钢箱-混凝土组合梁桥施工期开口钢箱的稳定性分析
开口钢箱-混凝土组合梁桥的设计与施工要点探讨
开口钢箱-混凝土组合梁桥的设计与施工要点探讨摘要:钢箱-混凝土组合梁桥能够节省材料,还可以简化施工工序,具有经济性突出和利于工业化建造等优点。
开口钢箱-混凝土组合梁的钢箱梁部分的截面由钢腹板和底板及较小的翼缘顶板组成,属于开口钢箱。
该类结构的缺点是,在施工期间,桥面板混凝土达到设计强度之前,扭转刚度相比成桥后低,这使得混凝土桥面板在施工期间对侧向失稳更加敏感,因此,有必要对组合梁桥施工过程中的力学性能以及施工工艺等方面开展深入研究。
基于此,对整体式钢箱梁桥的设计与施工的要点及流程进行研究,以供参考。
关键词:整体式;钢箱梁桥;组合梁;设计要点;流程引言随着经济的发展、城市的扩大和高速公路交通覆盖面的扩大,对公路和桥梁结构性能的需求也越来越大,以进行劳动密集型运输。
以混凝土为基础的预应力混凝土桥梁具有建筑成本低、刚度大、稳定性高、耐久性好等优点,但其自重大、梁高大,往往在某些特殊环境下受到建筑界限的限制不适合采用;钢结构桥梁通常用于公路和铁路桥梁,具有较好的跨越能力、高载荷能力和模块化装配等优点,但钢结构桥梁构件稳定性较低,成本较高。
混合梁结构的发展考虑到了预应力混凝土桥梁和钢桥各自的优缺点,并充分利用了各自的性能。
1钢箱梁桥概述钢箱梁桥是一种采用钢板制作成箱形结构的桥梁,这是减少桥梁自重、增加桥梁跨径最有效的结构形式。
通过钢箱梁与混凝土箱梁之间的对比,发现钢箱梁的抗扭性能相比于混凝土箱梁较差,但可以增加横隔板来很好地弥补这一不足。
钢箱梁在受力过程中会产生扭曲变形,这种变形通常称为畸变。
根据实际工程的验证,在恒载作用下不同数量和间距的横隔板对钢箱梁的畸变和刚性扭曲变形呈曲线相关性,通过对曲线钢箱梁支撑体系、梁体设置基本原理、抗震设计的有效性进行充分考虑,能够有效保证桥梁的建设质量。
2开口钢箱梁-混凝土组合梁桥优缺点研究钢箱梁-混凝土组合桥梁两种材质的优点是集成的,不同属性的材质互为补充,整体性能远远优于两种材质的性能叠加。
钢-混组合梁桥的应用及其关键技术综述
钢-混组合梁桥的应用及其关键技术综述随着我国桥梁工程事业的发展,钢-混凝土组合梁桥作为一种新型桥梁结构,目前正广泛应用于公路及城市立交桥中。
本文结合钢-混凝土组合梁桥的结构特点及其应用情况,分析阐述了钢-混组合梁桥的关键技术,为此类桥梁结构的设计与施工提供参考。
标签:钢-混组合梁;结构特点;应用;关键技术1 前言随着我国城市交通基础设施建设的飞速发展,上跨现有道路的公路及城市立交桥越来越多。
该类桥梁施工中受下穿道路通行的影响非常大。
为了减少对被交道路交通的影响,缩短工期,降低风险和管理难度,采用钢-混组合梁桥是比较适宜的。
钢-混组合结构是在钢筋混凝土结构和钢结构的基础上发展起来的一种新型结构。
它和混凝土箱梁相比极大地减轻了结构自重,提高了桥梁的跨越能力;和钢梁相比减少了钢材用量,提高了结构刚度。
所以,钢-混凝土组合梁在我国的公路及城市立交桥建设中得到了广泛应用。
2 钢-混组合梁桥的结构特点组合梁桥采用剪力键将钢梁与钢筋混凝土桥面板结合成整体,钢筋混凝土桥面板不仅直接承受车轮荷载起到桥面板的作用,而且作为主梁的上翼板与钢梁形成组合截面,参与主梁共同作用。
组合梁桥采用最多的是简支梁桥结构形式,因为简支梁最符合组合梁材料分布的合理原则,即梁上翼缘应是适宜受压的混凝土板,下缘是利于受拉的钢梁。
(1)与钢梁相比,钢-混组合梁具有以下特点:a)减少了钢材的用量,节约了造价;b)增大了梁的刚度,有利于整体稳定性;c)采用钢筋混凝土桥面板,有利于沥青面层的结合,提高桥面铺装的耐久性。
(2)与混凝土梁相比,钢-混组合梁具有以下特点:a)结构自重轻,减少了下部基础的工程量;b)已安装钢梁可作为模板使用,节省了模板工程量;c)施工工期短,且对桥下交通的影响小;d)降低了梁高,有利于桥下净空利用率。
3 钢-混组合梁桥应用情况综述钢-混凝土组合梁在我国起步较晚,改革开放以前,虽有少数工程用过组合梁,但未考虑组合效应,而仅仅作为强度储备和为方便施工而已。
实例分析钢—混凝土组合连续箱梁桥的应用
实例分析钢—混凝土组合连续箱梁桥的应用1、前言钢-混凝土组合结构能充分发挥钢材和混凝土的优势性能,与混凝土结构相比能有效减轻结构自重,与钢结构相比能显著提高结构刚度和稳定性能并节省钢材用量,具有良好的经济特性和技术特性,经过几十年的发展被广泛应用于工程实践[1]。
特别是钢-混凝土组合连续箱梁,具有抗弯抗扭刚度大、整体性强、抗震性能好、跨越能力强和快速施工等优点,在桥梁工程建设中被广泛采用。
欧美及日本等发达国家,钢-混凝土组合连续箱梁桥已发展相对成熟,最大跨度已突破200m[2]。
在我国钢-混凝土组合连续箱梁桥的应用较欧美等国落后,但随着我国交通基础建设步伐加快及桥梁工程技术的发展,钢-混凝土组合连续箱梁桥因其本身结构优势和快速施工的特点,逐步广泛应用于中等跨径的城市高架桥梁,尤其是近年来建成及在建的几座知名跨江、跨海桥梁的非通航桥或引桥,出于降低阻水率及结构耐久性等考虑,采用了较大跨度的钢-混凝土组合连续箱梁桥结构,本文将结合几座具体工程实例对钢-混凝土组合箱梁桥在我国的应用进行介绍。
