无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面连接构造形式研究

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作者 傅立军 梁桓玮 +2 位作者 许春荣 夏富友 赵灿晖 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期84-92,共9页

为寻求无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面连接的合理结构形式,采用滞回试验及有限元法进行研究。设计、制作界面连接构造分别采用竖向加劲肋及竖向加劲肋+成排栓钉的无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面节段简化试件进行滞回试验,对比2种试件的... 为寻求无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面连接的合理结构形式,采用滞回试验及有限元法进行研究。设计、制作界面连接构造分别采用竖向加劲肋及竖向加劲肋+成排栓钉的无主筋组合桥塔钢壳-混凝土界面节段简化试件进行滞回试验,对比2种试件的钢壳屈曲应变、破坏特征及滞回曲线,建立有限元模型分析不同轴压比作用下2种试件的受力性能,并对界面连接处的构造尺寸进行分析。结果表明:采用竖向加劲肋+成排栓钉试件较采用竖向加劲肋试件的钢壳屈曲应变更大,分别为-2 101με和-995με;2种试件均为受拉侧钢壳先达到屈服,其后受压侧混凝土压溃,呈大偏心破坏的特征;2种试件钢壳-混凝土界面连接构造形式均合理,滞回荷载下的峰值水平力基本一致;小轴压比(小于0.3)下钢壳屈曲对试件抗弯承载力的影响不显著,当截面的轴压比增大后,仅采用竖向加劲肋试件中钢壳屈曲使截面抗弯承载力明显降低;当仅采用竖向加劲肋时,竖向加劲肋间距与钢壳厚度之比不宜大于72.71,当采用竖向加劲肋+成排栓钉时,栓钉竖向间距与竖向加劲肋间距之比不宜大于0.7。 展开更多

关键词 无主筋组合桥塔 钢壳-混凝土界面连接构造 轴压比 受力性能 滞回试验 有限元法

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钢壳-混凝土组合桥塔横向加劲肋性能研究

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作者 武建立 梁桓玮 +2 位作者 许春荣 夏富友 赵灿晖 《世界桥梁》 2025年第5期70-76,共7页

钢壳-混凝土组合桥塔中横向加劲肋作为剪力键并控制钢壳变形,为计算其抗剪承载力并明确横向加劲肋布设角度的影响,设计推出试验测试试件的破坏特征及抗剪承载力,并利用有限元软件分析横向加劲肋的承载机理,基于承载机理提出不同角度横... 钢壳-混凝土组合桥塔中横向加劲肋作为剪力键并控制钢壳变形,为计算其抗剪承载力并明确横向加劲肋布设角度的影响,设计推出试验测试试件的破坏特征及抗剪承载力,并利用有限元软件分析横向加劲肋的承载机理,基于承载机理提出不同角度横向加劲肋的抗剪承载力计算公式;根据组合桥塔的施工特点和薄板变形理论,提出钢壳浇筑变形计算公式。结果表明:横向加劲肋在剪切荷载下呈局部承压破坏,横向加劲肋与竖向钢板夹角的减小能使横向加劲肋上部的混凝土参与承载,提升了抗剪承载力;有限元模型重现了变角度横向加劲肋的受力过程,与试验结果吻合良好;提出的横向加劲肋抗剪承载力计算公式计算值与试验结果吻合良好,提出的钢壳浇筑变形计算公式能有效地计算不同钢壳厚度、纵向加劲肋间距下所需的横向加劲肋间距,可供组合桥塔设计参考。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢壳-混凝土组合桥塔 横向加劲肋 布设角度 推出试验 承载机理 抗剪承载力 变形控制

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钢-高性能混凝土组合桥塔承载能力试验研究 被引量：2

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作者 王茜 王春生 +1 位作者 俞欣 徐岳 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 2008年第3期108-112,共5页

