杭瑞高速公路洞庭湖大桥主桥设计及关键技术研究 被引量：7

1

作者 曾满良 王甜 +1 位作者 孙秀贵 张晋瑞 《铁道建筑》 北大核心 2020年第2期40-44,共5页

杭瑞(杭州—瑞丽)高速公路洞庭湖大桥主桥为(1480.0+453.6)m的双塔公路悬索桥,加劲梁采用钢桁梁结构,2片主桁横向间距35.4 m;主桁采用带竖杆的华伦式桁架,桁高9.0 m,节间长度8.4 m。钢桁梁上层桥面与主桁上弦杆结合(板桁结合),桥面采用... 杭瑞(杭州—瑞丽)高速公路洞庭湖大桥主桥为(1480.0+453.6)m的双塔公路悬索桥,加劲梁采用钢桁梁结构,2片主桁横向间距35.4 m;主桁采用带竖杆的华伦式桁架,桁高9.0 m,节间长度8.4 m。钢桁梁上层桥面与主桁上弦杆结合(板桁结合),桥面采用超高韧性混凝土(Super Toughness Concrete,STC)轻型组合桥面结构。对主桥采用的关键技术进行了研究,分析中央扣对悬索桥结构体系的影响以及桁高对悬索桥加劲梁刚度的影响,并在设计中提出了轻型组合桥面板桁结合型加劲梁结构体系,在施工中提出了悬索桥钢桁加劲梁多节段窗口刚接法架设技术。 展开更多

关键词 公路桥梁 悬索桥 钢桁梁 板桁结合 超高韧性混凝土 轻型组合桥面

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钢-RPC轻型组合桥面结构湿接头弯曲试验 被引量：21

2

作者 邵旭东 陈斌 周绪红 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期210-217,共8页

为了提升正交异性钢板-RPC(Reactive Powder Concrete,活性粉末混凝土)轻型组合桥面结构湿接头的力学性能和抗裂性能,针对分次浇筑的RPC层接缝处钢纤维不连续,接缝处RPC的抗拉强度远低于连续浇筑部位等问题,进行了RPC湿接头弯曲试验研... 为了提升正交异性钢板-RPC(Reactive Powder Concrete,活性粉末混凝土)轻型组合桥面结构湿接头的力学性能和抗裂性能,针对分次浇筑的RPC层接缝处钢纤维不连续,接缝处RPC的抗拉强度远低于连续浇筑部位等问题,进行了RPC湿接头弯曲试验研究。设计制作了2片试验梁,其中包括5种加密钢筋湿接头和3种异形钢板湿接头以及1种焊接钢筋网湿接头形式。比较了每片试验梁的荷载-变形曲线和RPC名义拉应力-最大裂缝宽度曲线,分析了加密钢筋配筋率、异形钢板企口角度、钢筋焊接形式等因素影响下不同湿接头形式的抗裂性能。研究结果表明:加密钢筋配筋率越高,湿接头抗裂性能相应越好;异形钢板企口角度为66°时,RPC开裂应力最高;与加密钢筋湿接头和常规湿接头相比,异形钢板湿接头和焊接钢筋网湿接头具有更好的力学性能和抗裂性能;加密钢筋焊接在钢板上的湿接头抗裂性能显著优于不焊接在钢板上的湿接头抗裂性能;异形钢板湿接头和焊接钢筋网湿接头考虑耐久性的RPC允许开裂应力根据测试结果分别为26.5,25.1MPa,能够满足RPC桥面板在车辆荷载作用下的抗裂强度要求。 展开更多

关键词 桥梁工程 轻型组合桥面结构 弯曲试验 湿接头 活性粉末混凝土 裂缝宽度

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斜拉桥钢-UHPC组合桥面分次浇筑接缝抗裂性能 被引量：2

3

作者 贺耀北 樊健生 +2 位作者 高泽亮 崔剑峰 李瑜 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期73-82,共10页

