叠合梁斜拉桥横梁反顶设计与施工

对于纵、横梁体系叠合梁斜拉桥,移动荷载的快速卸载效应将导致其横梁反弹,进而引起混凝土桥面板受拉甚至开裂。为保证该类桥梁的正常使用性能及耐久性,在其主梁悬臂拼装施工期间,需要对横梁进行反顶施工。以江西吉安新井冈山大桥为例,通过对主梁节段的有限元分析,确定反顶力,并复核钢横梁的强度及稳定性,进而确定最终反顶所需荷载。现场监控数据显示,横梁反顶施工后桥面板受力与设计值吻合。     

大跨径预应力混凝土斜拉桥主梁节段模型的研究

梁是斜拉桥的关键部位,在轴力、弯矩、剪力和扭矩作用下其受力非常复杂,一般的平面及空间杆系分析很难反映其实际的应力分布。描述分离式双主肋断面主梁斜拉桥的受力特点以及1∶3的主梁节段模型设计和试验方案。在试验研究和空间有限元分析的基础上,给出了在预应力、索力及桥面荷载作用下主梁混凝土的应力分布试验测试值和有限元分析值,得到了主梁节段模型的开裂荷载和极限荷载,并研究了主梁在预应力作用下混凝土桥面板上缘应力的分布及传递角度。本文的研究成果与美国规范相比较偏于安全,可作为该类主梁截面有效分布宽度的计算依据。     

连续双工字钢板组合梁优化设计概述

通过对比分析双工字钢板组合梁桥不同主梁间距、不同大横梁间距时桥面板的受力状态,得出了双工字钢板组合梁合理主梁间距及合理横梁间距,同时采用数学优化方法对桥面板厚度及配筋进行了优化设计。     

多梁式组合钢板梁桥荷载横向分布研究

多梁式钢混组合板梁主梁高度小,可提高通行净空,装配化施工可节约工期,在城市高架桥建设中具有较好的应用前景。通过实体-板壳三维有限元分析,研究组合钢板梁桥荷载横向分布特性;分析车道荷载横向分布影响线,明确各主梁荷载的横向分担范围与比例;分析不利荷载工况及各主梁荷载横向分布系数,得出受力较大的主梁及其不利荷载作用位置。比较设置与未设跨中横梁的组合梁受力状态,分析跨中横梁对荷载横向分布的影响。研究结果表明：设置跨中横梁使边梁及中梁弯矩影响线竖标值分别减小约20%和36%,而相邻主梁荷载分担作用增大,有利于改善单根主梁的荷载分布特性。在偏心及对称车道荷载作用下,跨中横梁使得组合梁的荷载横向分布趋于平缓,荷载横向分布改善2%～5%。多梁式组合钢板梁桥在实际应用中,可根据汽车荷载情况及所处桥位景观要求,综合考虑是否设置跨中横梁。     

结合梁斜拉桥剪力滞效应研究

以某一斜拉桥结合梁为实例,利用有限元软件ANSYS建立空间精细板壳有限元模型,分析研究了结合梁斜拉桥关键部位桥面板剪力滞效应。结果表明,索塔支座处及辅助墩墩顶处桥面板横向应力分布很不均匀,在辅助墩顶处剪滞效应最显著,其有效宽度比为0.6。建议设计时进行关键部位精细分析,以把握真实受力情况。     

斜拉桥Π形结合主梁施工过程剪力滞系数变化规律

斜拉桥中的Π形主梁宽高比很大,剪力滞问题非常突出。针对斜拉桥施工过程中结构、荷载与位移边界条件等不断变化的情形,提出一种能同时考虑结合梁剪力滞变形与弯曲变形耦合影响、适用于复杂荷载与边界条件的每节点两个剪力滞自由度的Π形结合梁单元。在单元公式推导中,假定钢梁与混凝土翼板纵向位移沿横向为3次抛物线分布,相同横向坐标的钢梁翼缘板和混凝土桥面板呈相似的剪力滞位移曲线变化规律。按悬臂施工过程中的动态结构和动态剪力滞边界条件分析了在桥面板自重荷载、斜拉索张拉荷载及二期恒载等作用下的Π形结合梁斜拉桥中主梁截面剪力滞效应及其随施工过程变化的规律,并将计算结果与现场实测数据进行对比,结果表明:斜拉桥中结合梁主梁截面的剪力滞效应随施工过程荷载及位移边界条件的变化呈正负剪力滞交替变化,相较于桥面板自重等竖向荷载,斜拉索张拉荷载对主梁剪力滞效应的影响更明显;与靠近悬臂前端梁段截面的剪力效应相比,靠近桥塔附近梁段截面的剪力滞效应亦更加明显;随着施工步骤增加,Π形结合梁主梁截面剪力滞系数变化逐渐减小。相对斜拉桥成桥阶段,悬臂施工阶段的剪力滞效应更值得关注。     