通过对钢-高性能混凝土组合桥塔节段进行轴压承载力试验,研究了组合桥塔的受力特性.参考相关规范和规程,对组合桥塔的承载力进行了计算.试验和计算结果表明:组合桥塔中混凝土的存在,可以避免或延缓塔壁发生局部失稳,提高结构的承载能力... 通过对钢-高性能混凝土组合桥塔节段进行轴压承载力试验,研究了组合桥塔的受力特性.参考相关规范和规程,对组合桥塔的承载力进行了计算.试验和计算结果表明:组合桥塔中混凝土的存在,可以避免或延缓塔壁发生局部失稳,提高结构的承载能力,较钢桥塔具有较大的优势;采用直接叠加的方法得到的承载力较试验值大7.3%,采用DB J13-51-2003中的方法得到的承载力较试验值大25.3%,前者计算简便,后者可以考虑壁板和混凝土的相互作用,但这两种方法均不能计入壁板局部屈曲的影响;组合桥塔的焊缝和母材应等强,否则会因焊缝破坏而造成整个结构的破坏. 展开更多

关键词 桥梁工程 钢-高性能混凝土 组合桥塔 稳定性 模型试验 承载力

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椭圆形钢-混凝土组合桥塔受力性能试验研究 被引量：8

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作者 邓露 张利 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期57-61,共5页

为研究钢-混凝土组合桥塔的承载力和应变分布,以某独塔斜拉桥为背景,针对其椭圆形钢-混凝土组合桥塔,设计制作缩尺比1:8的桥塔局部模型进行偏心受压试验,研究设计荷载下钢塔壁和塔内混凝土的应变变化规律及桥塔的承载力,参考相关规范和... 为研究钢-混凝土组合桥塔的承载力和应变分布,以某独塔斜拉桥为背景,针对其椭圆形钢-混凝土组合桥塔,设计制作缩尺比1:8的桥塔局部模型进行偏心受压试验,研究设计荷载下钢塔壁和塔内混凝土的应变变化规律及桥塔的承载力,参考相关规范和文献计算组合桥塔的承载力并与试验结果进行对比。结果表明:组合桥塔模型的承载力为其等效设计荷载的2.65倍,具有较大的安全储备;塔梁交接处长轴向壁板产生应力集中现象,从而产生较大的纵向应变;壁板环向应变在焊缝处存在应力集中现象,该处壁板的环向拉应变最大;壁板对混凝土具有较强的套箍作用,使混凝土的应力～应变曲线具有强化阶段;采用规范中的钢管混凝土承载力公式能较准确计算组合桥塔的承载力。 展开更多

关键词 斜拉桥 桥塔 钢-混凝土组合结构 受力性能 应变 承载力 模型试验

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钢板-混凝土组合结构桥塔研究及应用综述 被引量：10

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作者 樊健生 朱尧于 +2 位作者 崔冰 魏乐永 黄李骥 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期61-71,共11页

桥塔是大跨缆索支承桥梁中重要的受力构件,尤其是多塔斜拉桥中塔对刚度和承载力同时提出了较高的要求。钢板-混凝土组合结构桥塔丰富了桥塔结构形式的选择,对于解决多塔斜拉桥中塔刚度不足等关键技术问题具有重要意义。首先对组合结构... 桥塔是大跨缆索支承桥梁中重要的受力构件,尤其是多塔斜拉桥中塔对刚度和承载力同时提出了较高的要求。钢板-混凝土组合结构桥塔丰富了桥塔结构形式的选择,对于解决多塔斜拉桥中塔刚度不足等关键技术问题具有重要意义。首先对组合结构桥塔的整体应用现状进行调研汇总,目前组合结构在桥塔中多作为局部结构或以钢管混凝土结构形式应用于中小跨径桥梁,大跨径缆索支承桥梁中需要的大截面尺寸钢板-混凝土组合桥塔目前研究较为缺乏。对保证钢、混凝土协同工作性能的连接件及双钢板-混凝土组合结构形式的已有研究和现状进行了调研分析,现有小尺度组合结构试验及常规连接件研究成果不适用于组合桥塔,有待针对桥塔受力特性开展进一步研究。提出双钢板-混凝土组合结构桥塔及薄开孔板连接件,通过试验研究及理论分析研究给出了组合桥塔受力机理及设计理论。最后,结合依托工程南京五桥经验提出组合结构桥塔设计建议及方法,组合桥塔在算例分析中与混凝土桥塔、钢桥塔相比显示出了在受力性能、经济性能及施工便利性方面的优势。研究与实践均表明,新型组合结构桥塔体系具有较为显著的性能优势,取得了令人满意的综合经济效益,为大跨缆索支承桥梁工程建设提供了崭新的思路和选择,有力地推动了组合结构在桥梁工程中的应用。 展开更多