2、武汉二七长江大桥深水区非通航桥武汉二七长江大桥是武汉市二环线的控制性工程,综合结构受力、排洪、跨径协调、景观及用钢量等因素,该桥非通航深水区桥梁采取了6×90m等高钢-混凝土组合连续箱梁桥结构,上、下游分幅布置,双幅桥宽29.5m[3]。
每幅主梁截面采用单箱单室对称倒梯形截面,顶宽14.7m,底宽6.3m,梁高4m,由钢槽形梁和混凝土桥面板通过剪力栓钉连结构成,通过梁体整体横向旋转实现2%的横向坡度设置,跨中标准横断面如图2-1所示。
图2-1 跨中标准横断面(mm)由于结构为钢-混凝土组合连续箱梁结构,中间支点前后附近存在负弯矩区段,此区段内钢梁处于受压区,混凝土桥面板处于受拉区,钢梁和混凝土桥面板受力均不利。
为防止负弯矩区段混凝土桥面板应拉应力而开裂,常用的方法有压载配重法、张拉纵向预应力、支点升降法及混合法[4],经分析比选该桥采取了通过主墩和临时墩共同参与的支点升降法,对负弯矩区段混凝土桥面板施加预应力,从而满足抗裂要求。
钢箱-混凝土组合梁力学性能分析与试验研究
分析 结果与试验 结果基本相符. 出了梁抗 弯承载 能力计 算公 式 , 提 计算结果 与试验 结果吻合 良好.
关 键 词 : 合 梁 ; 箱 一混 凝 土 ; 载 一 移 ; 限 承 载 能 力 组 钢 荷 位 极
中 图分 类号 :U 1 T31
文 献 标 识 码 : A
文章 编 号 :62— 9 6 20 )6—00 0 17 0 4 (0 7 0 7 7— 7
V13 o o2 N. . 6
D e20 e・ 7 0
钢 箱 一 凝 土 组 合 梁 力 学 性 能 分 析 与 试 验 研 究 混
莫 时旭 , 新谷 钟 ,郑 艳 ,沈 明 燕
( .西南交通大学 土木 工程 学院 , 1 成都 6 00 ;.湖南科技大学 土 木工程学院 , 10 0 2 湖南 湘潭 4 0 ) 12 1 1
MO hiX ,ZHONG n g , Z ENG n ,SHEN i g y n S —H 一 Xi - u H Ya M n —a
( .S uh et i t gU i ri , hnd 0 0 C i ; 1 otw s J o n n esy C egu6 0 0 , hn a o v t 1 a
2 u a nvri f c n ea dT c n l y X a g n4 0 , hn ) .H n n U i s yo S i c n e h o g , in t 1 2 1 C i e t e o a 1 a
Abs r c :f u o c e e fle t e o e msa d t t e x b a r e t d t n e t t a t 1 rc n r t — ld se lb x b a n wo se lbo e msa e tse o i v si 0 i — g t h e a iro o c ee fl d se lb x b a ae t e b h v o fc n r t — l t e o e m.Th e u t h w h tc n r t — le t e i e e r s lss o t a o ce e f ld se l i b x b a p s e s h g o d n a a i n gd t n o d d c i t Co sd rngt e n n o e m o s s ih la i g c p ct a d r iiy a d g o u tl y y i i n i e i h o —
组合梁—混凝土梁混合斜拉桥技术特点与稳定性
图 2 桥梁断面图
3 技术特点
组合梁—混凝土梁混合斜拉桥,是一种新型 的 斜 拉 桥 体 系 ,其 特 点 在 于 主 梁 是 由 组 合 梁 和 混
2012 年 10 月第 10 期
1 技术背景
斜拉桥作为一种拉索体系,受力合理、施工便 捷 ,相 比 梁 式 桥 、拱 桥 ,斜 拉 桥 具 有 更 大 的 跨 越 能 力。由于斜拉桥拉索的自锚特性,不需要像悬索桥 那样巨大主缆锚碇,因此相比悬索桥具有更好的 经济性,加之斜拉桥有良好的力学性能和经济指 标,已成为大跨度桥梁最主要桥型之一。
46 桥梁结构
城市道桥与防洪
2012 年 10 月第 10 期
组合梁—混凝土梁混合斜拉桥技术特点与稳定性分析
骆春雨,孙东利,胡 江,曹 景
(天津市市政工程设计研究院,天津市 300051) 摘 要:以唐山市津唐运河滨河北大街桥为例,对“组合梁—混凝土梁混合斜拉桥”这种新型斜拉桥体系的技术特点进行了综合 分析论述,同时采用有限元软件 MIDAS CIVIL 对该种桥型进行了稳定性分析,得出了相应结论。 关键词:组合梁—混凝土梁混合斜拉桥;结பைடு நூலகம்段;技术特点;稳定性分析 中图分类号:U448.27 文献标识码:A 文章编号:1009- 7716(2012)10- 0046- 03
图 6 1/2 组合梁横梁处断面图(单位:cm)
