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斜拉桥V塔与基座钢-混结合部施工极端工况下强化设计

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土木工程与管理学报 2023年第3期40卷 63-68页

作者：刘启明周朝阳肖逸鹏何畅长沙市公共工程建设中心湖南长沙410023 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

某跨河人行景观采用异形斜拉桥,主塔底部为非对称V形钢结构,下与混凝土基座相连,钢-混结合部构造形式、受力状况及传力机理均十分复杂,施工阶段V形平面内最大弯矩相比使用荷载下的峰值多出近2倍而且反号。为了验算施工极端荷载下钢-混... 详细信息

某跨河人行景观采用异形斜拉桥,主塔底部为非对称V形钢结构,下与混凝土基座相连,钢-混结合部构造形式、受力状况及传力机理均十分复杂,施工阶段V形平面内最大弯矩相比使用荷载下的峰值多出近2倍而且反号。为了验算施工极端荷载下钢-混结合部的安全性,采用ABAQUS软件对其建立了两种非线性有限元模型,其中对钢塔壁板分别采用壳单元和实体单元,发现后者对局部应力状态的模拟结果更为精细。鉴于多处应力计算结果严重超出相应规范限值,提出了增大壁板厚度及强度等两种局部加强措施,从中优选出在斜板外侧底部加焊系列三角形和矩形竖板的设计方案,极大缓解了锐角处的应力集中,既安全可靠,又经济适用,对类似工程具有参考价值。

关键词：钢塔斜拉桥钢-混结合部有限元模拟强化设计

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混合梁桥钢-混结合部的应用及关键技术

城市道桥与防洪 2012年第7期 126-128,13页

作者：邢昕冯克岩天津市市政工程设计研究院天津市300051

混合梁是钢-混凝土组合结构的一种。钢梁与混凝土梁在纵向通过连接件、承压板、预应力筋或锚杆等结合在一起。由于钢和混凝土刚度相差大,钢-混凝土结合部设计不当容易造成刚度过渡不平顺、局部应力集中等问题。收集整理国内外混合梁桥钢... 详细信息

混合梁是钢-混凝土组合结构的一种。钢梁与混凝土梁在纵向通过连接件、承压板、预应力筋或锚杆等结合在一起。由于钢和混凝土刚度相差大,钢-混凝土结合部设计不当容易造成刚度过渡不平顺、局部应力集中等问题。收集整理国内外混合梁桥钢-混凝土结合部设计成果,并较系统地介绍钢-混凝土结合部的构造形式及其在桥梁结构中应用的新进展,以及需要研究的关键技术问题。

关键词：组合结构混合梁钢-混结合部连接件

香溪长江公路大桥主拱钢-混结合部设计与计算

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现代交通技术 2017年第5期14卷 30-33页

作者：魏奇芬叶文海湖北省交通规划设计院股份有限公司湖北武汉430051 湖北省交通职业技术学院湖北武汉430079

基于香溪长江公路大桥混凝土拱座与钢箱拱结合部为受压构件的特点,采用改进的承压板方式进行连接设计,阐述了结合部的设计思路及局部设计细节,确保结构安全可行;通过钢-混结合部的有限元计算,对各个构件进行了分析,并根据计算结果,对结... 详细信息

基于香溪长江公路大桥混凝土拱座与钢箱拱结合部为受压构件的特点,采用改进的承压板方式进行连接设计,阐述了结合部的设计思路及局部设计细节,确保结构安全可行;通过钢-混结合部的有限元计算,对各个构件进行了分析,并根据计算结果,对结合部进行了优化设计。

关键词：桥梁工程钢-混结合部有限元分析承压板

横向贯通式中低速磁浮一体轨道梁钢-混结合部试验研究

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铁道学报 2024年第4期46卷 138-147页

作者：秦世强黄春雷龚俊虎毛羚王秋萍武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 中铁磁浮交通投资建设有限公司湖北武汉430060

为解决中低速磁浮分离式轨道梁存在的养护难、构件多,以及无法考虑F轨刚度贡献等问题,提出一种横向贯通式梁轨一体轨道梁结构,针对其钢-混结合部的静力性能开展有限元分析和足尺模型试验研究,并对关键设计参数进行参数分析。结果表明,在... 详细信息

为解决中低速磁浮分离式轨道梁存在的养护难、构件多,以及无法考虑F轨刚度贡献等问题,提出一种横向贯通式梁轨一体轨道梁结构,针对其钢-混结合部的静力性能开展有限元分析和足尺模型试验研究,并对关键设计参数进行参数分析。结果表明,在5倍设计荷载内,钢-混结合部基本处于弹性状态,承载力满足设计要求,且具备较高富裕量;竖向荷载主要通过钢板承压作用传递至混凝土梁体,焊钉对竖向荷载的传递作用较小;设计参数分析表明,适量提高钢连接件钢板厚度有利于竖向荷载的平顺传递。研究结果可以为梁轨一体轨道梁设计提供参考。

关键词：桥梁工程中低速磁浮模型试验分离式轨道梁梁轨一体轨道梁钢-混结合部

斜拉桥V形钢塔-混凝土基座结合构造方式比选

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1047-1057页

作者：肖逸鹏周朝阳何畅孙秀贵胡迎新王兴国中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南省交通规划勘察设计院有限公司湖南长沙410008 湖南中大设计院有限公司湖南长沙410075 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

某人行景观桥为空间异型钢塔斜拉桥,主塔中2根箱型钢柱在四棱台混凝土基座上方交汇呈非对称V形,钢柱轴线与其底端钢-混连接面不垂直,基座尺寸严格受制于河道防洪要求,使塔根-基座结合部构造方式设计具有挑战性。按照造价相当的标准初步... 详细信息

