基于钢箱梁结构改进的铺装层受力优化研究

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大跨径钢桥面铺装体系受力分析

大跨径钢桥面铺装体系受力分析

第11卷第5期中国水运V ol.11N o.52011年5月Chi na W at er Trans port M ay 2011收稿日期:2011-02-25作者简介:胡春华(3),男,湖北工业大学土木工程与建筑学院副教授,研究方向为铺面结构与材料。

钱晋(),男,湖北工业大学土木工程与建筑学院硕士研究生。

大跨径钢桥面铺装体系受力分析胡春华,钱晋(湖北工业大学土木工程与建筑学院湖北武汉430068)摘要:针对我国钢箱梁桥面铺装的现状,采用有限元方法分析桥面铺装体系的受力状况,对钢箱梁的桥面铺装体系进行力学响应分析,研究了沥青混凝土铺装层在行车荷载作用下应力、应变分布的变化规律,可为钢桥面沥青铺装层的设计提供依据。

关键词:桥面铺装;力学分析;正交异性板;有限元方法中图分类号:U 443.3文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2011)05-0178-02一、概述正交异性板钢箱梁成为大跨径钢桥的主流上部结构形式,桥面铺装技术在桥梁建设中已经成为最重要的技术之一,但是在钢桥面的沥青铺装层存在较多的早期损坏现象。

铺装层表面出现疲劳裂缝的情况较多,裂缝的产生导致雨水渗入,引发钢桥面板锈蚀,使得桥梁结构整体性能下降、寿命缩短,因此必须预测及限制裂缝的产生[1]。

有必要对其受力状况,对钢箱梁的桥面铺装体系进行力学分析,找出其力学响应的相关规律,为钢桥面铺装的设计提供参考依据。

二、有限元计算模型1.力学模型的建立在建模过程中对实际结构进行简化,假定铺装层材料、钢桥面板以及加劲肋都为均匀、连续和各向同性材料,且不随温度变化的,计算时不计结构自重的影响;由于钢箱梁的钢板厚度较小(12~16m m ),可以采用壳单元模拟;而铺装层的厚度较大(38~80m m ),需要采用8节点实体单元进行模拟;分别采用An sys 单元库中的Sh ell_63和Solid_45两个单元进行模拟,模型中假定铺装层和钢箱梁顶板直接是完全粘结的,不考虑二者之间的相对滑移;边界条件设置:钢面板和铺装层水平方向全约束,竖直方向自由;横隔板与纵隔板底部固结,其他方向自由,对模型离散化后的单元划分见图1所示。

钢梁桥面UHPC防水铺装层施工技术研究

钢梁桥面UHPC防水铺装层施工技术研究

钢梁桥面UHPC防水铺装层施工技术研究摘要:针对洞庭湖特大桥结构设计形式新颖、桥址处特殊的气候条件及生态环保要求,以及后期运营过程中钢梁桥面板对防水、防腐要求高的特点,大桥钢梁桥面在世界范围内首次采用超高性能混凝土(UHPC)进行防水铺装层施工。

超高的力学性能及耐久性,大大提升正交异性桥面铺装体系安全健康水平。

介绍了钢梁桥面防水铺装层施工工艺原理,阐述了钢筋、模板、混凝土等关键施工要点,重点总结了超高性能混凝土在铁路正交异性钢桥面上应用的新技术、质量保证手段。

关键词:铁路钢桥面;超高性能混凝土;防水铺装层0引言随着桥梁建设科学技术的进步,钢桥因其特有的优点而被广泛应用。

而在钢梁桥面铺装体系上通常采用常规的设计,常规桥面铺装体系易产生裂缝类病害,降低防水效果,造成钢梁桥面板腐蚀破坏,增加后期维修成本。

铁路钢梁正交异性桥面板刚度较小,受间断性荷载作用,容易造成疲劳破坏,降低钢梁健康寿命,同时危及铁路运营安全,所以铁路钢梁桥面防水铺装层必须具备一定刚度、优良的耐久性和抗疲劳特性。

超高性能混凝土(UltraHighPerformanceConcrete,简称UHPC)是一种创新性的水泥基材料,从材料构成、微观结构、配合比设计等各方面均不同于普通传统高性能混凝土的一种新型建筑工程材料,具有超高的力学性能和超强的耐久性能,试验证明,UHPC作为钢梁正交异性板桥面铺装层,大大提高了桥面系刚度,避免了钢桥面疲劳破坏和铺装层开裂问题,提高了防水铺装层耐久性。

所以超高性能混凝土桥面系统逐渐被发展和应用起来,目前,中铁大桥局自主研发的UHPC桥面体系已成功应用于多座公路钢桥面,并取得良好的应用效果。

1工程概况浩吉铁路洞庭湖特大桥主桥为(98+140+406+406+140+98)m三塔双索面双主跨铁路煤运专用斜拉桥,全长1290.24m,为世界首座。

主梁为钢箱梁钢桁结合梁结构,为不带竖杆的华伦式桁架,主桁采用内倾布置,上弦杆中心距12.0m,下弦箱间距14.0m,主桥和84m跨沿湖路钢梁桥面铺装层设计采用5cm厚UHPC防水铺装层,铺装总面积近1.2万m2。

论优化高粘高弹改性沥青混凝土钢桥面铺装配合比设计研究

论优化高粘高弹改性沥青混凝土钢桥面铺装配合比设计研究

论优化高粘高弹改性沥青混凝土钢桥面铺装配合比设计研究发布时间:2021-08-27T16:29:32.537Z 来源:《城镇建设》2021年4月11期作者:胡欢龙[导读] 在钢桥面铺装施工过程中,应积极对桥面铺装原材料进行动态监测与控制,胡欢龙深圳高速工程检测有限公司广东省深圳市 518000 摘要:在钢桥面铺装施工过程中,应积极对桥面铺装原材料进行动态监测与控制,分阶段进行沥青混合料的生产配合比设计,在保证沥青铺装层施工质量的同时充分发挥路面设计功能。

基于此,从钢桥面铺装概述着手,对钢桥面铺装的主要影响因素进行分析,探讨高粘高弹改性沥青混凝土钢桥面铺装的优势,研究优化高粘高弹改性沥青混凝土钢桥面铺装配合比设计方法,旨在为高粘高弹改性沥青混凝土在钢桥面铺装施工中的有效应用提供理论方面的参考。

关键词:优化设计;高粘高弹改性沥青混凝土;钢桥面铺装;配合比引言在现代城市化建设进程和发展规模日益完善的形势下,钢桥面铺装施工逐渐在社会各行业领域中引起广泛关注,钢结构桥梁原本就具有梁体轻盈、施工便利的优势,将高粘高弹改性沥青混凝土应用到钢桥面铺装施工则能取得更显著的效果,全面保障桥面施工质量的同时还能节约大量经济成本。

