π型钢板应用于板梁桥加固的非线性研究

由于超限超载车辆迅速增长,梁底开裂已成为板梁桥营运中的首要病害.以往所使用的粘贴钢板加固,钢材使用率低,加固效果并不理想.根据提高主梁抗弯刚度可减小主梁挠度及内力,并最终抑制梁底开裂的原理,首次提出π型钢板加固法.现利用ANSYS程序进行空间非线性有限元仿真计算.对π型钢板与粘贴钢板加固后主梁进行对比分析,得出π型钢板加固对提高主梁极限承载力、防止主梁底板开裂,效果优于粘贴钢板加固;对比分析使用不同腹板高度与钢板厚度的π型钢板加固后的主梁极限承载力,得出π型钢板腹板高度对提升加固效果的影响较钢板厚度大;进一步对比分析π型钢板应用于不同跨径板梁的稳定性问题,提出不同跨径板梁对π型钢板截面尺寸的具体要求.     

冷弯薄壁型钢焊接节点试验研究及有限元分析

冷弯薄壁型钢节点通常采用拉铆钉或自攻螺钉作为连接方式.这种连接方式的缺点是承载力低,对构件的截面有削弱.为此,本文通过采用试验研究方法和有限元分析方法,对冷弯薄壁型钢的焊接节点进行了研究和分析,得到了关于冷弯薄壁型钢焊接节点的有益结论.     

无横隔板预应力混凝土箱梁桥整桥试验研究

纸店沙河大桥为无横隔板预应力混凝土箱梁,只通过桥面构造改善横向连接,为验证其受力性能能否满足整体刚度,实现荷载的横向传递,将跨径35 m先张法预应力混凝土轻型、薄壁、闭口箱型断面运用到简支梁桥上,通过各种工况的整桥试验分析,结果表明,通过桥面铺装双层钢筋网与主梁伸出梁顶的交叉钢筋梅花形点焊成钢筋骨架及箱梁翼板间加强钢筋与二道焊接钢板来实现横向联系是可行的.     

冷弯薄壁型钢焊接节点试验研究与对比分析

冷弯薄壁型钢节点通常采用拉铆钉或自攻螺钉作为连接方式,这种连接方式的缺点是承载力低,对构件的截面有削弱.本文采用试验方法对3种不同构造的冷弯薄壁型钢焊接节点进行研究和分析,并与相同构造的自贡螺钉连接节点的性能进行了对比分析,得到了关于冷弯薄壁型钢焊接节点的有益结论.     

预应力UHPC连续刚构桥的优化设计

为了充分发挥UHPC的材料特性,通过有限元和理论分析,从箱梁截面尺寸和体内、外预应力配置两个方面对苏通大桥辅航道桥进行优化设计,提出了体外预应力UHPC结构的抗弯强度简化计算公式,并将其静力特性和经济性与普通混凝土刚构桥进行了对比分析.结果表明,在满足规范规定强度和刚度的要求下,UHPC主梁比一般混凝土主梁的自重减轻约43%,抗弯承载力提高80%以上.上部结构的减重提高了箱梁抵抗使用阶段荷载的有效性,有利于提高预应力混凝土梁桥的经济跨径.     

翼缘刚接混凝土T梁桥结构体系损伤评价研究

以16 m跨径的T梁桥标准图为基础,按1:4的缩尺比例,采用焊接钢板的连接方法设计了一座5片T梁桥模型。通过不同的钢板连接方式,对横向连接损伤对翼缘刚接T桥梁桥承载能力的影响进行了试验和有限元分析,研究了不同损伤工况对翼缘刚接T梁桥荷载横向分配的影响。提出了活载横向分布调整系数,为现实中的T梁桥承载能力评估、加固提供定量的评判标准,为损伤状态下刚接梁桥的体系可靠性评估提供借鉴。     

单边钢次梁与混凝土主梁插入式连接节点的试验研究

钢次梁插人混凝土主梁的节点连接是一种新型的节点连接形式,该节点区别于传统的挑耳式钢梁与混凝土主梁节点连接方式,具有施工方便、力学性能优越的性能.为了明确此种节点连接方式的受力和承载特性,本文以某工业厂房的节点工程为背景,对单边钢次梁与混凝土主梁连接节点进行了1:2的缩尺试验研究.试验表明,钢次梁插人主梁的连接节点为半刚性连接节点,节点的破坏始于钢次梁上翼缘混凝土板与主梁交界面处过大的横向裂缝及钢次梁上翼缘焊板的拉伸屈服;试验结束时,主梁端部箍筋均屈服,端部截面产生宽而深的扭剪裂缝,表明单边钢次梁作用下主梁抗扭能力成为控制条件.试验还发现,钢次梁上翼缘焊接板条的布置对节点承载力有较大的影响,当上翼缘焊接板与翼缘板的横向面积比控制在0.35-0.45的范围内时,节点的破坏始于钢次梁上翼缘连接焊板的拉伸屈服,属于次要构件的塑性破坏,满足安全设计和承载力的要求.     

