几种有特色的组合梁桥

介绍国内外几种有特色的组合梁桥：双钢管梁组合梁桥，U形梁组合梁桥，钢腹板组合梁桥，以及钢管混凝土桁架组合连续刚构桥的设计和施工，并分析和展望其趋势。     

PBL加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥设计

高速公路跨线桥黄延桥为(24+40+24)m连续刚构体系PBL加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥。该桥主梁采用矩形钢管桁架和混凝土行车道板构成的组合桁梁;桥墩采用Y形双肢矩形钢管混凝土树状桥墩,下设菱形承台+钻孔灌注桩基础。在负弯矩区下弦杆和Y形桥墩的矩形钢管内设置PBL纵肋并灌注混凝土,形成PBL加劲型矩形钢管混凝土断面,以提高杆件承载力、改善受压钢管局部屈曲性能。为提高该桥PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的承载力、改善节点的失效模式,采取主管内灌注混凝土和支管与主管同宽两项优化措施。混凝土桥面板通过上弦闭口PBL开孔预埋钢板连接件与主桁相连。桥墩通过纵、横向呈方格网络集中布置的PBL开孔钢板与承台固结。     

三峡库区秭归县卡子湾大桥设计与施工

卡子湾大桥为预应力混凝土斜拉式桁架连续刚构桥,跨径79.45 m 140 m 79.45 m,桥梁全长344.3 m,采用悬臂拼装法施工。介绍该桥的总体布置、结构设计、施工及施工监控要点。     

三峡库区卡子湾大桥的设计与施工

三峡库区秭归县卡子湾大桥为预应力混凝土斜拉式桁架连续刚构桥,跨径为79.45 m 140 m 79.45 m,桥梁全长344.3 m,采用悬臂拼装法施工。介绍该桥的总体布置、结构设计、施工及施工监控的要点。     

变截面钢-混凝土组合连续桁梁桥设计与施工

钢桁架-混凝土组合桥梁是组合结构桥梁的一个重要分支。虽然我国起步较晚,钢桁架-混凝土组合桥梁更是少之又少,但该结构经济效益佳,并能兼顾美学功能,因此在国内具有广阔的发展空间。现以北京顺于路西延跨温榆河桥为例,总结变截面钢-混凝土组合连续桁梁桥的设计、建造要点,并提出措施优化设计、施工。     

敞开式钢管-混凝土桁架组合桥参数敏感性分析

为了更好地进行施工过程控制,对一座敞开式钢管—混凝土桁架组合桥进行参数敏感性分析,详细分析了结构受力特性对主桁架刚度、温度效应及混凝土收缩徐变等因素的敏感性,旨在掌握各参数对结构受力性能的影响。研究结果表明,温度效应与收缩徐变对结构影响较大,主桁架刚度和桥面板厚度对结构有一定影响,横梁对结构影响较小。研究结果可为敞开式钢管-混凝土桁架组合桥的设计和施工提供参考。     

新型矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构形式与绿色建造

随着国家践行“双碳”战略和工业化建筑时代的到来，桥梁作为生命线节点工程正在向着装配化、工业化的方向大步迈进，而钢管混凝土组合桁梁桥作为一种高性能组合结构桥梁形式在承载性、承灾性及装配化等方面具有优势，融合“工业化建造”“绿色建材”理念是实现钢管混凝土组合桁梁桥绿色建造的有效手段。为此，从高传力体系、高承载力结构构造及高承载力节点构造等方面阐述了矩形钢管混凝土组合桁梁桥的构造优势，证明其是一种高承载性能桥梁结构形式，从高韧性与高经济性方面进一步论述了矩形钢管混凝土组合桁梁桥的优势所在，并就抗震性能、工程经济性与常规混凝土梁桥进行类比；而后从全预制件装配单元、预制件现场快速拼装角度阐述了矩形钢管混凝土组合桁梁的工业化建造理念，提出与快速拼装相适应的构造措施，并对具有绿色高强优点的碱激发UHPC混凝土应用于钢管混凝土组合桁梁桥进行了构思和设想；最后通过典型工程实践证实了钢管混凝土组合桁梁桥具有轻质高强、力流传递明确的显著特征和高效的装配建造性能。     

