第十七届全国桥梁学术会议论文集bridge_monitor
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交通世界TRANSPOWORLD收稿日期:2018-08-23作者简介:黄志强(1990—),男,助理工程师,从事公路桥梁设计相关工作。
设计阶段桥梁耐用与安全性能提升措施黄志强,黄天穹(南昌市公路勘察设计院,江西南昌330052)摘要:首先概述了桥梁耐用及安全性不高的影响因素,主要包括:桥梁设计方案的不合理,设计人员专业素质参差不齐,设计理念陈旧等,然后针对以上不利因素提出了具体解决方案,主要措施包括:提高设计人员的专业素质、做好调查研究、注重桥梁耐用性设计等,并对设计中其他应注意的问题进行了阐述,以期提高桥梁整体耐用及安全性能。
关键词:桥梁设计;耐用性;安全性中图分类号:U442.5文献标识码:B0引言随着经济的快速发展,我国综合国力有了大幅提升。
在这种良性的发展中,城市化进程逐渐加快,城市居住的人口迅速增多,这也是当前城市交通问题日益严重的主要原因。
因此,桥梁设计中的安全性就成为了当前人们所关注的重点问题。
当前在桥梁设计过程中,由于受到各种因素影响,导致桥梁在设计阶段存在一定问题。
而桥梁的耐用性与安全性是设计阶段需重点考虑的因素,因此,应对这两点做好研究,通过科学可行的方式提高桥梁设计的耐用性与安全性。
1导致桥梁耐用及安全性不高的因素1.1桥梁设计方案不合理部分桥梁设计方案考虑问题比较片面,造成方案缺乏科学性与实用性。
很多从事桥梁设计的人员在设计中对桥梁的强度和刚性重视度较高,但是却没有考虑到整体方案是否具备合理性。
这些设计中存在的不足会对整个工程的安全与耐用性造成较大的影响,甚至还会直接导致后续的施工以及运营阶段产生极为负面的影响。
对目前桥梁设计方案分析可知,大部分的从业人员都是按照基础的知识理论进行强度设计,未从建设施工的材料、方法等方面进行综合考虑和分析,从而无法保障桥梁的耐用性及安全性。
与之相对的是,部分设计人员为了保证整体工程的安全性和耐用性,采取一些盲目增加强度的方法,整体设计意识较为欠缺。
摘要:移动模架连续梁施工中,影响梁体线形的因素很多,本文结合杨家坳特大桥移动模架的施工实践,分析了移动模架系统施工过程中线形控制的要点。
关键词:铁路桥;移动模架;连续梁;绕度;线形控制中图分类号:U445.463文献标识码:B文章编号:1008-0422(2009)04-0179-041前言我国的移动模架始于1991年的厦门高集海峡大桥。
但随着桥梁施工技术的进步与发展,铁路项目中越来越多地采用等截面现浇预应力混凝土连续箱梁桥,移动模架在等跨径、等截面的多跨预应力连续箱梁的现浇施工中得到了广泛的使用。
但是采用移动模架施工由于梁体与模架本身的挠度控制较为复杂,如果不进行有效控制的挠度控制,梁体在悬臂端就会产生不平顺的线形或折角,有时还会出现同一联中各跨变形不均衡的现象,严重影响桥梁外观,并影响桥梁使用效果。
本文结合杨家坳特大桥施工对移动模架施工连续梁过程中的梁体挠度控制进行论述。
2产生线形变化的几点因素多跨度预应力混凝土连续梁施工中,挠度控制在线形控制中尤为重要,也是移动模架施工的关键技术。
影响梁体绕度的因素很多,主要的几点影响因素有下面几点:2.1移动模架自身因素移动模架自身影响因素主要有两层含义:一为移动模架本身自重作用所产生的永久变形,此变形要对移动模架进行预压来消除;二为梁体混凝土浇注时的重力对移动模架所产生的弹性变形,如果移动模架自身刚度不够,梁体会随之产生过大变形,这种变形需要在预压过程中收集变形数据,在浇注混凝土时设置预拱度的方法来消除变形。
2.2梁体预应力度因素混凝土在达到张拉强度后,要对预应力束进行张拉。
在张拉完毕后,移动模架与梁体脱离,梁体会因为自重与预应力荷载而产生上拱变形。
并且随着跨数越来越多,梁体结构体系会经过多次的静定转超静定,同时因为后期浇注的梁段自重使得前期完成梁段的挠度产生变化。
2.3混凝土的收缩徐变、温度荷载多跨连续梁施工一般要经过几个月的时间,因为各梁段浇注时间上的差异,混凝土的收缩徐变以及温度所产生的梁体变形各有差异。
√桥梁支座及其作用、特点、要求和分类在桥梁结构中,支座是桥梁上、下部结构的连接点,其作用是将上部结构的荷载顺适、安全地传递到桥墩台上去,同时保证上部结构在荷载、温度变化、混凝土收缩等因素作用下的自由变形,以便使结构的实际受力情况符合计算图式,并保护梁端、墩台帽不受损伤。
这就要求它具有足够的竖向刚度和弹性,能将桥梁上部结构的全部荷载可靠地传递到墩台上,并同时承受由荷载作用引起的桥跨结构端部的水平位移、转角和变形,减轻和缓解桥墩承受的震动,适应因温度、湿度变化引起的桥跨结构胀缩。
就支座的安装位置而言,虽然在使用中可以进行更换,但更换的成本费用、技术性以及困难性均很大,桥梁中大部分支座可谓是永久性的安装,支座寿命应该与桥梁的寿命相吻合,否则会对桥梁的使用造成不良的后果。