纵梁箱体间通过横梁连接,横梁亦为组合结 构,钢结构部分采用工字形截面,与混凝土桥面板 通过剪力键组合在一起(见图 7)。
图 7 横梁断面图(单位:cm)
双向组合梁技术特点为: 双向组合梁提高了梁的侧向刚度,防止了主梁 在使用荷载下的扭曲失稳。 双向组合梁提高了梁的截面刚度,降低了梁的 截面高度和建筑高度。 双向组合梁降低了活荷载的冲击系数,抗冲 击、抗疲劳和抗震性能较好。
钢箱组合梁概念
钢箱组合梁概念在现代桥梁工程中,钢箱组合梁作为一种重要的结构形式,因其独特的优势而得到广泛应用。
本文旨在深入探讨钢箱组合梁的概念、构造特点、分类、设计原则、施工方法以及在工程中的实际应用,以期为读者提供全面而深入的了解。
一、钢箱组合梁的概念钢箱组合梁是一种由钢板组成的箱形截面和混凝土桥面板通过抗剪连接件组合而成的桥梁结构。
这种结构形式有效地结合了钢材的抗拉强度和混凝土的抗压强度,形成了一种既经济又高效的结构体系。
二、钢箱组合梁的构造特点1. 箱形截面:钢箱组合梁采用箱形截面,这种截面形式具有较大的抗弯刚度和抗扭刚度,能够有效地抵抗外部荷载的作用。
2. 抗剪连接件:钢箱与混凝土桥面板之间通过抗剪连接件进行连接,这些连接件能够有效地传递钢箱与混凝土之间的剪力,保证两者共同工作。
3. 混凝土桥面板:混凝土桥面板不仅能够提供足够的抗压强度,还能够有效地分散车轮荷载,减少对钢箱的压力。
三、钢箱组合梁的分类根据构造形式和使用条件的不同,钢箱组合梁可分为多种类型,如简支梁、连续梁、刚构桥等。
这些不同类型的钢箱组合梁各有其特点和应用范围。
四、钢箱组合梁的设计原则1. 安全性原则:钢箱组合梁的设计必须满足安全性的要求,能够承受设计荷载的作用,保证结构的稳定性和安全性。
2. 经济性原则:在满足安全性的前提下,应尽可能降低结构的造价,提高经济效益。
3. 适用性原则:钢箱组合梁的设计应结合实际情况和使用条件进行考虑,确保其适用性和耐久性。
五、钢箱组合梁的施工方法1. 预制拼装法:先在工厂内预制好钢箱和混凝土桥面板,然后运输到现场进行拼装。
这种方法具有施工速度快、质量易控制的优点。
2. 现场浇筑法:在现场搭设模板,然后浇筑混凝土桥面板。
这种方法适用于大型桥梁的施工,但施工周期较长。
六、钢箱组合梁在工程中的实际应用钢箱组合梁因其独特的优势,在桥梁工程中得到了广泛应用。
以下是一些典型的工程实例:1. 某高速公路大桥:该桥采用了简支钢箱组合梁结构,跨越了较宽的河道。
钢—混凝土组合箱梁桥受力性能分析
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。
大跨度钢箱-混凝土组合系杆拱桥设计
共 23 对吊杆,吊点中心间距为10 m。 吊杆钢索采用
根 ϕ7 镀锌高强度低松弛预应力钢丝组成,标准抗
0 4M + 1 0T; 组 合 4 ( 弹 性 阶 段 应 力 验 算 组 合) :
为温度荷载。
拉强度 f pk = 1 680 MPa,吊杆钢束均采用高密度聚乙
5 1 结构静力分析
强度低松弛预应力钢绞线束,每根钢束由 19 根 7ϕ5
横梁,梁长 24 m,横梁纵向间距 5 m,横梁下弦主管
位置
顶板
底板
顶板
底板
顶板
底板
顶板
底板
顶板
底板
轴力 / kN
- 458 1
弯矩 / ( kN·m)
- 75 2
剪力 / kN
52 5
257 3
- 145 3
- 53 3
- 68 8
- 87 6
85 9
- 302 4
250 1
materials, increase the arch rib rigidity, strengthen the main arch lateral stability, improve the structure efficiency of the
cross section, reduce the weight of the bridge, enhance the durability of the bridge structure. The design could achieve the
5) 行车速度:60 km / h。
6) 设计基本风速:25 6 m / s。
7) 设计基准期:100 a。
8) 设计安全等级:一级。
钢箱-混凝土组合梁施工工法(2)
钢箱-混凝土组合梁施工工法钢箱-混凝土组合梁施工工法一、前言钢箱-混凝土组合梁施工工法是一种常用于桥梁和大型跨度结构的施工工法。
通过将钢箱梁与混凝土组合,可以充分发挥梁的抗弯刚度和混凝土的抗压强度,提高整体结构的承载能力和耐久性。
二、工法特点1. 高强度:混凝土和钢箱的组合能够充分发挥两种材料的优势,使得梁具有更高的强度和刚度,能够承受更大的荷载。
2. 耐久性好:混凝土的抗压强度和钢箱的抗腐蚀性能共同发挥,使得组合梁具有更长的使用寿命。
3. 环境适应性强:组合梁可以适应多种环境条件,如高温、低温、湿润等,具有较好的适应性。
4. 施工周期短:采用预制梁段的方式施工,可以减少现场施工时间,提高施工效率。
三、适应范围钢箱-混凝土组合梁施工工法适用于跨度较大的桥梁和大型结构,如高速公路桥梁、铁路桥梁和城市高架桥等。