但在实际施工过程中必须不断优化高粘高弹改性沥青混凝土钢桥面铺装配合比设计,使高粘高弹改性沥青混凝土的最大化功能得以有效发挥。

1 钢桥面铺装概述在现代城市化发展建设日益加快的背景下,桥梁建筑规模、速度以及技术创新均取得了明显成效,尤其是钢结构桥梁还具有跨度大、施工周期短、梁体轻盈等优势。

随着社会经济水平的不断提升,城市中出现了严重的道路车流量积聚现象,钢桥桥面铺装工程中还存在各种疲劳裂缝等早期病害问题,且随着时间的推移还具有多发、再现等弊端。

基于此,积极优化钢桥面板铺装施工方案,避免其与桥面之间发生粘结破坏、疲劳裂缝等病害问题已成为当今时代必须予以高度重视的研究课题。

2 钢桥面铺装的主要影响因素分析相比于普通路面铺装,钢桥面铺装的基础并不厚实稳重,对于服役条件的要求也较为严苛。

单箱多室多跨连续钢箱梁桥顶推施工优化分析

单箱多室多跨连续钢箱梁桥顶推施工优化分析

单箱多室多跨连续钢箱梁桥顶推施工优化分析单箱多室多跨连续钢箱梁桥顶推施工优化分析引言:随着交通建设的不断发展,钢箱梁桥成为新一代桥梁结构的代表之一。

而在钢箱梁桥的施工过程中,顶推施工方式被广泛应用。

为了提高施工效率和施工质量,本文对单箱多室多跨连续钢箱梁桥顶推施工进行优化分析。

1. 顶推施工原理及其优点1.1 顶推施工原理顶推施工是指在临时承台上将预制好的箱梁段按照设计要求进行拼接后,通过特殊的设备和工艺将箱梁逐步推移到桥墩上的一种施工方式。

1.2 顶推施工优点相比传统的悬挂施工方式,顶推施工具有如下优点:1) 施工速度快:顶推施工可以大幅度提高施工速度,降低施工周期。

2) 施工质量高:顶推施工可以减少现场拼接过程中的误差,提高施工质量。

3) 对环境影响小:顶推施工不需要大型起重设备,减少了噪音和震动对周围环境的影响。

4) 适应性强:顶推施工适用于不同类型和跨度的桥梁。

2. 单箱多室多跨连续钢箱梁桥的特点与施工难点2.1 桥梁特点单箱多室多跨连续钢箱梁桥是一种具有多个截面尺寸不一致的箱梁组成的桥梁,其特点在于施工过程中需要考虑不同截面的各个梁段的拼接和受力。

2.2 施工难点在单箱多室多跨连续钢箱梁桥的顶推施工中,存在一些难点:1) 梁段的拼接问题:由于多个截面尺寸不一致,梁段的拼接需要考虑到顶推过程中的受力平衡和整体的协调性。

2) 梁段的调整问题:由于不同截面尺寸不一致,梁段在顶推过程中需要经过调整,以保证每个梁段的受力平衡。

3) 梁段的推移问题:在顶推过程中,多个梁段需要保持平衡并且保持一定的推移速度,以避免施工过程中的不稳定现象。

3. 施工优化方案在单箱多室多跨连续钢箱梁桥的顶推施工中,通过优化施工方案可以提高施工效率和施工质量。

以下是一些可行的优化方案:3.1 梁段拼接优化在梁段的拼接过程中,应根据不同截面尺寸的梁段特点,合理选择拼接方式和顺序,以减小拼接误差,提高整体的受力平衡。

3.2 梁段调整优化通过预先计算和模拟,确定每个梁段在顶推过程中需要进行的调整方式和调整量,以保证每个梁段的受力平衡和整体推力的协调性。

白沙洲大桥钢桥面铺装层修复方案受力分析与材料设计

白沙洲大桥钢桥面铺装层修复方案受力分析与材料设计
要 。武汉 白沙 洲长 江 大 桥 位 于武 汉 市 区 , 主跨 部 分
重, 原铺 装 方案把 高 温 抗 车 辙性 作 为铺 装 材 料设 计 考 虑 的主要 问题 , 用双层 S 采 MA铺装 方案 。使 用
不 到 4a 桥 面铺 装 发 生 2次 滑 移 , 0 3年 国 庆 前 , 20
姜 从 盛 姚 永 永 丁 庆 军 , , ,张
( . 汉 理 工 大 学 材 料 学 院 ,湖 北 武 汉 1武

4 13 ) 03 6
4 0 7 ; 2 重 庆智 翔铺 道 工 程 有 限公对 武 汉 自沙 洲 大 桥 钢 箱 梁 桥 面 铺 装 的破 坏 情 况 , 析 了铺 装 层 病 害 的 原 因 , 用 新 型 防 水 粘 结 材 分 采
料 和界 面 粗 糙 化 处 理 技 术 对 铺 装 层 破 坏 部 位进 行 实 施 了 抗 滑 移 修 复 方 案 , 用 有 限元 法 分 析 了 车 轮 荷 载 作 用 下 的 应
正交 异性 钢 桥 面铺 装层 剪 应 力 的 变化 规 律 , 时 对 防 水 粘 结 层 材 料 的 粘 结 强 度 、 剪 强 度 和 弯 曲变 形 性 能 进 行 室 同 抗 内试 验 , 且 成 功 实 施 了 自沙 洲 大 桥 钢 桥 面 修 复 工 程 试 验 段 。研 究 结 果 可 以 为 自沙 洲 大桥 的全 面改 造 提 供 参 考 。 并 [ 键 词 】钢 桥 面 铺 装 ;正 交 异 性 钢 桥 面 板 ; 限 元 法 ;粘 结 层 关 有 [ 中图 分 类 号 】U4 5 7 4 . 2 [ 文献 标 识 码 】B [ 章编 号 】10 — 2 5 20 ) 4 0 8 - 4 文 0 2 10 (0 7 0 — 0 7 0

超高性能混凝土(UHPC)在钢桥面铺装的应用与分析

超高性能混凝土(UHPC)在钢桥面铺装的应用与分析

Roads and Bridges 道路桥梁73超高性能混凝土(UHPC)在钢桥面铺装的应用与分析李志全(中交公路规划设计院有限公司, 北京 100088)中图分类号:U45 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2019)01-0073-01摘要:我国已建成的多座大跨径正交异性钢桥面桥梁多采用柔性铺装方式,容易出现钢结构疲劳开裂和铺装层开裂、拥包、脱层等病害,严重影响桥梁的通行能力及结构安全。

