钢混凝土连续组合梁负弯矩区抗裂设计优化研究

虽然钢混凝土连续组合梁桥在支座处负弯矩区混凝土桥面板处施加了预应力,但仍然存在桥面板拉应力过大导致混凝土开裂的问题。为解决这一难题,以山东省广饶县小清河特大桥2 号主桥为例,在对钢混凝土连续组合梁桥的设计难点及其相关技术措施进行评价的基础上,基于部分组合技术及桥面板混凝土分步浇筑技术,对钢混凝土连续组合梁桥的支座处负弯矩区的受力性能进行优化设计。基于Midas Civil 有限元模型,重点对该组合梁桥负弯矩区的抗裂性、支点反力及全桥刚度进行研究。研究结果表明:同时使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板始终受压;仅采用部分组合技术或桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板受到拉应力作用,且拉应力较大。由此可知,综合使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,可以有效降低钢混凝土连续组合梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力,防止混凝土桥面板开裂,改善桥梁耐久性。     

钢混组合连续梁负弯矩区抗裂设计方法浅析

本文以沈阳市二环路/大坝路立交桥工程中一联预应力钢—混凝土组合连续梁桥为背景,结合其受力特性,探讨在混凝土桥面板内布置体内预应力的基础上,通过合理配置体外预应力钢束,改善钢—混凝土组合梁负弯矩区受力状态的设计方法,有关经验可供同类型桥梁设计借鉴参考.     

钢-混连续组合梁负弯矩区处理方法研究

钢-混组合梁具有自重小、抗震性能好且用钢少、刚度大饶度小特点,钢-混连续组合梁与简支组合梁相比,可以提高负载能力,增强刚度,增大应用跨度。但其墩顶负弯矩区会产生混凝土受拉、钢梁受压的不利情况,通过介绍钢-混连续组合梁桥负弯矩区的设计处理方法,比较了各种方法对减小负弯矩区内混凝土桥面板的拉应力,从而限制裂缝宽度、防止钢梁失稳的作用。并最终达到改善了负弯矩区桥面板的受力性能,确保结构的耐久性和使用性能。     

双主梁钢板组合梁负弯矩区UHPC接缝设计和计算

为了解决双主梁钢板组合梁负弯矩区桥面板易开裂的难题, 将超高性能混凝土 UHPC (Ultra-High Per? formance Concrete) 应用于横向现浇湿接缝。 以瑞苍高速公路一联双主梁钢板组合连续梁桥为工程背景, 介绍了负弯矩区 UHPC 接缝方案的设计要点, 并与常规接缝方案进行技术对比。 同时, 通过有限元建模计算, 分析了 UHPC 接缝的受力性能。 研究结果表明： 负弯矩区 UHPC 接缝结构技术先进, 便于快速化施工; 承载能力、 抗裂性能及 UHPC 桥面板疲劳性能均可满足要求, 安全性能良好, 应用前景广阔。     

双面组合连续梁桥施工阶段模拟分析

钢-混组合梁桥因其自重轻、刚度大得以在世界范围内迅速发展,但钢-混组合连续梁桥中负弯矩区会出现钢梁受压,混凝土受拉的不利情况。通过在负弯矩区钢箱梁内浇筑混凝土,形成双面组合梁可以明显改善这一问题。以一座钢-混双面组合连续梁桥为研究背景,运用MIDAS FEA建立精细化有限元模型模拟该实桥的施工阶段。研究结果表明:双面组合连续梁桥能够有效提高结构的刚度,减小钢梁的受力和提高负弯矩区混凝土桥面板的抗裂性。     

钢-混凝土双面组合连续箱梁负弯矩区有限元分析

钢-混凝土双面组合箱梁是由两个H型钢作钢骨架,并与上下两块混凝土板组合形成的箱形截面,可用于连续梁的负弯矩区。推导得到了负弯矩区截面弹性刚度和塑性极限弯矩的计算公式。建立集中力作用下双面组合连续箱梁负弯矩区的Ansys分析模型,得到了组合梁的荷载挠度曲线、截面应力和应变变化曲线以及钢与混凝土交界面的纵向滑移分布。与双主梁组合梁和普通组合箱梁的受力性能做比较,显示了双面组合箱梁承载能力和变形能力的优越性。     

连续钢混组合梁负弯矩区处理措施

钢混组合梁有承载力高、抗震性能好、方便施工、缩短工期、节省材料且便于安装管线等优点,在各地桥梁建设中已经大量应用。但在使用过程中,连续钢混组合梁在负弯矩区会产生混凝土受拉、钢梁受压的不利情况,造成混凝土开裂,导致组合梁刚度降低和耐久性下降。总结归纳了多种连续钢混组合梁负弯矩区的处理措施,包括预加荷载法、支座预顶升法、施加预应力法、配筋限制混凝土裂缝宽度法、后结合预应力混凝土桥面板法、钢梁底板浇注混凝土法、增强钢混结合强度法,为改善该类桥梁负弯矩区的设计和施工提供了借鉴和参考。     