尽管在桥梁的成本造价中支座成本仅占很小的比例,但作用远远超过其成本,为此,支座就成为桥梁建设和使用的重要材料之一。
近年来在桥梁支座使用过程中,支座出现了各种各样的质量问题和质量隐患,究其原因可分为产品质量、施工质量和设计选型三方面。
板式橡胶支座的产品质量、施工质量和设计选型关系到橡胶支座的使用寿命,需要生产方、施工方和设计方的紧密配合,任何一方出现问题都将严重影响橡胶支座的使用寿命。
桥梁支座按照其结构可分为3大类:一是桥梁板式橡胶支座;二是盆式支座;三是球形支座。
此外,还可按其功能、用途、特性、发展阶段等等。
桥梁盆式橡胶支座的典型事故案例分析与防治周明华东南大学土木工程学院南京 210096摘要:盆式橡胶支座与板式橡胶支座相比,具有承载力大,橡胶层在钢盆内不易老化,使用寿命长等突出优点,而在大跨度公路和铁路桥梁以及市政桥梁中得以广泛应用。
但在实际桥梁中发现应用不当,也经常会出现病害和质量事故。
本文通过实际工程中的盆式支座病害和事故案例分析,提出了相应的防治措施。
关键词:盆式橡胶支座、支座安装连接板、支座布置、支座转角、钢盆开裂、梁体滑移、病害和事故案例、防治措施。
桥梁专业好书推荐《高等桥梁结构理论》项海帆人民交通出版社《桥梁工程》(上、下册)范立础、顾安邦主编,2001版,经典书《桥梁结构震动与稳定》李国豪著《悬索桥设计》雷俊卿:《桥梁结构分析及程序系统》,肖汝诚编著,北京:人民交通出版社,2002 《桥梁结构理论与计算方法》,贺拴海,人民交通出版社,2003.8《桥梁工程师手册》《斜拉桥建造技术(精)》《桥梁工程》李亚东《桥梁结构计算力学》《桥梁施工监测与控制》《桥梁风工程》陈政清《桥梁加固与改造》蒙云《公路小桥涵勘测设计》《桥梁结构电算程序》《桥梁抗震》《铁路桥梁》《城镇地道桥顶进施工及验收规程》《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》作者:张树仁出版社:人民交通出版社《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》《公路桥涵设计通用规范》《ansys在土木工程应用实例》――中国水利水电出版社《ansys10.0有限元分析自学教程》《ANSYS工程结构数值分析》《apdl参数化有限元分析技术及其应用实例》《ANSYS在土木工程中的应用》李权人民邮电出版社《基于有限元软件ansys7.0的结构分析》《土木工程结构分析程序设计》《Fortran 95程序设计》《结构概念和体系》(第二版)》林同炎《大跨度空间结构》张毅刚《风对结构的作用――风工程导论》《结构设计原理》叶见曙李国平《结构力学》高等教育出版社《结构力学》酒井忠明《结构力学题解精粹》《结构力学复习与习题分析》《结构动力学》杜修力《结构动力学》克拉夫和彭津《结构可靠度理论》赵国藩《混凝土结构设计基本原理》《房屋建筑学》《公路挡土墙设计》《高速公路》《公路工程地质(戴文亭)》《道路工程》(第二版)徐家钰,同济大学出版社《路基路面工程》邓学钧《土力学地基基础》清华大学出版社,陈希哲第四版《铁路站场及枢纽》《地铁与轻轨》《专业英语》《土木工程专业英语》《土木工程经济与管理》《建筑结构》《高层建筑结构》《试验应力分析》《桥梁上部构造性能(E.C.汉勃利)》《材料力学》铁摩辛柯《欧美桥梁设计思想》,王应良,高宗余《桥涵顶进设计与施工》《地道桥结构设计》《框架式地道桥》《钢筋混凝土结构裂缝与变形的验算》《曲线梁桥计算》《拱桥挠度理论》《预应力混凝土结构设计》林同炎《混凝土简支梁(板)桥》《混凝土桥梁结构》《钢筋混凝土结构的裂缝控制》《钢筋混凝土原理》《桥粱施工工程师手册》《现代桥梁建筑设计》《公路小桥涵设计示例》《钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计》《杭州湾跨海大桥技术创新与应用》《混凝土结构有限元分析》《ansys操作命令与参数化编程》《ansys建模与网格划分关键技术》《钢筋混凝土结构非线性有限元理论与应用》《桥梁博士V3.0》《城市地道桥顶进施工技术及工程实例》《铁路基本规范》《芜湖长江大桥钢结构制做技术总结》大桥局《拱桥挠度理论》贺拴海人民交通出版社《桥梁工程》,大桥局,王序森等《桥梁建筑--结构构思与设计技巧》张师定著人民交通出版社《悬索桥》大桥局《桥梁力学》,胡人礼,北京:中国铁道出版社,1999《预应力混凝土结构设计》林同炎《曲线梁桥计算》孙广华《桥梁设计百问》邵旭东《科学地对待桥渡和桥梁》,钱冬生,中国铁道出版社,2003.9《桥梁建筑与小品―构思与造型》慎铁钢等编著天津大学出版社2002《桥梁结构空间分析设计方法与应用》,戴公连, 李德建著,北京:人民交通出版社,2001《混凝土结构设计》 A.H.尼尔逊著过镇海方鄂华庄崖屏等校译《桥梁与结构理论研究》李国豪上海科学技术出版社,1983《桥梁结构非线性分析》华孝良人民交通出版社《混凝土弯梁桥》邵容光夏淦人民交通出版社《组合结构桥梁》刘玉擎. 