钢—混凝土混合梁连续刚构桥结构性能研究
钢—混凝土混合梁连续刚构桥结构性能研究

钢—混凝土混合梁连续刚构桥结构性能研究钢-混凝土混合梁连续刚构桥是一种新型梁式桥, 它是将连续刚构桥主跨跨中的一段混凝土箱梁替换为钢箱梁, 混凝土梁和钢箱梁在结构层次上连接在一起共同构成了连续刚构桥的主梁局部。
本文以某连续刚构桥为工程依托,将该连续刚构桥中跨跨中42米的混凝土箱梁替换为钢箱梁, 试设计了一座钢- 混凝土混合梁连续刚构桥, 并对其进行分析, 主要研究内容包括以下几个方面:(1) 基于有限元理论, 采用Midas Civil 大型有限元软件建立连续刚构桥的全桥梁单元模型, 并结合现有钢-混凝土混合梁连续刚构桥的结构参数和前人研究成果, 将连续刚构桥中跨跨中42 米混凝土箱梁替换成钢箱梁, 建立钢-混凝土混合梁连续刚构桥的全桥模型, 并对该桥进行结构验算,为后面的计算研究做铺垫。
(2) 以试设计的混合梁连续刚构桥为根底, 并对其结构参数进行分析, 主要包括在恒载和活载分别作用下, 边中跨比和钢梁长度与中跨跨径之比对混合梁连续刚构桥受力性能的影响, 结果说明恒载作用下, 跨中弯矩随着边中跨比的增大而减小,随着钢梁长度与跨径之比的增大而减小;活载作用下,中跨跨中最大应力随着边中跨比的增大而增大, 随着钢梁长度与跨径之比的增大而减小。
(3) 通过连续刚构桥和混合梁连续刚构桥的有限元模型, 分析比照连续刚构桥和混合梁连续刚构桥在典型静力荷载工况下的结构变形和受力特征, 比照其应力分布和位移情况结果说明自重作用下混合梁连续刚构桥的跨中位移和墩顶弯矩都较连续刚构桥小, 活载作用下连续刚构桥的位移和应力都较连续刚构桥稍大。
(4) 比照分析连续刚构桥和混合梁连续刚构桥的动力特性, 并且分别对不同墩高差和不同墩高两种参数下的连续刚构桥和混合梁连续刚构桥的动力性能进行研究, 结果说明连续刚构桥和混合梁连续刚构桥的一阶振型均为体系纵飘, 混合梁连续刚构桥的一阶自振频率较连续刚构桥大; 随着主墩高差和主墩高度的增大,两座桥梁的振型频率根本上都呈减小的趋势, 而且主墩高差和主墩高度对两座桥的振型模态均有较大影响。
UHPC-NC_混合梁连续刚构桥合理桥跨布置研究

总第323期交 通 科 技SerialNo.323 2024第2期TransportationScience&TechnologyNo.2Apr.2024DOI10.3963/j.issn.1671 7570.2024.02.015收稿日期:2023 12 04湖北省交通运输厅科技项目(2020 2 1 3)资助第一作者:郭福宽(1990-),男,硕士,工程师。
UHPC NC混合梁连续刚构桥合理桥跨布置研究郭福宽 李 秋(中交第二公路勘察设计研究院有限公司 武汉 430056)摘 要 为了减轻自重提升跨越能力,文中提出将连续刚构桥主跨跨中普通混凝土(NC)替换成超高性能混凝土(UHPC),并开展其桥跨布置和经济性研究。
结果表明,恒载作用在总内力中占很大比重,故将恒载作用下墩顶弯矩平衡、边跨支座受压、结合段弯矩小等指标作为评价标准;当边主跨比犽1介于0.55~0.70区间,墩顶弯矩基本平衡,边跨支座受压且数值较低;此时,UHPC段长度与主跨跨径比值犽2介于0.30~0.40区间,结合段弯矩接近0,墩顶和UHPC跨中弯矩较低;与原桥方案相比,混合梁连续刚构方案材料总费用降低11.4%。
因此,犽1和犽2分别介于上述两区间时,混合梁连续刚构桥能够达到良好的受力状态且具有经济性优势。
关键词 连续刚构桥 UHPC NC 桥跨布置 经济性中图分类号 U442.5+4 超高性能混凝土(UHPC)是过去30年中最具创新性的水泥基工程材料,具有强度高、耐久性好、黏结性能好、收缩小等优点,被土木工程界广泛认为是最具潜力的建筑材料[1]。
利用超高性能混凝土的优点可以解决现有普通混凝土(NC)桥梁所面临的结构自重过大、跨越能力受限、抗裂性能差和耐久性不足等问题[2 4]。
结合NC和UHPC材料性能、经济成本,以及现有桥梁结构的力学性能,已有一种新型混合桥梁结构,即在预应力混凝土连续刚构桥主跨跨中区域采用UHPC梁段替换原普通混凝土梁段,减轻跨中主梁重量,提升跨越能力。
钢-混组合连续梁桥抗震性能分析

钢-混组合连续梁桥抗震性能分析发表时间:2017-04-19T09:02:19.773Z 来源:《基层建设》2017年2期作者:王彦阳[导读] 钢-混组合桥梁不仅可以很好地满足结构的功能要求,而且还具有良好的技术经济效益和社会效益,目前在城市桥梁和高速公路互通立交匝道桥中得到广泛应用。
(中铁第五勘察设计院集团有限公司北京市.大兴区 102600)摘要:钢-混组合梁桥是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型桥梁形式。
钢-混组合桥梁不仅可以很好地满足结构的功能要求,而且还具有良好的技术经济效益和社会效益,目前在城市桥梁和高速公路互通立交匝道桥中得到广泛应用。
本文以某钢-混组合曲线连续梁桥作为研究对象,建立空间杆系模型,运用动力弹塑性时程分析法研究了该桥的抗震性能。
研究结果表明:该桥桥墩的抗剪强度、塑性铰转角及墩顶变形均满足相关规范的要求,建议继续推广应用钢-混组合梁桥。
关键词:钢-混组合连续梁桥;抗震性能;动力弹塑性时程分析;纤维模型Analysis on the Seismic Performance of Steel-concrete Composite Continuous Beam BridgeWangYanYang(China Railway Fifth Survey And Design Institute Group Co.,LTD., beijingdaxing 102600China)Abstract:Steel-concrete composite beam bridge is a new type based on bridge developing of steel structure and concrete structure. Since steel-concrete composite bridge could well satisfy the requirements of structural functions, having