曲线组合梁负弯矩区裂缝控制措施研究

简要说明了组合箱梁桥的概念及结构特点。针对连续组合梁的负弯矩区域桥面板裂缝控制问题进行研究,分析了常用的几种减少中支点负弯矩区桥面板裂缝措施的优缺点,对目前少有研究的曲线连续组合梁在支点强迫位移措施作用下的效应进行了大量的数值分析,总结出其受力特点及不同曲线半径可采用的强迫位移数值对比表,以供参考。     

钢—混凝土组合梁桥混凝土桥面板的抗裂设计方法研究

以重庆市合川区乡野步道云门试验段连接桥工程4#桥为例,分析该钢—混凝土组合梁桥在设计上提高混凝土桥面板抗裂性能的方法。该桥在结构上采用V形支撑降低墩顶负弯矩峰值,在施工过程中采用桥面板滞后结合法、跨中压重法增大墩顶负弯矩区压应力储备,从而降低了成桥墩顶负弯矩区拉应力,提高了混凝土桥面板的抗裂性能。通过分析提高混凝土桥面板抗裂性能的结构设计方法以及施工过程的抗裂措施,为钢—混凝土组合梁桥的设计提供参考。     

基于桁梁实桥试验的钢管混凝土界面传力机制

为分析钢管混凝土桁梁桥的承载性能和钢-混凝土组合作用机理,进行了桁梁上、下弦钢管混凝土界面传力行为实桥试验和全桥板壳-实体有限元参数分析;以主跨71 m的简支半穿式钢桁梁桥为依托,沿其上、下弦杆节间长度范围内共布设102个应变测点,测试并分析了加载车作用下钢管轴向应变分布和钢-混凝土界面传力特征;采用ABAQUS软件建立了试验桥板壳-实体有限元模型,经实测挠度与应变数据验证模型的可靠性后,进行了界面连接状态、界面抗剪刚度、钢管厚度、管内混凝土强度等对钢管混凝土界面传力性能的参数影响分析。分析结果表明:钢管轴向应变分布规律可反映钢管混凝土界面传力的基本特征;钢管混凝土桁架上、下弦杆节点区域均出现界面剪力不均匀分布现象,钢-混凝土界面有效传力范围内钢管轴向应变呈负指数函数分布,其他区域钢管轴向应变保持不变;完全脱黏的钢管混凝土桁架弦杆的钢管轴向应变在节点一定范围内呈二次抛物线函数分布;钢管轴向应变因界面连接状态所表现出的不同应变分布规律和剪力传递长度可用于评价钢管混凝土组合作用强弱和界面工作状态;桁架弦杆的剪力传递长度随钢管厚度和管内混凝土强度的增加而增大,钢管厚度的影响更显著;在钢管混凝土桁架弦杆内设置抗剪连接件可缩短剪力传递长度。      

城市立交匝道桥箱梁结构形式设计比选

为选择更适合城市立交匝道曲线桥梁的箱梁结构形式,建立预应力混凝土箱梁结构和钢-混箱梁结构桥梁数值模型,并将2种箱梁结构形式桥梁的变形及受力变化规律对比分析,结果表明:预应力混凝土箱梁结构相对于钢—混箱梁结构桥梁下挠值约小-32 mm,可以更好地控制结构变形;预应力混凝土箱梁结构桥梁中墩曲线内、外侧支座反力差值要远小于钢—混箱梁结构桥梁,稳定性相对更好,且支座反力储备更为充足.预应力混凝土箱梁结构桥梁边、中墩最大扭矩差值和剪力差值均远小于钢—混箱梁结构桥梁;因此该桥选择预应力混凝土箱梁结构对于桥梁控制变形及结构受力合理性均优于钢—混箱梁结构.     

连续刚构拱组合桥锚固区局部应力模型试验

为探讨连续刚构拱组合桥锚固区的局部应力,以宜万铁路宜昌长江大桥——连续刚构-钢管混凝土柔性拱新型组合桥为工程背景,分别进行了顶、底板模型试验,并与数值计算进行了比较,获得了锚固区局部应力的传递规律.此外,讨论了锚固区裂缝产生的原因.研究结果表明:在纵向预应力张拉过程中,箱梁锚固区始终处于弹性工作状态,锚垫板下混凝土受力是安全的;模型各测试截面混凝土测点应力与施加的荷载呈线性关系,结构处于弹性受力状态.     

钢-混凝土组合桁梁节点静载力学性能试验研究

钢-混凝土组合桁梁桥节点的力学性能研究和优化设计是组合桁梁桥设计的关键,以某高速铁路桥下承式组合桁梁上节点为原型,设计制作了1∶2节点缩尺模型,对节点进行静力特性试验和有限元分析,研究钢-混凝土组合桁梁桥节点的静力力学性能.对组合节点的荷载-位移曲线、应变发展规律、极限承载力以及节点的破坏模式进行研究.研究表明:该类型组合节点具有刚度大、承载力高以及传力明确等特点,组合节点满足设计要求;节点薄弱区位于弦杆与拉压腹杆相交焊缝区域;节点破坏模式为杆件相交处开裂破坏及拉压腹杆屈曲.     