随着新材料、新工艺的发展,超高性能混凝土(UHPC)得到推广与应用。

通过对某在建UHPC 组合桥面钢箱梁结构的有限元分析,进一步论述UHPC 在钢桥面铺装中应用的优越性,研究结果可为其他工程应用提供参考。

关键词:正交异性钢桥面板;钢桥面铺装;柔性铺装;超高性能混凝土(UHPC);有限元分析0 引言近年来,我国已建成的多座采用柔性铺装方案(SMA、浇筑式沥青以及环氧铺装)的大跨径正交异性钢桥面桥梁,除少数桥梁桥面铺装的运营状况良好以外,大部分桥梁的桥面铺装层都陆续出现钢结构疲劳开裂和铺装层开裂、拥包、脱层等病害,严重影响桥梁的通行能力及结构安全[1-4]。

随着新材料、新工艺的不断发展,混凝土强度等级也不断提高,超高性能混凝土(UHPC)以其超高的力学性能、超高耐久性、优良的耐磨和抗爆性能以及抗冲击性能等特点,在越来越多的桥梁工程中得到应用[5-7]。

通过对某在建UHPC 组合桥面钢箱梁结构的力学分析,进一步论述UHPC 在钢桥面铺装中应用的优越性,研究结果可为其他工程应用提供参考。

1 工程概况以一座在建跨长江大堤桥梁为工程背景,桥跨布置为70+97+70=237m,上部结构采用超高强度混凝土组合桥面板钢箱梁结构。

桥梁全宽为33.5m (含中央分隔带),钢箱梁为单箱单室截面,梁高3.6m。

钢箱梁单幅梁宽16.73m,箱体宽度7.5m。

各梁段顶板厚度均为14mm,顶板采用U 肋加劲,厚度均为8mm。

底板在顺桥向不同区段采用了20mm、25mm、30mm 三种不同的板厚,为便于施工,底板下缘保持平齐。

钢-混组合梁桥跨中下挠原因与解决方案探究

钢-混组合梁桥跨中下挠原因与解决方案探究

钢-混组合梁桥跨中下挠原因与解决方案探究摘要:钢-混凝土组合梁是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构型式。

它主要通过在钢梁和混凝土翼缘板之间设置剪力连接件(栓钉、槽钢、弯筋等),抵抗两者在交界面处的掀起及相对滑移,使之成为一个整体而共同工作。

钢-混凝土组合梁在我国的应用实践表明,它兼有钢结构和混凝土结构的优点,具有显著的技术经济效益和社会效益,适合我国基本建设的国情,是未来结构体系的主要发展方向之一,但大量实例证明,钢-混组合梁普遍存在主梁下挠以及涂层劣化、钢箱梁腐蚀、疲劳开裂、构件变形、构件连接缺陷等病害。

因此,本文通过工程实例剖析钢-混组合梁跨中下挠的成因,并提出了有效的下挠主动控制方法,对钢-混组合梁桥今后的应用与发展提供一些参考。

关键词:钢-混组合梁桥;下挠;成因分析;控制方法;解决办法1、引言钢-混凝土组合梁同钢筋混凝土梁相比,可以减轻结构自重,减小地震作用,减小截面尺寸,增加有效使用空间,节省支模工序和模板,缩短施工周期,增加梁的延性等。

同钢梁相比,可以减小用钢量,增大刚度,增加稳定性和整体性,增强结构抗火性和耐久性等。

钢-混凝土组合梁桥在现实中应用非常广泛,在大量的实践中,工程师们获取了许多的经验。

但在钢-混凝土组合梁桥的使用过程中,随着跨度增加,主梁的下挠问题日益突出,已具有广泛的普遍性,严重影响到这一桥型的继续发展。

2、钢-混组合梁桥跨中下挠成因分析钢-混组合梁下挠的影响因素较多,成因也较为复杂。

在成因分析过程中,不能将主梁下挠进行孤立的研究,而是需要将其他病害联系起来,作为一个系统,全面的进行剖析。

由于钢材刚度弱加之混凝土收缩徐变导致钢混组合梁变形不可避免。

另外在梁体变形下挠后引起的内力重分布会使得箱体局部区域存在受拉情况。

在拉应力反复作用下,容易导致主梁最薄弱的地方容易出现疲劳开裂,经过整个服役过程中疲劳损伤的不断累积,导致裂纹持续扩展而引发构件失效。

钢-混组合梁主梁下挠是一个长期困挠工程师的难题,严重制约了这种桥型的发展,经过大量的计算与实验分析,总结出以下5大成因:(1)钢混组合结构的计算模型与实际的情况,存在差异。

钢箱梁桥桥面铺装技术研究

钢箱梁桥桥面铺装技术研究
总 第 1 6期 4
Hih y g wa s& Au o t eAp ia i n t mo i plc to s v
表 2 S MA1 0混 合 料 性 能 试 验 结 果
11 4
表 3 浇 筑 式 沥 青 砼 用 改 性 沥 青 试 验 结 果
试 验 结 果 试验项 目
方 案 , 实体 工 程 施 工 提 供 质 量 保 障 。 为 关 键 词 : 梁 ; 面铺 装号 : 4.3 U4 3 3
文献标志码 : A
文 章 编 号 :6 1 6 8 2 1 ) 5 1O O 17 —2 6 (0 1O 一O 4 — 4
摘 要 : 面 铺 装 是 桥 梁行 车体 系的 重要 组 成 部 分 , 质 量 好 坏 和 使 用 耐 久 性 直 接 影 响 行 车 的 桥 其
安 全 性 、 适 性 、 梁 耐 久性 及 投 资 效 应 。 文 中 通 过 对 3种 桥 面 铺 装 方 案 和 4种 防 水 体 系 的 性 能 舒 桥 研 究 , 立 4种 桥 面 铺 装 组 合 结 构 方 案 并 进行 性 能 、 济 、 工条 件 等 比较 , 择 经 济 、 理 的铺 装 建 经 施 选 合
热 稳性 及粘 度介 于 C T一2与 C T一3之 间 。
从 2种沥 青混合 料 的试 验 结果 分 析 , T沥青 混 G
合料 的高温 抗车辙性 能 、 温 弯 曲性能 均 优 于 S 低 K沥
青 , 其 是疲 劳性 能 远 远 优 于 S 尤 K沥青 。 见 , T沥 可 G
公 路 与 汽 运
铺装 S MA 结构 的改 性沥 青 。试验 结果 见 表 1 。
的高低 温抗 变形 、 开裂 能力 和抗 渗性 能 , 抗 而且 耐疲 劳 、 低温 、 耐 抗水 损 害 、 老化 、 久性 等性 能都 相 当 抗 耐

钢桥面GA-10浇筑式沥青混凝土铺装应用研究

钢桥面GA-10浇筑式沥青混凝土铺装应用研究

钢桥面GA-10浇筑式沥青混凝土铺装应用研究摘要:结合南天高速钢箱梁桥面铺装项目,介绍了钢桥面铺装原材技术要求,配合比设计过程,GA-10浇筑式沥青混凝土施工工艺,包括:施工的准备,浇筑式沥青混合料的拌和、运输、摊铺工艺以及边侧、横向施工接缝措施,为后续广西钢桥面铺装技术提供参考。