good technical and economic benefits and social benefits, it is widely applied in city bridge and highway interchange ramp bridge. In this paper, based on a steel-concrete composite curved continuous beam bridge in somewhere, a spatial linkage model is established, and the dynamic elastic-plastic time history analysis method is used to study the seismic performance of the bridge. The results show that the shear strength of the bridge piers, the angle of plastic hinge and the deformation of the pier top meet the requirements of the relevant codes. It is recommended to continue to promote the application of steel-concrete composite beam bridge.Key words:steel-concrete composite continuous beam bridge; seismic performance; dynamic elastic-plastic time history analysis; fiber model0 引言近二十年来,钢-混凝土组合结构理论逐渐成熟,并在我国桥梁尤其是城市桥梁建设中得到了广泛的应用[1]。
钢_混凝土组合结构桥梁研究新进展.

第 45卷第 6期 2012年 6月土木工程学报CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNALVol.45Jun.No.62012基金项目 :国家自然科学基金重点项目 (51138007 , 清华大学自主科研计划 (20101081766作者简介 :聂建国 , 博士 , 教授收稿日期 :2010-12-09钢 -混凝土组合结构桥梁研究新进展聂建国1陶慕轩1吴丽丽2聂鑫1李法雄1雷飞龙1(1.清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室 , 北京 100084;2.中国矿业大学 (北京 , 北京 100083摘要 :钢 -混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。
在传统桥梁结构形式的基础上 , 发展多种新型组合结构桥梁形式 , 拓宽组合结构桥梁的应用领域。
介绍近年来在钢 -混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展 , 内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢 -混凝土组合梁桥、钢 -混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。
通过对传统结构形式的改进和发展 , 可充分发挥组合结构桥梁的综合优势 , 研究结果表明 , 钢 -混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。
关键词 :钢 -混凝土组合结构 ; 桥梁 ; 波形钢腹板 ; 槽型组合梁 ; 组合刚构桥 ; 双重组合 ; 组合桥面系中图分类号 :U448.38文献标识码 :A文章编号 :1000-131X (2012 06-0110-13Advances of research on steel-concrete composite bridgesNie Jianguo 1Tao Muxuan 1Wu Lili 2Nie Xin 1Li Faxiong 1Lei Feilong 1(1.Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of the Ministry of Education , Tsinghua University , Beijing 100084, China ;2.China University of Mining &Technology , Beijing , Beijing 100083, ChinaAbstract :Steel-concrete composite bridges have been developed rapidly in recent years in China.Several new types of composite bridges have been developed on the basis of traditional structures to broaden the application area of composite bridges.In this paper , some recent advances in research of steel-concrete composite bridges are summarized.The main research work involves composite girder bridges with corrugated steel webs , channel-shaped steel-concrete composite girder bridges , steel-concrete composite rigid frame bridges , continuous composite bridges with double composite action and composite deck systems for