同济大学现代桥梁技术丛书《斜弯桥的广义梁格法》《电脑辅助工程分析ANSYS使用指南》《结构动力学》《铁路客运专线恰两施工技术培训班》《ANSYS土木工程应用实例》《ANSYS-APDL高级工程应用实例分析与二次开发》《一注基础复习教程》《杆系结构有限元分析与matlab应用》《origin 应用教程》《ANSYS在桥梁工程中的应用》《钢桥》;(共十一分册)小西一郎著中国铁道出版社《钢筋混凝土及预应力混凝土桥建筑原理》[联邦德国] F.莱昂哈特著《现代斜拉桥》和《现代悬索桥》; .严国敏,.(严国敏虽离我们而去,但是他的敬业精神永远激励着后人!)《斜拉桥》林元培86.577/LYP(铁道);(94年出版,但即使现在的教科书也依旧大段地摘取他的内容.现在斜拉桥发展的情况,许多方面都应证了书中的预测.)《AASHTO美国公路桥梁设计规范》;.(关于钢箱梁和剪力滞等均有详细规定,是国内现有规范和课本缺乏的.)《武汉长江二桥技术总结》大桥局;.(双壁钢围堰和前支点挂蓝等有详细介绍.) 吐血介绍大桥局的深水基础施工情况,以前我查了很多资料都含含糊糊.该书也介绍了分离双箱前支点挂篮施工也较怪异的,一般前支点挂篮施工用在边主梁桥上. (书名大致如此,内容对钢桥的材料,设计,加工,安装,监测等有详细介绍.)科技图书二库(五楼) 中文科技86.5/TDB;《斜梁桥》黄平明人民交通出版社科技图书二库(五楼) 中文科技86.571/HPM;《曲线梁》姚玲森人民交通出版社《预加应力混凝土原理》程式秋五洲出版社《斜拉桥》大桥局86.579/TDG(铁道);《桥梁工程》姚玲森《公路桥梁设计丛书》也不错分为8册⑴预应力砼连续梁桥⑵拱桥⑶桥梁通用构造及简支梁桥⑷悬索桥⑸斜拉桥⑹砼弯斜梁桥⑺组合拱桥⑻刚架桥《九江长江大桥技术总结》大桥局86.5/TDG01 (铁道);《预应力混凝土连续梁桥设计》,人民交通出版社,徐岳《桥梁简化理论-横向分布》胡肇滋86.51/HZZ ; 86.51/HZC (铁道); 86.51/HZC (铁道)《桥梁方案比选》周念先的,人民交通出版社科技图书二库(五楼) 中文科技86.5/ZNX;《结构可靠度理论及其在桥梁工程中的应用》张建仁等人民交通出版社《大跨悬索桥理论》陈仁福《大跨度桥梁设计、桥梁减隔震设计、高架桥梁抗震设计、桥梁延性抗震设计》范立础《公路桥涵设计手册》人民交通出版社《箱形梁设计理论》郭金琼科技图书二库(五楼) 中文科技86.531/GJQ;《弯梁桥设计》吴西伦科技图书二库(五楼) 中文科技86.579/WXL;《桥梁预应力技术百问》李国平主编《Algor、Ansys在桥梁工程中的应用方法与实例》《公路桥梁荷载横向分布计算》李国豪石洞86.587/TDL-2(铁道)《桥梁结构分析的数值方法及其程序:在正交桥、斜弯桥中的应用》。
多室薄壁箱梁腹板弯曲剪力流计算及截面参数分析王强;姜天华;邹垚;孙杰【摘要】基于薄壁杆件结构理论,推导出多室薄壁箱梁腹板弯曲剪力流的计算公式,将其应用于钢箱梁剪力流的计算,并与有限元分析结果及已有文献中的计算结果相比较,同时分析了有无悬臂板、悬臂板厚度、梁高、腹板厚度、底板厚度和箱室宽度对腹板剪力流分配的影响。
结果表明,所推导的公式具有较高的精度;腹板厚度、悬臂板厚度及箱室宽度为多室薄壁箱梁腹板剪力流分配比的主要敏感参数,梁高与底板厚度为次要敏感参数;在桥梁结构受力分析中,为简化计算而不考虑悬臂板,会降低边腹板的荷载分配比,导致横隔梁的设计安全系数下降。
%Based on structural mechanics of thin-walled bar,the formula for calculating the bending shear flow of the multichambered thin-walled box girder web was derived and applied to the calcula-tion of steel box girder.The accuracy of the formula was testified by comparison with the results of finite element and existing literature.The influences of presence of cantileverslab,cantilever slab thickness,beam height,web thickness,bottom board thickness,chamber width on shear flow distri-bution were also investigated.The results show that the derived formula is very accurate,and the pa-rameters that significantly influence shear flow distribution are