简化模型对应的应力幅相差小于5.0%,采用钢桥面板简化模型分析横隔板疲劳细节受力简单合理。横隔板疲劳细节在车轮偏离中心位置150 mm时应力幅最大,随着车轮偏离中心位置距离的增大,应力幅下降明显。横隔板间距增大,横隔板疲劳细节应力幅上升,增加横隔板厚度可有效改善其疲劳受力性状。     

钢结构箱型公路桥梁板块的焊接及变形控制

介绍了钢结构箱型公路桥梁顶板、底板、斜底板等主要单元件加劲肋的焊接和焊接变形的控制方法,对桥梁拱度线形在板块焊接过程中如何进行控制也进行了详细的阐述,为钢结构箱型公路桥梁的制造提供一些参考和经验。     

Displacement induced fatigue cracks

The interaction of the various components of a bridge structure under regular truck or train traffic has frequently resulted in cracking in unexpected locations in relatively short periods of time. In welded girder type bridges this cracking has often occurred in the web at short gaps between transverse connection plates and the girder flanges. This paper examines two cases of fatigue cracking at such short gap conditions. Strain measurements and a detailed analysis are used to demonstrate that such cracking results from the out-of-plane movements of the web in the short gap region. The study demonstrates that the most reliable means of preventing this type of cracking is to connect the transverse connecting plates to both top and bottom flanges.     

Experimental study on steel built‐up column moment connections with top and bottom trapezoidal side plates

Built‐up and box columns are used extensively in steel structures. A kind of built‐up column is composed of two I rolled shapes separated by calculated interval and welded between two cover plates. The uncertainties due to these columns are the flexibility of the column cover plates under the transferred beam flange plate forces and the brittle behavior of the groove weld between the beam flange plate and the column cover plate. The top and bottom trapezoidal side plates are proposed to improve the behavior of these column moment connections. Using this approach, the total beam flange forces transfer to the lateral sides of the column, parallel to the beam web, by means of top and bottom side plates. An experimental test is developed to study the behavior of the proposed connection under cyclic loading. The results indicate that the proposed connection has sufficient strength and ductility to apply in special moment frames. Also, the rehabilitated connection eliminates the vulnerabilities of deformation of the column cover plate and brittle fracture of groove welds in conventional connections. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑焊接热影响区软化的高强钢对接接头强度

为研究焊接热输入对调质态高强钢对接焊缝接头强度的影响,设计了对接焊缝接头的静力拉伸试验,进行了对接接头熔敷金属及热影响区(HAZ)硬度分布测试,并对影响接头强度的关键因素进行了参数分析。试验材料选取Q550和Q690两种调质态高强钢,采取气体保护焊分别以1.0、1.5kJ/mm和2.0kJ/mm三个等级焊接热输入,以涵盖常用焊接工艺参数。静力拉伸试验结果表明：对接焊缝接头的强度随焊接热输入的增大而下降;在焊接热输入1.0kJ/mm下,接头的破坏模式为母材处断裂,而在热输入1.5kJ/mm和2.0kJ/mm下,接头断裂均发生在热影响区处。通过硬度分布测试发现,接头的热影响区存在硬化区和软化区。随着热输入的增加,接头软化区范围增大、最小硬度下降,导致接头强度降低。静力拉伸试验的强度测试结果与硬度分布测试结果在宏观上相互印证。参数分析结果表明,热影响区中软化区与母材强度之比、相对软化宽度是决定接头强度的主要因素,且其与接头强度呈近似线性相关关系。     

城市钢箱梁高架桥球形支座安装施工工艺

城市钢箱梁高架桥球形支座安装主要控制安装方向、高程、位移等;球形支座安装前进行基础复测及支座顶板与钢箱梁底板焊接,焊接采用焊条电弧焊方法,并进行焊前温度不低于200℃预热处理。球形支座安装用钢楔形垫块将下支座板四角调平。球形支座灌浆先灌地脚螺栓孔,灌完24h达到强度后再灌支座底面预留的灌浆层,最后拆除四角钢楔形垫块用环氧砂浆填满垫块位置。钢箱梁卸载后进行焊接垫板与钢箱梁底板焊接,焊接完毕后拆除临时连接件,并安装防尘罩。支座高程允许偏差控制在±3mm以内,支座偏位允许偏差控制在2mm以内。     

京沪高铁济南黄河桥钢桁梁制作难点分析与对策

京沪高速铁路济南黄河桥钢桁梁采用板桁结合的两桁结构、宽桁设计,其主桁弦杆采用整体节点设计;由此而产生了整体节点下弦杆内侧竖板与水平板熔透焊缝质量保证、超长超宽大桥面横梁制作、竖杆与横联K形撑连接精度保证等技术难点。依据技术难点,分析制定下弦杆组装方法、桥面横梁拱度控制、竖杆盖板中部孔偏中控制等具有针对性的技术方案与措施,通过实施,该桥钢桁梁杆件制作质量满足相关制作规程的要求,证明所采取的技术措施合理、可行。     

叠式大板梁制作技术控制重点

火力发电厂锅炉钢结构主要承力部件叠式大板梁制作的技术难点为厚板焊接,穿孔率、叠合面间隙以及拱度的尺寸制作标准要求高。以某工程为例,根据其叠梁的特点和制作难点,在下料、拼接、热处理、热校正、主角焊缝焊接、筋板焊接、钻孔顺序等方面采取控制措施,制作的产品质量优良。     

大型城市钢箱梁高架桥安装焊缝焊接与质量控制

武汉市二环线汉口段黄埔大街-金桥大道工程中的钢箱梁高架桥长达6200m,钢板厚为14～40mm,各类焊缝总长超过2200km,具有安装量大、结构复杂、熔透焊缝多、制作安装难度大等特点。采取纵向与横向分段相结合的形式,顶底板上对接熔透的一级焊缝较多,均采用陶质衬垫富氩CO2气体保护焊进行焊接和打底焊接;同时,采取合理的焊接工艺与焊接顺序,确保钢箱梁整体安装尺寸的精度;通过对焊缝进行射线、超声波及磁粉等检测,焊缝质量符合设计与规范要求。     

对大型城市钢箱梁立交桥焊缝无损检测比例的探讨

武汉市二环线汉口段工程、黄埔大街-金桥大道工程中长达6 200m的钢箱梁立交桥,主桥为单箱四室及单箱多室的全焊接结构,桥宽26～46m,钢板厚14～40mm,总质量约85 000t,各类焊缝总长超过2 200km,其中一级对接熔透焊缝长度超过15%。根据安装现场条件,采取了工厂制作成纵向或横向分段,现场拼装焊接的建造方法,并根据设计与规范要求,对焊缝进行了射线、超声波及磁粉检测,检测比例分为全检及抽检。通过自检、抽检及第三方检测,焊缝质量符合规范要求。