中小跨径双主梁形式钢板组合梁截面优化设计

为提出结构安全,经济适宜的中小跨径钢板组合梁桥,提升公路桥梁的建设品质,以辽宁省内两座跨径分别为5×30 m和5×35 m的双主梁钢板组合连续梁桥为依托工程,采用有限元建模对这两种跨径的双主梁组合梁桥进行参数分析,以主梁跨中挠度及单位面积用钢量为评价指标,提出以上两种跨径组合梁桥的推荐梁高及合理板件配置。结果表明:在关键截面应力保持相同水平的条件下,跨中挠度及用钢量均随主梁高度的增加而减小,综合考虑视觉效果,经济性和城市空间限制等因素,最终分别选择1.9 m和2.1 m作为5×30 m和5×35 m两种跨径的双主梁钢板组合梁桥的推荐梁高。     

寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式

为研究寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式,选取山东枣木高速公路某钢箱组合梁桥开展温度监测,共获取12个月的温度监测数据,基于概率统计方法确定了寒冷地区钢箱组合梁桥温度梯度模式标准值。研究结果表明：（1）钢箱组合梁桥正、负温度梯度模式的双折线模型能够合理反映截面温度分布情况,其中负温度梯度在混凝土层内沿竖向方向先减小、后增大,在钢主梁上先增大、后保持不变;（2）荷载重现期50年时,正、负温度梯度模式的标准值分别为15.4℃、6.1℃、-1.9℃、-9.2℃;荷载重现期100年时,正、负温度梯度模式的标准值分别为15.8℃、6.2℃、-2.1℃、-9.5℃;（3）提出的寒冷地区温度梯度模式标准值高于现行规范中取值,在设计计算时应根据当地气象资料及结构类型等因素进一步确定。     

部分充填混凝土连续组合梁桥支座处截面极限强度的塑性理论分析

部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥是钢箱-混凝土组合梁与矩形钢管混凝土结构结合的一种新型组合结构梁桥.基于一般钢箱-混凝土连续组合梁桥中支座负弯矩区因混凝土翼板开裂而导致抗弯强度、局部稳定性不足的特点,提出了一种部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥,并对其中支座负弯矩区的正截面强度和支座截面抗剪性能进行了塑性理论分析.     

钢-混凝土连续组合梁桥的理论分析和试验研究

根据完全剪力连接的连续组合梁桥的构造特点及各部分受力机理,做出合理假设,提出分层平面框架计算模型该计算模型用于沈阳市东西快速干道工程某段连续组合梁桥,计算值与静载试验实测值非常接近,证明了本计算模型用于钢-混凝土连续组合梁桥正确实用的.     

装配式钢板组合梁腹板加劲肋设计分析

组合结构的最终受力状态与施工过程相关,钢板组合梁桥的腹板设计由稳定与强度控制设计.基于装配式钢板组合梁的实际受力状态,对腹板的稳定与加劲肋构造进行研究,通过理论分析与有限元计算,提出合理的腹板加劲肋设置原则.     

连续宽箱组合梁桥混凝土桥面板的疲劳损伤度

以杭州九堡大桥北引桥工程为背景,在已知疲劳设计车辆荷载模型的基础上,利用有限元法计算了车辆荷载下组合梁桥桥面板局部钢筋的应力历程.根据预测交通量,采用雨流法,换算得到了桥面板钢筋的应力谱,并用累计损伤准则得到了钢筋的疲劳损伤.对各车道在车轮局部荷载作用下钢筋的等效应力幅进行了对比,找到了最不利的车道受力位置,并对重车比例对混凝土桥面板的疲劳损伤的影响进行了比较.分析结果表明:如果仅按照静力标准设计,连续宽箱组合梁桥桥面板在100年设计使用期内出现疲劳破坏的可能性很大,设计时应充分考虑疲劳的影响,慢车道位置的合理布置以及减少重车的比例对桥面板的疲劳性能有显著的提高.     

矮塔斜拉桥新型钢-混凝土组合梁结构受力分析及研究

随着桥梁设计向着大跨度桥梁和宽桥方向的不断突破,以及环保节能理念的日益提倡,设计上越来越注重自重的减少、主梁的轻型化、施工性能和经济性能的提高以及环保材料的应用。文章结合某矮塔斜拉桥的方案设计,提出一种新型带锚拉板、大斜撑、大悬臂的钢－混凝土组合梁截面,通过对该结构的受力性能分析及研究,结果表明该钢－混凝土组合梁很好地发挥了两种材料的各自优势,受力合理且经济性较好,可为今后组合梁矮塔斜拉桥的设计提供理论参考。     

