钢-高配筋现浇混凝土结合梁裂缝宽度试验研究

随着结合梁的设计由拉应力限值向裂缝宽度限值的转变 ,如何计算结合梁混凝土板的裂缝宽度已成为一个日益重要的问题。对此 ,国内外目前尚无较成熟的公式 ,大多借用普通钢筋混凝土结构裂缝宽度的计算公式。本文结合芜湖公铁两用长江大桥受拉区裂缝宽度控制的工程实际问题 ,对两根大型钢 高配筋现浇混凝土结合梁T1、T2分别进行了疲劳试验和极限承载力试验 ,研究了结合梁混凝土板裂缝宽度及其发展。研究结果表明 :现有混凝土结构裂缝宽度计算公式对影响结合梁裂缝宽度因素的考虑并不全面 ,所得计算结果与实测结果不能很好地吻合 ;对于钢 高配筋现浇混凝土结合梁 ,除普通钢筋混凝土结构已考虑到的因素外 ,还有许多其他更为复杂的因素应加以考虑 ,其中栓钉数量及布置方式是影响结合梁混凝土板裂缝宽度的重要因素。

超声螺栓轴力测试仪在螺栓施拧检验中的应用

应用声弹性理论 (声速随应力变化的声弹性效应 ) ,通过测量超声波在螺栓内的传播速度来推断轴力 ,从而避免了扭矩系数离散的影响 ,可大大提高测量精度 ,同时可据此及时调整施工工艺来保证螺栓的施拧质量。

On Nonlinear Static and Dynamic Analysis and Emulation of Additional Forces in Railway Bridges (An Abstract of the Ph.D. Thesis)

铁路桥梁纵向力动力非线性仿真技术

本文综合运用各种动力非线性有限元数值分析技术 ,并结合可视化语言 ,编制出界面友好的适用于列车过桥纵向力全过程仿真分析的大型非线性有限元软件 ,并应用于芜湖长江大桥的研究。该软件能对列车过桥桥梁变形全过程进行动画显示 ,并能在信息窗口同步观察钢轨力、墩台剪力、桥轨相对位移、行车位置等 ,兼具数值仿真功能 ,在前处理中能够根据菜单的友好界面选择不同制动停车位置 ,制动初速按静力或动力、线性或非线性进行计算 ,在计算完成后能显示出跟踪记录比较所得的各物理量的最大值及其发生的时间和列车走行位置。该技术对铺设无缝线路的铁路桥梁纵向力的非线性分析计算具有实用意义。

芜湖长江大桥索塔锚固区模型试验研究

芜湖长江大桥桥塔拉索锚固区为预应力混凝土箱形结构 ,无中间梁 ,索塔锚固区为单箱单室结构。拉索锚固区通过双向预应力平衡强大的拉索水平分力 ,受力十分复杂。为研究索塔锚固区应力分布状况 ,检验其抗裂性能 ,为设计提供科学依据 ,对芜湖长江大桥斜拉桥主塔锚固区段进行了足尺模型试验 ,并结合有限元分析 ,指出了索锚固区应力分布特点。介绍了该桥索塔锚固区模型试验的内容、步骤和方法 ,并将试验结果与有限元分析计算的结果进行了比较。

芜湖长江大桥过渡墩墩旁托架设计与安装

文章针对工程实践 ,简要介绍了芜湖长江大桥钢梁架设中使用的大型临时设施 9#、 12 #过渡墩墩旁托架的设计与安装方案。通过方案比选 ,以及借鉴以往的施工经验 ,并充分考虑各方面因素后 ,确定采用在9#、 12 #过渡墩墩旁设定一个三角支撑架托住待架 2 4m的钢梁的施工方案。同时对托架的主要组成部分进行了具体分析和设计。采用这种方案具有节省材料 ,可就地取材充分利用万能杆件 ,施工结束后大部分材料可回收利用 ,对通航影响小等特点。这一方案在施工中运用后 ,证明切实可行 ,而且制造、安装、拆除均很方便。这种设计与安装方案为今后类似的工程施工积累了经验。