四、工艺原理钢箱-混凝土组合梁施工工法的核心是将钢箱与混凝土进行组合,形成整体梁结构。
在施工过程中,首先进行钢箱的预制和安装,然后再进行混凝土浇筑和养护。
钢箱预制可以采用现场预制或工厂预制的方式进行。
在预制阶段,需要严格控制钢箱的尺寸和几何形状,确保其与混凝土的配合良好。
钢箱的安装需要根据设计要求进行,确保梁的位置和轴线的准确度。
混凝土的浇筑可以采用传统的模板浇筑方式,也可以采用无模板浇筑方式。
在浇筑过程中,需要注意混凝土的配合比例和浇筑均匀性,防止出现质量问题。
混凝土浇筑完成后,需要进行养护,以保证混凝土的强度和耐久性。
养护期间,需要采取适当的养护措施,如保温、湿润等,以提高混凝土的强度和耐久性。
五、施工工艺1. 钢箱预制:根据设计要求,进行钢箱的预制和检验,确保尺寸和几何形状的准确度。
2. 钢箱安装:根据设计要求和现场条件,进行钢箱的安装和定位。
3. 模板搭设:根据设计要求,搭设混凝土浇筑的模板。
4. 混凝土浇筑:按照混凝土配合比例,进行混凝土的浇筑和振捣。
5. 养护:完成混凝土浇筑后,进行养护,保持混凝土的湿润和温度适宜。
钢-混凝土组合桥梁的受力性能分析
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。
大跨度开口钢箱-混凝土组合箱梁有限元参数分析
前, 有限元计算值 与实测结果相差很小 , 结果合理
合箱梁 的“ 梁段 有 限元 法 ” 。在此基 础上 , 编制 了相
图 2 荷栽 一挠度 曲线
Fg 2 L a i . o d—d f c in c r e el t u v s e o
应的组合箱梁非线性空间有限元程序 C A 10并 B P. , 与试验结果进行比较。利用该程序进行了实体模型 计算。实体模型标准设计如图 1 所示 , 跨度为 4 0 0 0 m 混凝土弹性模量为 32 / m × 0 N 咖 m, .5N m 2 1 / ,
平整度等进行有 限元参数分析 。得到不 同设计参数对组合 箱梁承载 力、 刚度、 滑移 、 剪力滞后等力学性能的影响规律 。 关键词 : 一混凝 土组合 箱梁; 钢 有限元 ; 滑移; 参数分析 ; 限承载力 极
中 图 分 类 号 :U 1 . ; 4 8 2 T 37 1 U 4 . 1 文献标志码 : A 文 章 编 号 :6 2— 0 9 2 1 ) 1 00 0 17 7 2 (0 2 0 — 0 5— 7
t n,r t f e g tt ik e so e i o ai o ih o t c n s fw b,fr e r t n a d i i a e r e o o o h h o c a i n n t l g e f n—p a e wh c a e i f e c p o i d n ln , ih h v n u n e u — l
更重要的是 , 对于组合梁 , 在负弯矩区截面 , 由
于混凝 土开 裂退 出工作 , 混凝 土板 中所 配钢 筋与 钢 梁起决 定性作 用 , 组合梁 中负弯 矩 区中配筋 量对 钢 梁受 压 区高 度起重 要作 用 , 因此 力 比将 成 为影响组 合箱 梁局部屈 曲和 极 限 承载 力 的重 要 因素 。到 目
变截面开口钢箱稳定性分析
变截面开口钢箱稳定性分析作者:王俊侠来源:《科技资讯》 2015年第9期王俊侠(无锡规划设计研究院江苏无锡 214031)摘要:该文的研究背景着力于钢箱-砼组合连续刚构桥。
钢箱梁的腹板及底板均属于薄板体系,在竖向荷载的作用下,可能发生整体弯扭屈曲,也可能发生局部屈曲。
该文针对开口钢箱作了一定的计算分析研究,主要分析了开口钢箱在不同几何尺寸条件下的屈曲模态,并根据计算结果归纳提出了开口钢箱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种屈曲形态。
通过分析钢箱梁的跨径、底板宽度、悬臂长度等因素对开口钢箱屈曲影响大小,为以后开口箱梁的设计和施工提供了一定的参考借鉴。
关键字:变截面开口悬臂钢箱稳定性屈曲模态中图分类号:u443.35 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(c)-0082-02钢材是一种极好的建筑材料,在现代结构物中已得到广泛的应用,它具有强度高、质量轻、力学性能好等多项优点,但是有些钢结构构件在受压、受剪或受弯等条件下,由于对构件的技术措施做得不到位,结构有可能出现局部失稳甚至整体失稳,一旦发生将引起较大的经济和社会损失。
一些结构在失稳前发生的变形量亦有可能是比较小的,在失稳发生的时候,结构的几何尺寸会发生急剧的改变,在这种情况下,结构会因这种改变使得其抵抗能力的急速衰减,造成结构的整体坍塌,造成严重后果。
在工程实践中,人们经常通过计算屈曲荷载来解答结构的稳定问题,确定其安全状态,在桥梁工程的钢结构应用中,钢板厚度t与钢板最小宽度b的比值通常是一个很小的数值,此时,我们可以把钢板定义为一个薄板,通过已有认知,薄板屈曲的解答方法与压杆屈曲的解答方法类似,可以通过中性平衡微分方程、有限单元法、变分法或者能量法等各种途径来解答获得临界荷载值,并通过临界荷载来求解屈曲荷载值。
