高性能混凝土铺装层对正交异性钢桥面疲劳应力消减效应实测与量化研究

1

作者 叶华文 叶杨帆 +3 位作者 黄澳 蒋成川 徐勋 段智超 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期153-160,共8页

铺设高性能混凝土层能够显著降低正交异性钢桥面疲劳应力,从而提升其疲劳性能。依托宜宾临港公铁平层长江大桥工程,采用足尺模型疲劳试验和有限元模拟进行钢纤维混凝土层对钢桥面疲劳应力消减效应的定量分析。通过钢-混组合桥面足尺模... 铺设高性能混凝土层能够显著降低正交异性钢桥面疲劳应力,从而提升其疲劳性能。依托宜宾临港公铁平层长江大桥工程,采用足尺模型疲劳试验和有限元模拟进行钢纤维混凝土层对钢桥面疲劳应力消减效应的定量分析。通过钢-混组合桥面足尺模型静力和疲劳试验,观测钢桥面易损细节的疲劳应力和混凝土层开裂情况。根据足尺模型建立有限元模型并验证其合理性,基于有限元模型进行参数分析,探明影响钢桥面疲劳应力消减作用的关键因素。结果表明:混凝土层对钢桥面的疲劳应力消减作用主要受混凝土层和钢桥顶面刚度影响,深度不超过混凝土保护层的裂缝的不利影响可忽略。提出的疲劳应力消减作用量化公式可为正交异性钢-混组合桥面优化设计提供参考。 展开更多

关键词 正交异性钢-混组合桥面板 高性能纤维混凝土 足尺模型 疲劳应力消减作用 量化模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

刚性基层对正交异性钢-混凝土组合桥面板受力性能影响 被引量：5

2

作者 傅梅珍 刘永健 +2 位作者 朱伟庆 王成坤 琚明杰 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1242-1248,共7页

文章提出在正交异性钢桥面板上铺设刚性基层的正交异性钢-混凝土组合桥面板结构,并依托广东某曲塔曲梁钢混混合梁斜拉桥,采用有限元分析方法,重点研究了该组合桥面板在车轮荷载作用下3个关注点应力及对应的应力集中系数,并比较分析了刚... 文章提出在正交异性钢桥面板上铺设刚性基层的正交异性钢-混凝土组合桥面板结构,并依托广东某曲塔曲梁钢混混合梁斜拉桥,采用有限元分析方法,重点研究了该组合桥面板在车轮荷载作用下3个关注点应力及对应的应力集中系数,并比较分析了刚性基层厚度和弹性模量对关注点应力及应力集中系数的影响。得出如下结论:铺设刚性基层的正交异性钢-混凝土组合桥面板刚度明显提高,轮压荷载下关注点应力降低,且关注点3处应力降幅较其他2个关注点小;铺设刚性基层能降低关注点1和关注点2处应力集中系数,但是关注点3处应力集中系数反而提高;刚性基层厚度增加,关注点应力值降低,但应力集中系数增大;刚性基层弹性模量增加能降低组合桥面板极值应力及关注点应力,降低关注点应力集中系数,但刚性基层自身拉应力增加。 展开更多

关键词 正交异性钢-混凝土组合桥面板 刚性基层 热点应力 名义应力 应力集中系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板抗弯性能分析 被引量：3

3

作者 单玉麟 宗周红 +3 位作者 李佳奇 陈玉立 李卓 许有胜 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期229-241,共13页

为探讨不同类型加劲肋构造对正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板抗弯性能的影响,通过试验和数值模拟方法分析比较了平钢板-混凝土连续组合桥面板(SCCCDs)、带一字肋的正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板(OSCCCDs)和带U形加劲肋的正交异... 为探讨不同类型加劲肋构造对正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板抗弯性能的影响,通过试验和数值模拟方法分析比较了平钢板-混凝土连续组合桥面板(SCCCDs)、带一字肋的正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板(OSCCCDs)和带U形加劲肋的正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板(USCCCDs)等3种组合桥面板抗弯性能的异同点,研究了加劲肋数量、加劲肋厚度、钢板厚度、混凝土厚度、配筋率和PBL剪力连接件间距等参数对抗弯性能的影响.结果表明,3种类型钢板-混凝土连续组合桥面板的抗弯刚度和极限承载能力存在显著差异.相比于SCCCDs, OSCCCDs和USCCCDs的极限荷载分别提高了23.1%和74.5%.混凝土板厚度对连续组合桥面板的抗弯性能影响最大,对抗弯刚度和极限承载力的影响率分别为15.70%和22.44%. 展开更多