芜湖长江大桥正桥钢梁设计特色

芜湖长江大桥 ,主跨 312m ,是目前国内最大跨度的公铁两用桥。该桥设计在矮塔斜拉、钢筋混凝土板与钢桁梁结合、国产 14MnNbq钢材使用、厚板箱杆件焊接等方面具有特色 ,桥梁竖向刚度设计突破了现行铁路桥梁设计规范。特别是该桥使用国产 14MnNbq钢材 ,主要部件中采用了厚板箱杆件焊接 ,防止出现裂纹和因裂纹发展而断裂 ,是关键技术中的重点问题。这些新设计理论、新材料、新工艺为我国铁路桥向更大跨度发展提供了宝贵经验。

芜湖长江大桥主跨312m斜拉桥刚度分析

芜湖长江大桥主航道 180m +312m +180m矮塔斜拉桥结构 ,其竖横向刚度标准取值是本桥设计关键问题之一和需要首先解决的难题 ,合理与否直接关系到芜湖长江大桥工程可行性、造价、设计行车速度等 ,同时对今后更大跨度桥梁结构设计有直接影响。本文在综合分析国内外有关桥梁工程实例、设计规范等基础上 ,通过桥梁动力特性及列车走行性分析、全桥模型试验和实桥行车试验 ,研究了本桥刚度问题。研究表明大跨桥梁刚度参数的确定与中小跨桥梁有很大不同 ,不宜用某一限值来表达 ,评价其刚度合理与否 ,需要以实际运行列车为对象 ,针对具体设计方案进行列车过桥时的车桥耦合振动响应分析 ,通过桥梁振动特性、列车运行安全性、平稳性和乘车舒适性等指标综合判断 ;同时在分析速度范围内 ,芜湖长江大桥主跨 312m斜拉桥刚度是足够的 ,既能保障行车安全 ,也能满足平稳性和舒适性要求 ,并具有一定的安全储备。

《中国铁道科学》征稿启事

桥墩病害动力测试分析

便利的桥梁破损检测方法是目前研究的重点 ,本文介绍了一种利用动力实验检测桥梁破损的方法。该方法首先建立了群桩基础桥墩的有限元计算模型 ,用以计算正常情况下桥墩的动力特性 ,模型中通过引入自由度缩减技术 ,使有限元划分能与现场测点布置相适应 ,计算简单 ,并且精度满足工程要求 ;然后通过在现场布拾振设备 ,采集实验数据 ,利用模态分析技术 ,获得病害桥墩的自振特性 ,由于桥墩的病害 ,实测与计算得到的自振特性存在区别 ;第三步 ,根据系统动力方程 ,推导了破损因子 ,通过计算该因子 ,可以判断桥墩的破损位置和破损程度 ,最后 ,作者介绍了某大桥一病害桥墩的动力检测过程和结果 ,并利用实验数据和破损因子对桥墩的破损状况进行评估 ,评估的结果与桥墩的实际观察比较认为 ,该动力检测方法能够正确反映桥墩的实际情况。

高速铁路大跨度钢桥横向刚度限值分析

本文针对高速铁路大跨度钢桥板桁或拱桁组合体系两种主要桥式 ,对列车与桥梁时变系统的随机振动响应作了较详细的分析。在确保桥上列车安全的前提下 ,分别按桥上双线列车对开与单线行车工况绘制各种车速下车辆横向最大斯佩林舒适度指标WHz max与桁宽B的关系曲线 ,从这些曲线中找出对应于容许最大斯佩林舒适度指标WHz max=3 0的桥宽B ,即为桥梁在相应行车工况下的容许最小宽度 ,其除以桥梁各跨的跨长 ,得出了桥梁的横向刚度限值———桥梁容许极限宽跨比 [B/L]。本文研究成果对高速铁路大跨度钢桥的设计具有一定的参考作用。