关键词 钢板-混凝土组合桥塔 薄开孔板连接件 界面抗拔 协同受力 设计建议

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南京长江五桥钢壳混凝土桥塔足尺模型工艺试验 被引量：20

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作者 彭强 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期46-50,共5页

南京长江五桥主桥为主跨600m的中央双索面三塔组合梁斜拉桥,桥塔采用内外钢壳-混凝土组合结构,采用工厂内分节段制造拼装、桥位现场整节段吊装并浇筑混凝土的施工工艺。为验证施工工艺的可行性与适应性,开展桥塔足尺模型工艺试验,重点... 南京长江五桥主桥为主跨600m的中央双索面三塔组合梁斜拉桥,桥塔采用内外钢壳-混凝土组合结构,采用工厂内分节段制造拼装、桥位现场整节段吊装并浇筑混凝土的施工工艺。为验证施工工艺的可行性与适应性,开展桥塔足尺模型工艺试验,重点进行钢壳吊装定位、钢筋现场连接、钢壳节段间环缝焊接和混凝土浇筑工序,并测试混凝土的工作性能及温度、应变变化规律。结果表明:钢壳节段制造及桥位施工所采用的工艺方案总体可行;钢壳节段现场吊装及混凝土浇筑等作业基本反映实际情况;混凝土温度仿真计算结果与实测值相吻合,能够指导实际施工;混凝土内部变形基本均匀。 展开更多

关键词 斜拉桥 桥塔 钢壳-混凝土组合结构 施工工艺 节段吊装 钢筋连接 混凝土浇筑 模型试验

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常泰长江大桥主航道桥桥塔设计 被引量：39

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作者 张金涛 傅战工 +2 位作者 秦顺全 蒋振雄 张锐 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1-7,共7页

常泰长江大桥主航道桥为主跨1 176 m的钢桁梁斜拉桥,采用钢-混混合空间钻石型桥塔。桥塔设计总高352 m,分为上塔柱、中塔柱、下塔柱3个区段。上塔柱采用钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构,八边形截面。核芯混凝土布置在截面中性轴位置,... 常泰长江大桥主航道桥为主跨1 176 m的钢桁梁斜拉桥,采用钢-混混合空间钻石型桥塔。桥塔设计总高352 m,分为上塔柱、中塔柱、下塔柱3个区段。上塔柱采用钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构,八边形截面。核芯混凝土布置在截面中性轴位置,自上而下厚度均为3.4 m,符合拉-压杆受力模式,压杆由核芯混凝土和受压钢筋构成,拉杆由受拉钢筋和核芯混凝土外壁钢板构成。中、上塔柱交界位置设置榫卯形钢-混结合段,荷载通过核芯混凝土和钢塔外壁板传递至混凝土塔柱。中、下塔柱采用钢筋混凝土结构,正八边形截面。中、下塔柱交界位置设置2道横梁和2道纵梁,横梁和纵梁均为预应力混凝土结构,横梁主要承受横向力、支反力以及碳纤维增强复合材料(CFRP)锚固齿块的作用,纵梁承受纵向力作用。对桥塔进行静、动力及稳定性分析,结果表明其设计指标均满足要求,结构安全可靠。 展开更多

关键词 斜拉桥 空间钻石型桥塔 钢-混组合结构 索塔锚固结构 核芯混凝土 结构设计 受力分析

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常泰长江大桥主航道桥索塔交叉锚固体系制造关键技术 被引量：3

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作者 蒋伟平 魏兆桢 王灿 《世界桥梁》 北大核心 2024年第6期43-48,共6页

