钢混组合连续梁桥顶推施工受力特性分析
- 格式:doc
- 大小:12.37 KB
- 文档页数:2
连续梁桥顶推施工临时支墩受力分析作者:王冰玉来源:《科技创新与应用》2017年第09期摘要:以某顶推施工为工程实例,利用有限元分析软件Midas Civil建立了主梁顶推过程分析模型,分析了顶推过程中临时支墩的支反力随顶推过程的变化趋势;建立了临时墩的有限元分析模型,分析了临时墩在水平荷载和竖向荷载作用下的受力性能,分析结果和实际施工效果表明,设计结构满足施工要求。
关键词:顶推施工;有限元分析;临时墩;受力分析引言近年来,随着国家基础设施建设和施工技术的快速发展,顶推施工方法的发展表现的日趋成熟,它以其独有的优势获得了广泛的应用,同悬臂法和转体施工等施工方法相比,具有场地要求少,无支架,不影响既有道路的正常通行,快速等优点[1]。
在顶推施工过程中,若桥梁跨径过大,顶推过程中的梁体内力变化较大,顶推梁的设计难度较大,为减小顶推梁的内力变化幅度和保证顶推的顺利进行,可在中间设置临时支墩[2]。
为保证临时支墩在体系转换、多点顶推的施工过程中结构受力和变形始终处于安全范围内,需对临时支墩在体系转换及多点顶推工况下进行强度、刚度检算[3]。
1 工程背景某客专特大桥全长13.1Km,采用7-16m预应力混凝土连续箱梁设计。
连续箱梁位于R=1300m的圆曲线上,梁面坡度为-20.5‰,跨度为(16.5+5×16.6+16.5)m,全长116m,连续箱梁混凝土共计643.1m3。
连续梁预制及顶推位置关系见图1。
连续梁对应墩号为376-383#墩,其中377#-382#墩采用钢混结合框架墩,墩顶设钢横梁,376#、383#墩为普通混凝土实体墩。
2 顶推过程中受力性能2.1 主梁模型的建立为了如实反映每一顶推工况下梁体各个单元的位置和内力,本文采用梁动墩不动的建模方法,由于桥梁施工过程是提前将7孔16m连续梁预制在371#-374#墩上,再进行顶推,所以建模时就直接建好全桥模型,然后采用固定支座模拟桥墩的方法来进行建模,计算模型中根据顶推施工梁段的划分、支点、跨中、截面变化点等控制截面将全桥划分为187个节点和186个单元[4]。
连续梁桥整体顶升受力特性研究摘要:为研究整体顶升法更换支座对连续箱梁产生的影响,结合包头市昆河南桥实际工程进行分析。
根据顶升方案进行梁体受力计算分析,以对整体结构受力的影响较小者确定实施方案。
关键词:连续梁桥;整体顶升;截面应力1 工程概况包头市昆河南桥修建于1993年3月,桥梁全长为530.97m,其中,主桥桥长为480m。
桥面宽度为2.0m(人行道)+22.0m(车行道)+2.0m(人行道)=26.0m。
桥面采用沥青混凝土桥面铺装,人行道栏杆采用混凝土栏杆。
主桥采用预应力混凝土连续箱梁,共3联12跨。
桥梁下部结构为重力式桥台,钢筋混凝土实体巨型墩。
桥梁支座采用四氟滑板支座和盆式橡胶支座。
桥梁设计荷载等级为汽车一20级、挂车100。
该桥橡胶支座严重变形、脱空,盆式支座锈蚀严重,需要全部更换。
2 计算分析考虑到该桥为既有桥梁,且在运营多年后产生了若干病害,尤其是主梁产生了较多的受力裂缝,在桥梁结构损伤程度难以准确量化的情况下,如仍按竣工文件所采用的有关参数对桥梁进行结构分析,难以准确反映桥梁结构目前的实际受力状态。
因此,为了保证梁体顶升过程中的结构安全,此处采用顶升后梁体应力变化与设计活载作用下的梁体应力变化对比分析的方法来确定顶升过程中结构是否安全。
通过在方案设计阶段的计算分析表明,当采用相邻两墩两幅同时顶升20mm时,主梁纵向的支点上缘拉应力较活载作用下的相应应力小接近一半,且两幅之间的桥面板应力也小了很多。
虽然支点截面下缘的拉应力较活载作用下的拉应力大,但考虑到在恒载作用下支点截面下缘本身有着很大的压应力,故此处不会影响到顶升过程中的结构安全。
为方便比较,现将各方案的主要计算结果汇总于下表。
具体计算结果见表2-1。
表2-1顶升方案计算分析结果汇总表(单位:MPa)注:1.表中“活载”的有关计算结果为包络应力。
2.由于支点截面是顶升过程中的应力控制截面,故表中仅列出支点截面的有关计算结果。
为确保项升过程中的桥梁结构安全,本次主要将对下述内容进行详细的计算分析,以便能够为顶升过程中的桥梁结构应力监控等提供必要的理论数据。