负弯矩作用下钢混凝土结合梁性能研究

芜湖公铁两用长江大桥系双层 ,上层为公路桥 ,下层为双线铁路桥。为了使上层公路桥面板能帮助主桁上弦杆抵抗巨大的纵向压力 ,正桥全部采用混凝土桥面板与钢桁梁共同作用的板桁结合梁。但是 ,在主桥边跨各连中间墩附近的上层混凝土板却处于受拉状态。为了给芜湖桥受拉区板桁结合梁提供合理的结构形式和设计依据 ,本研究制作了 4根大尺寸结合梁。它们的尺寸、钢构件相同 ,但混凝土板及连接件的数目与布置不同。其中两根梁的混凝土板为全部工地现浇高配筋混凝土 ,另两根为预应力预制混凝土板 +工地后浇微膨胀混凝土。在负弯矩作用下 ,每梁先做 2 0 0万次疲劳试验 ,再做极限承载力试验 ,对结合梁的疲劳性能、极限状态 ,包括刚度、应变、混凝土板中的裂纹等作了对比研究。研究成果已应用于芜湖桥受拉区结合梁的设计。

板桁组合结构体系受力特性及计算方法研究

对板桁结构的各结构体系受力分析的目的是为了在设计过程中能根据各体系的受力特点 ,对不同的构件进行有针对性的设计。文中针对芜湖长江大桥连续梁的板桁组合结构各体系受力的情况 ,在板桁组合结构计算分析中 ,将结构划分为 3个体系 ,对各体系的受力情况进行了具体分析计算。认为板桁组合结构第一体系受力的最主要的特点 ,是混凝土桥面作为主桁上弦杆翼缘的一部分参与结构整体受力 ,在恰当考虑桥面有效宽度后 ,第一体系的受力分析可以按常规的杆系结构分析办法处理。第二系为由纵横梁及桥面板构成的加劲板 ,可采用叠加桥面板单元的网格梁组合模型进行分析。而第三体系受力主要是分析其在轮压荷载下的受力状态 ,分析时应按实际情况考虑多个车轴下的轮压布置 ,并考虑纵梁支承刚度差异带来的影响。

芜湖长江大桥成桥静动载试验

芜湖长江大桥是二十世纪末我国在长江上修建的最后一座公铁两用桥。该桥采用的新技术、新结构、新材料和新工艺 ,对推动我国桥梁技术进步产生了十分重大的影响。为了验证设计理论的正确性 ,检验整体工程质量 ,评估行车系统的安全性 ,从而为大桥工程验收提供科学的依据 ,大桥在开通前进行了静动载试验。试验对象为 (180 +312 +180 )m矮塔斜拉桥、 3× 144m板 桁结合钢桁梁、 (4 8+6 8+4 8)m预应力混凝土连续梁、预应力混凝土简支梁。根据该桥结构特点 ,试验内容主要有桥梁变位、主要构件应力、自振频率和冲击系数等静动特性。试验结果表明 ,该桥设计理论正确 ,桥梁制造及施工质量优良 ,桥梁的工作状态符合设计要求。本试验对今后大桥安全运营提供了必要的技术参数 ,也为今后更大跨度、更复杂的桥梁结构的静动特性积累了重要的技术资料。

钢桁梁桥整体节点的优化分析

整体节点是一种新的结构型式 ,为了了解其受力规律 ,并对整体节点的型式进行优化分析 ,本文首先针对特定整体节点试件建立了计算模型 ,用有限元方法进行了应力计算 ,通过应力测试对计算结果作了验证。经过对该试件的应力分析 ,建立了用于整体节点优化分析的简化计算模型。对不同节点板宽 (d)以及节点板圆弧半径 (R)的整体节点的应力计算 ,分析了R d与整体节点最大应力集中系数 (Kmax)的关系以及R d对整体节点应力集中的影响。经对计算结果的拟合 ,给出了反映R d与Kmax 的关系的近似公式。通过对优化计算结果的分析 ,讨论了进行整体节点优化设计所应考虑的影响因素 ,并提出了相应的结论及建议。