关键词 正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板 剪力连接件 抗弯性能 模型试验 非线性数值分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

超高性能混凝土-钢正交异性板组合桥面受力性能研究 被引量：56

4

作者 田启贤 高立强 周尚猛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期13-18,共6页

针对柔性铺装正交异性钢桥面板存在的钢板疲劳开裂和铺装层极易损坏的问题,提出超高性能混凝土(UHPC)-钢正交异性板组合桥面体系。以武汉军山长江大桥为背景,通过ANSYS有限元仿真计算分析该组合桥面体系正交异性板相对于柔性铺装正交异... 针对柔性铺装正交异性钢桥面板存在的钢板疲劳开裂和铺装层极易损坏的问题,提出超高性能混凝土(UHPC)-钢正交异性板组合桥面体系。以武汉军山长江大桥为背景,通过ANSYS有限元仿真计算分析该组合桥面体系正交异性板相对于柔性铺装正交异性板受力性能的改善情况,并通过单U肋2跨连续梁足尺模型试验对UHPC层的受力性能进行研究。研究结果表明:采用组合桥面后正交异性板各构造细节的应力大幅下降,其中面板应力降幅最大,加劲肋次之,横隔板最小;采用UHPC-钢正交异性板组合桥面体系后正交异性板主要构造细节最不利热点应力幅降至常幅疲劳极限以下,理论上具有无限疲劳寿命;模型试验显示在实桥最不利应力作用下,UHPC层未发现可见裂纹,当名义应力达到18.79 MPa时在模型中支撑板顶部UHPC上发现0.05mm宽的裂纹。 展开更多

关键词 正交异性钢桥面板 钢-混组合桥面 受力性能 疲劳开裂 有限元法 模型试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

正交异性组合桥面板界面滑移效应研究 被引量：14

5

作者 张清华 舒刚 卜一之 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期47-52,共6页

钢-混组合桥面板常规计算中忽略了钢桥面板与混凝土桥面板界面间的相对滑移,无法反映由相对滑移导致的组合效应降低以及层间的荷载重分配。为研究界面滑移模拟方法、界面滑移对钢-混组合结构的组合效应以及受力性能的影响,基于钢桥面板... 钢-混组合桥面板常规计算中忽略了钢桥面板与混凝土桥面板界面间的相对滑移,无法反映由相对滑移导致的组合效应降低以及层间的荷载重分配。为研究界面滑移模拟方法、界面滑移对钢-混组合结构的组合效应以及受力性能的影响,基于钢桥面板与混凝土桥面板的受力特性和变形协调条件,推导界面相对滑移微分方程,给出考虑滑移条件下的挠度计算公式;并依托海口东海岸如意岛跨海大桥项目,选取包含1个纵肋的单梁,通过有限元分析和足尺模型试验对跨中挠度、钢-混界面和栓钉滑移等进行分析。结果表明:随着荷载增大,界面滑移不断增大,且增加的速度越来越快,对组合效应的削弱和对受力性能的影响也更为明显;为得出准确的受力和变形结果,应考虑界面滑移效应;文中提出的界面滑移模拟方法能揭示界面滑移对组合效应和受力性能的影响规律。 展开更多