钢-混组合连续梁桥施工过程受力性能及影响因素分析随着国家基础设施事业的发展,如何使建筑材料的性能的发挥的更加合理,已经成为桥梁工程的发展趋势。
钢-混凝土组合梁的出现,正好满足工程界对发挥建筑材料性能的追求,被越来越多的应用到工程领域。
最近几十年,我国学者在对组合梁桥的设计计算方法、基础理论等方面的已经进行了相当多研究,但对组合梁桥,尤其是组合连续梁桥的施工过程中的力学性能以及施工影响因素等方面的研究相对比较少。
本文基于临汾市滨河西路组合梁桥,对采用支点升降施工方法的组合连续梁桥的受力性能进行了系统的分析。
主要分析内容如下:(1)通过Midas Civil软件建立组合梁桥整体模型,采用不同顶升高度对组合梁施工过程受力性能进行详细的分析;(2)通过对施工中比较容易出现误差的一些因素进行定量分析,重点分析它们对顶升效果的影响;(3)通过建立有限元模型,探究了混凝土时间效应对支座顶升效果的影响。
主要结论如下:(1)采用支点升降施工方法与不采用该施工方法相比,使支点位置混凝土板受力由拉应力变为压应力;支点顶起高度在一个合理的范围内,高度越大,对于减缓混凝土开裂和钢梁受压失稳效果越好。
同时顶升高度的增大,混凝土收缩徐变对支点升降法产生的预应力的削弱作用越强。
支点升降施工方法会使桥梁位移变大,需要在铺设钢梁时考虑其对位移的影响。
(2)对于采用支点升降施工方法的三跨组合梁桥,采用两个支座分别顶升的施工方法比一起顶起对减缓支点位置混凝土板开裂更有效。
(3)考虑收缩、徐变的影响,组合梁边跨的位移变大,中跨的位移变小,同时也会使组合梁截面出现应力重分布。
在成桥十年后支座截面位置的混凝土顶、底板压应力分别减小了82.80%、114.60%,在底板位置出现拉应力;收缩、徐变对组合连续梁受力不利,在结构设计以及施工要对其加以考虑。
(4)预制板的龄期的增大会减缓混凝土的收缩、徐变效应对采用支座升降施工方法施加的预压力削弱作用;在实际工程中可以采用增加桥面板龄期来减缓预压力的减小和混凝土板开裂的时间。
Science and Technology & Innovation |科技与创新2024年 第06期图1 现场概况图1 275/cos25° 1 275/cos25°桥梁总长933.112 m左幅第6联 连续钢箱梁4 194+7 000+4 192盐靖高速盐靖高速DOI :10.15913/ki.kjycx.2024.06.032钢桥顶推施工整体受力分析范 鹏1,李志成2(1.盐城市公路养护应急处置中心,江苏 盐城 224000;2.河海大学土木与交通学院,江苏 南京 210098)摘 要:以某钢桥顶推施工工程为研究背景,通过Midas Civil 建立了全桥有限元模型,分析了斜交钢桥在顶推施工过程中的结构受力情况,从结构整体应力及前支点支承反力的角度分析了斜交顶推施工过程中结构的安全性能和受力特征,并对其受力不均的原因展开探讨。
研究结果表明,在顶推施工中主梁最大应力值未超过所用钢材的强度设计值,符合规范要求,且有较大的富余值;钢箱梁在支承中线上的应力分布呈三角形形状,右侧应力大于左侧,易产生局部应力集中现象。
关键词:斜交;钢桥;顶推施工;支承反力中图分类号:U445 文献标志码:A 文章编号:2095-6835(2024)06-0115-03近年来,具有自重轻、抗扭能力强、跨越能力强等特点[1-2]的钢箱梁得到了飞速发展。
对于跨越既有线路的桥梁施工多采用顶推法,顶推施工工艺在中国得到了迅速发展和应用,相应的顶推施工的合理性和安全性也成为研究重点。
相对于其他传统施工工艺,顶推施工过程中的截面应力状态变化十分复杂,整体结构的静定次数也在不断变化,最终成为运营状态下的应力状态。
故需确保主梁在顶推过程中不出现局部破坏和倾覆的现象,保证现场施工的安全性。
吴丽丽等(2022)[3]通过Ansys 有限元软件建立下弦开敞桁式波形钢腹板组合箱梁桥有限元模型,分析了主梁在3种施工工艺下的体系转换及内力变化情况,可知导梁的拆除对主梁整体的弯矩、变形及剪力影响较小。
钢—混凝土组合箱梁桥受力性能分析系统而全面的分析钢-混凝土组合梁桥受力性能,首先介绍了钢-混凝土组合梁桥的得天独厚的优点,自重轻、噪音低、抗震性能好等,然后对其受力开裂的原因进行了分析,针对此开裂情况,给出了各种解决途径和措施,如通过张拉钢丝束在混凝土桥面板内施加预应力等,针对钢-混凝土组合梁桥具有一定的指导意义。