关键词:钢桥面铺装;浇筑式沥青混凝土;配合比设计;施工工艺0引言钢桥面铺装由于对路面的柔韧性、耐热性、抗变形能力有更高的要求,因此其铺装结构不同于一般沥青路面,现常采用的是浇筑时沥青混合料,其具有施工简易,耐久性好,柔韧性强等优点,完好的适应了刚桥面的铺装需求[1-3]。

本文以广西南天高速四座钢箱梁钢桥面铺装为例子,对浇筑式沥青混合料原材控制,配合比设计,施工工艺进行分析。

1工程概况南天高速№1标项目涉及四座钢箱梁桥,桥位分散、线型复杂,制造精度要求高,关西互通匝B2和匝C2钢箱梁桥跨越兰海高速主线,拉所2号桥跨越黔桂铁路威明隧道。

具体如下:为保证桥面铺装的性能,采用浇筑式沥青混凝土铺装结构,具体为:丙烯酸防水漆+丙烯酸树脂防水粘结层+3cm浇筑式沥青混合料GA-10+5-10mm预拌碎石+改性乳化沥青粘层+改性沥青AC-13.2主要铺装材料技术要求沥青采用专用聚合物沥青,相较于其他用岩沥青和普通沥青复配,性能更优、稳定性更好。

粗集料采用广西辰钰建材有限公司生产的9.5-13.2mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75mm的辉绿岩碎石,采用三级破碎机的筛分设备生产,材料洁净、干燥、形状好,强度高。

细集料采用广西辰钰建材有限公司生产的辉绿岩0-2.36mm机制砂,洁净、干燥、无风化、不含杂质。

矿粉采用广西南丹县恒旺矿业有限公司生产的碎石自行生产的矿粉。

3配合比设计3.1级配设计依据集料及矿粉的筛分结果初选三种级配,成型试件,进行混合料性能检验,试验结果见表1所示。

表1 GA-10浇筑式沥青混合料性能试验结果级配类型级配A级配B级配C技术要求油石比(%)7.87.87.8/温度(℃)238235235220~240流动性(s)20.719.816.7≤20贯入度4.02 3.83 3.52≤4.0(60℃,mm)贯入度增量0.40.380.34≤0.4(60℃,mm)根据规范要求对表1的混合料性能试验结果分析,以贯入量和贯入增量的最小级配作为初选级配,综合考虑GA-10的级配选择级配C,该级配对应配比为:矿粉:0~3mm:3~5mm:5-10mm=24:32:18:26。

桥梁结构的受力分析与优化设计

桥梁结构的受力分析与优化设计

桥梁结构的受力分析与优化设计桥梁是连接两片陆地或者两个建筑物之间的一种交通工具。

无论是公路、铁路、管道还是步行桥,都需要一个稳固的结构来支撑重量。

因此,桥梁结构的受力分析和优化设计显得尤为重要。

一、桥梁的受力分析桥梁的受力分析是桥梁设计的重要组成部分。

桥梁的受力有六种: 弯矩、剪力、轴力、弯曲剪力、挤压力和拉力。

在实际的桥梁设计中,需要对这些力进行模拟计算,最终确定桥梁的主要结构。

1. 弯矩弯矩是指由于桥面的重量和交通载荷而产生的弯曲力。

这种力通常会在桥面的中间部分产生,并沿支架方向传递。

因此,在设计过程中必须确定桥面的几何形状、荷载和支撑结构。

2. 剪力剪力是指沿桥面摩擦力的方向产生的力。

这种力主要出现在桥墩和桥面之间的连接处。

对于长跨度的大型桥梁,剪力是一个非常重要的因素。

3. 轴力轴力是指桥梁纵向产生的矢量。

这种力一般出现在桥面梁和墩柱区域。

在桥面设计中,必须正确考虑各种荷载和支撑结构来平衡轴力。

4. 弯曲剪力弯曲剪力主要是由耐荷重性支撑结构的变形产生的。

这种力对于剪跨和刚性支撑结构的桥梁影响很小。

因此,在设计桥梁时,必须考虑短支跨和柔性支撑结构。

5. 挤压力挤压力是指桥梁的顶部受到的压力。

这种力主要在钢桥架、斜拉桥和桁架桥上出现。

在设计过程中必须考虑这些因素来确保桥梁的安全性。

6. 拉力拉力是指桥梁中部的受力方向。

这种力始终是一个悬空的状态,常常在钢拱桥和桥索桥上出现。

在设计过程中,必须考虑支撑结构和桥梁的几何形状。

二、优化桥梁设计桥梁结构的优化是一个复杂的过程,要确保桥梁既能承受重量,又能适应设计要求。

在优化过程中,需要考虑以下因素:1. 结构材料钢、混凝土和木材都是常用的桥梁材料。

在选择哪种结构材料时,必须考虑成本、可靠性和可持续性等因素。

2. 桥梁形状桥梁形状往往取决于建筑物之间的距离和道路的地形。

桥的形状会影响桥的受力和稳定性。

因此,在设计过程中必须考虑最佳的桥梁形状。

3. 荷载桥梁设计中比较常见的荷载有重载、过载、风荷载和温度荷载。

钢桥面铺装病害成因研究及防治措施

钢桥面铺装病害成因研究及防治措施

钢桥面铺装病害成因研究及防治措施摘要:本文针对几种典型的钢桥面铺装中出现的问题,通过调研、分析对破坏类型及原因进行了分析并提出减少钢桥面铺装病害的手段。

关键词:钢桥面铺装破坏类型防治措施引言我国已投入使用的大跨径钢桥中许多桥面铺装都出现了车辙、开裂等病害,个别桥梁甚至进行了多次大修。

要在以后的工程中做好桥面铺装并保证其良好的使用性能,就必须总结已有铺装结构出现的问题,本文初步分析其破坏的原因并提出解决办法。

2 我国钢桥面铺装的主要结构形式目前,大跨径钢箱梁桥桥面的主要铺装材料有:高温拌和浇注式沥青混合料、改性沥青SMA、环氧树脂沥青混合料。

3 典型钢桥面铺装结构的破坏类型钢桥面铺装使用过程中出现主要破坏类型可概括为两大类:一是结构性破坏,如疲劳开裂、低温开裂、粘结层失效或脱层等;二是功能性破坏,如车辙、推移、隆胀。

3.1 改性沥青SMA混合料SMA混合料为间断级配。

从改性沥青SMA 桥面铺装层的使用情况来看,主要病害表现为开裂、推移和脱层等病害。

3.2 浇注式沥青混凝土浇注式沥青混凝土的特点是在较高施工温度( 2 2 0 ~2 5 0℃) 下具有较好的流动性和施工和易性;同时,浇注式沥青混凝土变形能力强,整体性优良,具有优良的抗低温开裂与抗疲劳开裂性能。