关键词 正交异性钢桥面板 钢-混组合结构 界面滑移 足尺模型试验 剪力键 有限元法 微分方程

在线阅读 下载PDF 职称材料

襄阳市东西轴线二跨汉江大桥钢-混组合桥面铺装受力分析 被引量：5

6

作者 刘燕飞 佘良勇 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期51-56,共6页

襄阳市东西轴线二跨汉江大桥主桥为(3×60+320) m的独塔混合梁斜拉桥,边跨主梁采用混凝土梁,主跨主梁采用钢箱梁,桥面采用14 mm厚正交异性钢桥面板+80 mm厚C40聚丙烯纤维混凝土+70 mm厚SMA改性沥青混凝土的铺装方案。为分析该钢-混... 襄阳市东西轴线二跨汉江大桥主桥为(3×60+320) m的独塔混合梁斜拉桥,边跨主梁采用混凝土梁,主跨主梁采用钢箱梁,桥面采用14 mm厚正交异性钢桥面板+80 mm厚C40聚丙烯纤维混凝土+70 mm厚SMA改性沥青混凝土的铺装方案。为分析该钢-混组合桥面铺装方案的结构受力是否合理,采用MIDAS Civil 2010软件建立全桥整体模型及横隔梁、U肋局部分析模型,对钢梁、混凝土桥面板的应力及混凝土桥面板的裂缝宽度进行计算分析。结果表明:钢梁及混凝土桥面板的各项应力均在规范容许的范围内;钢梁的Von Mises等效应力小于钢材的屈服强度;混凝土桥面板的表面最大裂缝宽度为0.097 mm,小于规范控制的目标值0.15 mm。 展开更多

关键词 斜拉桥 钢-混组合结构 钢箱梁 正交异性桥面板 桥面铺装 有限元法 受力分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

面板结构设计对正交异性板疲劳性能的影响研究 被引量：26

7

作者 田启贤 高立强 杜新喜 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期18-23,共6页

为量化面板结构形式对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响,以军山长江大桥钢箱梁正交异性板为例进行研究。采用有限元分析软件ANSYS建立4节段钢箱梁仿真分析模型,研究采用5种面板结构形式时正交异性板各疲劳构造细节的最不利应力幅和疲劳... 为量化面板结构形式对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响,以军山长江大桥钢箱梁正交异性板为例进行研究。采用有限元分析软件ANSYS建立4节段钢箱梁仿真分析模型,研究采用5种面板结构形式时正交异性板各疲劳构造细节的最不利应力幅和疲劳寿命系数。研究结果表明:面板刚度增加对面板开裂构造疲劳性能改善作用最大,对加劲肋开裂构造疲劳性能改善作用次之,对横隔板开裂构造疲劳性能改善作用最小;与增加面板厚度相比,采用钢-混组合桥面结构可以大幅降低正交异性板各构造细节疲劳应力幅,提高其疲劳寿命,这一点值得进一步深入研究。 展开更多

关键词 正交异性钢桥面板 疲劳性能 面板设计 钢-混组合桥面板 有限元法 应力分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于应力监测的钢-UHPC组合桥面和环氧沥青钢桥面疲劳性能对比 被引量：17

8

作者 秦世强 黄春雷 +1 位作者 张佳斌 高立强 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期61-70,共10页

为评估不同桥面加固方案对正交异性桥面板疲劳性能的改善情况,对比了钢-UHPC组合桥面和环氧沥青桥面铺装的桥梁疲劳性能.基于连续一周的应力时程数据,采用线性累积损伤准则计算了各疲劳易损细节的最大应力幅、等效应力幅和疲劳剩余寿命... 为评估不同桥面加固方案对正交异性桥面板疲劳性能的改善情况,对比了钢-UHPC组合桥面和环氧沥青桥面铺装的桥梁疲劳性能.基于连续一周的应力时程数据,采用线性累积损伤准则计算了各疲劳易损细节的最大应力幅、等效应力幅和疲劳剩余寿命.建立有限元模型,对2种方案加固后的桥面刚度进行了定量对比,分析了车流量及温度变化对疲劳易损细节疲劳寿命的影响.结果表明:钢-UHPC组合桥面在各疲劳易损细节的最大应力幅和等效应力幅均小于ERE铺装桥面;除疲劳寿命为无穷大的疲劳易损细节外,钢-UHPC组合桥面疲劳易损细节疲劳寿命均大于ERE铺装桥面;钢-UHPC组合桥面拥有更大的抗弯刚度,钢-UHPC桥面板最大挠度为ERE铺装桥面的67.29%;车流量增多对2种方案加固后桥面疲劳易损细节疲劳寿命的影响基本一致,钢-UHPC组合桥面抗高温性能更好. 展开更多