large-span cable-stayed bridges.Through improvement and development of the traditional structural forms , the comprehensive advantages of composite bridges can be fully displayed , which demonstrates a good prospect of application and extension for steel-concrete composite bridges.Keywords :steel-concrete composite structure ; bridge ; corrugated steel web ; channel-shaped composite girder ; composite rigid frame bridge ; double composite ; composite deck system E-mail :dmh03@mails.tsinghua.edu.cn引言钢 -混凝土组合结构桥梁 (简称组合桥是指将钢梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力的桥梁结构形式。
曲线段钢—混凝土组合连续梁桥受力行为数值研究

曲线段钢—混凝土组合连续梁桥受力行为数值研究曲线段钢—混凝土组合连续梁桥是一种新型的桥梁结构形式,它将钢结构和混凝土结构相互融合,同时充分发挥了两种材料的优势,使得结构更为轻盈、耐久、美观。
在该结构中,钢筋混凝土桥面板与钢箱梁通过连接件相互连接,形成一体化的受力体系。
为了研究曲线段钢—混凝土组合连续梁桥的受力行为,可以采用有限元数值模拟方法进行分析。
该方法可以对桥梁结构的各个部位进行细致的建模,考虑各种受力因素的影响,并计算结构的应力、应变和变形等参数。
具体来说,数值研究的步骤包括以下几个方面:
1. 建立数值模型:根据实际的桥梁结构形式和尺寸参数,借助
计算机软件建立相应的三维有限元模型。
2. 确定边界条件:根据实际情况设置桥梁的荷载、支座约束和
边界条件等信息,以保证模拟结果的准确性。
3. 分析桥梁受力行为:采用有限元方法,在荷载作用下,分析
曲线段钢—混凝土组合连续梁桥各个部位的应力、应变和变形等参数,并对其受力行为进行评估和优化。
4. 对比试验结果:将数值模拟结果与实际试验数据进行对比,
验证数值研究的准确性和可靠性。
总之,通过数值研究曲线段钢—混凝土组合连续梁桥的受力行为,可以更好地了解该结构的力学特性和工作性能,为其设计和施工提供科学依据。
同时,也有助于改进和优化该结构的设计方案,提高桥梁
的质量和安全性。
钢—混组合连续钢构方案在铁路桥上的应用探讨
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的材料 主要 用来 克服其 自身重量影响 , 目前在役 的最大跨 度的铁 宽 8 . 0 m、 顶板宽为 8 . 5 m, 箱梁跨 中及边跨梁端梁高 为 6 . 5 m, 支
路混凝 土连续梁 ( 刚构 ) 为襄 渝铁路 主跨 1 9 2 m的 牛角坪连 续 刚 点梁高为 1 2 . 0 m。其间梁底 按二 次抛物线 变化 。顶板 厚 6 0 c m。 构 。钢桥在铁路 桥梁 中的应用 主要 体现 于 3 0 0 m 以上 跨度 的特 底 板厚 5 0 c m一1 0 0 c m, 腹板厚 6 0 c m一1 2 0 c m。 大跨度桥梁 中 , 同等 跨度 的结构 , 其 自身重 量要 比混凝 土梁小 很
限元分析 和车桥耦合分析验证 了该方案的可行性 , 可供类似铁路桥梁设计 时参考 。 关键 词 : 钢一混组合 箱梁 , 连续刚构 , 铁路桥
中图分类号 : U 4 4 8 . 1 3 文献标识码 : A 具有较好的可行性。
1 概 述
式也越来越 多样 , 而} 昆 凝土梁方案仍然 以其优越 的经济性 及友好
近年来 , 随着我 国铁 路建 设事业 的高 速发 展 , 铁路 桥梁 的形 2 钢一 混组 合箱 梁 刚构 方 案
钢混凝土组合结构桥梁研究新进展

钢混凝土组合结构桥梁研究新进展一、本文概述随着科技的不断进步和工程需求的日益增长,钢混凝土组合结构桥梁作为一种高效、经济且具备优良性能的结构形式,在桥梁工程中得到了广泛应用。
本文旨在综述钢混凝土组合结构桥梁的最新研究进展,包括其设计理论、施工技术、性能评估以及在实际工程中的应用案例。
文章首先介绍了钢混凝土组合结构桥梁的基本概念和特点,然后重点分析了近年来国内外在该领域的研究成果和创新点,最后展望了未来的发展趋势和挑战。
通过本文的阐述,希望能够为相关领域的学者和工程师提供有价值的参考,推动钢混凝土组合结构桥梁技术的进一步发展和优化。
二、钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法是近年来研究的热点领域。
随着材料科学、计算力学和设计理念的进步,这种结构形式的桥梁设计理论得到了极大的丰富和发展。
在设计理论方面,钢混凝土组合结构桥梁的设计需要综合考虑钢材和混凝土的受力特性,以及两者之间的相互作用。
目前,研究者们已经建立了一套相对完善的设计理论体系,包括组合梁、组合板、组合柱等多种组合构件的设计方法。
这些理论方法综合考虑了材料的非线性、构件的截面形状、荷载类型等因素,使得设计更加精细化、准确化。
在设计方法上,钢混凝土组合结构桥梁的设计通常采用极限状态设计法,即根据结构在极限状态下的受力性能和变形要求,确定结构的截面尺寸和配筋。
随着计算机技术的快速发展,有限元分析、参数优化等数值方法也被广泛应用于钢混凝土组合结构桥梁的设计中,为设计师提供了更加便捷、高效的设计工具。
随着对结构性能要求的提高,钢混凝土组合结构桥梁的设计也开始注重全寿命设计、耐久性设计等方面。
这些新的设计理念要求在设计阶段就充分考虑结构在使用过程中的性能退化、维修加固等因素,从而确保结构在整个生命周期内都能满足性能要求。
钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法在不断发展和完善中。