web thickness,cantilever slab thick-ness and chamber width,while beam height and bottom board thickness have less significant influ-ence.This suggests,in stress analysis of bridge structures,the load distribution ratio of side web would be reduced and the safety of the horizontal beam cannotbe guaranteed if no consideration were given to cantilever slab or even force transfer on middle and side web were assumed.【期刊名称】《武汉科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(039)002【总页数】5页(P140-144)【关键词】薄壁杆件;多室薄壁箱梁;剪力流;有限元;截面参数【作者】王强;姜天华;邹垚;孙杰【作者单位】武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉,430065;武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉,430065;武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉,430065;武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉,430065【正文语种】中文【中图分类】U441大跨度桥梁的建设中,多室薄壁箱梁的应用十分广泛。
本科生毕业设计任务书
(工科及部分理科专业使用)
题目:
题目来源:□省部级以上□校级□横向□自选
题目性质:□理论研究□应用与理论结合研究
□应用基础研究□实际应用研究学院:建筑工程系:土木
专业:土木工程(道桥方向)
班级:
学号:
学生姓名:
起讫日期:2017.2.13 ~ 2017.5.28
指导教师:职称:
系分管主任:
审核日期:
说明
1.毕业设计任务书由指导教师填写,并经专业学科组审定,下达到
学生。
2.进度表由学生填写,至少每两周交指导教师签署审查意见,并作
为毕业设计工作检查的主要依据。
进度表中的周次是指实际的毕业设计进程中的周次。
3.学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告,于3周内提
交给指导教师批阅。
4.本任务书在毕业设计完成后,与论文一起交指导教师,作为论文
评阅和毕业设计答辩的主要档案资料,是学士学位论文成册的主要内容之一。
关于钢管混凝土拱桥施工技术综述***(**大学土木建筑学院,重庆 400041)摘要:本文对钢管混凝土拱桥的发展进行了综述, 较详细地介绍了钢管拱肋架设常用的几种施工方法,有支架施工法、缆索吊装法、转体法,并对各种施工方法的适用条件及技术要点进行了分析,最后用实际例子详细介绍了钢管混凝土拱桥的施工技术问题,供今后同类桥梁施工中参考和应用。
关键词:钢管混凝土;拱桥;施工技术;综述Summarize of the construction technology of the Concretefilled steel tube arch bridgeNie Chang Yong(School of Civil Engineering,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China) Abstract:This paper summarized the development of Concrete filled steel tube arch bridge,and detailed introduction some construction method of the erection of arch rib.For example,scaffold construction method,the cables method,and the swivel construction method.And analyzed applicable the conditions of various construction methods and technical points.In the end,with practical example in detail the construction technical problems,and For future similar bridge construction in the reference and application.Key words:Concrete filled steel tube; Arch;Construction technology;Summarize1 概述我国的拱桥始建于东汉中后期,已有一千八百余年的历史。