钢混组合曲线梁桥混凝土桥面板应力空间分布特性

目的研究不同荷载形式下钢混组合梁桥混凝土板应力分布特性.方法以大涧沟大桥为工程背景,采用实体有限元模型分析施工过程对混凝土板剪力滞效应的影响,探讨汽车荷载作用下混凝土桥面板剪力滞-轮载局部综合效应和偏载效应.结果考虑施工过程后组合梁桥控制截面的剪力滞系数均有不同程度的增大,且支点截面的剪力滞系数增幅更大;受弯扭耦合效应影响,组合梁桥活载剪力滞效应将更为显著,剪力滞-轮载局部综合影响系数甚至超过2.0,支点截面处桥面板剪力滞-轮载局部效应大于跨中截面,且边跨的剪力滞-轮载局部综合效应明显大于中跨.结论剔除剪力滞-轮载局部效应后,控制截面的偏载系数仍可能超过1.2,大于设计中采用的经验系数1.15,且越靠近中跨汽车活载的偏载效应愈发显著,建议设计中应予以充分考虑.     

基于均匀设计的组合梁斜拉桥施工控制多参数敏感性分析

为确定影响钢混组合梁斜拉桥结构响应的主要因素及其影响程度,依托某在建钢-混组合梁斜拉桥进行参数敏感性分析。采用MIDAS/Civil建立有限元仿真模型,从试验设计和统计学角度出发引入均匀设计试验、多元线形回归分析并结合统计检验方法,以成桥状态下主梁线形、主塔位移、拉索索力为结构目标响应,选取主塔和主梁混凝土梁弹性模量、斜拉索弹性模量、拉索初张力、桥面板容重、桥面板钢束张拉控制应力等参数进行敏感性分析。结果表明：拉索初张力、桥面板容重和斜拉索弹模为成桥线形、成桥塔偏的敏感参数且拉索初张力的敏感程度远大于其他两个参数,成桥索力的敏感参数为拉索初张力、桥面板容重;引入的方法可准确的获取该桥成桥状态下结构响应的敏感性参数。     

钢混组合梁半整体桥设计与施工

以钢混组合梁半整体桥为研究对象,分析其结构体系和构造形式,进而介绍我国钢混组合梁半整体桥的设计与施工. 采用半整体悬挂式桥台和混凝土桩,上部结构采用耐候工字钢-混凝土板组成的组合梁,结构简支、桥面连续,全桥取消伸缩缝与伸缩装置. 成桥监测表明,其纵向变形很小,可在中小跨径钢混组合梁无缝桥建设中推广.     

混凝土板梁桥合理构造数值分析

为研究不同桥面板厚度和铰缝深度对混凝土板梁桥的刚度及受力性能的影响,建立了30组简支板梁ANSYS有限元数值模型,通过施加中载和边载,取有代表性的板厚和铰缝深度进行分析。分析结果表明,随着桥面板厚度的增加,板梁挠度及板梁底横向拉应力逐渐减小,铰缝内的横向拉应力和竖向剪应力逐渐减小;随着铰缝深度的加大,各板梁挠度差逐渐减小,板梁底横向拉应力逐渐增大,铰缝内的横向拉应力和竖向剪应力逐渐减小;并且随着桥面板厚度的增加,铰缝深度对板梁桥的刚度及受力性能的影响效果逐渐降低。最后,建议板梁桥设计采用薄板梁厚桥面板的结构形式,以提高结构的整体刚度和改善受力性能。     

基于颤振稳定性的悬索桥加劲梁梁高的确定

在悬索桥的抗风设计中，流线型箱梁由于具有较好的抗风性能而得到广泛应用。通过经验公式分析和有限元两种方法得出箱梁梁高对悬索桥颤振稳定性的影响规律，并提出了常用桥宽下悬索桥梁高设计的近似公式。另外,还通过对一种振型耦合的特殊现象进行了分析。     

正交异性钢箱梁桥面第二体系结构优化设计

在力学分析的基础上,建立了正交异性钢箱梁桥面铺装体系的力学模型,通过有限元计算,研究了正交异性钢桥面板铺装体系的力学特性。从铺装层厚度、材料、横隔板间距、钢板厚度以及梯形加劲肋刚度等方面,探讨了在弯沉值、应力、应变等约束条件下正交异性钢箱梁桥面第二体系的优化设计方法,给出了正交异性钢桥板各个参数的合理数值界限,将本文的结果与已建成的同类型桥相比较可知,本文的设计结果合理,可作为大跨径钢箱梁桥面板的依据。     

Computer Simulation of Dynamic Interactions Between Vehicle and Long Span Box Girder Bridges

Moving vehicle loads, associated with roadway traffic can induce significant dynamic effects on the structural behaviours of bridges, especially for long-span bridges. The main objective of current research is to study traffic induced dynamic responses of long-span box-girder bridges. The finite element method has been employed in this study to obtain a three-dimensional mathematical model for the bridge system. For vehicle-bridge dynamic interaction analysis, the vehicle is modeled as a more realistic three-axle, six-wheel system, and the corresponding dynamic interaction equations have been derived. The bridge-vehicle interaction is affected by many factors. The current study has been focused on such factors as: vehicle speed, vehicle damping ratio, multiple traffic lanes, mass ratio of vehicle and bridge, and dynamic characteristics of bridge. Case studies have been conducted to investigate these factors by using several box girder bridge examples including Confederation Bridge, the longest box girder bridge in the world.     