无背索斜拉桥主梁空间内力分析方法——以长沙市环线济阳河洪山大桥无背索斜拉桥为例

采用空间剪力柔性梁格法离散桥面结构，建立了大悬臂钢脊骨箱梁主梁－混凝土桥面组合截面徐变内力重分布计算的初应变法，编制了模拟无背索斜塔异形斜拉桥施工过程和使用阶段的空间内力及稳定分析程序，以此为基础，分析计算了长沙市环线济阳河洪山大桥无背索斜拉桥主梁内力分布规律、徐变内力重分布对结构内力分配的影响、结构的整体稳定性安全系数等，采用3种计算模式进行分析，结果表明：梁跟部全截面轴力基本一致，但轴力的分配差别较大，若不考虑徐变影响，钢箱梁承担的轴力为全截面轴力的0.47-0.50倍；考虑徐变内力重分布，钢箱梁承担的轴力为全截面轴力的0.78倍，而对应的主梁钢箱梁稳定安全系数分别为4.18及3.1，可见，钢箱梁轴力是该桥钢箱梁设计的控制因素。     

新型PEC柱-钢梁T形件摩擦耗能型连接中节点滞回性能的数值模拟

为研究预拉对穿螺栓的新型PEC柱-钢梁T形件摩擦耗能型连接中节点滞回性能,考虑轴压力、PEC柱截面形式、钢板组合截面布置方式与摩擦力大小等设计参数,采用有限元软件ABAQUS建立了5个有限元分析模型试件并对其进行循环荷载下的数值模拟,得到试件的弯矩-转角滞回曲线。结果表明:摩擦耗能型连接方式不仅满足结构耗能延性性能设计目标,且承压型强度设计还能保证必要的安全冗余度;轴向力影响较小;摩擦力影响连接的耗能能力,但对其承载能力影响不明显;钢结构翼缘卷边措施可增强混凝土的约束作用,更好地满足"强柱弱梁"的抗震要求;预拉对穿螺栓表现部分自复位功效,且较好实现了混凝土斜压带传力机理,相应降低了对节点域腹板的抗剪要求;所有试件破坏模式均由于T形件的加强而使得梁截面的塑性铰出现位置向T形件腹板外排螺栓附近梁截面转移,且达到破坏时对应的节点转角均超过了0.04rad,表明该节点连接能较好满足抗震转动能力的需求。     

钢结构焊缝连接设计中常见问题探讨

钢结构是由钢板、型钢拼合连接成基本构件,如梁、柱、桁架等.它运到工地后通过安装连接成整体结构,如厂房、桥梁等.因此,在钢结构中.连接占有很重要的地位,也是任何钢结构设计都会遇到的问题.钢结构的连接常有焊接、铆钉连接和螺拴连接三种,目前以焊接连接应用最普遍,其次是螺拴连接,铆钉连接由于既费工又费料,在建筑结构中基本上不采用了.焊接是现代钢结构采用最主要的连接方法,其优点是:任何形状的结构都可用;它不削弱构件截面,较经济;它构造简单,制造省工;它连接的密闭性好、刚度大;它易于采用自动化作业,提高焊接结构的质量等.但是,焊缝连接中也存在着许多问题,如:邻近焊缝有热影响区,该处的母材的材质量易受损变脆;在焊件中产生焊接残余因力和残余变形,对结构工作常有不利影响;焊接结构对裂纹很敏感,一旦局部发生裂纹就有可能迅速扩展到整个截面,尤其在低温下易发生脆断等.焊缝的质量直接影响整个结构的刚度,因此,在焊接结构的设计和施工中要充分考虑影响焊缝质量的各种因素,发现问题及时解决.     

横隔板对钢箱梁畸变效应的影响分析

薄壁钢箱梁在桥梁建设中得到了广泛的应用,钢箱梁的顶板、底板和腹板均较薄,在荷载作用下会由于截面变形产生畸变应力而发生局部屈曲和腹板压皱等现象．为了提高钢箱梁的承载能力,设置横隔板是较为有效的措施．笔者结合工程实例,采用有限元分析方法,针对横隔板对钢箱梁畸变的影响进行分析;对钢箱梁在集中荷载作用下,设置不同数量的横隔板的情况进行计算分析;并得出其最大畸变效应位移随横隔板密度的变化曲线,对类似桥梁的设计具有一定的参考价值．     