2021年2月第12卷第1期高 速 铁 路 技 术HIGHSPEEDRAILWAYTECHNOLOGYNo.1,Vol.12Feb.2021 收稿日期:2020 07 07作者简介:郑晓龙(1976 ),男,教授级高级工程师。
基金项目:中铁二院工程集团有限责任公司科技发展计划项目(KYY2019029(19 21))引文格式:郑晓龙,陈列,颜永逸,等.桥梁测力支座监测系统设计与工程应用[J].高速铁路技术,2021,12(1):50-53.ZHENGXiaolong,CHENLie,YANYongyi,etal.DesignandEngineeringApplicationofMonitoringSystemofForce measuringBearingforBridges[J].HighSpeedRailwayTechnology,2020,12(1):50-53.文章编号:1674—8247(2021)01—0050—04DOI:10.12098/j.issn.1674-8247.2021.01.011桥梁测力支座监测系统设计与工程应用郑晓龙 陈 列 颜永逸 徐昕宇 陈星宇(中铁二院工程集团有限责任公司, 成都610031)摘 要:桥梁测力支座及相应的监测系统可用于桥梁的健康监测,在普通球型钢支座基础上开发的一种新型桥梁测力支座,通过在支座内部设置测力结构,采用先进的传感器,外部配置数据传输系统实现实时测力及对桥梁施工和运营状态的远程监控。
本文介绍了支座和监测系统的结构形式及工作机理,通过试验测定并在沪昆客专北盘江大桥得到工程应用。
结果表明:提出的支座结构形式新颖,受力和传力机理明确,经试验室测试数据重复性好,性能稳定;选用的传感器及配套的数据传输系统性能良好,工艺成熟,输出信号稳定准确;研究成果可以监测桥梁结构的施工和运营状态,也可纳入桥梁健康监测系统,亦可供新制式轨道交通桥梁支座监测系统设计参考。
新建北京至张家口铁路站前及“三电”迁改工程JZSG-5标官厅水库特大桥简支钢桁梁专项施工测量方案中铁大桥局集团有限公司新建京张铁路五标项目部2016年09月新建北京至张家口铁路站前及“三电”迁改工程JZSG-5标官厅水库特大桥简支钢桁梁专项施工方案编制:审核:审批:中铁大桥局集团有限公司新建京张铁路五标项目部2016年09月一、工程概况 (1)1.1 主桥简介 (1)1.2 主梁简介 (2)二、编制依据 (4)三、人员组织及仪器设备 (4)3.1 主要测量人员 (4)3.2 主要测量设备配备 (5)四、施工控制网 (6)4.1控制网基准 (6)4.3控制网说明 (6)4.3.1平面控制网 (6)4.3.2高程控制网 (7)五、内业资料准备 (8)5.1 图纸会审 (8)5.2测量放样数据的计算 (9)六、主梁施工测量 (9)6.1 墩顶贯通测量 (9)6.1.1平面贯通测量 (9)6.1.2高程贯通测量 (9)6.2 支座垫石的施工测量 (10)6.3 主梁拼装与滑移施工方法与步骤 (10)6.4 主梁拼装施工测量 (12)6.4.1 拼装平台的施工测量 (12)6.4.2 节段钢桁梁的拼装定位 (13)6.5 顶推滑道施工测量 (14)6.6 顶推中施工测量 (15)6.7 线型测量与调整 (16)七、变形监测 (17)7.1 滑移及拼装支架的沉降观测 (19)7.3 监测结论与预警 (21)八、主梁测量精度分析 (22)8.1 主梁放样的精度分析 (22)8.2平面位移观测精度分析 (24)九.质量保证措施 (25)十.安全保证措施 (26)10.1测量仪器的维护和保养 (26)10.2仪器使用注意事项 (26)10.3施工测量安全管理制度 (28)一、工程概况1.1 主桥简介官厅水库特大桥位于河北省怀来县东花园乡和狼山乡之间,跨越官厅水库,与京藏高速官厅水库大桥并行,高速公路位于线路左侧。
高速公路桥梁是高速公路系统的重要组成部分,是实现交通网络畅达和交通安全的关键设施。
为了了解高速公路桥梁的现状、设计、施工和管理等方面的相关文献,我将综述一些与高速公路桥梁相关的参考内容。
在高速公路桥梁的现状方面,可以参考《中国高速公路桥梁发展报告》。
该报告介绍了中国高速公路桥梁的总体发展情况、技术水平,包括桥梁数量、类型、结构形式、跨径等统计数据,以及各个地区的特点和差异。
此外,还有《高速公路桥梁风险评估和评价方法研究》,该研究利用风险评估方法,对高速公路桥梁的安全性和可靠性进行分析和评价。
在高速公路桥梁的设计方面,可以参考《高速公路桥梁设计规范》。
该规范详细规定了高速公路桥梁设计的基本原则、技术要求和计算方法,包括桥梁的几何设计、结构设计、荷载设计、地基处理等内容。