标签:钢-混凝土;组合梁桥;受力开裂1引言现今,我国各地区加强道路和桥梁的建设,其中桥梁的建设受到各方面的关注,不仅是其建设成本较大,而且是其结构的合理性,桥梁的寿命和桥梁的承载力等等影响着众多决策者对现行的桥梁的判断标准。
其中,桥梁的改造,很多杜聪桥梁的材料商考虑,例如采用高性能、高强的材料作为建设桥梁的主要材料同钢桥相比较,现行的钢和混凝土组合梁桥具有较多的不可替代的优势,例如冲击效应和疲劳效应较少,钢材耐腐蚀性能提升,钢-混凝土组合梁桥产生的噪音也较少,方便检修工人的作业,钢-混凝土组合梁桥的养护工作量相对较少;当其与钢筋混凝土桥相比,钢-混凝土组合梁桥有相当显著特点,自重轻是钢-混凝土组合梁桥得天独厚的一个特征,特别是在四川等地,地震发生频率较高,钢-混凝土组合梁桥也具有良好的抗震性能,在抢修桥梁中,钢-混凝土组合梁桥施工周期短,工业化程度高、环境效果佳等优点。
本文将针对钢-混凝土组合梁桥受力性能进行系统而全面的分析。
2钢-混凝土组合梁桥性能分析我国钢材材质在近时期得到不断的优化和提升,钢的加工技术也逐渐成熟,在现今的桥梁建设工程中,组合梁桥也越来越具有更强的竞争力;在大跨度斜拉桥上,钢-混凝土组合桥面也具有很高的综合性能。
对于多跨度梁桥,钢-混凝土组合梁桥具有良好的性能,在抗震性能、抗疲劳效应上均具有良好的使用性能。
但是,连续钢-混凝土组合梁桥内支座在承受负弯矩时,会产生混凝土钢梁结构的变形,例如受拉压力的影响,钢-混凝土结构强度一直是研究中的问题,钢-混凝土抗拉强度如果选择低了,在受到外界的影响情况下,极易产生开裂等不良影响,钢-混凝土抗拉强度如果选择过高,将影响钢-混凝土抗冲击特性,没有一定的韧性,易恢复特性较低,也会造成不良影响。
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2021, 10(2), 124-131Published Online February 2021 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2021.102014钢–混组合梁桥桥面板受力分析刘明东1,贾艳敏1*,张冠华2,王佳伟21东北林业大学,黑龙江哈尔滨2辽宁省交通规划设计院,辽宁沈阳收稿日期:2021年1月23日;录用日期:2021年2月15日;发布日期:2021年2月24日摘要为了研究钢–混组合梁桥桥面板受力特征,以旧桥改建钢–混组合梁桥项目为依托,对钢–混组合梁桥桥面板模型进行加载试验,并利用Abaqus有限元软件对钢–混组合梁桥桥面板模型的挠度及混凝土应变进行模拟分析,有限元模型的分析结果与钢–混组合梁桥桥面板模型试验结果吻合良好,通过调整主梁间距及桥面板厚度对钢–混组合梁桥桥面板进行参数影响因素分析。
分析结果表明:主梁间距的变化对钢–混组合梁桥桥面板整体刚度产生较大影响,且主梁间距比桥面板厚度对钢–混组合梁桥桥面板受力影响更加显著。
关键词钢–混组合梁桥,桥面板,有限元,桥面板厚度,主梁间距Mechanical Analysis of Steel-ConcreteComposite Beam Bridge DeckMingdong Liu1, Yanmin Jia1*, Guanhua Zhang2, Jiawei Wang21Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang2Liaoning Provincial Transportation Planning and Design Institute, Shenyang LiaoningReceived: Jan. 23rd, 2021; accepted: Feb. 15th, 2021; published: Feb. 24th, 2021AbstractIn order to study the mechanical characteristics of the steel-concrete composite beam bridge deck, *通讯作者。
大跨度连续刚构合龙顶推效应分析摘要:以龙藏沟特大桥为例,介绍了连续刚构桥合龙顶推力的计算及对成桥状态的有利影响。
关键词:连续刚构桥;合龙;顶推力1 引言连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥,其综合了T型刚构桥在悬臂施工中保持体系平衡的特点,又吸收了连续梁桥在整体受力上能承受正负弯矩的优点,所以在工程实践中得到了广泛应用。