随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现,未来这种结构形式的桥梁设计将更加精细化、智能化、环保化。
钢混结合梁连续刚构钢混结合段施工技术研究

钢混结合梁连续刚构钢混结合段施工技术研究摘要:钢混结合段施工是混合梁连续刚构施工的关键,钢混结合段的定位浇筑,标志着连续刚构合拢间隙确定,其定位误差直接影响到合拢误差。
本文以省道S364十水线改建工程小榄水道特大桥为例,介绍钢混结合段施工技术。
关键词:钢混结合梁;定位控制;吊装一、工程概况小榄水道特大桥位于中山市东凤镇沙口大桥下游约3.5km处的广珠城际快速轨道小榄水道特大桥的两侧,小榄水道特大桥主桥为跨越小榄水道的一座混合梁连续刚构桥,跨径布置为98+220+98m,主桥采用混凝土箱梁和钢箱梁两种形式,中跨节段依次为64m混凝土梁段+2.5m钢混结合段+2.5m钢箱梁连接段+82m钢箱梁节段+2.5m钢箱梁连接段+2.5m钢混结合段+64m混凝土梁段,82m钢箱梁重800t,采用整体吊装工艺,允许误差为20mm。
钢箱梁包含了PBL剪力键、钢格室、剪力钉、普通钢筋、横纵向预应力,构造错综复杂,如图1。
二、施工重点及难点钢混结合段重约96t(含吊具及骨架),在进行钢混结合段工艺设计时,其施工难点和技术要求有:1、小榄水道为内河I级航道,船只过往频繁,需尽快减短施工时间,降低通航安全威胁;2、吊架具有足够的安全性和可靠性,满足混凝土浇筑的刚度要求,并满足无吊装设备的情况下操作,有较强的可操作性。
3、钢混结合段定位完成后,标志着中跨合拢间隙已确定,但钢混结合段定位后,还需经历钢混结合段混凝土浇筑、边跨15#节段浇筑、边跨16#节段浇筑、边跨合拢及合拢预应力张拉、钢箱梁起吊等施工工况,在上述工况下,钢混结合段的转角和位移也会发生改变,需找出影响精确定位的影响因素(温度、结构自身变形、不均衡浇注工况下的地基刚度系数等),采取相应的应对措施。
三、钢混结合段定位控制理论研究1、主要影响因素分析1)混凝土浇筑过程中吊挂系统因混凝土自重变形;2)钢混结合段安装和钢箱梁吊装时隔4~6个月左右,钢混结合段安装温度和钢箱梁吊装温度不同,对间隙的影响。
预应力钢—混凝土连续组合梁力学性能分析及承载力计算
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Analysis on Mechanical Property and Bearing Capacity of Prestressed Steel -Concrete Continuous Composite BeamsCandidate Du HuanhuanSupervisor Professor Liu ZhongCollege College of Civil Engineering and MechanicsProgram Constructional EngineeringSpecialization Steel and Concrete Composite StructureDegree Master of EngineeringUniversity Xiangtan UniversityDate April, 2013湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了本文特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在本文以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日湘潭大学工学硕士论文摘要预应力钢-混凝土连续组合梁(Prestressed Steel-Concrete Continuous Composite beams,简称PCCB)是在普通组合梁的基础上采用预应力技术形成的一种横向承重组合构件,通过栓钉等剪力连接件使得钢筋混凝土板与钢梁两个部件共同承受荷载、协调变形的一种梁。
浅谈钢-混组合梁结构在大跨度连续梁桥中的应用

浅谈钢-混组合梁结构在大跨度连续梁桥中的应用摘要:钢-混凝土组合梁是指将钢梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力的桥梁结构形式。
组合结构桥梁将抗拉性能强的钢材、抗压性能强的混凝土分别合理地用在构件的受拉区及受压区,极大限度地追求高性能和经济性;由于钢、混凝土两种材料的合理组合,组合结构桥梁的力学性能和经济性均好过钢结构桥梁或者混凝土桥梁。
目前国内钢-混凝土组合连续梁桥多应用在25-60m,更大跨度组合梁桥多采用斜拉桥。
在大跨度连续梁桥中由于负弯矩区桥面板受拉的受力特点,目前还未得到大面积应用。
本文将通过南京市绿都大道跨秦淮新河大桥的工程实例,对钢-混凝土组合梁在大跨度连续梁桥中的应用进行研究和探讨,同时对其施工过程中的质量控制进行描述。
关键词:钢-混凝土组合梁、大跨度连续梁、粗骨料活性粉末混凝土1钢-混凝土组合梁桥结构特点组合结构桥梁将抗拉性能强的钢材、抗压性能强的混凝土分别合理地用在构件的受拉区及受压区,钢梁和混凝土板通过抗剪连接件组合成一个整体而共同工作的梁,在荷载作用下,混凝土板主要承受压力,钢梁主要承受拉力,更好地发挥钢和混凝土各自的材质特点,极大限度地追求高性能和经济性。
2钢-混凝土组合梁桥在国内的应用国内桥梁过去多采用钢筋混凝土和预应力混凝土桥以及圬工拱桥等结构形式,对于等级较高、跨度较大的桥梁则选用钢桁桥,近20年为建设大跨度跨线桥及高架桥,可以降低结构高度的钢混组合结构得到了快速发展。
1991年,上海市南浦大桥建造了首座钢混组合梁斜拉桥;1993年北京市国贸桥是首座采用钢-混凝土叠合板组合梁的桥梁;2000年,芜湖长江大桥是国内首座钢桁混凝土组合结构;2000年,深圳北站大桥是国内首座组合梁悬吊桥面系的钢管混凝土拱桥;2004年,云南祥临澜沧江大桥是国内首座钢混组合梁悬索桥;2005年,河南省泼河大桥是国内第一座波形钢腹板连续箱梁桥。
3绿都大道跨秦淮新河大桥概况3.1大桥概况绿都大道跨秦淮新河大桥位于南京市江宁区,跨越秦淮新河,整幅断面宽38m,采用施工便捷、结构轻盈的预制拼装钢混组合梁桥,跨径组合为83.5m+135m+98.5m=317m,单跨跨度达135m,是国内单跨跨度最大钢混叠合连续梁,是钢混组合梁结构在大跨度连续梁桥施工的一次重大突破。