1 研究基础该文以钢箱-砼组合连续刚构桥为研究对象,研究工程实践中该种桥梁的钢箱的稳定性问题。
图1、图2为刚构桥示意图。
结合上图,在施工中,采用悬臂拼装法施工主桥钢箱,箱梁节段和道板阶段均由预制场进行施工预制,这样构件的质量将得到较好的保证, 常见的混凝土结构的收缩徐变、下挠变形等问题也将得到较好的控制,整个施工过程在一个可控的过程中进行,结构的受力状况相较于常规预应力砼连续刚构桥也将更加明确。
钢箱-混凝土组合梁设计与应用分析
论,能够将钢箱梁的特点进行有效融合,并且还能够降低局部 失稳问题带来的影响,因此,越来越多的钢箱-混凝土组合梁设 计逐步应用到建筑工程中,发挥出重要的结构承载作用。与传统 钢管混凝土结构相对比,钢箱-混凝土组合梁结构,具有自重较 轻、承载力强、建筑高度小等一系列优势,能够规避钢管混凝土 结构的不足和缺陷,同时还能够实现良好的黏合效果,降低建 筑结构开裂问题等。因此,基于钢箱-混凝土组合梁设计的优 势和特点,在实践应用过程中,展现出多个方面的结构优势和 技术价值,成为现代建筑工程设计中的重要研究内容。
Construction & Decoration
建筑技术
钢箱-混凝土组合梁设计与应用分析
戴厚军 梁群 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 安徽 合肥 230000
摘 要 钢箱-混凝土组合梁设计,能够实现多样化的应用和价值,从而满足现代工程建设的需求和标准。本文以 钢箱-混凝土组合梁设计和应用为主要研究对象,针对钢箱-混凝土组合梁进行多角度、深层次、全领域的分析和探 索,结合笔者多年从事建设设计领域的从业管理经验,提出一系列行之有效的设计理念和应用建议,助力相关领域 的从业人员给予力所能及的帮助和支持。仅供参考。 关键词 钢箱-混凝土组合梁;设计理念;结构荷载
2.2 结构设计计算
结构设计计算,主要考虑荷载内力效应计算、结构应力变 形验算、结构强度验算,当前相关结构的计算过程,已经实现 全部智能化的计算模式,借助BIM技术的应用理念以及钢箱- 混凝土组合梁的设计软件,能够实现高效化的设计成效和设计 价值,不仅如此,以广联达为例,还能够根据结构设计的三维 立体承载模式进行网格化管理,能够提升结构设计的应用价值 和设计成效。例如,钢箱-混凝土组合梁,需要满足稳定性、 强度、刚度以及承载力等一系列的设计要求,在混凝土浇筑完 毕后,还要确保对应的结构荷载、结构恒载等一系列内容,要 充分考虑多种组合结构带来的影响性和多样性。
浅析起重机箱梁整体稳定性问题
浅析起重机箱梁整体稳定性问题箱形钢梁的抗扭刚度很大,在实际工程中,薄壁杆件广泛用于桥梁工程、土木工程、汽车、海洋工程、航空航天工程等,而在桥梁工程中的薄壁杆件又以箱形、工字钢和槽钢梁柱应用最为广泛。
箱形梁在起重机金属结构中的应用很多,由于箱形梁具有抗弯抗扭刚度大的优点,能够很好地抵抗大偏轨设计时偏心载荷形成的扭矩。
在工程结构中,构件、部件及整个结构体系都不允许发生失稳。
失稳不仅使工程结构发生过大的变形,还往往导致构件的破坏。
而且在现代工程结构中,轻质高强度材料的不断利用,使得在大跨度结构和高层结构中,稳定问题显得尤为突出。
一、问题提出为了提高抗弯刚度,节省钢材和空间,钢梁截面一半做成高而窄的形式,受载荷方向刚度大侧向刚度小,如果梁的侧向力支撑较弱,梁的弯曲会随载荷大小的不同而呈现两种截然不同的平衡状态。
因此,钢结构的稳定性能是决定其承载能力的一个特别重要的因素。
《起重机设计规范》规定了不需要验算箱形梁整体稳定性时的高宽比和宽跨比的范围,即钢箱梁满足高宽比h/b0≤3.0时可不验算整体稳定性,反之则需要验算。
随着现在高而窄的箱形截面梁的应用越来越多,设计时超出规范规定的高宽比限值得情况时有发生,而且随着高宽比的增加,相同型号的钢材达到屈服应力时的跨度是不同的。
而《钢结构设计规范》中规定截面尺寸满足h/b0≤6.0,l1/b0≤95(235/fy)的箱形简支梁可不计算整体稳定性。
式中l1为梁受压翼缘侧向支撑间距离;fy为钢材的屈服强度。
本文结合《钢结构设计规范》规定,对h/b在3.0~6.0之间的哪些条件范围钢箱梁起重设备可不进行验算进行研究。
二、钢箱梁不需要验证整体稳定的理论分析钢箱梁不需要验算整体穩定性的条件是临界应力σcr不小于钢材的屈服应力σs。
但是,由于模拟时没有考虑材料的弹塑性、焊接参与应力和构件的初始缺陷,算得的临界应力值不能直接用于稳定性分析,必须对其临界应力进行折减,经折减后的临界应力σcr’≥ σs时则不需要计算钢箱梁的整体稳定性。
钢-混凝土组合箱梁稳定性研究的开题报告
钢-混凝土组合箱梁稳定性研究的开题报告
摘要:
钢-混凝土组合箱梁是一种高强度、高刚度、高稳定性的桥梁结构形式,因其具
有拱效应,能够有效降低结构应力,提高抗震性能等优势,近年来得到了广泛的应用。