桥面铺装病害问题试探

桥面铺装即行车道铺装（也就是桥面保护层），直接承受行车荷载，梁体变形和环境因素的作用。其变形和应力特征与主梁及桥面板结构型式密切相关。一方面可分散荷载并参与桥面板能受力，防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水侵蚀并对车辆集中荷载起分布作用，     

板桁组合结构受力分析

对板桁组合结构受力特征进行了分析,揭示了其桥面板荷载的分布规律,提出了板桁组合体系主梁的简化模型方法,针对不同形式的桥面板对荷载传递路径及大小进行了分析,得出了一些有意义的结论。     

钢筋混凝土主次梁楼板体系中楼板的合理设计方法(下)

６主梁刚度变化对结构内力分布的影响为了研究主梁刚度对结构工作性能的影响，现分析主梁刚度无限大与主梁刚度有限时结构变形与内力分布的变化。计算参数列于表4。表4竖向荷载作用下主梁刚度变化时主次梁楼板体系的计算参数从结构的变形看，主梁作为次梁、楼板的弹性支座，其竖向变形引起楼板、次梁的整体向下平移，但对楼板的挠曲及各板格局部范围内变形的影响很小（图10），即主梁刚度对楼板本身变形的影响可以忽略不计。由主梁刚度对结构变形的影响规律可以看出，主梁刚度编号柱网(m)柱截面(mm)板厚(mm)主梁截面(mm)次梁截面(mm)荷载(含…     

板筋参与梁端负弯矩承载力问题的探讨

针对板筋参与梁端负弯矩承载力这一问题，对比分析了各国规范的不同规定和国内外已有的试验资料。分析结果表明，板有效宽度是一种计算折合宽度，不是板的实际参与宽度，也不是板参与梁抗弯时所能达到的屈服宽度。根据按中国规范设计的典型框架所能达到的最大层间位移角，可取梁侧每边六倍板厚范围作为板的有效宽度。在考虑板筋参与梁端负弯矩承载力的同时，应注意参与受力板筋的锚固问题和横向钢筋的设置问题，以保证纵向板筋能有效的参与梁端抗弯。     

斜拉桥宽幅扁平钢箱梁有效宽度的探讨

针对斜拉桥宽幅扁平钢箱梁,研究其受力特性对剪力滞效应的影响,通过计算某钢斜拉桥主梁翼缘的有效宽度,探讨考虑翼缘有效宽度的必要性,为斜拉桥宽幅扁平钢箱梁断面的设计提供了指导。     

高寒地区组合梁斜拉桥施工阶段温度效应研究

以青海地区主跨560 m的海黄大桥为依托工程,基于桥位附近气象站近5年气象数据,采用热传导原理对海黄大桥的钢梁、混凝土桥面板、斜拉索和桥塔温度场进行模拟,提取并分析了不同部件温度作用。基于此,采用杆系模型计算了组合梁斜拉桥在最大双悬臂和最大单悬臂2个关键工况下的温度效应。结合施工误差控制范围,给出了各部件施工控制的最佳时间段。研究结果表明:不同季节太阳辐射作用下,钢梁、桥面板、斜拉索和桥塔的有效温度和等效竖向线性温差变化规律相似,但数值相差较大,夏季最高,冬季最低; 部件温差较大,混凝土桥面板与与斜拉索最大温差为10.8 ℃,在斜拉桥设计细则规定的范围内; 拉索与主塔的最大温差为10.2 ℃,大于规范建议的温差值; 组合梁的等效竖向线性温差可达14.9 ℃,超过中国规范取值; 温度作用下,主梁位移日变化最大可达87 mm,主梁标高控制宜在19:00—6:00进行; 塔顶偏位可达54 mm,塔顶偏位监测宜选择凌晨2:00—10:00; 索力变化值达施工控制索力的4.4%,在施工控制中应当避开8:00—20:00; 在海黄大桥施工控制过程中,充分考虑了温度作用的影响,取得了良好的施工控制效果。     

武汉大道金桥主桥的设计

为探索跨铁路站场大型变宽斜拉桥的结构特点及其关健技术,对武汉大道金桥的设计和计算分析过程进行了总结。金桥为独塔双索面预应力混凝土斜拉桥,跨径组合为（138＋81＋41）m,桥面宽39-49.9 m,塔、墩、梁固结体系;主梁采用双边箱梁截面,桥塔为混凝土结构、高79.0 m,斜拉索采用扇形空间索面布置。结构分析采用有限元软件 MIDAS进行总体受力分析,并采用 ANSYS对桥塔锚索区顶部三个节段进行局部受力性能分析和优化,通过试验及计算对该桥的抗震及抗风性能开展了专题研究。结果表明该桥的强度、刚度等各项检算值均满足规范要求。     

学府路斜拉桥结构设计与静力分析

学府路斜拉桥采用主跨160m的独塔空间双索面斜拉桥结构,主梁采用PK断面扁平钢箱梁,主塔采用钢筋混凝土桥塔,桥宽46.1~57.5m,是目前国内宽度最大的独塔钢箱梁斜拉桥。对学府路斜拉桥的结构设计和静力分析进行了总结,可为类似工程的设计提供参考。     