钢-混凝土混合连续梁桥钢混结合段局部分析及检测
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湖州市 G104 国道某桥主跨为三跨钢 - 混凝
土混合连续钢箱梁,跨径组合为 60.0 m+128.0 m + 60.0 m,见图 1。主桥上部结构为变截面钢 - 混凝 土混合连续箱梁下部结构采用柱式桥墩,钻孔灌注 桩基础。该桥按一级公路技术标准设计,设计行车 速度为 60 km/h,设计荷载等级为公路 -I 级。主桥 钢梁和混凝土结合部位采用填充混凝土后板式的 钢 - 混凝土接头形式,见图 2。通过将钢箱梁端部 的顶板、底板和腹板做成双壁板,使填充的混凝土 与紧邻的混凝土箱梁段顶板、底板和腹板通过 PBL 剪力板、预应力钢筋和普通钢筋进行连接。钢 混凝土接头钢结构纵向长 4 m,其中钢箱部分长 2.5 m,内填充混凝土部分长 1.5 m,在结合面设置 1 块 60 mm 的承压板。结合段钢箱梁顶、底板均采 用刚度过渡板加劲。
目前,钢 - 混混合连续梁在设计和施工中仍 存在着很多不足,特别是对钢 - 混结合段混凝土 与钢梁连接成整体的研究,因其是不同种材料的 结 合 ,其 构 造 和 受 力 均 较 为 复 杂 ,研 究 还 不 充 分 , 理论体系不够完善[2],但结合段是钢梁和混凝土梁 传力的关键环节,因此对钢 - 混结合段的局部受 力分析及检测、评价显得尤为重要。本文结合某钢 - 混凝土混合连续梁桥进行结构局部分析,并对该 桥进行荷载试验,检测结合段实际受力情况,评价 结合段技术状况。
图 6 混凝土箱梁主压应力
3.2 钢箱梁应力计算结果 钢箱梁的应力计算结果见图 7~图 9 (单位:
MPa;拉为正,压为负)。除去钢箱梁横隔板处预应 力锚固产生的局部应力集中,钢箱梁 x 方向的应 力分布范围为 (-35~50)MPa,y 方向的应力分布 范围为 (-35~35)MPa,z 方向的应力分布范围为 (-85~101.2)MPa。应力均满足规范要求。
简支钢混组合梁新型桥面连续结构的力学性能参数分析
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第 39 卷第 4 期2023 年8 月结构工程师Structural Engineers Vol. 39 , No. 4Aug. 2023简支钢混组合梁新型桥面连续结构的力学性能参数分析王清泉曹沛*邓青儿(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海 200092)摘要提出了一种新型桥面连续结构,以匹配倒T形盖梁的简支组合槽梁为例,对其进行了力学性能分析,并总结了桥面连续结构与主梁间的竖向支承刚度、无粘结长度、桥面板板厚等参数对其受力性能的影响。
结果表明:①桥面连续结构与主梁间的竖向支承刚度对其受力模式影响较大,采用脱空设计时桥面连续结构受力更为明确可控;②随着无粘结长度的增加,桥面连续结构受力先降后增,无粘结长度控制在相邻跨径之和的5%较佳;③随桥面连续结构厚度增加,其受力逐渐增加,找到桥面板连续结构受力与抗力平衡是其设计的关键;④桥面连续结构设置与否对简支梁整体受力影响有限。
关键词钢混组合梁,桥面连续结构,无粘结长度,竖向支承刚度Mechanical Properties and Parametric Analysis of a New Type ofContinuous Deck Structure of Simply Supported Steel-concreteComposite Beam BridgeWANG Qingquan CAO Pei*DENG Qing’er(Tongji Architectural Design (Group) Co.,Ltd., Shanghai 200092, China)Abstract In this paper, a new type of continuous deck structure of simply supported steel-concrete composite beam bridge is presented. Take the steel-concrete composite beam bridge which is supported on an inversed-T bent cap for example, the main factors that affect the design of this new type of continuous deck structure are summarized,including vertical bearing stiffness between the continuous deck structure and the main beam,undebonded length and thickness. The results show that:(1)The vertical bearing stiffness between the continuous deck structure and the main beam has obvious impact on its stress mode,and the stress of the continuous deck structure is more clear and controllable when detached design is adopted;(2)With the increase of unbonded length, the stress of the continuous deck structure decreases first and then increases and the unbonded length is better to be controlled at 5% of the sum of adjacent spans; (3) With the increase