此外,还有《高速公路桥梁施工概论》,该概论介绍了高速公路桥梁施工的基本流程、方法和管理要求,包括施工组织设计、施工技术措施、质量控制等。
在高速公路桥梁的施工方面,可以参考《高速公路桥梁施工技术》,该技术介绍了高速公路桥梁施工的各个环节的具体工艺和技术要点,包括基础施工、桥墩施工、梁段安装等。
此外,还有《高速公路桥梁施工的质量控制与安全管理》,该文献详细讲解了高速公路桥梁施工过程中的质量控制和安全管理要求,包括施工质量检验、施工安全防范等。
在高速公路桥梁的管理方面,可以参考《高速公路桥梁养护技术规范》,该规范规定了高速公路桥梁养护工作的内容和要求,包括桥面养护、桥墩、桥梁伸缩缝养护等。
此外,还有《高速公路桥梁监测与安全评估研究》,该研究介绍了高速公路桥梁监测的技术方法和评估的指标体系,以及桥梁结构安全评估的方法和工具。
除了上述参考文献,还有许多与高速公路桥梁相关的研究论文、技术报告和专业期刊,可根据具体研究领域和需求进行选择。
这些文献内容将有助于我们了解高速公路桥梁的现状、设计、施工和管理等方面的知识,从而能更好地应对高速公路桥梁建设和运营中的挑战。
基金项目:内蒙古交通厅科技项目(NJ_2012_12) 作者简介:闫古龙(1989—),男,汉族,山西古交人,硕士。
研究方向:桥梁结构设计理论。
通讯作者:贾艳敏*(1962—),女,汉族,内蒙古牙克石人,博士,现任教授、博士生导师、中国公路学影响荷载横向分布系数的几个因素分析闫古龙,贾艳敏*,马云龙(东北林业大学土木工程学院 哈尔滨 150040)摘要:以预应力混凝土T 型简支梁桥为例,采用比拟正交异性板法计算桥梁横向分布系数,分析桥梁翼缘板宽度对横向分布系数的影响,得出主梁宽度与横向分布系数的关系。
同时基于公路上普遍运行的3种重载汽车轮距布置最不利荷载,分析汽车轮距对横向分布系数的影响,得出汽车轮距与横向分布系数的关系。
结果表明:在布载车道数相同条件下,主梁宽度增大,荷载横向分布系数逐渐增大。
在主梁宽度一定时,作用在桥梁上的汽车轮距增大,荷载横向分布系数在减小。
梁宽和轮距对边梁的横向分布系数影响较大,对中梁影响很小。
关键词:比拟正交异性板板法,横向分布系数,主梁宽度,汽车轮距在我国公路桥梁建设中,对于由多片主梁通过现浇湿接成整体的简支T 型梁桥来说,桥梁因具有纵向和横向刚度,作用在桥梁上的汽车荷载沿桥梁纵向和横向均发生传递,使得各片主梁均承受到大小不等的荷载效应。
桥梁结构的受力和变形属于空间计算理论问题,由于空间计算问题的复杂性,借助横向分布系数将其近似的转化为平面问题有利于简化桥梁结构的受力分析[1] 。
而且随着横向连接的增强,各主梁共同受力性能越好,横向分布系数随着横向刚度的增强而变小[2]。
关于T 型梁桥横向分布系数的研究大多是在强调计算方法[3] [4],而关于桥梁截面几何尺寸的变化对横向分布系数的影响方面还缺乏相应的参考资料,此外,由于交通运输业的发展必然带动了汽车制造业的发展和革新,许多重载汽车类型应运而生,现在公路上运行的重载汽车车型轮距不仅限于我国公路桥梁设计规范规定的轮距和轴距[5],这种规范规定以外的车型运行到公路桥梁上,轮距的变化必然导致汽车荷载布置不同于基于规范的设计布置,桥梁实际运营阶段的荷载效应与设计期的荷载效应是不一致的[6],而公路桥梁汽车荷载标准的适应性应基于全国范围内的汽车荷载数据研究才能得出适用的结论,所以关于汽车荷载标准与实际汽车荷载的适应程度还需大量的统计数据。
基于参数优化的刚构桥梁的抗裂性能研究宁晓骏;周亦唐;赵海清【摘要】刚构桥梁的抗裂性能是桥梁设计人员非常关注的问题.如何通过设计参数的调整来提高桥梁的抗裂性能需要予以研究.由于刚构桥梁的设计参数较多且存在耦合,研究难度较大.采用正交试验方法,考虑主梁设计参数的变化,计算和分析了桥梁的抗裂性能.研究结果认为加大主梁根部的梁高对提高桥梁的抗裂性能最为显著.%Crack resistance property of rigid frame bridge is very important for bridge designers. The question is that how to improve the crack resistance property of bridge by adjusting design parameter.It is difficult to choose correct design parameter for designer because there are many design parameter of rigid frame bridge, and some of them are coupled. Orthogonal experiment method is used to analyze the crack resistance property of rigid frame bridge when changing design parameter of girder. The conclusion is that the height at root of beam affects the crack resistance property of mid span most.