连续刚构桥一般应用于大跨度桥梁,由于整个结构属于多次超静定结构,因而由预加应力、混凝土收缩徐变和温度变化所引起的结构纵向位移将在体系中产生较大的次内力,对箱梁及主墩的受力产生不利影响。
在合龙的施工过程中,合龙时的实际温度同设计温度可能会有偏差,此温差也会使梁体产生位移,引起主墩偏位,产生次内力。
为了消除上述的不利影响,可以在连续刚构桥梁进行跨中合龙时,对梁体施加一个朝向桥台的水平推力,使桥墩产生一个预偏位来抵抗结构由于收缩徐变、合龙温差等引起的不利影响,改善箱梁应力,并能有效减小桥墩根部弯矩,改善桥墩受力。
2 工程简介2.1 工程背景龙藏沟特大桥为张掖至河南公路同仁至多福屯段公路工程拟建的特大桥。
桥长1467m,全桥共9联,5×40+(67+125+67)+4×40+3×40+3×(4×40)+2×(3×40),第2联采用预应力连续刚构结构型式,本文以龙藏沟特大桥的第二联进行合龙顶推效应分析。
2.2 桥梁结构参数上部结构为单箱单室直腹板预应力混凝土箱梁。
箱梁顶宽10m,底宽6m,悬臂长度2m。
合拢段中心梁高2.6m,顶板厚度0.28m,底板厚度0.32m。
0号块根部梁高7.6m,顶板厚度0.28m,底板厚度1m。
箱梁梁高、底板厚自根部至跨中按1.8次抛物线变化。
刚构墩为实体双薄壁墩,墩高分别为83m、73m。
本桥采用悬臂施工,共15个悬臂现浇段。
箱梁和桥墩均采用C50混凝土,预应力筋采用低松弛高强度钢绞线,单根钢绞线直径Φj=15.2mm,钢绞线面积139mm2,fpk=1860MPa,弹性模量EP=1.95×105MPa。
钢混组合连续梁桥顶推施工受力特性分析钢混组合梁因其受力性能好,预制化程度高而得到广泛应用,国家在“十三五”期间大力提倡钢桥的应用,因此该桥在我国又迎来了新的历史机遇。
在钢混组合梁的施工中,主梁与桥面板往往是分开施工的,组合梁的钢主梁因为其自重轻、几乎是等截面的优点,通常采用顶推法进行施工,而桥面板通常采用预制形式,安装方法上采用间断施工法来改善支点处桥面板受力。
鉴于组合梁的应用前景,对于分析组合梁在施工过程的受力,模拟其在施工中的受力状态,显得十分有必要。
本文选择钢板组合梁进行研究,希望能为同类桥梁的施工与设计提供帮助。
本文主要进行了以下几个方面的研究:(1)回顾了钢混组合梁与顶推施工法的发展历程,就顶推施工法的分类与与发展特点进行了详细阐述,展望了顶推施工法需要关注的问题,对组合梁的结构特征以及顶推法的发展历程有了全方位的了解与认识。
(2)简化导主梁模型,采用位移法分析了顶推过程主梁的受力。
获得了顶推过程中主梁内力与支点反力的解析表达式,确定了顶推过程主梁的控制截面与时间节点。
分析了导梁长度、自重集度以及刚度对主梁受力的影响,确定了导主梁顶推过程最佳的长度比α,自重集度比β以及刚度比γ。
(3)采用杆系有限元分析了某钢板组合梁顶推施工过程,确定了导梁的合理设计参数与截面形式,得到了有限元仿真模拟下导梁前端的挠度变化情况以及主梁的内力与支反力,验证了导梁设置的合理性和有效性。
(4)采用有限元软件中的施工阶段联合截面分析了桥面板的施工过程,比较了桥面板在间断施工法与顺序施工法下施工顺序的差异,比较了在两种施工法下支点处桥面板的受力状态,验证了间断施工法的可靠。
于此同时对两种施工法下钢主梁在成桥状态下的应力情况进行了对比。
针对桥面板吊装受力问题,建立了实体模型,并验证了改善受力措施的合理性与有效性。
(5)以最新的钢桥规范为依据,分析了组合梁预拱度计算中应考虑的因素,说明了组合梁设置预拱度的必要性与其计算精度的准确性。
2012年第10期铁道建筑Railway Engineering文章编号:1003-1995(2012)10-0015-04武汉二七长江大桥6ˑ90m 钢—混结合连续箱梁顶推施工姜金凤1,姜贺2(1.中铁大桥勘测设计院,湖北武汉430050;2.中铁大桥局,湖北武汉430050)摘要:武汉二七长江大桥主桥非通航段,布置有6ˑ90m 钢—混结合连续箱梁,设计采用顶推法施工。
本文在叙述了顶推方案、顶推流程及过墩方案后,较详尽地介绍了拼装平台、导梁、顶推设备及限位装置等的构造。