工字钢-混凝土板组合梁在跨线桥改造中的应用

以某高速公路跨线桥改造工程为背景,阐述了工字钢-混凝土板组合梁桥的结构设计及其特点,运用允许混凝土桥面板产生裂缝的设计理念,通过采取合理的施工顺序和配筋设计等措施,减小了中墩桥面板负弯矩大小,控制了桥面板裂缝宽度,提高了结构的耐久性,为同类桥梁设计提供参考。     

预应力混凝土箱梁桥锚固区裂缝分析

预应力混凝土连续梁桥是一种被广泛使用的桥型,但近些年在一些跨径较大的已建桥梁中也出现了较多的病害。预应力混凝土箱梁桥锚固区裂缝是预应力混凝土箱梁桥的常见病害,严重的甚至威胁到桥梁整体的使用性能。本文通过受力分析及有限元计算对箱梁桥锚固区的常见裂缝进行研究,分别对锚固齿板的不同位置进行有限元分析。并根据有限元分析结果提出了锚固区的简化计算方法及构造配筋方式,最后得出针对这些裂缝现象的可行的控制方法。     

新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁受力性能

为综合解决传统钢-混凝土组合结构中混凝土桥面板自重偏大和负弯矩区易开裂的问题,引入超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）华夫板代替普通混凝土桥面板,提出一种新型组合梁—装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁. 以某典型3跨连续梁桥为研究对象,分别建立3跨连续梁整体和中支座区域梁段的有限元模型,研究了不同荷载工况下新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁的受力性能,分析了UHPC华夫型上翼缘关键设计参数对该新型组合梁力学性能的影响规律,对比研究了组合榫型剪力槽与栓钉型剪力槽对该新型组合梁受力性能的影响. 研究结果表明:在恒 + 活组合作用下,中支座负弯矩段华夫型上翼缘纵肋底缘和面板最大拉应力均小于配筋UHPC的抗拉强度设计值;当UHPC华夫型上翼缘纵、横肋宽90 mm、高200 mm,纵肋间距700 mm,横肋间距600 mm,面板厚60 mm时,UHPC华夫型上翼缘受力较为合理;组合榫型剪力槽更适用于新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁.      

旧桁式组合拱桥荷载试验研究

某预应力混凝土桁式组合拱桥,由于长期的使用导致桥体积累了较多损伤和病害。通过结构计算、现场检查、荷载试验等工作,评价该桥的工作性能和承载能力,对于同类型桥梁的试验测试方法和结构承载能力评价具有一定的参考价值。     

复杂组合截面曲线梁桥简化有限元模拟方法研究

文章针对正交异性钢桥面板、波形钢腹板和钢管混凝土组成的复杂截面组合曲线梁桥,为快速有效地掌握其全桥结构受力性能,在分析构造特点的基础上,提出了一种基于Midas Civil的简化有限元模拟方法:通过修改梁单元的截面特性的方式,模拟正交异性钢桥面板横肋对结构刚度的影响;采用以直代曲的方式简化波形钢腹板,并将其顺桥向对桥梁受力的影响通过修改梁单元的截面特性的方式计入;采用建立钢结构-混凝土双单元的方法,实现钢管混凝土施工过程受力状态的模拟。并利用该方法建立了某人行天桥的有限元简化分析模型,分析了从施工到成桥的力学行为,计算结果表明:该简化模拟方法能较真实模拟结构的截面特性,可分析得到考虑施工过程后更为准确的结构受力性能,综合多个薄弱构件的力学响应,获得更为可靠的设计依据,适用于此类桥梁的简化计算,可为同类桥梁提供相关参考。     

石板坡大桥钢箱梁车载作用下局部应力分析

石板坡大桥主跨由钢箱梁与预应力混凝土箱梁组成。针对该桥钢箱梁桥面板局部受力复杂的情况，运用ANSYS软件建立了钢箱梁结构分析的空间有限元模型，分析了钢箱梁在车载作用下局部应力的分布特点。     

长悬臂混凝土箱梁翼缘板受力分析

长悬臂混凝土箱梁是一种增加翼缘板宽度的新型截面箱梁,目前我国规范所规定的计算箱梁行车道翼缘板有效分布宽度概念对于长悬臂翼缘板已不再适用。以有限元分析为基础,应用大型有限元ANSYS计算软件,在集中荷载作用下,考虑横向预应力的影响,对长悬臂箱梁翼缘板进行内力分析。结果表明:箱梁端部翼缘板根部负弯矩与箱梁跨中翼缘板根部负弯矩具有明显差异,且横向预应力对翼缘板内弯矩的分布有重要影响。结合数据分析,研究翼缘板内弯矩的分布规律,为其配筋设计提出建议。