【期刊名称】《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》【年(卷),期】2011(035)002【总页数】3页(P250-252)【关键词】刚构桥梁;参数优化;主梁;正交试验;抗裂性能【作者】宁晓骏;周亦唐;赵海清【作者单位】昆明理工大学建工学院,昆明,650224;昆明理工大学建工学院,昆明,650224;昆明理工大学建工学院,昆明,650224【正文语种】中文【中图分类】U442.541 工程背景某在建高速公路预应力混凝土连续刚构桥,主桥跨径组合为95m+180m+95m,上部主梁为单箱单室预应力钢筋混凝土箱梁;最高主墩高85m,桥墩采用等截面薄壁独柱墩,采用桩基、承台基础;桥台采用桩柱式桥台和重力式桥台.桥梁引桥采用40m预应力混凝土预制T形简支梁桥.主桥箱梁顶宽12.1m,底板宽7.0m,箱梁跨中及边跨现浇段梁高3.5m,箱梁根部断面高为11.5m.从中跨跨中至箱梁根部,箱高以1.8次抛物线变化.箱梁腹板在墩顶范围内厚100 cm,从箱梁根部至跨中梁段腹板厚由90,80,70,60cm组成.箱梁顶板除0号块段厚50cm外,其余厚30cm.箱梁底板除0号段厚150cm 外,其余箱梁底板厚从箱梁根部截面的130cm以1.8次抛物线变至跨中截面35cm.2 参数的确定文献[1]认为:从减小边墩不平衡恒载弯矩及方便边跨合拢施工考虑,边跨长与中跨长度的关系宜为0.55倍的关系.文献[2]指出,大跨连续刚构桥中,边跨和中跨的比值多集中在0.52~0.60之间,又以介于0.52~0.56之间的居多.计算时分别取值为:0.520,0.533,0.546和0.560.部分国内已建连续刚构桥的高跨比介于0.05~0.065 4之间.此外在文献[3]颁布之前,连续刚构桥高跨比介于0.05~0.055之间.文献[4]中关于根部截面的高跨比有经验比值0.05~0.062 5;而国外预应力混凝土连续刚构桥的高跨比分布区间范围比国内要稍大,从收集的实桥资料看,全部分布于0.04~0.07之间,主要分布于0.05~0.06之间,较国内桥梁偏小.在综合以往资料的基础上,拟定的主梁根部梁高高跨比介于0.05~0.064 5 之间.计算时分别取值为:0.050 0,0.054 8,0.059 6和0.064 5.国内部分刚构桥主梁跨中高跨比介于0.013 6~0.02 之间,且跨高比集中分布于0.016 6~0.018 2之间.国外部分刚构桥主梁跨中高跨比的值大体分布于0.011~0.036之间,且集中分布于0.015~0.025之间,即国外主梁跨中高度较我国的跨中高度要大.对于主梁跨中高跨比的研究,据文献[5]统计,该值一般在1/50~1/60之间,该值基本吻合已建工程中的比值.分析时对中部梁高的高跨比参数取值取0.016 7~0.02进行研究.计算时分别取值为:0.016 7,0.017 8,0.018 9和0.020 0.连续刚构桥梁一般均采用变截面箱梁,底板下缘曲线常采用1.5~2次抛物线.采用2次抛物线可以减小梁高和自重,但是L/8~L/4处主拉应力可能过大.采用1.5次抛物线可以使L/8~L/4处梁高增加来降低主拉应力,但是自重增加,且底板预应力束下崩力较大可能出现底板崩裂[6].文献[7]认为,跨径较小的刚构用2次抛物线,跨径较大的用1.5次抛物线.但在查阅的设计图纸中,200m以上的大跨度刚构桥梁中,1.5~2.0次抛物线均有被采用的实例.因此这是一个尚未解决的难题.计算时分别取值为:1.520,1.633,1.767和1.900.3 正交试验法利用正交表进行连续刚构桥主梁参数优化,分析、优化的一般步骤:(1)明确优化目的,确定优化指标;(2)根据优化目的,确定要考察的因素和各因素的水平;(3)选用恰当的正交表,安排结构分析项目;(4)根据计划进行结构分析,得到正交表中的各个参数组合的多目标指标;(5)对正交表计算结果进行分析,得到合理的结论.拟定的主梁设计参数共4个,所用正交表列数为4列,连续刚构桥主梁参数优化正交表的试验数目为16,可以确定出16个有限元模型有关主梁的结构尺寸,见表1.表1 连续刚构桥有限元模型主梁尺寸试验因素水平边跨长/m根部梁高/m梁底曲线幂次跨中梁高/m 1 93.60 11.61 1.500 0 3.60 2 95.94 10.74 1.633 33.40 3 98.28 9.87 1.766 7 3.20 4 100.8 9.00 1.900 0 3.004 抗裂性能计算与分析在计算中发现,斜截面的抗裂较正截面的抗裂验算容易满足规范要求,其原因在于截面腹板较厚,使得梁截面有足够的抗剪面积;设置了腹板纵向下弯钢束,其产生的压应力抵消了部分梁的主拉应力;腹板竖向钢束,其作用与腹板的纵向下弯钢束类似.