某人行景观桥为空间异型钢塔斜拉桥,主塔中2根箱型钢柱在四棱台混凝土基座上方交汇呈非对称V形,钢柱轴线与其底端钢-混连接面不垂直,基座尺寸严格受制于河道防洪要求,使塔根-基座结合部构造方式设计具有挑战性。按照造价相当的标准初步拟定3种结合方案,采用ABAQUS软件分别建立相应的有限元模型,选取塔底支座反力中平面内外弯矩绝对值相加最大的组合进行模拟计算及其结果比较和对标检验。研究结果表明:承压-传剪组合式结合部可以大幅度减小桥塔根部、基座及其中锚箱的应力,使其合理满足相关规范要求。就塔根最大位移和应力幅而言,均为传剪式最大、组合式最小。组合式方案中承压板厚度较承压式减小1/3,应力虽有上升却未超限,材料利用率提高。承压式、特别是传剪式构造方案中,混凝土基座最大主拉应力远超规范限值,无法满足抗裂要求。传剪式方案中锚箱钢板Mises应力也超限22%,且与其竖向压应力和混凝土主拉应力的最大值处于同一位置。传剪式方案不适用的原因是,锚箱中侧面竖板间距太小,矩形板与柱壁连接屈从于不利构造特点,形成大转折。无论应力大小还是变形控制,组合式方案都值得优先选择。研究成果直接服务于本工程,对类似工程也有一定的参考价值。

关键词：钢塔斜拉桥钢-混结合部结构连接构造方式有限元分析

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中低速磁浮梁轨一体轨道梁钢混接头试验研究

西南交通大学学报 2024年第4期59卷 867-876页

作者：秦世强黄春雷龚俊虎毛羚王秋萍武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 中铁磁浮交通投资建设有限公司湖北武汉430060

针对中低速磁浮分离式轨道梁建筑高度较大、无法考虑F轨刚度贡献等问题,提出了一种开孔钢板式梁轨一体轨道梁结构,并针对其钢-混结合部的静力性能开展足尺模型试验和有限元仿真计算分析.首先,介绍了梁轨一体轨道梁工程背景以及钢-混结... 详细信息

针对中低速磁浮分离式轨道梁建筑高度较大、无法考虑F轨刚度贡献等问题,提出了一种开孔钢板式梁轨一体轨道梁结构,并针对其钢-混结合部的静力性能开展足尺模型试验和有限元仿真计算分析.首先,介绍了梁轨一体轨道梁工程背景以及钢-混结合部的结构特征;其次,设计了钢-混结合部静载模型试验,测试F轨、钢连接件和混凝土等构件在各级荷载下的应力和位移;最后,建立了钢-混结合部实体有限元模型,并结合试验数据分析了钢-混结合部的受力性能、传力机理以及设计参数影响.研究结果表明:1)在1.50倍设计荷载内,钢-混结合部基本处于弹性状态,连接件承载力满足设计要求;荷载继续增大时,F轨的荷载-应力曲线表现出一定的非线性;5.47倍设计荷载下,混凝土梁体发生开裂破坏.2)F轨内外磁极位移均较小,钢-混结合部刚度较大;F轨内外磁极位移差在设计荷载下满足设计限值;1.58倍设计荷载下内外磁极位移差达到0.54 mm,开始超过位移差限值;表明钢混结合部刚度的富裕量小于强度,钢连接件应以刚度控制设计.3)在正常运营状态,磁浮列车荷载主要由钢连件的钢板承压传递,焊钉与开孔钢板传力比例较小;钢连接件中开孔直径、贯穿钢筋直径对传力影响较小,钢连接件腹板厚度增加使得钢混结合部处传力更加平顺.

关键词：中低速磁浮模型试验分离式轨道梁梁轨一体轨道梁钢-混结合部

沙埕湾跨海大桥主梁钢-混结合部传力机理研究

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公路 2020年第10期65卷 200-205页

作者：陈航福建省交通科研院有限公司福州市350004

沙埕湾跨海大桥主梁核心传力部件的结合段由异种材料结合,结合段受力大并且构造复杂。采用大型通用有限元软件ANSYS建立了该桥钢-混结合部三维有限元模型,分析了沙埕湾跨海大桥钢-混结合部分别在最不利荷载工况、收缩和徐变工况下,钢-... 详细信息

沙埕湾跨海大桥主梁核心传力部件的结合段由异种材料结合,结合段受力大并且构造复杂。采用大型通用有限元软件ANSYS建立了该桥钢-混结合部三维有限元模型,分析了沙埕湾跨海大桥钢-混结合部分别在最不利荷载工况、收缩和徐变工况下,钢-混结合部的传力机理。研究结果表明:箱梁钢-混结合部承压板承受结合部大部分荷载,随着时间的增长,承压板承受的作用力比例逐渐由承压板向焊钉和开孔钢板分担,设计中宜加强承压板的构造措施。通过混合梁结合段的有限元分析研究,掌握结合段的传力机理,为实桥钢-混凝土结合段的设计与施工提供参考,确保结构的安全、可靠,分析数据可为类似工程设计提供借鉴。

关键词：斜拉桥钢-混结合部有限元分析传力机理时变特性承压板

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鱼山大桥通航孔桥钢箱梁设计关键技术

桥梁建设 2019年第5期49卷 79-84页

作者：李磊王昌将陈向阳白雨东浙江省交通规划设计研究院有限公司

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... 详细信息

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。

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