近年来在钢桥桥面铺装中的得到较多的应用。

浇注式钢桥面铺装病害主要包括裂缝、车辙、层间滑移和推挤。

3.3 环氧沥青混凝土环氧沥青混合料是一种热固性混合料,它的性能受成型时温度、时间等因素变化的影响很大, 对施工质量控制体系的要求相当高, 并且在摊铺后必须保证有足够长的养护期以确保环氧沥青混合料能够基本完成固化。

其路用性能比普通沥青混合料优异得多, 是一种使用效果较好的铺装材料。

从使用的效果来看部分环氧沥青铺装出现了一定程度的损坏,损坏类型以鼓包开裂、纵向裂缝为主, 也有脱层等病害。

环氧沥青混合料铺装的病害并非出现在受力不利的位置, 其损坏绝大部分是由施工的因素的影响。

连续钢箱梁桥面铺装层结构应力分析

连续钢箱梁桥面铺装层结构应力分析

2 . 1 模 型 计算参 数 分 析 模 型 中桥 面 顶 板 、 加劲肋 、 纵 隔板 以及 横 隔板 弹 性模 量 为 2 . 1 × 1 0 MP a , 泊 松 比为 0 . 3 , 铺 装上
2 有限元分析模型
桥 面铺 装层的受力分析需要考 虑桥梁结构 的
整 体 变形 对 铺 装 层产 生 的影 响 , 曲线 梁 桥 在外 荷 载
1 前 言
钢 桥 面 的沥 青 铺 装 一 直 都 为正 交 异 性 板 钢桥 面 的几 何 结 构 复 杂 , 在
因此桥 面铺装 层 被 动追 随桥 梁结 构 的变 形 也 很小 , 远低 于沥 青铺 装 材 料 的疲 劳 极 限 , 故 桥 梁 结构 的整 体变 形对 桥 面铺装 层 的影 响可 以忽 略 。
半 桥 钢 箱 梁模 型 , 并 考 虑对 称 施加 边 界 条件 以及 实 际 支座 约束 , 并 在 荷 载 作 用 区域 进 行 网格 加 密 , 建 立 的模 型 如 图 2 所示。
拟, 可 以较为方便地分析出在最不利活荷载作用下
曲线 钢箱 梁 桥 的 变形 , 得 到桥 面 板所 产 生 的最 大 弯
的作用下会 同时产生 弯矩 和扭矩 , 并且相互影 响 , 使梁 截面处 于弯扭共 同作用 的状态 口 。本 文应用
Mi d a s ( c i v i l ) 建 立整 桥模 型 , 主梁 采用 梁单 元 进行 模
具体几何尺寸见表 1 。 2 . 2 模 型 的选取 用A NS Y S 建 立钢箱梁 的空 间模 型 , 为得 到相 应 于 曲线 桥准 确 的力 学 特性 , 构建 完 整 的横 断 面及
2 0 1 3 年第 1 5 卷第 8 期 7 9

钢箱梁顶推施工中导梁结构受力分析

钢箱梁顶推施工中导梁结构受力分析

钢箱梁顶推施工中导梁结构受力分析范鹏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.河海大学江苏南京 210098)摘要:依托某带导梁钢箱梁顶推施工工程,通过Midas Civil软件建立钢箱梁全桥细化模型,研究了在顶推施工过程中导梁结构在不同计算工况下的受力变化。

考虑不同工况下对应的边界条件和施工荷载施加等因素,分析计算了施工全工况下导梁结构应力应变。

研究结果表明:在不同施工阶段下,结构受力均满足规范要求,导梁在斜交钢箱梁顶推施工过程中存在扭转变形的现象,对其结构受力不利应重点关注。

关键词:钢箱梁 顶推施工 导梁 受力分析中图分类号:U445.462文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2023)22-0125-04Force Analysis of Guide Beam Structure in the Incremental Launching Construction of Steel Box GirdersFAN Peng1LI Zhicheng2(1. Yancheng Emergency Disposal Center for Highway Maintenance, Yancheng, Jiangsu Province, 224000 China;2.Hohai University, Nanjing, Jiangsu Province, 210098 China)Abstract: Relying on the incremental launching construction project of a steel box girder with the guide beam, this paper establishes a refined model of the whole steel box girder bridge by Midas Civil software, and studies the force changes of the guide beam structure under different calculation conditions during incremental launching construc‐tion. Considering the factors such as the corresponding boundary conditions and construction load application under different working conditions, this paper analyzes and calculates the stress and strain of the whole construction con‐dition and the structure. The results show that under different construction stages, the force of the structure meets the requirements of the code, and that the guide beam has torsional deformation during the incremental launching construction of the skew steel box girder, so the unfavorable force of the structure should be paid more attention to. Key Words: Steel box girder; Incremental launching construction; Guide beam; Force analysis近年来,我国交通建设发展迅速,其中公路基础设施建设也在不断深入推进。

现役钢箱梁桥面结构层换铺施工工法

现役钢箱梁桥面结构层换铺施工工法

现役钢箱梁桥面结构层换铺施工工法现役钢箱梁桥面结构层换铺施工工法一、前言现役钢箱梁桥是常见的桥梁形式,其桥面结构层在经过一段使用周期后的老化、破损或荷载性能不足的情况下需要进行更换。

本文将介绍一种现役钢箱梁桥面结构层换铺施工工法,旨在为读者提供该工法的理论依据和实际应用,以及施工过程中的各个细节和注意事项。

二、工法特点该工法的特点是使用预制混凝土板作为桥面结构层,通过更换现有的破损或老化的钢箱梁桥面结构层,以恢复桥梁的荷载性能和使用寿命。

该工法具有施工便捷、工期短、使用寿命长等特点。

三、适应范围该工法适用于现役钢箱梁桥面结构层破损严重、老化严重或荷载性能不足的情况。

适用范围包括城市道路桥梁、高速公路桥梁、城市快速路桥梁等。

四、工艺原理该工法的实际工程与施工工法之间的联系主要体现在以下几个方面:1. 钢箱梁桥面结构层的检测与评估:通过对钢箱梁桥面结构层的破损程度和老化情况进行检测和评估,确定是否需要更换桥面结构层。