大跨径斜拉桥钢桥面防水铺装层修复方案分析与设计

针对主跨为618 m的大跨径斜拉桥——武汉白沙洲长江大桥钢箱梁桥面铺装的破坏情况,分析了铺装层发生病害的原因。采用高温稳定性能优异的新型防水粘结层材料和界面进行粗糙化处理技术对铺装层的破坏部位实施了抗滑移修复方案,应用有限元法分析了轮载作用下的正交异性钢桥面板铺装层剪应力的变化规律,同时对防水粘结层材料的粘结强度、抗剪强度和弯曲变形性能进行了室内试验,并且成功实施了白沙洲大桥钢桥面铺装修复工程试验段。     

空间组合桁梁桥受力特点及剪力滞分析

桁架组合梁桥包括复合桁梁桥和组合桁梁桥。组合桁梁桥是指将一般钢桁梁的上、下弦和混凝土桥面板结合在一起共同受力的结构。通过对奉干公路浦南运河空间组合桁梁桥的有限元计算,分析了空间组合桁梁桥的传力特点,通过桥面板应力分布得到有效宽度,揭示了腹杆轴力与桥面板剪力滞现象之间的关系,为组合桁梁桥的设计提供参考。     

Response of an isolated cable-stayed bridge under bi-directional seismic actions

This paper investigates the effectiveness and limitations of seismic isolation for the earthquake protection of a cable-stayed bridge under bi-directional seismic actions. A simplified lumped mass finite element model of the Quincy Bay-view Bridge at Illinois is developed for the investigation. The deck of the bridge is isolated from the towers by using elastomeric and sliding isolation systems. For the non-linear isolation systems, the interaction between the restoring forces in two orthogonal horizontal directions is duly considered in the response analysis. The seismic response of the bridge is obtained by solving the governing equations of motion in the incremental form using an iterative step-by-step method. A parametric study is also performed by varying important parameters of the isolation systems. The seismic response of the isolated cable-stayed bridge is compared with the corresponding response of the bridge without isolation systems. The results of the investigation indicate that the peak base shear response of the towers and deck accelerations are significantly reduced by the isolation. The displacement response of the hysteretic isolation systems is found to be increased when the bi-directional interaction of the bearing force is considered in the response analysis. Furthermore, it is also found that the response of the bridge is significantly affected by the variation in the parameters of the isolation systems.     

高原高寒地区钢-混凝土组合梁斜拉桥温度效应分析

对比了当前各国规范对钢-混凝土组合梁竖向温度梯度形式及温度基数取值的相关规定,其中英国规范和欧洲规范最为详尽合理。在英国规范的基础上,通过桥位处太阳辐射强度的计算结果对温度基数的取值进行修正。以青海黄南地区哇加滩黄河特大桥为背景,建立全桥有限元杆系模型,对比分析了修正的英国规范温度梯度模式和中国规范的温度梯度模式作用下主梁的应力分布,以及斜拉桥在整体温差、索梁（塔）温差、主梁竖向温度梯度和主塔顺桥向温差作用下的温度效应及各构件的温度敏感性。结果表明:在青海高原高寒地区,进行桥梁设计时采用考虑地理位置修正的英国规范主梁竖向温度梯度模式进行计算并指导设计更偏于安全;对于主桥的某些构件,温度作用已经成为仅次于恒载的第二大控制作用,所得出的全桥各构件温度敏感性分析结果可为高原高寒地区同类桥梁的设计、计算提供参考和依据。     

钢桥面铺装层结构设计指标近似计算新方法

在行车荷载作用下,钢桥面铺装层的受力与变形较一般公路沥青路面或机场道面复杂得多,也是钢桥面铺装层结构设计的一个重要因素。从使用条件、工程实践、试验研究和受力特点等角度出发,提出钢桥面铺装层结构设计指标:一是铺装层拉应力,二是铺装层表面局部挠跨比。采用有限元方法建立在车载作用下钢桥面铺装层的力学响应计算模型。在结构设计参数常用取值范围内,对不设纵隔板和设置纵隔板两种常用钢桥面铺装层的结构设计指标关键影响因素进行正交敏感性分析。同时,通过逐步线性回归方法拟合出钢桥面铺装层结构设计指标的近似计算公式。得到的近似计算公式的精度检验和工程实例分析结果表明,近似计算公式精度很好,满足工程设计和理论研究的需要。研究结果可为钢桥面铺装层结构设计提供近似计算的新方法。     

联台大桥部分斜拉桥振型分析

简述了部分斜拉桥兼有梁桥和一般斜拉桥的结构特点,并以联台大桥为例,基于ANSYS平台建立了联台部分斜拉桥的有限元计算模型,并对其进行模态分析,得出该桥箱梁结构设计合理,有限元计算模型正确,边界模拟条件符合工程实际的结论。