of the thickness of the continuous deck structure, its stress gradually increases, and the balance between the force and resistance of the continuous deck structure is critical for the design;(4)Whether the continuous deck structure is set or not has a limited influence on the overall stress of simply supported beams.Keywords steel-concrete composite beam bridge,continuous deck structure,unbonded length,vertical bearing stiffness收稿日期:2022-04-29作者简介:王清泉(1976-),男,正高级工程师,硕士,主要从事桥梁设计与科研工作,主要研究方向为钢桥、钢与组合结构桥梁。
混合梁斜拉桥钢混结合段受力性能的试验研究与理论分析

结合段的受力性能受到多种因素的影响,如材料特性、几何尺寸、配筋率、混 凝土强度等。其中,材料特性包括弹性模量、屈服强度等,几何尺寸主要指结 合段的长度、宽度和高度等。
3、混合梁结合段受力的实验研 究方法
实验研究是探究钢—混凝土混合梁结合段受力性能的重要手段。通过设计制作 试件,施加荷载进行测试,并采用有限元分析软件对测试数据进行模拟分析, 可获得结合段的应力分布、应变状况等关键参数。
3、几何尺寸方面:通过调整钢梁、混凝土梁和钢-混凝土结合面的长度、宽度 等几何尺寸,可以优化钢混结合段的受力性能。在本次试验中,适当增加结合 面的长度和宽度可以提高其抗剪承载力和稳定性。
4、施工工艺方面:在足尺模型试验中,通过控制施工工艺,如增加连接构造 和加强结合面处理等措施,可以有效提高钢混结合段的受力性能和稳定性。数 值模拟结果也验证了这一点。
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同时,可以考虑开展更深入的理论研究,以更好地解释实验现象和预测混合梁 结合段的受力性能。
五、结论
本次演示对钢—混凝土混合梁结合段的受力性能与设计参数进行了深入研究。 通过分析力学模型、影响因素和实验研究方法,探讨了混合梁结合段的设计参 数和实验结果。结果表明,混合梁结合段的受力性能受到多种因素的影响,包 括材料特性、几何尺寸、配筋率和混凝土强度等。在设计中应充分考虑这些因 素,并遵循整体受力原则和能量传递原则进行尺寸设计和预应力布置。
通过对实验结果的分析与讨论,我们发现实验数据与理论预测结果存在一定差 异。这主要是由于实验过程中各种不确定因素的影响,如测量误差、环境因素 等。此外,在实验过程中还发现了一些新的影响因素,如施工工艺、养护条件 等,这些因素对结合段的受力性能也有重要影响。
3、实验结果的不足与展望
虽然实验研究为我们提供了丰富的数据和有价值的见解,但仍存在一些不足之 处。首先,实验样本数量有限,可能无法涵盖所有可能的影响因素。其次,实 验过程中存在难以控制的因素,如环境温度、湿度等,可能对实验结果产生一 定影响。未来研究可以通过增加样本数量、改进实验方法和优化实验条件等方 式,进一步提高实验结果的可靠性和精度。
钢与混凝土混合连续刚构桥钢混接头施工工法(2)
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钢与混凝土混合连续刚构桥钢混接头施工工法一、前言钢与混凝土混合连续刚构桥钢混接头施工工法是一种对钢铁和混凝土材料进行混合连续施工,实现钢与混凝土无缝连接的桥梁建造技术。
本文将介绍该工法的特点、适应范围,详细解释工艺原理和施工工艺,以及劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析等方面的内容。
二、工法特点钢与混凝土混合连续刚构桥钢混接头施工工法具有以下几个特点:1. 结构优越性:钢与混凝土混合连续刚构桥可以充分发挥钢材和混凝土的各自优势,具有较强的抗震、抗风、抗腐蚀性能,且结构刚度和强度高。
2. 施工效率高:该工法采用现场浇筑钢混接头,连接工艺简单,施工效率高,能够缩短工期。
3. 施工成本低:相比于传统的桥梁施工方式,钢与混凝土混合连续刚构桥的施工成本较低。
4. 环境友好:该工法采用现场拼装式施工,减少了对环境的破坏和资源浪费,符合可持续发展的要求。
三、适应范围钢与混凝土混合连续刚构桥钢混接头施工工法适用于要求较高的桥梁工程,特别是大跨度、大荷载的桥梁,如高速公路、铁路、城市快速路等。
四、工艺原理钢与混凝土混合连续刚构桥钢混接头施工工法的工艺原理主要是通过预制构件和现场浇注的方法,将钢和混凝土材料进行无缝连接。
具体工艺包括以下几个方面:1.钢桥梁部分的安装与固定:预制完成的钢梁在现场通过吊装等方式固定在位,然后与桥墩进行连接,以确保桥梁的稳定性。
2. 钢混接头的制作:钢混接头是将钢梁与混凝土结构进行连接的关键部分。
首先,钢梁端部与接头板焊接;然后,通过钢筋连接板与混凝土支座进行连接。
3. 混凝土的浇筑:将混凝土浇筑到接头板周围,与接头板和钢筋连接板形成一体固结,以提高整个结构的强度和稳定性。
五、施工工艺1. 钢桥梁部分的安装与固定:首先,根据设计要求确定钢桥梁的位置和高度;然后,使用吊车将预制好的钢梁安装到位,并利用螺栓将其固定在桥墩上。
2. 钢混接头的制作:首先,对接头板进行喷砂除锈处理,以提高焊接质量;然后,在钢梁端部焊接接头板;接下来,通过螺栓将钢筋连接板与混凝土支座连接。
混合梁连续钢构桥关键技术研究
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混合梁连续钢构桥关键技术研究发表时间:2018-08-07T10:13:58.017Z 来源:《基层建设》2018年第19期作者:丁忠亮[导读] 摘要:混合结构主梁大多是斜拉桥,而混合梁在刚构桥梁中的应用较少,只在中国城市立交桥和建筑结构中得到了应用。