2. 施工区域的准备与固定:对施工区域进行准备工作,包括清理、拆除现有的桥面结构层,以及固定施工设备和材料。

3. 预制混凝土板的制作与运输:将预制混凝土板按照设计要求进行制作,并且进行合理的运输至施工现场。

4. 预制混凝土板的安装与固定:将预制混凝土板按照设计要求进行安装,并采取适当的固定措施确保其稳定性。

5. 铺装面层的施工与养护:对新铺设的桥面结构层进行面层的施工和养护,以确保其使用寿命和质量。

五、施工工艺该工法的施工过程包括以下几个阶段:1.施工区域准备和固定:清理施工现场,拆除现有桥面结构层,固定施工设备和材料。

2. 预制混凝土板的制作和运输:按照设计要求制作预制混凝土板,并运输至施工现场。

3. 预制混凝土板的安装和固定:按照设计要求将预制混凝土板安装到钢箱梁上,并采取适当的固定措施确保其稳定性。

4. 铺装面层的施工和养护:对新铺设的桥面结构层进行面层的施工和养护,以确保其使用寿命和质量。

基于拓扑优化的多室箱梁桥支点横隔板力学构形研究

基于拓扑优化的多室箱梁桥支点横隔板力学构形研究

基于拓扑优化的多室箱梁桥支点横隔板力学构形研究哎呀,这可是个不简单的题目啊!不过别着急,我们一起来聊聊这个话题吧。

我们来看看这个题目的意思。

它是说要研究一种叫做“多室箱梁桥支点横隔板”的结构,但是要用一种叫做“拓扑优化”的方法来设计它的力学构形。

那么,什么是拓扑优化呢?简单来说,就是通过改变结构的一些参数,使得它的性能得到提升,而且还能保持原来的形状不变。

听起来好像很神奇的样子,对吧?接下来,我们再来详细地了解一下这个题目的具体内容。

我们要明确这个结构的形状和尺寸是怎样的。

然后,我们要根据这些信息来确定它所受到的各种力和荷载。

接着,我们就要用拓扑优化的方法来寻找一种最优的力学构形,使得这个结构能够承受这些力和荷载,并且还能够保持稳定。

我们还要对这个最优构形进行验证和分析,看看它是否真的能够满足我们的要求。

好了,现在我们已经对这个题目有了初步的了解。

接下来,我们就要开始动笔写了!不过在这之前,我们还需要先确定一下文章的结构。

按照惯例,我们可以采用以下的大纲结构:1. 引言:介绍一下这个题目的背景和意义。

2. 相关工作:介绍一下目前关于这个领域的研究成果和进展。

3. 拓扑优化方法:简单介绍一下拓扑优化的基本原理和方法。

4. 多室箱梁桥支点横隔板的设计:详细介绍一下如何利用拓扑优化的方法来设计这个结构的力学构形。

5. 结果与分析:展示一下我们设计出来的最优构形,并对其进行分析和验证。

6. 结论与展望:总结一下我们的研究成果,并提出未来的研究方向和挑战。

好啦,现在我们已经有了一个清晰的文章框架,就可以开始动笔写了!不过在这之前,我们还需要再确认一下几个细节问题。

比如说,我们需要使用哪些专业术语来描述我们的研究成果?我们需要用什么样的语言风格来表达我们的思想和观点?这些问题都需要我们仔细思考和权衡之后才能做出决定。

写作是一个需要耐心和细心的过程。

只有我们在每一个环节都认真对待、精益求精,才能够写出一篇优秀的文章。

桥梁钢箱梁的施工技术研究

桥梁钢箱梁的施工技术研究

桥梁钢箱梁的施工技术研究摘要:随着我国经济的不断发展促使当今道路桥梁建设数量与日俱增,其建筑质量受到了社会各界的广泛关注,其中跨城市道路桥梁施工在城市化建设进程推动下,已经较为常见。

而钢箱梁施工技术作为关系到道路桥梁整体质量的施工技术,应结合实际情况有效落实从而推动城市化建设的良性发展。

本文通过对跨城市道路桥梁钢箱梁施工技术进行研究,以期为提高道路桥梁施工质量提供行之有效的参考依据。

关键词:城市;道路桥梁;钢箱梁施工技术引言钢箱梁施工技术在当今道路桥梁建设过程中较为常见,由于结构稳定、应用高效被当今跨城市建设所广泛应用。

不仅可以提高城市道路桥梁建设质量,而且可以为城市居民出行带来便利,使得城市间经济发展、文化交融更为高效。

然而,在跨城市道路桥梁施工技术落实过程中,惨痛的教训让人们铭记建筑质量的重要性。

基于此,为了使跨城市道路桥梁施工质量得到保障,研究箱梁施工技术施工措施以及质量管控对策显得尤为重要。

一、钢箱梁施工技术概述所谓的钢箱梁就是呈现箱型的梁结构。

由于钢箱梁结构的跨度能够超过一半主梁结构的跨度达到几米,所以在大跨度桥梁中的应用比较广泛。

例如城市之间连接的桥梁中这一施工技术的应用就可以有效的解决承载力大、结构强度高的问题。

从而保证城市交通的顺利通行。

钢箱粱又称钢板箱型梁,主要分为腹板、底板、顶板、纵隔板等多个部分,在对其进行制作安装时可以根据不同结构的特点将其分为若干梁段,从而降低施工的难度;其次根据施工方案的要求确立钢板箱型粱的横截面和高度等各部分的情况,以保证实际施工与设计呈现一致的的状态。

二、分析钢箱梁施工技术(一)拼装临时墩的技术临时墩的拼装具有一定的复杂性,需要根据施工的需求选择规定的施工工具,一般来说在拼装临时墩时会选择贝雷架对膺架进行拼装,墩下基础在一定程度上起着稳定结构的作用,为了保证结构的稳定性和承载强度,一般选用强度较高的混凝土进行墩下基础的施工,在膺架安装结束后对千斤顶进行适当的调整,使其符合临时墩的结构:其次在支座上安装滑板时要对滑板的材料进行审核。

钢箱梁桥面铺装弯拉应变分布规律

钢箱梁桥面铺装弯拉应变分布规律

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!参考文献[1]徐世法,朱照宏.按粘弹性理论预估沥青路面车辙[J].同济大学学报,1990,(9):299-305. [2]汤文,孙立军.车道荷载横向分布影响下的路面车辙变形分析[J].上海公路,2011,(4):14-17.[3]陈志华,刘红波,周婷,等.空间钢结构APDL 参数化计算与分析[M].北京:中国水利水电出版社,2009.[4]JTJ073.2—2001,公路沥青路面养护技术规范[S].收稿日期:2012-05-29陈艳金1,程鹏1,兰超2,张锋2(1.张家口翰得交通公路勘察设计有限责任公司,河北张家口075000;2.重庆市智翔铺道技术工程有限公司,重庆400060)摘要:以标准轴载为基本荷载,借助ANSYS结构有限元分析程序,用数值模拟的方法分析揭示了在铺装结构体系整体受力的情况下铺装结构层的弯拉应变大小、分布规律及其与正交异性板构成的关系,对钢箱梁桥面铺装结构体系的优化设计具有一定的应用参考价值。