高性能钢管混凝土组合桁梁桥

提出一种新型桥梁结构形式——高性能钢管混凝土组合桁梁桥。从结构性能方面阐述该组合桁梁桥高效传力机制、高性能结构构件及节点力学性能,从预制件划分、存放、运输、拼接方面阐述组合桁梁桥高效装配施工性能,从防灾性能方面对组合桁梁桥与混凝土梁桥进行抗震性能有限元对比分析,从耐久性能、可维护性能及环保性能方面论述组合桁梁桥良好的服役性能。结果表明：高性能钢管混凝土组合桁梁桥各杆件受力明确,杆件材料利用率高,结构刚度大,当结构跨径达到80 m时,用钢量指标仍在400 kg·m^-2以下;PBL加劲型等宽钢管混凝土节点可有效改善节点传力性能、静力破坏模式及抗疲劳性能;PBL加劲型矩形钢管混凝土构件可改善钢混界面传力及钢管局部屈曲性能,有效提高构件承载力;组合桁梁桥主桁单元、桥面板单元、桥墩单元可在工厂标准化生产,预制构件单元质量可控,现场装配速度快,施工周期短;与混凝土箱梁桥相比,组合桁梁桥结构体系地震响应内力下降显著,反应谱分析中纵桥向墩底弯矩与剪力下降达94.0%、81.2%,时程分析中纵桥向墩底弯矩下降达91.6%;采用可更换桥面板构件、桥墩系梁构件使组合桁梁桥全寿命周期性能优异。可见,矩形钢管混凝土组合桁梁桥是一种装配式高性能桥梁结构体系,可为中国中等跨径公路装配化桥梁设计提供参考。     

Y型墩连续刚构桥的设计

南京市六合区冶浦桥为25 m+40 m+25 m预应力混凝土Y型墩连续刚构桥,该文以该桥为例介绍了Y型墩连续刚构桥的设计,并总结了Y型墩连续刚构桥梁的结构特点和施工方案。     

矩形钢管混凝土组合桁梁连续刚构桥实桥试验

为了研究矩形钢管混凝土组合桁梁桥这种主梁由矩形钢管混凝土桁架和混凝土桥面板组成的新桥型的力学性能,以中国首座矩形钢管混凝土组合桁梁桥为对象开展了实桥试验。试验桥孔跨布置为24 m+40 m+24 m,结构体系为连续刚构。试验采用400 kN加载卡车3辆,共进行了3个荷载工况12个加载步的加载,对试验桥的整体力学性能、矩形钢管混凝土杆件力学性能以及桥面板有效宽度进行了研究。试验结果表明：在荷载效率为1.90~3.05的超载工况下各控制杆件的轴力-应变及荷载-位移实测数据线性关系显著,试验桥在加载过程中始终处于良好的弹性工作状态;实测受压钢管混凝土下弦杆钢管与管内混凝土荷载的分配符合二者的轴向抗压刚度比例关系;由于矩形钢管混凝土管壁内设置了纵向PBL加劲肋（开孔钢板加劲肋）,其在开孔区域形成混凝土榫,大幅提高了矩形钢管混凝土杆件的抗拉刚度,使其可达受压杆件刚度的80%;两主桁之间桥面板实测有效宽度与既有文献研究结果符合良好,且剪力滞效应在节点处比节间处表现得更为明显。     

钢管混凝土桥墩的适用性研究

针对钢管混凝土结构的优势和连续刚构桥的受力特点,提出以钢管混凝土结构作为连续刚构桥的桥墩,并对其展开了相应的研究。以某大跨连续刚构桥为依托工程,采用理论计算结合有限元分析的方法对原设计桥墩截面进行合理性检验并进行了钢管混凝土桥墩试设计。最后通过有限元分析计算比较了这2种桥墩在墩顶顺桥向位移、结构内力分配和材料造价三方面的差异。计算结果表明:在相同的条件,钢管混凝土桥墩相比于钢筋混凝土双薄壁墩抗推刚度更小,更能适应上部结构的变形,结构受力更加均衡,材料用量更少,施工更方便,工程造价更低。钢管混凝土桥墩适用性较好,值得在施工工程中推广。     

新型大跨连续钢桁组合梁桥施工监控关键技术

大跨度连续钢桁架-混凝土组合梁桥在公路桥梁上应用的实例极少,且有关大跨组合结构桥梁施工监控及相关问题的研究还处在探索阶段.依托某连续桁架组合梁桥工程,采用了新颖的抗拔不抗剪剪力键,并对传统的混凝土桥面板浇筑顺序进行了调整,极大地提高了负弯矩混凝土的抗裂性能.桥梁施工阶段的拆架跨中位移量、跨中混凝土预压应力、桥面板与钢梁滑移量是本桥监测的重点内容,为实现成桥状态设计目标,精确而有效的施工监控至关重要.将监测结果与有限元分析软件理论数据进行对比,分析判断桥梁施工过程中的安全性,确保全桥施工的顺利进行.     