中交第一公路工程局有限公司福建泉州 362000摘要:混合结构主梁大多是斜拉桥,而混合梁在刚构桥梁中的应用较少,只在中国城市立交桥和建筑结构中得到了应用。
文章以安海湾特大桥为参照,对混合梁连续钢构桥关键技术进行了分析和研究,以期在今后的混合梁连续钢构桥设计和施工中提供技术指导。
关键词:混合梁;连续钢;构桥;关键技术;研究1工程概况安海湾特大桥全长4562米,横跨晋江-南安的安海湾水域东西两岸,是海西高速公路网的重要组成部分,隶属整条线路的控制性工程。
其中,安海湾特大桥主桥桥跨采用三孔一联的钢混组合连续刚构桥结构,桥跨布置为(135+300+135)m=570m。
主墩处梁体高度14m,跨中梁体高度4.5m。
设计上为降低主梁梁体高度,主跨设计为108m长钢箱梁结构,钢箱梁吊装长度达103m。
本桥建成后成为了国内第二大跨径钢-混凝土混合梁刚构桥。
2混合梁连续钢构桥关键技术内容2.1综合施工设备研发技术混合梁连续钢构桥主桥需要采用超大承载的综合施工设备。
根据其施工需要,大桥项目将单独研发和应用综合施工设备,从主轴承的结构设计,起重设备的升降装置、控制系统及其他辅助设备的选型研究,要形成完整的施工设备的设计和生产方案,来满足整个海湾大桥钢箱梁的整合吊装的要求。
2.2钢与混凝土节点施工中的关键技术钢-混凝土混合梁通过合理利用钢材和混凝土的材料性能,在受力性能、跨越能力、经济性等方面具有非常显著的竞争优势,目前已在梁式桥、斜拉桥、自锚式悬索桥、拱桥、索塔及拱肋等多种形式的桥梁结构中应用,但在梁式桥中的应用相对较少,通过实地调查和查询各种数据,总结相关钢混部分的技术和数据,并对重要参数和性能都做了调整,形成了一套完整的钢-混凝土混合梁施工技术。
大跨径混合梁连续刚构桥的设计研究
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大跨径混合梁连续刚构桥的设计研究摘要:鹤南大桥是G325复线Ⅰ期工程(九江至龙口)的一段,是G325通道的关键结点之一,跨越西江,路线向南至终点江肇高速互通。
鹤南大桥总长为5.37km,主桥跨径布置为111.05+2×230+111.05m,路基宽度33.5m。
上部结构采用了混合梁连续刚构桥方案。
下部结构是钻孔灌注桩,按摩擦桩进行设计。
本文主要介绍该桥的设计,并对设计中出现的问题进行了深入的探讨及其研究,以便具有借鉴的意义。
关键词:上部结构;混合梁连续刚构;下部结构;钻孔灌注桩Abstract: NaDaQiao G325 railway crane is Ⅰphase (jiujiang to longkou) section, is one of the key nodes G325 channel, across west river, south to the finish line to cause the exchanging the river. The crane NaDaQiao presidents for 5.37 km, the main span arrangement for 111.05 + 2 x 230 + 111.05 m, 33.5 m width of roadbed. The upper structure using hybrid girder continuous rigid frame plan. The structure is bored piles, the friction pile design. This paper mainly introduces the design of the bridge, the design in a deep discussion and research, in order to have the significance of.Key words: the upper structure; Hybrid girder continuous rigid frame; The lower structure; Cast-in-place pile工程概况工程起点位于佛山市九江镇龙高路,并于起点设置鹤南大桥(总桥长约5.37km,主桥跨径布置为111.05+2×230+111.05m)跨越西江,路线向南至终点江肇高速互通。
简支钢—混组合梁桥连续桥面力学特性的研究
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简支钢—混组合梁桥连续桥面力学特性的研究简支钢-混组合梁桥连续桥面力学特性的研究引言在现代交通建设中,桥梁作为连接城市的重要交通枢纽,承载着重大的交通负荷。
为了保证桥梁的安全可靠运行,对桥梁结构的力学性能进行研究是至关重要的。
本文将对简支钢-混组合梁桥的连续桥面力学特性进行研究,并探讨其在桥梁工程中的应用。
一、简支钢-混组合梁的特点简支钢-混组合梁是一种结构新颖的桥梁形式,其由钢-桥面板和混凝土梁体组成。
相较于传统的钢桥和混凝土桥,简支钢-混组合梁具有以下特点:1. 梁体与桥面板的刚度协调性好,有利于分担荷载,提高桥梁的整体刚度。
2. 梁体采用混凝土材料,可以发挥混凝土的高强度、耐久性和延性等优点。
3. 桥面板采用钢材料,可以提高桥面板的抗弯刚度和承载能力。
4. 由于采用了两种材料的优点,简支钢-混组合梁在承载能力、安全性和经济性方面都具有较大优势。
二、简支钢-混组合梁连续桥面的力学特性1. 钢-桥面板的作用钢-桥面板可以实现桥面板的横向稳定和承载功能。
2. 混凝土梁体的作用混凝土梁体能够承担横向的桥梁荷载,并通过与桥面板的粘结传递荷载,提高桥梁的整体刚度。
3. 荷载传递机理荷载通过梁体和桥面板的联系,从桥面板传递到梁体,再通过梁体传递到桥墩。
合理的荷载传递机理是保证桥梁稳定运行的关键。
三、简支钢-混组合梁在桥梁工程中的应用1. 技术应用简支钢-混组合梁可以应用于不同类型的桥梁,如公路桥、铁路桥等,具有广泛的适用性。
2. 施工优势采用简支钢-混组合梁可以减少施工时间,降低施工难度,并提高工程质量。
3. 经济性简支钢-混组合梁在施工过程中节省了大量的人力和物力资源,具有较高的经济效益。
4. 工程实例国内外许多桥梁工程都采用了简支钢-混组合梁结构,如中国的长清黄河大桥、美国的金门大桥等。