关键词 桥梁工程 正交异性桥面板 钢-UHPC组合桥面 疲劳评估 应力监测

在线阅读 下载PDF 职称材料

鱼山大桥通航孔桥钢箱梁设计关键技术 被引量：10

9

作者 李磊 王昌将 +1 位作者 陈向阳 白雨东 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期79-84,共6页

鱼山大桥通航孔桥为(70+140+180+260+180+140+70) m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥。该桥主梁主跨中部85 m采用钢箱梁,其余位置采用混凝土箱梁,两者之间通过5 m的钢-混结合段连接。主梁除墩顶块外,均采用节段预制拼装工艺。为保证预制混... 鱼山大桥通航孔桥为(70+140+180+260+180+140+70) m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥。该桥主梁主跨中部85 m采用钢箱梁,其余位置采用混凝土箱梁,两者之间通过5 m的钢-混结合段连接。主梁除墩顶块外,均采用节段预制拼装工艺。为保证预制混凝土梁节段与钢箱梁节段的高精度、高可靠性连接,该桥钢-混结合部采用部分截面连接承压传剪式结构,钢箱梁采用有格室的后承压板形式,并在钢-混结合段与混凝土梁的交接位置设置90 cm湿接缝作为悬臂拼装施工调整空间。为改善正交异性钢桥面板的疲劳性能,该桥正交异性钢桥面板采用厚边U肋技术,对U肋边缘进行局部加厚,在材料用量基本不变的条件下,将U肋与桥面板连接处70 MPa疲劳细节的等效加载次数提高到常规U肋的1.63倍。为提高钢桥面铺装的耐久性,该桥采用极限拉伸应变≥2%的高韧性混凝土+沥青的铺装方案,实现了钢桥面与铺装的协调变形。 展开更多

关键词 连续刚构桥 混合梁 节段预制拼装 钢-混结合部 正交异性钢桥面板 厚边U肋 高韧性混凝土

在线阅读 下载PDF 职称材料

中山香山大桥主桥主梁结构设计 被引量：6

10

作者 吴海平 黄毅东 +2 位作者 喻志然 何海 孙向东 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期118-123,共6页

中山香山大桥主桥为双层钢桁梁公路斜拉桥,跨径布置为(136+312+880+312+136)m。桥塔采用人字形混凝土塔,下设整体式钻孔灌注桩;斜拉索采用∅7 mm高强度锌-铝合金镀层平行钢丝索;约束体系采用带纵向阻尼器的半飘浮体系。主梁采用2片N形主... 中山香山大桥主桥为双层钢桁梁公路斜拉桥,跨径布置为(136+312+880+312+136)m。桥塔采用人字形混凝土塔,下设整体式钻孔灌注桩;斜拉索采用∅7 mm高强度锌-铝合金镀层平行钢丝索;约束体系采用带纵向阻尼器的半飘浮体系。主梁采用2片N形主桁的钢桁梁结构,桁宽42.2 m,标准梁段桁高2.8 m。上、下弦杆和腹杆均采用带加劲肋的箱形截面,横梁均采用鱼腹式。边跨187.2 m范围内下层桥面采用混凝土桥面板起压重作用,其余上、下层桥面板均采用正交异性钢桥面板。下层纵向钢-混结合段位于辅助墩往跨中第4个节段,距辅助墩51.2 m,设置承压板、支撑加劲肋、预应力钢束、剪力钉和PBL板;横向钢-混结合段位于下层行车道两侧钢桥面板和混凝土桥面板之间(距下弦杆2.2 m处),设置剪力钉、PBL板和1.3 m宽UHPC后浇段。采用有限元软件进行全桥整体受力分析及桥面板局部分析,结果表明:结构满足规范要求。主梁采用大节段整体吊装施工,标准吊装节段长度为25.6 m,节段间除钢桥面板和弦杆顶板采用焊接外,其余均采用高强度螺栓连接。 展开更多