箱梁截面力学特性分析及应用研究

箱梁是曲线梁桥中应用最普遍的结构形式,其力学特性研究对曲线梁桥的建设理论及实践有着重要意义。论述了箱梁的力学特性,对其剪力滞等计算模型进行了系统归纳和分析;总结了箱梁截面力学特性的应用特点及规律,并针对具体的桥型进行了深入研究,研究成果可以为箱梁截面结构设计提供借鉴和依据。     

基于改进三弯矩方程的钢-混凝土混合变截面连续梁桥钢箱梁段合理长度研究

为简便估算恒载作用下钢-混凝土混合梁变截面连续梁合理钢箱梁长度,基于现有三弯矩方程推导了适用于变截面连续梁的改进三弯矩方程,建立了基于改进三弯矩方程的变截面连续梁弯矩简化计算方法,并采用MATLAB软件编制了计算程序。构建了不同跨径的变截面钢-混凝土混合连续梁桥标准结构,运用改进三弯矩方程分析了恒载作用下不同跨径钢-混凝土混合连续梁桥关键截面弯矩随钢箱梁段长度变化的规律,建立了主跨跨径150m~300m间钢-混凝土混合变截面连续梁桥钢箱梁段合理长度预估公式。不同跨径的钢-混凝土混合连续梁的墩顶负弯矩和跨中正弯矩均随钢箱梁段长度的增大而减小;主跨跨径150m、200m、250m、300m的变截面钢-混凝土混合连续梁桥钢箱梁段长度与主跨跨径的比例分别为0.35、0.40、0.40、0.45时,主跨跨中正弯矩减小趋势变缓;研究结果表明：基于改进三弯矩方程的变截面连续梁弯矩计算结果与有限元计算结果的偏差小于10%,可便捷且准确地计算恒载下变截面连续梁弯矩;预估公式计算得到的钢箱梁段合理长度与实桥使用的钢箱梁段长度之间的误差在12.5%以内,预估公式具有良好适用性。     

低矮型钢-混凝土组合梁桥方案设计与分析

以36m跨径的简支梁桥改造设计为例,分析比较了普通组合平行工字梁、预应力组合平行工字梁和组合箱梁三种桥型在相同荷载等级作用下的受力、变形以及经济性能.结果表明,组合梁桥具有较好的性能,预应力组合梁和组合箱梁的经济高跨比可以小于1/20.     

基于动力指纹的斜拉桥桥塔冲刷深度识别方法

提出了一种基于动力指纹的斜拉桥桥塔冲刷深度识别方法.利用理论分析得到不同冲刷深度与所提出的动力指纹之间的定量关系;进而在常规桥梁检测中得到桥梁野外状态下的动力特性实测数据,通过反演分析利用预先得到的定量关系最终得到对应的桥塔冲刷深度.为研究该方法的适用性与可行性,分别提出全桥固有频率以及模态柔度位移两种动力指纹构成形式,并基于宁波招宝山大桥(斜拉桥),采用数值仿真的手段,分析两种动力指纹与冲刷深度之间的定量关系特征.分析结果表明:通过跟踪两种动力指纹变化情况,均可较好地对斜拉桥桥塔冲刷深度进行定量识别;特别采用主梁竖弯振型或主塔横弯振型构建模态柔度位移指标时可得到更为敏感的冲刷识别效果.该方法可借助常规桥梁检测项目对桥塔冲刷状态完成定性判断及定量分析,具备计算逻辑严密、监测设备经济性好、完全避免水下操作等特点,在上部结构动力特征正确识别的基础上,可实现斜拉桥桥塔冲刷深度的准确预测.     

连续箱梁裂缝问题探讨

连续箱梁梁桥桥面具有行车舒适、节约材料、造型简洁美观、受力均匀、养护工程量小及抗震能力强等优点。在高速公路和城市道路高架桥建设中得到较为广泛应用。但结构受力分析较为复杂,施工工艺较难,设计及施工质量较难控制,裂缝问题出现较多。裂缝的出现会使钢筋锈蚀,结构的承载力急骤下降,必须给予充分重视。该文通过对桥梁常见裂缝产生原因的分析,针对连续箱梁设计、施工中需重视的几个问题以及裂缝的预防措施,提出自己的观点,供工程技术人员参考。     

浅谈桥梁抗震设计

结合地震实例,分析了地震对桥梁造成的各种破坏,探讨了简支梁桥和连续梁桥防震抗震的设计方案和措施,指出了在桥梁抗震设计中应注意的问题。