本文主要研究钢-混凝土组合箱梁的稳定性问题,从理论分析和数值模拟两方面进行深入研究,力求提高结构的稳定性和耐久性。
本文主要研究内容如下:
第一章绪论
介绍钢-混凝土组合箱梁的研究背景和意义,阐述本文研究的目的和内容,以及
研究方法和技术路线。
第二章钢-混凝土组合箱梁的设计方法
阐述钢-混凝土组合箱梁的设计原理和方法,包括梁结构的设计理论基础、结构
特点、应力状况、设计方法等,并以某钢-混凝土组合箱梁为例进行分析。
第三章钢-混凝土组合箱梁的稳定分析
针对钢-混凝土组合箱梁的稳定分析问题,分别进行理论分析和数值模拟,以探
究不同荷载情况下梁结构的稳定性和耐久性。
第四章结论与展望
总结本文的研究成果和发现,提出进一步深入研究的方向和建议,并对将来钢-
混凝土组合箱梁的研究发展做出预测。
钢箱-混凝土组合梁结构行为试验研究与分析的开题报告
钢箱-混凝土组合梁结构行为试验研究与分析的开题报告题目:钢箱-混凝土组合梁结构行为试验研究与分析研究背景:随着建筑结构的不断发展和变革,钢箱-混凝土组合梁结构作为一种新型结构形式在工程领域中得到了广泛应用。
这种结构形式的优点在于结合了钢的强度和刚度,以及混凝土的抗压性能,从而在提高结构载荷能力和保证结构的安全可靠性方面具有很大的优势。
近年来,国内外学者对钢箱-混凝土组合梁结构的研究逐渐深入,其中包括理论分析、数值模拟和试验研究等方面。
但是目前还缺乏系统而全面的试验研究和分析,需要进一步探究这种结构的力学性能和破坏机理,为设计和施工提供理论依据和实践指导。
研究内容:本次研究将以钢箱-混凝土组合梁结构为研究对象,通过搭建试验台架和采集数据系统等手段,对该结构的性能进行力学试验和分析。
研究内容主要包括以下几点:1. 设计和制作试件:根据结构要求和试验要求,设计和制作多组不同尺寸的钢箱-混凝土组合梁试验件,以便进行比较性能研究和分析。
2. 试验方案设计:制定试验方案和测试计划,包括试件的加载方案、荷载方式和采集数据评估等内容。
3. 实施试验和数据采集:在试验台架上进行试验,通过力学测试和数据采集系统,记录试验数据和现场反应,包括应力、应变、变形、位移和塑性变形等。
4. 数据处理和结果分析:对试验数据进行处理和分析,包括破坏形态、承载性能、刚度、变形能力和抗震性能等方面进行评价和分析。
研究意义:本次研究旨在探究钢箱-混凝土组合梁结构的力学性能和破坏机理,为钢结构和混凝土结构的组合形式提供理论支持和实践指导,有望为该结构的设计、应用和推广提供重要参考和支撑作用。
钢-混凝土组合箱梁的长期性能研究的开题报告
钢-混凝土组合箱梁的长期性能研究的开题报告一、研究背景和意义钢-混凝土组合箱梁是一种新型的桥梁结构形式,其由钢箱梁和混凝土浇筑而成,具有重量轻、刚度高、承载能力大、防腐耐久等优点,已经得到了广泛的应用。
然而,随着时间的推移,钢-混凝土组合箱梁的长期性能问题也逐渐凸显出来。
尤其是在长期的使用中,由于钢和混凝土的膨胀系数和变形率不同,易引发龟裂、开裂等问题,对结构的安全可靠性产生了不利影响,因此进行钢-混凝土组合箱梁的长期性能研究具有重要意义。
二、研究内容和目标本研究将针对钢-混凝土组合箱梁的长期性能问题展开研究,主要包括以下几个方面:1. 分析钢-混凝土组合箱梁的受力特点,探究钢、混凝土分别在长期使用中的物理、化学特性变化,归纳出可能引起桥梁结构纵向变形的原因。
2. 从材料角度入手,开展混凝土材料性能和混凝土浇筑工艺的优化研究,以提高其抗裂性能和防渗性能,减少结构损伤的发生。
3. 借助计算机仿真技术,将桥梁结构及其受力过程进行建模和仿真分析,以求解各种不同工况下的应力和变形,并通过比较实验数据,验证所建模型的准确性和可靠性。
4. 开展力学试验和现场实验,验证模拟分析模型的正确性,研究钢-混凝土组合箱梁在长期极端工况下的抗震性能和承载能力,对桥梁结构进行全面的评估和检测。
三、预期成果本研究将通过对钢-混凝土组合箱梁的长期性能问题进行深入的研究和探讨,制定出一系列有实际应用价值的建议和对策,并有望取得以下成果:1. 研究分析了钢-混凝土组合箱梁在长期使用中的物理、化学性质变化及其对结构的影响,为钢-混凝土组合箱梁结构的设计和维护提供了科学依据。
2. 优化混凝土材料性能和混凝土浇筑工艺,提高其抗裂性能和防渗性能,减少结构损伤的发生,为钢-混凝土组合箱梁在长期使用过程中的维护和保养提供了进一步的技术支持。
3. 建立了钢-混凝土组合箱梁的计算机模型,模拟分析其在不同工况下的应力和变形,并通过试验验证模拟分析模型的正确性和可靠性。
钢箱-混凝土组合梁施工工法
钢箱-混凝土组合梁施工工法钢箱-混凝土组合梁施工工法一、前言钢箱-混凝土组合梁施工工法是一种在桥梁建设中广泛应用的新技术,以其结构简单、施工周期短、承载能力强等特点,受到了工程界的高度关注。
二、工法特点1. 结构简单:钢箱-混凝土组合梁结构由钢箱梁和混凝土铺装层组成,梁体采用钢筋混凝土施工,承载能力强大。
2. 施工周期短:采用模块化设计和预制工艺,可提高施工速度,节约时间和人力成本。
3. 经济实用:相比传统的预制梁施工工艺,钢箱-混凝土组合梁施工工法可节约材料和人力成本。