关键词:钢箱梁;桥面铺装;移动加载;弯拉应变;分布规律中图分类号:U443.33文献标识码:B文章编号:1002-4786(2013)02-0064-05Distribution Laws of Flexure Tensile Strain of Steel BoxGirder Deck PavementCHEN Yan-jin1,CHENG Peng1,LAN Chao2,ZHANG Feng2(1.Zhangjiakou Hande Traffic Highway Survey and Design Co.,Ltd.,Zhangjiakou075000,China;2.Chongqing Zhixiang Paving Technology Engineering Co.,Ltd.,Chongqing400060,China)Abstract:Taking the standard axle load as basic load,with the help of ANSYS,the analysis has been done in this paper to reveal the strain bending size and distribution laws of pavement structure layer in the con-dition of overall stress to the pavement structure system and the relationship with orthogonal anisotropic plate, which has a certain practical reference value to the optimization design of steel box girder deck pavement struc-ture system.Key words:steel box girder;bridge deck pavement;moving load;bending strain;distribution law 钢箱梁桥面铺装弯拉应变分布规律0引言正交异性钢桥面板是国内外大跨径桥采用的主要桥面板结构形式之一,而正交异性板钢桥面铺装却一直是世界性的工程技术难题。

顶推连续钢箱梁的优化设计

顶推连续钢箱梁的优化设计

顶推连续钢箱梁的优化设计
罗正熠
【期刊名称】《湖南交通科技》
【年(卷),期】2016(042)002
【摘要】衡阳某快速路高架桥,根据施工场地及通行条件的限制,通过方案比选确定了顶推连续钢箱梁的设计和施工方案。

基于钢箱梁构造和受力特点,总结和分析了钢箱梁裂缝的类型和成因,提出了一些优化改进措施:提高桥面板竖向刚度,改进 U 肋与桥面板的焊接工艺以及在横隔板位置处 U 肋设置小内隔板等。

将这些措施应用于该桥的设计中,结果表明箱梁各组件之间刚度比搭配较好,正常使用阶段各组件工作性能良好,变形协调性很好,焊缝处受力在可控范围内,桥面板的抗疲劳能力高,U 肋和横隔板的局部应力状态明显改善,应力水平降低。

最后对桥梁顶推施工的全过程进行了受力分析。

提出的钢箱梁裂缝控制措施可为今后同类桥梁设计与施工提供参考。

【总页数】5页(P177-181)
【作者】罗正熠
【作者单位】湖南省建筑设计院,湖南长沙 410000
【正文语种】中文
【中图分类】U442.5
【相关文献】
1.连续钢箱梁高架桥优化设计及顶推受力分析
2.连续钢箱梁高架桥优化设计及顶推受力分析
3.连续钢箱梁顶推施工关键技术探究
4.曲线段变高度连续钢箱梁顶推施工控制策略研究
5.基于顶推施工的连续钢箱梁桥设计及关键技术
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表4
传感器位置 E1 E2 E3 W1 W2
低了铺装层最大拉应力。该方案基本未改变箱梁原 有结构 , 钢箱梁的受力状况没有明显变化, 且箱梁自 重增加较小。 ( 2) 通过实桥试验 , 对小肋加劲梁段和标准梁段 铺装层内部的应变进行了测量, 结果显示小肋加劲 梁段铺装层内部应变明显减小。 ( 3) 在进行钢箱梁桥面铺装设计时, 应该综合考
钢箱梁为大跨径斜拉桥和悬索桥的加劲梁的主 要结构形式之一 , 由于大跨径钢箱梁桥的变形较大 , 桥面铺装材料与钢箱梁组成的桥面铺装体系需要具 有良好的变形协调性。人们对大跨径钢桥铺装的理 论与设计方法展开了相当多的研究和实践[ 1] , 但由 于该问题的复杂性, 钢桥面铺装在使用年限内发生 破坏的情况屡见不鲜 , 其主要破坏类型为疲劳开裂。 正交异性钢桥面板在轮载作用下, 纵向加劲肋、 横隔 板( 或横向加劲肋) 、 纵隔板、 主梁腹扳等加劲部件顶 部位置处的铺装层表面产生较 大的拉应力或拉 应 变。铺装层在纵向加劲肋、 纵隔板、 主梁腹板顶部表 面会出现纵向裂缝, 在横隔板 ( 或横向加劲肋 ) 顶部 的表面会出现横向裂缝 , 在纵、 横向加劲肋交汇处 , 铺装层表面易出现网裂。 为解决钢箱梁桥面铺装的早期破坏问题, 国内 外学者已进行了大量研究 , 寻求解决方案 , 如采用造 价昂贵的环氧沥青、 增加钢箱梁顶部厚度等方法, 但 问题依旧未能从根本上解决。我国的一些桥梁采用 了价格昂贵、 性能优越的环氧沥青混合料 进行铺 装, 并进行了环氧沥青混合料配合比专题试验研究 , 但由于我国车辆的重载超载严重 , 依然不能达到设 计使用寿命。这说明基于原有的铺装体系设计方法 难以取得较大的突破, 钢箱梁铺装设计需要有新的 模式和方法。
1 2 铺装层的力学行为 通过对常规钢箱梁铺装体系进行力学分析, 横向 最大拉应力( 拉应变 ) 都大于纵向最大拉应力 ( 拉应 变) , 铺装层开裂破坏主要是由于横向拉应力引起的 纵向裂缝。经过分析[ 3] , 当车轮荷载对称施加于纵向 加劲肋的正上方且在 2 个横隔板的跨中等位置时, 铺 装层的受力最危险 , 具体受力控制指标见表 2。 如图 2 所示, 此时横向最大拉应力出现在荷载 作用区域边缘外 U 型加劲肋肋顶处的铺装层表面, 约为 0 819 MP a。而纵向最大拉应力 , 纵向、 横向最 大层间剪应力相对较小 , 钢箱梁的第一主应力( 最大 拉应力 ) 也只有 40 M Pa, 这些控制指标都处于很安 全的范围内。因而可以 通过改变钢箱 梁的结构参 数 , 改变铺装体系的应力分布, 从而降低导致纵向裂
2 钢箱梁顶部加劲小肋设计 2 1 加劲方案设计 通过研究钢箱梁的结构参数对铺装层受力的影 响可以发现 , 增大桥面铺装体系的局部刚度( 如增加 顶板厚度, 增大 U 肋高度等 ) 可以降低铺装层的最 大横向拉应力, 但这样会显著增加钢箱梁重量。因 此, 需要探索在保持现有钢箱梁结构条件下, 通过简 单增加构件来明显提高顶板局部刚度, 优化铺装层 受力 , 并尽量控制自重增加。
图 4 包 含小肋加劲正交异性板铺装体系模型
块小肋板, 重量分别增加 3 3 t 和 5 7 t , 约为梁重的 1 5% 和 2 6% 。
12


