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  • 简介:为研究独塔弯曲斜拉桥钢箱梁在4线铁路重载下的疲劳特性,以主跨2×175m,平曲线半径为1147.8m的贵广铁路东平水道桥为背景,对主跨正交异性桥面板钢箱主梁在轴力、竖向弯矩、横向弯矩和扭矩耦合作用及剪力滞效应下的受力性能及抗疲劳性能进行分析。分析结果表明:在多线铁路活载和附加力等最不利荷载组合下,钢箱梁结构总体受力良好;钢箱梁在1.6线的ZK荷载作用下,叠加应力能满足规范中的疲劳强度要求;扁平钢箱梁截面在多线铁路弯斜拉桥设计中具有较好的适用性。

  • 标签: 铁路桥 独塔斜拉桥 曲线桥 钢箱梁 正交异性桥面板 重载
  • 简介:吊杆的运营安全直接影响到拱桥的结构安全,以1990年建成的某中承式拱桥为研究对象,结合该桥吊杆专项检测及理论分析结果,对吊杆的疲劳寿命进行评估。专项检测结果表明,大部分吊杆存在锚头密封不严、锚杯积水及PE护套破损开裂等现象,吊杆外观情况较差,短吊杆钢丝锈蚀状况为标度4,处于较差的状态。吊杆疲劳寿命根据桥梁实际车流量和疲劳应力幅值进行预测,计算得出吊杆在无腐蚀状态下的寿命约为44年,且在吊杆发生腐蚀后,其服役年限也不到无腐蚀吊杆的1/5,即吊杆出现腐蚀后服役年限不足10年。确认吊杆存在较大的安全隐患,建议对大桥的吊杆进行更换。

  • 标签: 中承式拱桥 吊杆 专项检测 腐蚀等级 疲劳寿命 剩余寿命
  • 简介:为准确评估钢桥结构的疲劳损伤状态和剩余疲劳寿命,以江阴长江大桥为背景,对该桥钢箱梁疲劳裂纹产生位置进行连续疲劳应变监测,获取应变时程数据,结合雨流计数法技术建立日疲劳应力谱;分析应力幅~循环次数分布规律;研究累积损伤度分布特征,建立损伤度分布模型,计算不同车道构造细节疲劳损伤度和剩余寿命。研究结果表明:钢箱梁顶板测点、U肋与横隔板焊接末端处、弧形缺口有效截面最小处均以压应力为主,U肋以拉应力为主;应力幅累积循环次数分布服从Weibull函数分布;疲劳累积损伤度分布服从Boltzman函数分布,顶板与U肋连接处U肋腹板沿横桥向慢车道疲劳损伤较快车道损伤大,下游车道较上游车道损伤大,其中下游慢车道U肋腹板细节疲劳损伤最大。

  • 标签: 悬索桥 钢箱梁 裂缝 应变 监测 应变时程
  • 简介:为研究桥梁缆索镀锌钢丝的腐蚀程度、缺口形状对钢丝疲劳性能的影响规律,对3种腐蚀程度的镀锌钢丝进行疲劳试验,并根据腐蚀试件设计人造圆形、三角形和含切口的三角形缺口试件,采用试验和有限元法研究缺口试件的疲劳强度。结果表明:钢丝腐蚀越严重,腐蚀坑区域越集中,腐蚀坑越深,且疲劳强度随腐蚀程度加深而降低;在400MPa应力幅的循环作用下,圆形缺口试件到100万次仍没破坏;三角形缺口试件的疲劳强度低于圆形的,寿命很短;带切口的三角形缺口试件寿命更短,且与切口长度无关;三角形缺口试件的S~N曲线与实际腐蚀钢丝的S~N曲线有相似的趋势;缺口应力集中系数实测和有限元计算值表明缺口形状是疲劳强度降低的主要因素。