关键词:钢—混凝土结构桥梁施工6ˑ90m 结合梁顶推施工中图分类号:U445.462文献标识码:A DOI :10.3969/j.issn.1003-1995.2012.10-0516ˑ90m 钢—混结合梁结构概况武汉二七长江大桥正桥工程全长2922m ,由主桥和非通航孔桥两部分组成,其中大桥通航孔主桥方案采用(90+160+2ˑ616+160+90)m =1732m的三塔斜拉桥。
1#墩 N6#墩位于北岸侧江边非通航水域,上部结构为6跨90m 钢—混结合连续梁,上下游分幅布置,双幅桥面宽29.5m 。
主梁断面如图1所示。
图1主梁断面(单位:cm )收稿日期:2012-04-20;修回日期:2012-06-05作者简介:姜金凤(1984—),女,山东菏泽人,助理工程师,硕士。
梁体为单箱单室斜腹板结合梁,它由钢槽形梁(下称槽形梁)和混凝土桥面板通过剪力钉结合而成。
单幅桥顶板宽14.7m ,底板宽6.3m ,标准梁高4.0m ,其中槽形梁高3.55m ,混凝土板厚0.28 0.45m 。
槽形梁在斜腹板顶部设有宽1.5m 的上翼缘板,其上部在预制顶板现浇预留孔处均设有剪力钉,为增强槽形梁刚度,在槽形梁顶部两腹板采用交叉十字桁架相连,槽形梁每米平均质量约6.4t 。
槽形梁顶部承板上设上剪力钉,预制板安装后在预留孔处浇筑混凝土通过剪力钉与钢梁连接。
公路2009年7月第7期HIG HW A Y Jul12009No17文章编号:0451-0712(2009)07-0209-03中图分类号:U448123文献标识码:B大跨度连续刚构桥合龙顶推效应分析及方案设计陈洪彬,陈群,王斐,冯苠(中交公路规划设计院有限公司北京市100088)摘要:以南河大桥为例,分析了连续刚构桥合龙顶推力的影响,并介绍了连续刚构桥顶推的实现。
关键词:连续刚构桥;合龙;顶推由于连续刚构能明显降低结构高度而且具有外形美观、整体性能好等显著优点,在桥梁工程中被广泛采用。
但是,由于该桥式是超静定的结构形式,混凝土收缩、徐变、温度变化等都会对结构产生一定的附加内力,特别是对温度的敏感程度较高,在合龙段施工过程中,合龙时的实际温度同设计温度可能会有偏差,此温差将会使梁体产生位移,引起主墩偏位,产生二次应力。
同样,后期的收缩徐变也会使梁体产生竖向挠度和水平位移以及附加内力,造成主墩的偏位,影响了桥梁的美观和行车的舒适性,同时对主墩的受力产生不利影响。
为了消除此影响,在连续刚构桥中跨合龙时对梁体施加一个水平顶推力,给主墩施加一个反向位移,来抵消合龙温差、后期收缩徐变等的影响。
1工程背景晋济高速公路上的南河大桥是一座全长800m的刚构-连续梁桥,桥跨布置为40m+120m+3@180m +100m,上部结构为斜腹板预应力混凝土箱梁。
箱梁为单箱单室断面,采用纵向、横向和竖向三向预应力体系。
箱梁顶宽2415m,底宽81656~111408m,悬臂长610m。
合龙段处箱梁中心高度为4150m,底板厚0132m;0号块处箱梁中心高为12150m,底板厚1140m;从悬臂端到0号块根部箱梁高度和底板厚度均按1175次抛物线变化。
各桥墩除1号桥墩墩顶设置支座外,其余均为刚构墩,刚构墩为双薄壁墩。
本桥采用悬臂浇注施工。
在临时支架上浇注0号段后,安装挂篮悬臂浇注1~23号梁段,而后依次进行中跨、次边跨和边跨合龙。
- 118 -工 程 技 术随着我国路桥建设得到快速发展,为城市化进程贡献了突出力量,使出行更便利[1]。
在路桥建设过程中,梁结构应用非常广泛。
梁结构的质量直接决定了整个工程项目的品质,也对后续使用安全和使用效率起决定性因素。
在传统梁结构的设计中,钢结构梁和混凝土结构梁是2种非常常见的形式,都曾经在路桥建设中发挥了重要作用[2]。
在此基础上,钢结构梁和混凝土结构梁在形式上融合,出现组合梁结构。
同时,钢混组合梁使用混凝土材料和钢材,通过特定的结构设计和特殊的连接方式形成组合式的梁结构,发挥了2种基本结构的优势[3]。
因此,对钢混结构梁结构进行力学研究,并有针对性地分析2种材料不同配置的钢混组合梁结构的性能,这对设计更合理的钢混梁结构具有十分重要的意义,这也是该文研究的出发点。
1 钢混组合梁结构的力学分析模型钢混组合梁的结构设计是在钢结构和混凝土结构的基础上将2种结构组合在一起,以达到更好的性能。
在设计过程中,要根据工程项目的实际需求,对钢混材料进行几何结构层面的合理设计,进而通过调整相应参数达到最佳的设计效果。
在该设计过程中依托钢混梁几何结构进行力学分析,是确保设计结果准确、可靠的关键。