4. 抗震性强:钢箱梁的刚性和强度能够抵御地震等自然灾害带来的影响。
5. 耐久性高:混凝土铺装层增加了梁体的强度和稳定性,提高了使用寿命。
三、适应范围钢箱-混凝土组合梁施工工法适用于跨径较大、承载能力要求较高的桥梁工程,特别适用于城市快速路及高速公路的建设。
四、工艺原理钢箱-混凝土组合梁施工工法的实际工程与施工技术之间的联系主要体现在以下几个方面:1. 钢箱制造:先根据设计要求制造钢箱梁,包括梁体的制作和防腐处理。
2. 预制混凝土铺装层:根据设计要求进行混凝土铺装层的预制,确保其质量和精度。
3. 吊装安装:将预制的钢箱梁和混凝土铺装层按照设计的位置和顺序进行吊装安装,确保组合梁的整体稳定性。
4. 钢筋混凝土浇筑:对组合梁的连接部位进行钢筋混凝土浇筑,确保梁体的强度和稳定性。
五、施工工艺钢箱-混凝土组合梁施工工艺包括以下几个施工阶段:1. 钢箱制造与防腐处理2. 混凝土铺装层预制3.钢箱梁和混凝土铺装层的吊装安装4. 钢筋混凝土浇筑5. 建设梁体辅助设备(例如踏板、栏杆等)六、劳动组织钢箱-混凝土组合梁施工工法的劳动组织主要包括以下几个方面:1. 工程师和技术人员:负责施工现场的组织、协调和技术指导。
2. 施工人员:负责具体施工任务的执行。
3. 运输人员:负责运输和搬运材料和设备。
七、机具设备钢箱-混凝土组合梁施工工法所需的机具设备主要包括以下几类:1. 起重机和吊车:用于钢箱梁和混凝土铺装层的吊装和安装。
大跨度开口钢箱-混凝土组合梁工作性能
大跨度开口钢箱-混凝土组合梁工作性能周凌宇;余志武;贺桂超【摘要】For the influence of the shear connectivity and web depth-thickness ratio to the non-linear behavior, bearing capacity and failure mode in steel-concrete composite box beam, three specimens of composite box beam with separate test parameters were tested under simple beam load. The results of failure modes, the slip between steel and concrete, integral working performance and shear lag were presented. The results show that failure mode is related to shear connectivity and depth-thickness ratio. The failure mode includes bending failure, unstable failure and slip failure, and the structure is in flexible working state under normal loads. The plane-section assumption is met when the full shear connects, but it no longer holds when incomplete shear connects. Slip is proportional to load in the elastic stage, but in elastic-plastic stage the slip curves show turning point.%为了解剪力连接程度和腹板高厚比对钢-混凝土组合箱梁非线性性能、极限承载力、破坏方式的影响,进行3个不同设计参数的组合箱梁单调荷载作用下抗弯性能试验研究.对组合箱梁的破坏形态、混凝土面板与钢箱梁间滑移、截面整体工作性能、正截面受弯承载力与剪力滞后等进行研究.试验研究结果表明:组合箱梁破坏模式与剪力连接程度和腹板高厚比有关,组合箱梁的破坏模式有弯曲破坏、失稳破坏和滑移破坏,在正常荷载作用下,结构处于弹性工作状态.完全剪力连接时,箱梁满足平截面假定,不完全剪力连接时平截面假定不再成立;在弹性阶段滑移与荷载成正比,在弹塑性阶段滑移曲线出现转折.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(043)012【总页数】9页(P4879-4887)【关键词】桥梁工程;钢-混凝土组合箱梁;滑移;挠度【作者】周凌宇;余志武;贺桂超【作者单位】中南大学土木工程学院,湖南长沙,410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙,410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙,410075【正文语种】中文【中图分类】TU317.1钢-混凝土组合箱梁是在钢结构和混凝土结构、薄壁箱梁结构基础上发展起来的一种新型结构形式,由上部钢筋混凝土板(或预应力混凝土板)和下部钢箱梁组成[1],混凝土板和钢箱梁之间通过剪力连接件进行连接[2]。