  • 标签: 桥梁缆索 镀锌钢丝 疲劳强度 腐蚀程度 缺口形状 应力集中
  • 简介:对于承受活荷载作用的桥梁,在一定反复荷载作用下结构会发生疲劳破坏。为研究预应力混凝土结构的疲劳可靠性,以一座5跨先简支后连续部分预应力混凝土箱梁桥为例,从概率分析的角度,将荷载横向分布系数和荷载增长系数视为随机变量,改变其标准差,研究其对结构抗弯、抗剪2种失效模式疲劳可靠性的影响。结果表明:荷载横向分布系数和荷载增长系数的变异性对结构可靠性的影响非常明显,前者影响更大;在相同情况下,抗弯失效模式的失效概率大于抗剪失效模式的失效概率;在载重较大的荷载反复作用下,预应力混凝土结构的疲劳可靠性较小。

  • 标签: 箱梁桥 预应力混凝土结构 疲劳 可靠性 荷载参数 分析
  • 简介:美国新泽西州72号公路马纳霍金海湾大桥的上部结构由17跨连续及悬臂铆接钢板梁和横梁系统组成,其中包括5跨销钉一吊杆悬挂梁。由于桥梁的“结构性能不足”,20世纪90年代初对大桥进行了系统的修复工作。修复实施过程中,在很多部位发现了疲劳裂纹和桥面板混凝土剥落,疲劳裂纹主要为出现在横梁腹板的水平裂纹、横梁与主梁间托板连接角钢处的竖向裂纹。采用钻孔止裂并在随后的定期检查中采用电化学疲劳传感器(EFS)进行疲劳裂纹生长监测,监测发现疲劳裂纹的数量及规模都在持续增长,且有些裂纹又在既有的钻孔上继续生长。推断疲劳损伤是由于活载以及温度变化时在混凝土桥面板与主梁上翼缘之间产生的相对位移引起的反复面外弯曲造成的。

  • 标签: 马纳霍金海湾大桥 疲劳 损伤 面外弯曲 相对位移 钻孔法
  • 简介:针对我国公路桥梁设计规范暂无疲劳荷载规定的情况,参考英国桥梁规范BS5400和疲劳研究成果,根据疲劳积累损伤理论,以重庆石板坡长江大桥钢-混凝土结合段疲劳试验荷载的确定为例,对公路桥梁疲劳荷载的确定方法和原则进行了研究,并给出了具体的推算方法。

  • 标签: 公路桥 混合梁 钢-混凝土接头 疲劳荷载 试验研究
  • 简介:结合潼关至宝鸡高速公路上的某改扩建简支T梁桥,分别采用平面杆系和空间梁格法对其进行分析,结果表明对于该类特殊行车路线桥梁,常规的平面杆系分析方法误差较大,空间梁格法的计算结果更能反映结构的实际受力状况。

  • 标签: 简支梁 T形梁 特殊行车路线 梁格法 力学分析
  • 简介:钢-混凝土组合梁桥的受力性能受到混凝土桥面板时间效应的影响,该影响会改变此类结构的耐久性。目前,就组合桥中混凝土板横向开裂问题进行了详细的研究,有助于更好地理解混凝土板产生拉应力的原因。现场测试与实验室试验均可以从混凝土板浇注之时开始观测混凝土板的受力行为。其结果表明:混凝土水化作用以及浇注顺序对混凝土板中拉应力有很大的影响,这表明对大多数典型桥梁,混凝土板是在施工阶段达到最危险拉应力。对限制水化作用的方法进行试验,并将结果与数值模拟进行了比较,根据这些模拟建立了评估早期混凝土开裂模式的概率准则。

  • 标签: 施工 力学性能 钢梁 混凝土板 拉应力 水化作用
  • 简介:为探讨200m跨径范围内波形钢腹板部分斜拉桥的适用性,采用有限元分析,对比研究了跨径布置相同、承受荷载能力相当的波形钢腹板部分斜拉桥、混凝土部分斜拉桥、波形钢腹板斜拉桥和波形钢腹板连续刚构桥4种结构形式桥梁各主要构件的受力性能。结果表明:波形钢腹板部分斜拉桥主梁的结构形式及受力特性介于波形钢腹板连续刚构桥和波形钢腹板斜拉桥之间,更接近于连续刚构桥;与同跨径混凝土部分斜拉桥相比,波形钢腹板部分斜拉桥自重减轻,主梁结构更轻型化;混凝土部分斜拉桥与斜拉桥的界定方法和斜拉索容许应力的取值方法同样适用于波形钢腹板部分斜拉桥。