钢管混凝土超高墩连续刚构桥施工稳定性分析

建立了劲性骨架钢管混凝土超高墩连续刚构桥施工过程的稳定有限元模型。分析了刚构桥最大悬臂阶段与施工过程中稳定系数的变化,对比了加强左右幅桥梁横向联系后稳定系数的变化。并对提高劲性骨架钢管混凝土超高墩连续刚构桥的施工稳定性提出了建议。     

预应力混凝土连续刚构桥跨中下挠影响因素分析

以某预应力混凝土连续刚构桥为工程背景,比较了不同预应力钢束损失和不同位置预应力钢束损失对箱梁成桥线型的影响,分析了不同预应力损失情况下混凝土徐变对预应力混凝土连续刚构桥成桥线型的影响,指出了预应力混凝土连续刚构桥箱梁挠度与桥梁结构受力状态有关,与桥梁跨径关联不大。     

基于响应面法的钢管混凝土组合桁梁桥多尺度有限元模型修正

为建立适用于钢管混凝土桥梁的高效、高精度有限元分析模型，提出一种基于响应面法的全桥多尺度有限元模型修正方法。首先以一座钢管混凝土组合桁梁桥为工程背景建立包含全桥、组合桁梁桥面板以及钢管混凝土桁架杆件3个尺度的ABAQUS全桥多尺度有限元模型。在考虑钢管混凝土结构的特点和施工误差的基础上选取桥面板混凝土弹模、厚度，桁架弦杆内混凝土弹模，钢材弹模以及加载车辆荷载5个影响因素作为待修正参数；根据实桥试验条件选择中跨跨中挠度、下弦空管弦杆应力、墩顶钢管混凝土弦杆应力、墩顶受压腹杆应力以及桥面板顺桥向应力5个目标函数。其次采用中心复合设计方法生成了待修正参数的样本集，并将每组参数样本代入有限元模型进行计算。进而采用响应面法建立待修正结构参数和目标函数的2次多项式函数关系，结合参数显著性分析得到响应面方程。最后结合实桥试验结果对多尺度有限元模型3个尺度上的结构参数进行同步修正。结果表明：修正后的参数变化情况与依托工程的实际施工情况相符；采用修正后的参数建立的多尺度有限元模型计算值与实桥试验结果吻合良好；修正后的有限元模型具有较高的精度，可真实反映实际工程中桥梁结构的受力状态。该修正方法可为桥梁结构运营期间的健康监测、状态评估、损伤检测提供可靠的分析手段。     

下承式钢管混凝土拱梁组合结构设计与计算分析

采用桥梁专业软件MIDAS/Civil对一座下承式钢管混凝土拱梁组合结构进行空间有限元分析。通过共节点双单元法模拟钢管混凝土组合结构的受力,并参照新颁布《钢管混凝土拱桥技术规程》(DBJ/T 13-136-2011)进行结构验算。结果表明,该桥的各项指标均满足要求,并通过了施工监控和成桥荷载试验的进一步验证。     

苏龙珠黄河特大桥结构受力分析

隆循高速公路苏龙珠黄河特大桥是一座跨度为220m上承式钢管混凝土桁架拱桥。利用结构有限元计算模型,对该桥展开静力计算、成桥动力特性分析、结构稳定性分析、抗震计算及施工模拟分析,提出该桥在各阶段、各工况下的受力特点,为桥梁的结构设计奠定基础。     

大跨径连续刚构桥梁底维修平台设计

某大跨径跨海大桥主桥为(124.4+170+124.4)m预应力混凝土连续刚构桥,为对该桥进行裂缝处理、混凝土表面缺陷修复及防护涂装,需在梁底下部搭建维修平台。结合该桥结构特点和桥下通航净空要求,维修平台采用倒梯形吊挂式钢管脚手架结构,由Φ48mm×3.5mm钢管拼装成顺桥向每2m一道的横向支撑架,再由纵向钢管连接形成全封闭的梁底施工平台。采用有限元软件建立跨中及墩顶典型部位8m长倒梯形吊挂式钢管脚手架平台结构局部模型,经计算平台结构强度、刚度及稳定性均满足要求。实践证明该平台施工过程安全可靠。     

桥道系结构形式对中承式钢管混凝土拱桥受力影响分析

在分析中承式钢管混凝土拱桥常用桥道系结构形式特点的基础上,首次提出一种新型的桥道系结构形式———简支连续组合桥道系,并运用大型结构有限元分析软件MSC Nastran进行数值仿真计算,研究不同桥道系结构形式对桥梁结构静、动力特征的影响。通过对比分析发现:不同桥道系结构形式对钢管混凝土拱肋的受力性能、结构的整体稳定性及动力性能的影响没有显著差异;简支连续组合桥道系较好地继承了简支和连续桥道系的优点,是中承式钢管混凝土拱桥的合理桥道系结构形式。     

钢管混凝土连续刚构桥端横梁病害成因分析及处治技术

某钢管混凝土连续刚构桥主梁为钢筋混凝土板与钢管混凝土桁架组合梁结构,桥墩为双支薄壁墩与主梁固结。端横梁位于主桥与引桥之间的交界墩上。多年运营后端横梁出现混凝土大面积碎裂、剥离和开裂等病害。该文通过对该桥端横梁表观状况检测、交界墩偏位观测,综合分析了结构变形不协调、交界墩偏位、温度应力等因素对端横梁病害的影响;进一步通过对交界墩纠偏、增大端横梁截面、更换支座等措施进行病害处治。工程实践表明:上述加固措施能够解决端横梁存在的病害问题,加固效果满足桥梁使用要求。