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在施工阶段 的稳 定性可能成为控制设 计的 因素。文章以跨 径 2 5m钢 箱 一混凝 土组合 梁桥为对 象, 运用三维有 限元模 型, 对其在最不利施工阶段的整体稳定及局部稳 定进行参数分析 , 研究表明 , 开1 2钢 箱设置单斜撑式上 1 2平联能有效增
强侧 向扭转稳定性 ; 为保证开 1 2钢箱的整体稳定性 , 钢箱 间侧向横撑 的合理 间距范围是 1 , 3 三 。 ~ 1 / 2 L 。 ; 当平联节间长度 与 箱梁开 口宽度之比 小于6 时, 可满足钢箱腹板局部稳定性要求 ; 翼缘 的宽厚 比6 , / 的取值 范围在 7 ≤6 , / f , ≤1 2 时, 可
t u b g i r d e r s i g n i i f c nt a l y . h e T s p a c i n g o f c r o s s f r a me s s h o u l d b e d e s i g n a t e d b e t w e e n 1 / 3 0 a n d 1 / 2
第1 3卷第 6 期
2 0 1 6年 1 2月
现 代 交 通 技 术
Mo de r n Tr a ns po r t a t i o n Te c h no l o g y
V0 1 . 1 3 NO . 6 De C .2 01 6
钢箱 一 混凝 土 组合 梁桥 施 工期 开 口钢箱 的稳定 性分 析
Ab s t r a c t : S t e e l b o x — c o n c r e t e c o mp o s i t e g i r d e r b r i d g e s a r e c h a r a c t e iz r e d b y t h e i r l i g h t w e i g h t a n d r a p i d c o n s t r u c t i o n . Ho w e v e r , t h e s t a b i l i t y o f t u b g i r d e r s c a n b e c i r t i c a l d u i r n g e r e c t i o n b e f o r e t u b g i r d e r a n d c o n c r e t e d e c k b e i n g c o mp o s i t e d . B a s e d o n a f u l l — d e p t h d e c k e d b i r d g e w i t h 2 5 m s p a n l e n g t h , t h e g l o b a l a n d l o c a l s t bi a l i t y i n t h e u n f a v o r bl a e c o n s t uc r t i o n s t a g e i s a n a l y z e d b a s e d
Xi n g Yu a n , T i a n F e i , C h e n Ya o s a n , L i u Z h a o
( 1 . H u a h u i E n g i n e e i r n g D e s i g n G r o u p C o . L t d , S h a o x i n g 3 1 2 0 0 0 , C h i n a ; 2 . S o u t h e a s t U n i v e r s i t y , N a n j i n g 2 1 0 0 9 6 , C h i n a )
S t a bi l i t y An a l y s i s o f Tu b Gi r d e r f o r Er e c t i o n Pha s e o f
St e e l Bo x - Co nc r e t e Co m po s i t e Br i dg e s
i n o r d e r t o e n s u r e t h e g l o b l a
邢 渊 , 田 飞 , 陈尧 三 , 刘 钊
( 1 . 华汇工程设计集 团股份有限公 司, 浙江 绍兴 3 1 2 0 0 0 ; 2 . 东南大学 , 江苏 南京 2 1 0 0 9 6 )
摘
要: 钢箱 一混凝土组合 梁桥具有 自重轻、 施 工速度快等特点 , 但在 开 口钢 箱与混凝 土桥 面板形成组合作用前 , 钢 梁
满足 钢 箱翼 缘 局 部稳 定性 要 求 。
关键词 : 钢箱一混凝土组合梁桥 ; 开 口钢箱梁 ; 稳定性; 参数分析
中图分类号 : U 4 4 8 . 2 1 6 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2—9 8 8 9 ( 2 0 1 6 ) 0 6 —0 0 5 5— 0 4