  • 标签: 部分斜拉桥 波形钢腹板 受力性能 主梁 桥塔 斜拉索
  • 简介:为研究不同钢腹板类型与不同连接件的组合梁力学性能,设计制作了2片波形钢腹板组合梁试件、3片钢桁腹组合梁试件,对试件进行3点弯曲静载试验,并结合有限元模型计算结果进行分析。结果表明,2种类型组合梁的抗剪承载力安全度均满足要求。组合梁抗弯承载力安全度取决于连接件形式及腹板结构:波形钢腹板组合梁中剪力键的数量和排布对组合梁抗弯能力影响较大;钢桁腹组合梁中的翼缘板或铰接连接可使结构有足够的抗弯承载力与结构安全度。波形钢腹板组合梁的刚度、抗剪性能高于钢桁腹组合梁。钢桁腹组合梁的纵向翼缘板可提高抗弯承载力,但会降低底板的开裂荷载。

  • 标签: 组合梁 波形钢腹板 钢桁腹 弯曲承载力 结构安全性 抗剪承载力
  • 简介:为推动组合梁斜拉桥向更大跨径发展,以常规两塔斜拉桥为例,开展大跨径组合梁斜拉桥经济性能研究。将斜拉桥分为斜拉索、桥塔、主梁、基础等部分,利用"平均索法"计算各部件轴力,根据轴力大小分别推导得到其材料用量的计算公式,引入材料单价系数,得到单位桥面面积造价,进而计算组合梁斜拉桥各部件的造价与跨径的关系,并与同等跨径的钢箱梁斜拉桥的经济性能进行对比分析。结果表明:与钢箱梁相比,组合梁斜拉桥充分利用混凝土材料抗压性能性价比高的特点,减小了斜拉桥体系中造价占比较大的主梁费用;组合梁斜拉桥主梁自重较大,斜拉索、桥塔、基础等造价相对较高;在一般地质(桩长约50m)、较小场地风速条件下,组合梁斜拉桥的经济跨径界限可达900m。

  • 标签: 斜拉桥 组合梁 钢箱梁 斜拉索 桥塔 基础
  • 简介:随着对桥梁结构在荷载等级、跨度等方面提出了更高的要求,设计对材料的要求也越来越高,高性能钢的研发可以满足这一工程需求,系统介绍了日本、欧洲在这一领域的最新研究进展。

  • 标签: 钢桥 高性能钢 疲劳 断裂
  • 简介:某桥已运营27年,边跨主梁为钢一混结合梁,中跨主梁为钢筋混凝土梁,严重超载导致钢筋混凝土桥跨出现了弯曲裂缝,采用碳纤维增强聚合物(CFRP)布对桥梁进行了加固。为确定由极限荷载引起的作用力,建立了桥梁上部结构的有限元模型并进行计算,计算结果表明,由超载货车所产生的弯矩比由AASHTO标准货车所产生的弯矩大34%~57%。为研究钢筋混凝土梁在用CFRP布加固前、后的弯曲性能,提出一种方法分析了弯矩与曲率的关系,分析结果表明,梁在加固后的极限承载能力明显增加,承受运营荷载的能力也有所增加。

  • 标签: 桥梁工程 钢筋混凝土梁 超载 CFRP 抗弯性能 有限元法
  • 简介:为了解钢箱梁加劲板局部振动的特性以及结构与材料参数对其动力性能的影响规律,指导结构设计,以常见的钢箱梁梯形肋加劲板为例,基于有限元软件ANSYS二次开发,建立有限元模型(母板、横隔板与梯形肋的各个板件均用Shell63单元模拟,铺装层采用8节点实体板单元模拟),计算其基本动力特性,分析梯形肋的数量及厚度、横隔板数量、母板厚度、铺装层厚度等设计参数对加劲板自振频率的影响。结果表明:加劲板的2阶自振频率相比于1阶显著提高,之后阶次的增幅相对平缓,且四边固支的自振频率大于四边简支的自振频率,设计时加劲板的基频与高阶频率应分开考虑,且无需详细考虑每一阶高阶振动;合理确定梯形肋与横隔板的位置比增加数量更能有效提高相应的自振频率;母板、梯形肋与铺装层厚度的变化对自振频率的影响不明显,建议在设计规范的范围内取较低值。