1.1 截面换算分析方法在截面分析和设计方法的实施过程中,将组合梁中的钢材和混凝土都假设为不发生塑性变形的弹性材料,那么这2种材料组合以后仍然是弹性体。
同时,忽略连接件的特殊属性,将其看作梁整体的一部分,并且也都符合弹性体特征。
在这样的假设基础上,钢材和混凝土材料之间可能产生的滑移,也可以忽略不计。
从大量的工程项目实践中可以发现,钢混组合梁的力学特征和钢材为主体材料的梁结构更相似。
因此,为准确地进行力学分析,可以将钢混组合梁的截面换算成钢材为主体材料的梁截面。
换算关系如公式(1)所示。
A E A E CS C C S=(1)式中:A CS 为混凝土和钢材混合后形成组合梁的截面积;A C 为混凝土结构梁的截面积;E C 为混凝土结构梁的弹性模量;E S 为钢结构梁的弹性模量。
安徽建筑中图分类号:TU398+.9文献标识码:A文章编号:1007-7359(2023)11-0163-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2023.11.0590引言近年来,钢-混组合梁在目前桥梁建设中的应用逐渐增加,其结构形式主要是通过抗剪构建将混凝土桥面板和下部的钢主梁连接起来,使混凝土和钢共同受力的结构形式[1]。
这种组合结构梁的形式,充分发挥了各种材料自身的优良性能,在结构抗拉和抗压方面具有更优良的性能。
在《钢-混组合桥梁设计规范》(GB 50917-2013)[2]应用之后,对于钢混组合梁桥结构形式的研究逐渐变多,不少学者对钢-混组合梁桥的受力性能以及施工形式进行了研究。
陈朝慰[3]针对钢-混组合桥梁结构的新型连接构件进行了受力分析,采用有限元分析了新型连接构建在施工和运营阶段的受力和变形情况;王建超等[4]开展了钢-混凝土组合梁桥的受力可靠度分析,主要采用最大熵函数构造的凝聚函数对抗弯、纵向抗剪和竖向抗剪承载力进行了可靠度分析;常英飞[5]对钢-混组合梁桥的新技术进行了阐述和总结,并提出未来组合桥梁发展的新思路;陈宝春等[6]对我国钢-混凝土组合梁桥的研究进展和工程应用进行了系统归纳总结,介绍了传统的组合梁桥以及近年提出的新型组合梁桥结构形式,并对其工程应用进行了总结;王岭军[7]采用有限元分析法,首先建立钢-混组合梁斜拉桥模型,再次分析了不同施工阶段下桥梁结构的受力特性,获得桥梁整体失稳状态,最后根据分析得出相应的结论;李德等[8]对新型钢-混组合桁架梁铁路桥的力学特征进行了研究分析,研究结果表明,桥梁的自振特性分析结果满足规范要求;王元清等[9]采用ANSYS 有限元分析了曲线钢-混组合梁桥的跨度与整体刚度及跨高比之间的关系;蒋丽忠等[10]针对钢-混组合梁桥的动力响应和安全指标进行了试验研究,研究结果显示各项指标均满足规范要求。
由上述可知,对于钢-混组合梁结构的研究已经较为成熟,本文在上述研究的基础上,以主河槽桥为依托,开展了平原区钢-混凝土组合梁桥的受力性能分析,主要研究静载和汽车荷载作用下组合梁的位移和变形情况,为平原区钢-混组合梁桥的设计提供参考。
Y型刚构—连续组合梁桥合龙阶段受力分析及顶推力的应用摘要:Y型刚构连续组合梁桥是刚构-连续桥的一种,该类桥在施工中主要采用悬臂浇注法施工,本文以具体工程为例探讨了该类型桥在施工过程中合龙顺序对桥梁结构受力的影响,并探讨了顶推力在合龙施工中的具体应用,供技术人员在工程中借鉴。
关键词:Y型刚构-连续组合梁;合龙顺序;受力分析;顶推力研究近年来,国内外在自架设体系T型刚构桥的基础上,相继修建了许多预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥,这两种桥具有跨越能力大、结构受力合理、车辆行驶平顺、施工方便和养护费用低等优点,已成为大跨度桥梁建设中不可缺少的桥型。
这种桥一般采用的施工方法是:先在其各主墩上按“T构”用挂篮分段对称悬臂浇筑,然后在落地浇注段上现浇边跨段,最后在吊架上完成现浇跨中合龙段,整个桥段桥按对称悬臂浇筑→边跨合龙→中跨合龙顺序进行施工。
合龙段的施工顺序是影响该类梁桥施工的重要环节,合龙段压重、合龙温度、预拱度、边跨现浇段、边跨合龙段和跨中下挠控制都影响着该类桥梁的施工质量。
下面就以鹭鸶湾大桥为例对Y型刚构-连续箱梁桥的合龙技术进行研究。