单斜塔混合梁斜拉桥计算分析与试验

为了解桥跨结构的实际承载能力,研究其在使用荷载下的静、动力性能,针对—（112＋48）m单斜塔双索面混合主梁斜拉桥进行结构受力分析,并进行成桥的静载与动载试验。采用专用程序建立全桥的有限元模型,分析设计荷载下的桥跨结构的荷载效应及其分布。根据桥跨结构的受力特性,针对主跨钢箱梁及边跨混凝土梁以及塔的最不利弯矩截面进行静载试验,测试对应梁体、塔的应力以及梁体、塔顶的位移,并进行斜拉索的索力测试。静载试验结果表明,桥跨结构实际受力状况与计算模式相符较好;静载下主跨钢箱梁,边跨混凝土梁及塔的实测应力相对较低;静载下几何位移基本小于计算值,说明实际桥跨结构具有良好的结构强度与刚度。同时采用脉动法进行自振特性测试,并进行行车、跳车激振试验,动力试验表明桥跨结构动力特性良好。     

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．基于一般钢箱一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．     

大跨径钢结构箱梁桥铺管法热力融雪研究

摘要：本文在道路融雪除冰基础上,分析研究了融雪除冰技术的热融化法在钢箱梁桥上的应用。并根据现代钢箱梁桥及其铺装较薄的特点,对热力管道的铺设提出新的方法,改变传统道路融雪设计上埋管于道路和桥梁铺装层中的方式,换成钢箱顶板下部的铺设位置,并对两种铺设方式的温度场进行对比分析。又基于低温钢材脆性理论和钢箱梁桥疲劳特性分析,钢板处铺设方式保证了钢箱薄弱处冬季工作温度,防止该处发生脆性破坏,既保证了融雪除冰的要求,又保证了钢箱梁桥的安全工作状态。     

大跨钢箱-混凝土组合梁桥悬吊拼接关键技术研究

为解决跨越特定障碍物时的无支架施工问题,提出了钢-混凝土组合桥梁悬吊拼接施工工法.该工法的关键技术问题是钢箱梁悬吊拼接过程中的拼接精度与安全控制问题,为此自行设计了钢箱梁拼接定位器装置,实现了箱梁拼接的初步定位与拼接安全性要求.根据钢箱梁拼接精度要求,经过系统的理论分析,推导出钢箱梁段拼接面转角控制值及轴向变形环境温度调节量的通用计算公式,为大跨变截面连续钢箱梁悬吊拼接精度控制提供了技术保障.该工法在解决桥梁跨越特定障碍物无支架施工过程中,表现为快速、安全、实用的特点,具有普遍推广应用的价值.     

英屿沟Ⅱ号天桥的设计

为推广预应力混凝土箱梁结构在桥梁方面的应用研究,结合英屿沟Ⅱ号天桥实例,介绍了该组合结构在桥梁方面具体应用的设计思路,介绍了英屿沟Ⅱ号天桥波形钢腹板PC组合箱梁桥主梁结构、预应力体系、波形钢腹板、连接件、防腐、施工流程等的设计,为波形钢腹板PC组合箱梁结构应用于桥梁工程提供了设计经验.     

分阶段施工中钢箱梁制造参数的通用计算方法

为了精确计算分阶段施工中钢箱梁制造参数,形成简便统一的求解思路,基于安装时节段间交界面实现平顺对接的思想,直接根据结构累计位移确定已安装、待安装节段桥位现场的相对位置关系,以设计成桥状态下节段形心处梁长为基准,提出分阶段施工钢箱梁桥节段间制造夹角、顶底板长度制造参数的通用计算方法. 将该方法应用于三跨钢箱连续梁桥大节段吊装施工,准确计算各小节段钢箱梁制造参数,并精准修正大节段接缝处顶底板加工长度. 结果表明：制造完成后各小节段钢箱梁交界面焊缝宽度均匀一致,现场安装时大节段钢箱梁端面实现精准匹配,合龙后主梁线形与设计线形吻合良好,验证了所提方法的正确性.     

悬索桥桁架加劲梁动力等效成等截面欧拉梁方法

针对悬索桥桁架加劲梁在数值计算、模型设计中简化问题,基于单独桁架加劲梁动力特性分析结果,以竖弯、侧弯、扭转基频相等为原则,推导并给出了不同边界条件（悬臂和两端固结）对应等截面欧拉梁等效质量惯性矩,等效抗弯刚度和等效抗扭刚度简化计算公式,然后将该计算式应用于某主跨576 m板桁结合梁悬索桥加劲梁等效分析. 结果表明:基于动力特性等效方法非常简单有效;所有基于欧拉梁的等效方法均存在无法考虑桁架梁抗剪性能的缺点,越长的桁架加劲梁越接近纯弯欧拉梁,悬臂边界的桁架梁比两端固结的桁架梁更接近欧拉梁,在等效悬索桥桁架加劲梁时应选用尽量长的精细化桁架梁段和悬臂式的约束边界条件.     

斜拉桥的收缩徐变附加应力分析

当斜拉桥主梁采用砼板和钢梁组合梁时,砼板的收缩徐变受钢梁约束而产生截面上钢和砼间的应力重分布。同时,砼板和索塔的收缩徐变在高次超静定结构的斜拉桥中还将产生内力重分布。本文以某大桥为例,进行了理论分析和大量计算,为具体设计提供依据。