  • 标签: 钢箱梁 梯形肋加劲板 动力性能 自振频率 设计参数 有限元法
  • 简介:制备不同腐蚀程度的镀锌钢丝,研究它们的力学性能和剩余强度,发现受腐蚀钢丝的实际抗拉强度并未降低。然而,钢丝的延伸率、扭转强度、疲劳强度大幅度下降;经测量腐蚀钢丝吸收的氢元素含量,表明并未达到发生氢脆的浓度。受腐蚀钢丝表面凹凸不平造成了钢丝延性的降低。从旧悬索桥主缆截取主缆钢丝进行研究,断裂面形态表明断裂源自腐蚀引起的疲劳而非氢脆。可以认为该钢丝开裂由腐蚀、循环应力、残余应力、氢和磨损等因素综合造成。

  • 标签: 钢丝 腐蚀 力学性能 剩余强度 桥梁试验
  • 简介:超弹性形状记忆合金(SESMA)是一种特殊的金属材料,能够承受大变形,当外力撤去后能够恢复到施加外力前的形状。为预测其作为钢筋在梁、柱塑性铰区使用时结构的抗震性能,通过试验研究分析SESMA钢筋混凝土构件的塑性铰长度、裂缝宽度、裂缝间距、粘结~滑移关系及节点剪应力,并检验现有钢筋混凝土构件计算方法的适用性;同时采用有限元法进一步分析结构的性能。结果表明:采用Paulay公式预测塑性铰长度较合适;欧洲规范-2预测的平均裂缝间距和最大裂缝宽度较准确;有限元预测的荷载~位移、弯矩~转角关系和能量耗散能力与试验结果吻合良好。为促进SMA作为混凝土配筋的广泛应用,还需继续开展相关研究工作。

  • 标签: 钢筋混凝土结构 形状记忆合金 超弹性 梁-柱节点 塑性铰长度 裂缝
  • 简介:为保证桥梁的安全性与适用性,同时合理控制全寿命期总成本,在桥梁性能劣化分析的基础上,对钢桥维护策略优化的多目标动态优化方法进行研究.用可靠度指标与状态指标表征桥梁性能状态,考虑环境、荷载及材料特性的影响,提出基于损伤累积的桥梁可靠度指标与状态指标劣化模型;以全寿命成本最小为目标、以可靠度指标和状态指标为约束条件,分别建立加固策略及维修策略的优化模型.通过引入改进的Logistic动态粒子群优化算法结合Monte-carlo模拟与"乘大数"的惩罚策略实现多目标优化求解.通过对钢拱梁组合体系的天津海河国泰桥主桥运营期维修加固策略进行优化,证明了该方法的有效性和适用性.

  • 标签: 基于性能 劣化分析 钢桥 维护策略 优化研究 Analysis
  • 简介:进行了某大桥用高性能混凝土的徐变试验,分析了徐变、徐变度及徐变系数随龄期的变化关系,并采用指数衰减统计模型、非等间距GM(1,1)模型和DGM(2,1)模型对后期徐变变形进行了预测,预测结果可作为徐变控制的参考依据。

  • 标签: 高性能混凝土 徐变试验 预测
  • 简介:为提高江海交汇环境下大型桥梁承台混凝土的耐久性,试验测试崇启大桥承台混凝土的基本力学性能、变形性能、氯离子扩散系数和相应胶凝材料的水化热等。研究表明,优化后的配合比混凝土基本力学性能满足设计要求;掺40%~60%矿物掺合料的混凝土28d干燥收缩率为(1.4~2.5)×10^-4,到120d趋于稳定;氯离子扩散系数随龄期的增长和掺合料的增加而降低,双掺组为单掺组的20%~30%;大掺量矿物掺合料胶凝材料的7d水化热相对未掺组降低了30%。通过优选,确定粉煤灰掺量40%、矿粉掺量20%配合比为该桥承台混凝土配合比。

  • 标签: 桥梁 承台 混凝土 力学性能 变形性能 氯离子扩散系数