1 工程背景鹭鸶湾大桥是张家界西溪坪永定大道上的一座桥梁,位于张家界市城东澧水干流之上,是东接张家界市城区永定大道及常张高速公路、西接张家界城市中心的重要通道。
既有鹭鸶湾大桥已运营约10a,桥面破损严重,存在较多病害,所以经多方案比选后决定对原大桥进行拆除重建。
重建桥梁起点里程为K6+099.92,终点里程为K6+525.08,桥梁宽33m,全桥长425.16m,桥梁位于直线上。
桥梁采用(38+61+71+81+71+61+38)m预应力混凝土Y型刚构-连续组合箱梁,桥宽采用33m,分左右两幅设置,最大纵坡采用4.64%。
根据《预应力混凝土梁式桥梁设计施工技术指南》的有关规定,连续刚构桥的边跨现浇段、边跨合龙段和中跨合龙段是合龙段浇注的3个关键施工工序,应按照以下原则进行:3个工序的全过程均应在结构处于稳定变形条件下进行;同时3个工序的全过程均应在结构处于平衡状态下进行。
第53卷第1期2021年1月61工 程 建设Engineering Construction连续钢桁架弯梁桥顶推施工力学特征分析杨锋均,,王祺顺2,李帅彳(1.桑植县公路建设养护中心,湖南张家界427100;2.湖南省交通科学研究院有限公司,湖南长沙410014;3.天津市市政工程设计研究院南沙分院,广东广州510000)摘要:为探究钢桁架连续弯梁桥顶推主梁受力规律,本文分别建立整体及局部精细化有限元模型,对连续钢桁架弯梁桥整体及局部受力机理进行计算分析。
计算结果表明:在顶推过程中,下弦杆支座附件区域存在应力集中现象,范式等效应力逼近 屈服极限。
本文结果可为类似工程提供参考。
关键词:连续钢桁架;弯梁桥;受力规律;下弦杆;范式等效应力中图分类号:U445. 462 文献标识码:A 文章编号:1673-8993(2021 )01-0061-04doi :10. 13402/j. gcjs. 2021.01.013Analysis on mechanical characteristics of incremental launching constructionof curved beam bridge with continuous steel trussYANG Fengjun*, WANG Qishun 2, LI Shuai 3(1. Sangzhi County Highway Construction and Maintenance Center , Zhangjiajie 427100 y Hunan , China ;2. Hunan Communications Research Institute Co.,Ltd. , Changsha 410014,Hunan, C/iina ;3. Nansha Branch ,Tianjin Municipal Engineering Design and Research Institute , GuangZhou 510000, Guangdong , China )Abstract : In order to explore the stress law of the main beam of the incremental launching of curved beam bridge with continuous steel truss, the overall and local refined finite element softwares are established respectively tocalculate and analyze the overall and local force mechanism of curved beam bridge with continuous steel truss. Theresults show that during the process of incremental launching , the stress phenomenon is concentrated on the attachment area of the lower chord support , and the von mises stress approaches the yield limit. This results can provide referencesfor similar engineering construction.Key words : continuous steel truss ; curved beam bridge ; force law ; lower chord ; von mises stress目前,钢桁架桥梁大多数采用吊装拼接法施工,其施工方法成熟、施工周期短,在我国 市政桥梁建设中占据主导地位。