常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的钢桁梁斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔。桥塔上塔柱采用钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构,内设多组钢锚箱与索导管形成交叉锚固体系。针对索塔交叉锚固体系钢锚箱及锚孔空间位置与斜交角度... 常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的钢桁梁斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔。桥塔上塔柱采用钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构,内设多组钢锚箱与索导管形成交叉锚固体系。针对索塔交叉锚固体系钢锚箱及锚孔空间位置与斜交角度精确定位难度大、分段式索导管精确定位与同心度要求高等制造难点,在上塔柱制造过程中的零件下料、板单元制作、块体拼焊、块体水平预拼装工序环节,采用参数化建模、对称交替小线能量多层多道焊接工艺、块体整体机加工、专用测量工装定位等关键技术,对钢锚箱、锚孔及索导管空间位置与斜交角度进行精准控制,实现了全桥钢塔77个块体共1150个交叉锚固体系特征点的高精度定位(偏差值≤5 mm),有效保证了索塔交叉锚固体系的制造精度。 展开更多

关键词 斜拉桥 桥塔 钢箱-核芯混凝土组合结构 交叉锚固体系 制造精度 控制技术

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常泰长江大桥主航道桥总体设计与方案构思 被引量：91

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作者 秦顺全 徐伟 +4 位作者 陆勤丰 郑清刚 傅战工 苑仁安 孙建立 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期1-10,共10页

常泰长江大桥是一座集成高速公路、城际铁路、普通公路三种交通运输方式的大跨度桥梁。三种交通功能在桥上采用相对独立的方式布置,最大限度地节约资源、保障安全、提升桥梁使用功能。为尽量减少桥梁建设对长江航运的影响,主航道桥采用... 常泰长江大桥是一座集成高速公路、城际铁路、普通公路三种交通运输方式的大跨度桥梁。三种交通功能在桥上采用相对独立的方式布置,最大限度地节约资源、保障安全、提升桥梁使用功能。为尽量减少桥梁建设对长江航运的影响,主航道桥采用主跨1176 m的斜拉桥跨越长江主航道。主跨1176 m的超大跨度斜拉桥建造充满技术挑战,设计中对斜拉桥结构体系、新型基础型式、新型桥塔结构及索塔锚固结构、恒载横向不对称结构行为等开展了系统研究,提出了温度自适应体系、台阶型沉井基础、空间钻石型桥塔、钢箱-核芯混凝土组合结构,较好地解决了超大跨度桥梁的建设难题。 展开更多

关键词 常泰长江大桥 大跨度斜拉桥 温度自适应体系 台阶型沉井基础 空间钻石型桥塔 钢箱-核芯混凝土组合结构 总体设计

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常泰长江大桥主航道桥索塔锚固构造研究 被引量：14

10

作者 张金涛 傅战工 +2 位作者 李镇 赵灿晖 张锐 《世界桥梁》 北大核心 2023年第5期97-103,共7页

常泰长江大桥主航道桥为(142+490+1176+490+142)m公铁合建双塔斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔,索塔锚固区采用钢箱-核芯混凝土组合结构,S4~S39号斜拉索锚固于核芯混凝土上。为实现索塔锚固区斜拉索竖向分力的有效传递,提出方... 常泰长江大桥主航道桥为(142+490+1176+490+142)m公铁合建双塔斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔,索塔锚固区采用钢箱-核芯混凝土组合结构,S4~S39号斜拉索锚固于核芯混凝土上。为实现索塔锚固区斜拉索竖向分力的有效传递,提出方案A(钢齿块+剪力钉)、方案B[钢齿块(加肋)+剪力钉]、方案C(混凝土齿块)、方案D(钢锚箱+PBL剪力键)以及方案E(钢锚箱+承压板+剪力钉)共5种索塔锚固构造方案,从结构受力及施工工艺对5种方案进行比选,并采用模型试验及有限元分析对所选锚固构造方案进行验证。结果表明:方案E剪力钉受力分布均匀,剪力大小适中,且施工便捷,对于S7~S39号斜拉索,推荐采用方案E;对于斜拉索竖向角度较大的S4~S6号斜拉索,钢锚箱在构造和张拉空间上存在冲突,推荐采用方案C。方案E模型试验和有限元分析表明:结构应力、剪力钉受力及钢锚箱构造各板件应力均有安全储备,锚固构造处于线弹性状态,能满足规范及使用要求。 展开更多