结论简支钢-混组合梁桥的连续桥面力学特性的研究在桥梁工程中具有重要意义。
研究表明,简支钢-混组合梁桥具有良好的刚度和强度特性,能够承受较大的荷载。
曲线钢-混凝土连续结合梁桥结构性能研究的开题报告
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曲线钢-混凝土连续结合梁桥结构性能研究的开题报告一、选题背景和意义曲线钢-混凝土连续结合梁桥结构是一种新型的桥梁结构,经过实践应用证明,在满足桥梁承载力和刚度的基础上,可大幅度减小桥面板的厚度和混凝土用量,从而降低了施工难度和工程造价。
然而,这种结构在曲线部位处,由于曲线半径的变化和惯性效应,会出现边角拉伸、剪切变形等突出问题,对其结构性能产生较大影响。
因此,对于曲线钢-混凝土连续结合梁桥的结构性能进行深入研究具有重要意义。
二、研究内容和方法本研究旨在探究曲线钢-混凝土连续结合梁桥在曲线部位的结构性能,重点研究该结构在曲线处的变形、应力和振动特性,并分析其破坏机制。
本研究将采用有限元分析方法,建立曲线钢-混凝土连续结合梁桥的有限元模型,并使用ANSYS软件进行计算分析。
三、预期成果和意义通过对曲线钢-混凝土连续结合梁桥的结构性能进行研究,可以深刻认识该结构在曲线部位出现的问题和破坏机制,为该结构的设计和施工提供重要的参考依据和技术支持。
同时,本研究对于推广曲线钢-混凝土连续结合梁桥的应用,提高城市桥梁建设质量和技术水平,具有重要的社会和经济价值。
四、研究进度安排第一年:文献综述和有限元模型的建立;第二年:模型参数的校正和计算分析;第三年:数据处理与结果分析,论文撰写。
五、参考文献1. Kotsovos, M. D. (2004). Structural Steelwork and Bridge Bearings: Parts 1 and2. Elsevier.2. Girão Coelho, A. M., & Freire, J. L. (2005). Non-linear analysis of concrete-filled steel tubular arches. Journal of Constructional Steel Research, 61(3), 295-312.3. El-Batanouny, M. K., Ni, Y. Q., & Chen, W. F. (2008). Cyclic behaviors of concrete-filled steel tube columns under large axial and lateral deformations. Journal of Constructional Steel Research, 64(2), 169-184.4. Narayanan, R., & Das, B. M. (2008). Earthquake-resistant building design using shape memory alloy braces. Engineering Structures, 30(5), 1545-1553.。
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钢—混凝土混合梁连续刚构桥结构性能研究钢-混凝土混合梁连续刚构桥是一种新型梁式桥,它是将连续刚构桥主跨跨中的一段混凝土箱梁替换为钢箱梁,混凝土梁和钢箱梁在结构层次上连接在一起,共同构成了连续刚构桥的主梁部分。
本文以某连续刚构桥为工程依托,将该连续刚构桥中跨跨中42米的混凝土箱梁替换为钢箱梁,试设计了一座钢-混凝土混合梁连续刚构桥,并对其进行分析,主要研究内容包括以下几个方面:(1)基于有限元理论,采用Midas Civil大型有限元软件建立连续刚构桥的全桥梁单元模型,并结合现有钢-混凝土混合梁连续刚构桥的结构参数和前人研究成果,将连续刚构桥中跨跨中42米混凝土箱梁替换成钢箱梁,建立钢-混凝土混合梁连续刚构桥的全桥模型,并对该桥进行结构验算,为后面的计算研究做铺垫。
(2)以试设计的混合梁连续刚构桥为基础,并对其结构参数进行分析,主要包括在恒载和活载分别作用下,边中跨比和钢梁长度与中跨跨径之比对混合梁连续刚构桥受力性能的影响,结果表明恒载作用下,跨中弯矩随着边中跨比的增大而减小,随着钢梁长度与跨径之比的增大而减小;活载作用下,中跨跨中最大应力随着边中跨比的增大而增大,随着钢梁长度与跨径之比的增大而减小。
(3)通过连续刚构桥和混合梁连续刚构桥的有限元模型,分析对比连续刚构桥和混合梁连续刚构桥在典型静力荷载工况下的结构变形和受力特征,对比其应力分布和位移情况,结果表明自重作用下混合梁连续刚构桥的跨中位移和墩顶弯矩都较连续刚构桥小,活载作用下连续刚构桥的位移和应力都较连续刚构桥稍大。
(4)对比分析连续刚构桥和混合梁连续刚构桥的动力特性,并且分别对不同墩高差和不同墩高两种参数下的连续刚构桥和混合梁连续刚构桥的动力性能进行研究,结果表明连续刚构桥和混合梁连续刚构桥的一阶振型均为体系纵飘,混
合梁连续刚构桥的一阶自振频率较连续刚构桥大;随着主墩高差和主墩高度的增大,两座桥梁的振型频率基本上都呈减小的趋势,而且主墩高差和主墩高度对两座桥的振型模态均有较大影响。
(5)对连续刚构桥和混合梁连续刚构桥分别进行E1地震作用下的反应谱分析和线性时程分析,并对计算结果进行比较,结果表明:连续刚构桥和混合梁连续刚构桥的纵向位移相差不大;混合梁连续刚构桥的横向位移均大于连续刚构桥,差值由边跨中跨逐渐向中跨跨中递增,在中跨跨中达到最大;混合梁连续刚构桥中跨跨中的竖向位移较连续刚构桥小。
混合梁连续刚构桥在地震作用下矮墩墩顶的内力较连续刚构桥大,高墩墩顶的内力较连续刚构桥小,桥墩墩底内力基本均大于连续刚构桥。
(6)通过建立截面恢复力模型,采用分布铰分别对连续刚构桥和混合梁连续刚构桥进行E2地震作用下的弹塑性时程响应分析,得出桥墩塑性铰的发展模式,从而对两座桥的结构进行安全性评估。
研究表明:连续刚构桥和混合梁连续刚构桥在0.1g地震力作用下桥墩均未出现塑性铰,满足抗震设防要求;在地震波峰值0.4g的作用下,两桥都进入了屈服状态,而且混合梁连续刚构桥矮墩的地震响应要大于连续刚构桥,在设计时应在矮墩的墩顶和墩底位置局部加大配筋并且加密箍筋,提高其延性。