因此对抗裂试验的考察指标选择为正截面抗裂.选择试验1不考虑汽车荷载时,中跨最终预压应力最小的截面——跨中截面下缘作为考察对象,计算所得的跨中截面下边缘的预压应力为0.05MPa;而考虑汽车荷载效应放大,考虑箱梁的空间效应后,跨中截面下边缘出现了0.49MPa拉应力,因此对大跨连续刚构桥,考虑空间效应后,主梁的抗裂变得更敏感,适当的加大预压应力储备来抵消目前难以精确计算的箱梁空间效应是设计中可考虑的办法.计入汽车荷载放大后,16个试验模型的中跨跨中下缘最终应力见表2.表2 中跨跨中下缘应力(拉应力)试验编号应力/MPa 试验编号应力/MPa 试验编号应力/MPa 试验编号应力/MPa 1 0.497 5 1.370 9 1.950 13 1.4162 1.492 6 2.287 10 2.374 14 1.5843 0.279 7 2.414 11 2.434 153.503 44.470 8 3.595 12 3.199 16 3.859由表2可见,试验3的应力最小,是直观分析中最好的的参数组合.而试验4、试验8、试验12、试验15和试验16的最终的拉应力均超出了主梁C60混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.85MPa,说明这5个试验效果较差.但这5个试验被安排在正交表中,仍然需要将其纳入正交试验的极差分析,跨中截面下缘应力极差分析结果见表3,对因素影响显著性的方差分析结果见表4.由表3可见,以拉应力指标值Ki小的试验因素水平好为原则,跨中下缘应力最佳参数组合为A1B1C3D1,即边中跨比A取最小值0.520,根部梁高高跨比B取最大值0.064 5,梁底曲线幂次C取中间值1.766 7,而跨中梁高高跨比D则取大值0.02时可获得最优的中跨主梁抗裂性能.表3 跨中截面下缘应力极差分析结果指标因素边中跨比A根部梁高高跨比B梁底曲线幂次C中部梁高高跨比D 92 K2 2.42 1.93 2.39 2.23 K3 2.49 2.16 1.85 1.97 K4 2.59 3.78 2.67 3.05极差R K1 1.68 1.31 2.27 1.0.91 2.47 0.82 1.13表4 跨中截面下缘应力方差分析结果自由临界值边中跨比A 2.045 3 0.681 6 0.408 2.因素偏差平方和度均方 F比 F 610根部梁高高跨比B 13.336 3 4.445 0 2.661 2.610梁底曲线幂次C 1.377 3 0.459 0 0.275 2.610中部梁高高跨比D 3.287 3 1.095 6 0.656 2.610从极差分析的结果来看,改善主跨跨中预应力混凝土抗裂方法为:采用小的边中跨比,适当的加大主梁在根部和跨中的高度,并采用略偏高的梁底曲线幂次.正交试验的方差分析用于判断每个试验因素对试验指标的影响是否显著,常用的判据[8]为:若因素的F比大于F分布中的F临界值Fp(n1,n2),则该因素的影响显著,反之则不显著.本试验Fp(n1,n2)= F0.9(3,12)=2.610,由表4的分析可知,根部梁高高跨比B对中跨跨中抗裂性能影响显著,且因素的影响顺序为:根部梁高高跨比B>中部梁高高跨比D>边中跨比A>梁底曲线幂次C.试验4,8,12,15,16这5个试验的试验结果效果较差,这5组试验的根部梁高高跨比均所选用0.054 8,0.05.这两个低试验因素水平,说明了极差分析和方差分析的准确性较好.5 结束语通过计算和分析,得出了刚构桥梁的边中跨比、根部梁高高跨比、主梁下翼缘幂次、跨中梁高高跨比对抗裂性能的影响,其中根部梁高高跨比对中跨跨中抗裂性能影响最显著.以上对连续刚构桥主梁的外部形状参数进行了探讨,但是对主梁力学特性影响较大的预应力体系尚未考虑.预应力体系主要包括纵向预应力束的配置、悬臂浇筑梁段的划分等.而且主梁还存在其他参数如箱梁顶板和底板、腹板的厚度.这些因素如何综合考虑还有待进一步研究.参考文献[1]邵旭东,程翔云,李立峰.桥梁设计与计算[M].北京:人民交通出版社,2007.[2]中国土木工程学会结构工程分会.中国优秀桥梁[M].北京:人民交通出版社,2006.[3]中华人民共和国交通部.JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.[4]桥梁设计常用数据手册编写委会.桥梁数据常用手册[M].北京:人民交通出版社,2005.[5]郭薇薇.单室薄壁箱梁考虑偏载影响的活载加载计算分析[J].土木工程学报,2004,37(12):32-43.[6]冯鹏程.连续刚构桥底板崩裂事故的评析[J].世界桥梁,2006(1):66-69.[7]伍波.大跨径连续刚构桥的常见病害与设计对策[J].公路交通技术,2005(7):109-111.[8]范大茵,陈永华.概率论与数理统计[M].2版.杭州:浙江大学出版社,2003.。