钢管混凝土拱-梁组合桥受力性能分析与设计摘要:本文以某市跨河桥梁方案设计为例,提出钢管混凝土拱-连续梁组合桥设计方案,通过建立全桥空间有限元模型,分析了此种桥梁结构体系的受力特点和使用性能。
结果显示,这种桥型适用于较大跨径且具有一定景观需求的市政桥梁,桥梁结构型式美观,是现代景观类桥梁的理想桥梁结构体系。
关键词:钢管混凝土,拱,连续梁,组合结构,受力性能,方案设计中图分类号:文献标识码:现代桥梁建设水平日益提高,人们不仅对桥梁有着交通功能需求,而且越加期望能够具有造型美观的建筑样式,能够反映当地历史文化及承载历史记忆,也能体现当地的民风民俗、地域特点等,能够成为当地地区的一处景观,甚至成为地标性建筑物。
1前言拱桥是一种古老的桥型,古今中外广泛建造,拱桥具有曲线形态优美、坚固耐用、承载能力强、经济性高等特点。
从公园中的石拱桥到大跨度的跨江跨河大桥中,都有着拱桥的身影。
拱桥是以受压为主的结构形式,拱圈常常用受压性能良好的材料建造,例如石材、混凝土、钢材料等,钢管混凝土是一种承压性能优良的组合结构材料,把钢材和混凝土这两种建材各自优势得以充分发挥,在现代拱桥建设中已经得到广泛应用。
钢管拱结构节段预制,现场架设拼装,再向钢管中填筑混凝土形成主拱肋,整个过程施工便捷,经济性高。
梁桥结构简洁,常常应用于桥梁建设中,本桥考虑到交通功能兼顾景观要素,主梁采用变截面连续现浇箱梁。
连续梁跨于河道水面之上,梁体边线形似曲拱形状,如同水面上泛起波纹,具有轻盈动感。
连续梁上的侧立面可雕刻当地历史文化浮雕,桥面人行道栏杆上刻画历史典故图案,使整座桥丰富了历史内涵和文化渲染力。
2钢管混凝土拱-梁组合桥设计2.1工程概况本桥桥址位于城市中部跨越河流,是连接新老城区重要的交通枢纽。
综合考虑桥位所处的地理位置以及河道水位标高要求,应在满足河道水位要求的前提下尽量降低桥梁高度,最大化减小桥梁建设对河道的影响,因此选择较为合适的拱-梁组合桥设计方案。
钢混组合连续梁桥顶推施工受力特性分析
钢混组合梁因其受力性能好,预制化程度高而得到广泛应用,国家在“十三五”期间大力提倡钢桥的应用,因此该桥在我国又迎来了新的历史机遇。
在钢混组合梁的施工中,主梁与桥面板往往是分开施工的,组合梁的钢主梁因为其自重轻、几乎是等截面的优点,通常采用顶推法进行施工,而桥面板通常采用预制形式,安装方法上采用间断施工法来改善支点处桥面板受力。
鉴于组合梁的应用前景,对于分析组合梁在施工过程的受力,模拟其在施工
中的受力状态,显得十分有必要。
本文选择钢板组合梁进行研究,希望能为同类桥梁的施工与设计提供帮助。
本文主要进行了以下几个方面的研究:(1)回顾了钢混组合梁与顶推施工法
的发展历程,就顶推施工法的分类与与发展特点进行了详细阐述,展望了顶推施
工法需要关注的问题,对组合梁的结构特征以及顶推法的发展历程有了全方位的了解与认识。
(2)简化导主梁模型,采用位移法分析了顶推过程主梁的受力。
获得了顶推过程中主梁内力与支点反力的解析表达式,确定了顶推过程主梁的控制截面与时间节点。
分析了导梁长度、自重集度以及刚度对主梁受力的影响,确定了导主梁顶推过程最佳的长度比α,自重集度比β以及刚度比γ。
(3)采用杆系有限元分析了某钢板组合梁顶推施工过程,确定了导梁的合理
设计参数与截面形式,得到了有限元仿真模拟下导梁前端的挠度变化情况以及主梁的内力与支反力,验证了导梁设置的合理性和有效性。
(4)采用有限元软件中的施工阶段联合截面分析了桥面板的施工过程,比较了桥面板在间断施工法与顺序施工法下施工顺序的差异,比较了在两种施工法下支点处桥面板的受力状态,验
证了间断施工法的可靠。
于此同时对两种施工法下钢主梁在成桥状态下的应力情况进行了对比。
针对桥面板吊装受力问题,建立了实体模型,并验证了改善受力措施的合理性与有效性。
(5)以最新的钢桥规范为依据,分析了组合梁预拱度计算中应考虑的因素,说明了组合梁设置预拱度的必要性与其计算精度的准确性。
模拟了四种偏载作用下,获得结构最不利位置处的弯矩与应力。