2010 年
第7期
表 3 不同方案最危险工况下 的力学响应
加劲方案 横向最大拉应力 / M Pa 纵向最大拉应力 / M Pa 横向最大层间剪应力 / M Pa 纵向最大层间剪应力 / M Pa 铺装层表面最大挠度值 / mm 钢箱梁最大等效应力 / M Pa 钢箱梁第一主应力 / M Pa 1 0 586 0 181 0 492 0 318 0 632 101 0 114 0 2 0 646 0 186 0 492 0 319 0 655 84 6 94 8 3 0 681 0 222 0 463 0 291 0 469 65 8 66 8 4 0 674 0 220 0 620 0 322 0 441 76 1 76 9 5 0 604 0 196 0 422 0 547 0 408 57 9 44 8 6 0 584 0 197 0 445 0 253 0 401 59 1 56 4 7 0 532 0 181 0 543 0 300 0 375 60 2 32 6 8 0 558 0 266 0 549 0 301 0 479 63 7 66 5 原始 0 819 0 239 0 477 0 309 0 768 40 9 40 0
表1
桥面板顶板 U 肋厚度 mm 厚度 / mm 16 8
钢箱梁的基本结构参数
U 肋高度 mm 280 横隔板厚 度/ mm 12 U 肋间距 横隔板间 mm 距/ m 600 3 2
1
常规钢箱梁结构铺装体系受力分析 对铺装层和正交异性板体系分别采用三维实体
1 1 有限元模型 单元和壳单元模拟。正交异性板铺装体系的初始结 构( 图 1) : 模型钢桥面顶板宽为 3 m ( 含 5 个矩形加
横向最大层间剪 应力 / M Pa 0 477
由于轮载位置在 2 个横隔板中间位置时 , 铺装 层横向最大拉应力最大 , 受力最不利 , 说明这些位置 的横向局部刚度不够 , 因而本文提出在每 2 个横隔 板之间顶板上加 2 道横向加劲肋, 以增强铺装体系 局部的刚度, 并通过改变横向加劲肋的形状和厚度 进行了分析, 共提出了 8 种方案 , 如图 3 所示。 2 2 小肋加肋效果分析 取加劲小肋的厚度为 10 mm, 建立如图 4 所示 的有限元模型 , 对 8 个方案均进行了不同的荷载位 置的铺装层受力分析, 纵向、 横向各选取 3 个荷载位 进行组合, 共 9 个荷载位, 确定最不利荷载位 , 分析
[ 2]
本文综合已有的研究成果, 提出一个新方法来 研究提高铺装层抵抗破坏的能力。即通过改进钢箱 梁结构的设计 , 以提高钢箱梁顶板局部刚度的均匀 性 , 从而优化铺装层的受力。根据广州珠江黄埔大 桥南汊悬索桥正交异性钢桥面铺装体系在车轮荷载 作用下的力学响应的分析结果 [ 3] , 提出在钢箱梁顶 板纵肋之间增加横向加劲小肋, 优化钢箱梁结构 , 对 加劲肋的形状、 厚度进行了比较研究 ; 在珠江黄埔大 桥南汊悬索桥部分梁段采用横向小肋进行加劲, 并 进行了静载试验 , 检验了加劲效果。广州珠江黄埔 大桥南汊悬索桥为主跨 1 108 m 的单跨钢箱梁悬索 桥 , 采用环氧沥青进行桥面铺装。珠江黄埔大桥南 汊悬索桥钢箱梁的基本结构参数见表 1 。
公路
2010 年 7 月
第7期
H IGH W AY
Jul 2010
No 7
文章编号 : 0451- 0712( 2010) 07- 0009- 05
中图分类号 : U 443 33

文献标识码 : A
基于钢箱梁结构改进的铺装层受力优化研究
黄成造1 , 刘泽佳2 , 汤立群2 , 刘逸平2 , 王秉纲1
图1
无小肋常规正交异性板铺装体系模型 表2
缝的铺装层横向拉应力。
铺装体系受力控制指标
纵向最大层间剪 应力 / M Pa 0 309 最大弯沉值/ m m 0 768 钢箱梁最大等效 应力 / M Pa 40 9 钢箱梁第一主应力 M Pa 40
横向最大拉应力 M Pa 0 819
纵向最大拉应力 M Pa 0 239
3 2
工程测试与结果分析 采用光纤光栅传感器对 N31 梁段和 N32 梁段的
铺装层在静载作用下的横向应变进行测量。静载试 验加载车的车重 315 kN, 两个后轴轴重 246 5 kN, 分 别为 123 25 kN 。加载车辆的轮距、 轴距等有关技 术参数如图 6 所示。
单位 : m
原始梁段的值小 25% , 而理论值小 37% , 但这里理 论值和实测值的误差较大。各个测点的实测值与理
( 1 长安大学 西安市 710064; 2 华南理工大学土木与交通学院 广州市 510641)
摘 要 : 对于钢箱 梁桥面铺装早期破坏严重的 问题 , 国内 外进行了 大量研 究以寻 求解决 办法 , 如采用 造价昂 贵 的环 氧沥青、 增加钢箱梁顶板厚度等 , 但问题依旧 未能从 根本上解 决。以广 州珠江 黄埔大 桥悬索桥 的钢箱 梁铺装 体 系为 例 , 从经济性和易于工程实施角度出发 , 提出在钢箱梁顶板纵向加劲 肋之间加设 横向加劲小 肋 , 以 优化铺装体 系 受力 , 并对加劲肋形状的影响进行了比较分析。结果表明 , 该方法可以有效 减小铺装 层的危险应 力 , 同 时钢箱梁的 受 力状 况没有明显变化 , 且箱梁重量增加较小。该 方案已 在珠江 黄埔大桥 的部分 梁段进 行了实 践 , 经 工程测 试表明 该 方案 达到了预期目的。 关键词 : 钢箱梁 ; 顶板横向加劲 ; 桥面铺装 ; 正交异性板 ; 受力优化
采用后轴单侧两个车轮加载 , 传感器位于单侧 后轴的两个轮子的中间位置 , 如图 7 所示。加载车 辆停放到位, 车辆熄火后进行测量。
图7
铺装层静载试验
传感器安装在两层环氧沥青铺装层之间 , 位于 U 肋侧板的正上方, 横向布置用于测量车载作用下
图5 U 肋间小肋加劲方案
的拉应变。对桥梁下游的美国环氧沥青和上游的日 本环氧沥青铺装层进行测量。由于钢箱梁桥面铺装 的特殊性, 对其进行内部的应变测量时埋设的传感 器不能太多。 本试验在下游美国环氧沥青铺装区域设置了 3 个测点 ( E1, E2, E3) , 其中 E1, E2 位于采用 U 间小 肋加劲的 N32 梁段 , E3 位于原始结构 N31 梁段 , 在 梁段上相对的位置与 E2 相同以便于 比较; 上游日 本环氧沥青铺装区域设置 2 个测点, W1, W2 位置 分别与 E2, E3 对称。各个测点的应变增量见表 4。 下游美国环氧沥青铺装区域 , 采用优化结构的 N32 梁段的 E2 测点的拉应变比原结构 N31 梁段的测点 E3 的减小约 27% , 理论值约减小 25% 。上游采用 日本环氧铺装区域, 加强梁段的最大横向拉应变比
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