关键词 斜拉桥 公路桥 双层钢桁梁 正交异性钢桥面板 钢-混结合段 全焊节点 结构设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

济南黄河公铁两用桥主桥结构型式研究 被引量：21

11

作者 冯沛 李凤芹 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2010年第8期67-72,共6页

研究目的:石济铁路客运专线济南黄河公铁两用桥为刚性悬索加劲连续钢桁梁桥,其结构形式在我国铁路桥梁上尚属首次采用,故以此为工程背景,对此种结构体系的主桁片数及公路桥面板的形式进行分析研究,为下一步的工作打下了良好基础,为类似... 研究目的:石济铁路客运专线济南黄河公铁两用桥为刚性悬索加劲连续钢桁梁桥,其结构形式在我国铁路桥梁上尚属首次采用,故以此为工程背景,对此种结构体系的主桁片数及公路桥面板的形式进行分析研究,为下一步的工作打下了良好基础,为类似桥梁的设计提供参考。研究结论:(1)与3片主桁方案相比,2片主桁方案桁架腹杆的最大轴力增加了24.1%,并且框架效应表现明显,竖杆的面外弯矩增加很大;(2)3片桁桥面系荷载传递直接,且提供结构刚度大,3片桁方案比2片桁方案挠跨比小14%,轨道中心部位的梁端转角低12%;(3)由于正交异性钢桥面板的结构自重较纵横梁混凝土组合桥面板的少35%左右,故结构受力有较大改善,前者比后者上弦杆杆件轴力最大值减少了34.6%,而腹杆杆件轴力最大值减小了10%左右。 展开更多

关键词 公铁两用 钢桁梁 悬索加劲 吊杆 纵横梁混凝土桥面板组合结构 正交异性桥面板

在线阅读 下载PDF 职称材料

G3铜陵长江公铁大桥主桥主梁结构设计 被引量：1

12

作者 李少骏 段雪炜 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第S02期112-118,共7页

G3铜陵长江公铁大桥主桥为(127.5+131+988+131+127.5)m公铁两用斜拉-悬索协作体系桥,双层桥面布置,上层为高速公路,下层为普速铁路与城际铁路。主梁为两主桁钢桁梁结构,采用三角形桁式,桁高13.5 m,桁宽35.0 m。上、下弦杆采用箱形截面,... G3铜陵长江公铁大桥主桥为(127.5+131+988+131+127.5)m公铁两用斜拉-悬索协作体系桥,双层桥面布置,上层为高速公路,下层为普速铁路与城际铁路。主梁为两主桁钢桁梁结构,采用三角形桁式,桁高13.5 m,桁宽35.0 m。上、下弦杆采用箱形截面,腹杆采用H形、王字形(腹板带肋H形)和箱形截面。上、下层桥面采用正交异性钢桥面板(下层压重区域采用整箱)与主桁形成板(箱)桁组合结构。为改善主桁节点受力,将腹杆的腹板在节点内延至上弦杆底板和下弦杆顶板。斜拉索和吊索的交叉区梁上锚固点采用纵向错开、横向偏移布置。采用有限元软件对结构进行整体和局部计算,结果表明:结构设计满足规范要求。主梁节段为全焊结构,边跨采用顶推施工,中跨斜拉段采用架梁吊机单悬臂施工,悬吊段采用缆载吊机由跨中向桥塔方向安装,合龙段设在斜拉-悬吊交叉区。 展开更多

关键词 公路铁路两用桥 斜拉-悬索协作体系桥 钢桁梁 正交异性钢桥面板 整体节点 索梁锚固 主梁安装 结构设计

在线阅读 下载PDF 职称材料