关键词 斜拉桥 空间钻石型桥塔 钢箱-核芯混凝土组合结构 索塔锚固构造方案 受力机理 钢锚箱 剪力钉

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东莞滨海湾大桥主桥总体设计 被引量：7

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作者 宁立 梁立农 +2 位作者 张旸 刘明慧 卢绍鸿 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期108-115,共8页

东莞滨海湾大桥主桥采用对称空间扭索独柱塔斜拉桥,跨径布置为(60+200+200+60)m,塔梁固结体系。桥塔采用钢-钢壳混凝土混合塔,高149.8 m,中、下塔柱采用钢壳混凝土组合结构,利用钢材的可塑性满足桥塔建筑造型及外观质量的需求,利用内、... 东莞滨海湾大桥主桥采用对称空间扭索独柱塔斜拉桥,跨径布置为(60+200+200+60)m,塔梁固结体系。桥塔采用钢-钢壳混凝土混合塔,高149.8 m,中、下塔柱采用钢壳混凝土组合结构,利用钢材的可塑性满足桥塔建筑造型及外观质量的需求,利用内、外壁钢壳与混凝土的相互约束作用提高钢结构稳定性并形成核心混凝土,充分发挥两种材料优势;上塔柱采用纯钢塔,局部构件传力清晰且有效减轻结构自重;钢塔柱与钢壳混凝土组合塔柱交界面通过承压隔板、塔壁板、竖向加劲肋等保证传力连续。主梁采用分离式钢箱梁,全宽60 m。塔梁固结处桥塔结构连续,主梁通过局部加厚的顶、底板及多道纵、横隔板与桥塔连接。斜拉索为锌铝合金镀层平行钢丝索,标准抗拉强度1770 MPa。结构分析表明,该桥静力、抗震、抗风性能均满足规范要求。该桥利用BIM平台融合建筑、设计、计算、钢结构智能化制造及装配化架设等应用场景,可为类似桥梁建设提供参考。 展开更多

关键词 斜拉桥 异形桥塔 钢-钢壳混凝土混合塔 分离式钢箱梁 空间扭索 BIM平台 桥梁设计

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绍兴则水牌大桥总体设计 被引量：2

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作者 吴巨军 戴显荣 +2 位作者 方睿 郭梦晗 林怡海 《世界桥梁》 北大核心 2023年第4期16-21,共6页

绍兴则水牌大桥主桥采用跨径布置为(65+120)m的独塔斜拉桥,塔墩梁固结。桥塔为由双肢塔柱、上塔头锚固区、后斜杆组成的三角形斜塔结构,其中塔柱采用“田”字形矩形多腔钢-混组合结构,钢箱内壁布置PBL加劲肋和焊钉混合型连接件,腔内灌... 绍兴则水牌大桥主桥采用跨径布置为(65+120)m的独塔斜拉桥,塔墩梁固结。桥塔为由双肢塔柱、上塔头锚固区、后斜杆组成的三角形斜塔结构,其中塔柱采用“田”字形矩形多腔钢-混组合结构,钢箱内壁布置PBL加劲肋和焊钉混合型连接件,腔内灌注高性能混凝土;上塔头锚固区连接左右塔柱联合受力,主要承受边跨斜拉索及后斜杆集中力局部作用;后斜杆承担轴向拉力。边跨主梁采用整体式混凝土箱梁,主跨主梁采用分离式钢箱梁,钢-混结合面位于主跨距理论分跨线4.5 m处。斜拉索采用标准抗拉强度1860 MPa高强度低松弛环氧喷涂钢绞线,扇形布置在桥梁中央区域,塔端采用耳板销轴式锚固,梁端采用钢锚箱锚固。该桥桥塔采用分节拼装矩形多腔钢箱、逐节泵送内部高性能混凝土的工业化智能建造方法,边跨混凝土主梁采用现浇施工,主跨钢箱梁采用节段拼装施工。有限元计算结果表明,该桥组合桥塔、主梁、斜拉索受力均满足规范要求。 展开更多

关键词 斜拉桥 矩形多腔钢-混组合桥塔 高性能混凝土 混合梁 塔墩梁固结体系 桥梁设计

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