因较好解决了钢桥面疲劳开裂和沥青铺装层易破损问题,钢-UHPC(Ultra-high Performance Concrete,超高性能混凝土)轻型组合桥面在新建斜拉桥中逐步推广;然而,宽幅钢-UHPC轻型组合桥面不可避免地涉及分次浇筑,接缝处钢纤维拉接作用失效,... 因较好解决了钢桥面疲劳开裂和沥青铺装层易破损问题,钢-UHPC(Ultra-high Performance Concrete,超高性能混凝土)轻型组合桥面在新建斜拉桥中逐步推广;然而,宽幅钢-UHPC轻型组合桥面不可避免地涉及分次浇筑,接缝处钢纤维拉接作用失效,导致接缝抗裂强度显著下降。为了有效降低分次浇筑接缝处UHPC桥面与铺装层的病害风险,开展了多型UHPC接缝的抗裂性能试验与对比分析。采用多尺度有限元仿真分析斜拉桥的全过程受力状态,计算识别出宽幅钢-UHPC桥面在施工和运营阶段的高拉应力区域,据此制定了斜拉桥UHPC分次浇筑接缝的设置原则。设计了五型UHPC分次浇筑接缝供工程比选,包括加粗钢筋接缝、斜向接缝、锯齿接缝、矩形接缝和异形钢板接缝;含对照组,共制作了7组UHPC接缝试件开展直拉试验,根据测试得到的最大裂缝宽度-应力曲线进行了UHPC分次浇筑接缝的抗裂性能对比分析。分析表明:斜拉桥施工阶段的UHPC层高开裂风险区明显不同于运营阶段,施工体系转换将使得最大拉应力峰值达7.543 MPa,超过了传统凿毛接缝的初裂名义应力。试验表明:与整体浇筑试件相比,传统凿毛接缝抗裂性能最差,初裂名义应力降低幅值高达78%;加粗钢筋接缝与斜向接缝的抗裂性能相当,初裂名义应力降低幅值分别为34%与35%;锯齿接缝、矩形接缝与异形板接缝抗裂性能优越,初裂名义应力降低幅值最大仅为16%左右。综合考虑异形钢板接缝的抗裂性能与施工便利性,推荐为应用工程实施方案。 展开更多

关键词 桥梁工程 轻型组合桥面 静力加载试验 湿接缝 抗裂性能

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轻型组合桥面板的疲劳性能研究 被引量：94

4

作者 丁楠 邵旭东 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期74-81,共8页

疲劳性能是钢桥面板设计的主要关注点,为研究轻型组合桥面板的疲劳性能,以广东虎门大桥为背景,建立局部有限元模型,利用热点应力法,对不同厚度超高性能混凝土(UHPC)层情形下,钢桥面典型易疲劳开裂细节,进行应力幅计算。然后,对采用45mm... 疲劳性能是钢桥面板设计的主要关注点,为研究轻型组合桥面板的疲劳性能,以广东虎门大桥为背景,建立局部有限元模型,利用热点应力法,对不同厚度超高性能混凝土(UHPC)层情形下,钢桥面典型易疲劳开裂细节,进行应力幅计算。然后,对采用45mm厚UHPC层的轻型组合桥面板进行UHPC层及栓钉应力(剪力)分析,并依据前人和二次疲劳足尺模型试验对UHPC层的抗弯拉疲劳性能进行评价。研究结果表明:轻型组合桥面板中UHPC层对于钢面板与纵肋连接细节,应力幅改善作用很大,而对其余细节,其改善程度相对较小;采用45mm厚UHPC层时,前者应力降幅高达51%~82%,后者降幅为21%~28%;面板与纵肋连接细节、纵肋对接细节及横隔板弧形切口细节的疲劳开裂风险可完全消除;UHPC层峰值拉应力为11.91MPa,两次疲劳试验表明其抗弯拉疲劳性能远超虎门大桥的要求。 展开更多

关键词 轻型组合桥面板 疲劳性能 应力幅 超高性能混凝土 疲劳试验

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轻型钢-UHPC组合桥面板的疲劳可靠性评估 被引量：10

5

作者 邓露 鲜亚兰 邵旭东 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期711-717,共7页

为了研究轻型钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板的疲劳可靠性,以广东虎门大桥为实例,建立局部梁段有限元模型,基于可靠度理论和疲劳累积损伤模型,计算并对比钢-UHPC组合桥面板和沥青混凝土铺装桥面板易疲劳开裂细节的疲劳可靠度,并研究... 为了研究轻型钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板的疲劳可靠性,以广东虎门大桥为实例,建立局部梁段有限元模型,基于可靠度理论和疲劳累积损伤模型,计算并对比钢-UHPC组合桥面板和沥青混凝土铺装桥面板易疲劳开裂细节的疲劳可靠度,并研究UHPC层厚度等参数对轻型组合桥面板疲劳使用寿命的影响。研究结果表明:与沥青混凝土铺装桥面板相比,轻型组合桥面板可有效提高桥面板各疲劳细节的疲劳可靠度,延长其疲劳使用寿命;UHPC层厚度、交通量增长率以及车辆超载对轻型组合桥面板疲劳细节的疲劳使用寿命均有显著影响:当UHPC层厚度在一定范围(35~55 mm)时,厚度每增加10 mm,疲劳使用寿命至少延长37%;当年交通量增长率为5%时,疲劳使用寿命缩短超过45%;当车辆超载率为50%时,疲劳使用寿命缩短约70%。 展开更多

关键词 疲劳可靠度 疲劳累积损伤模型 轻型组合桥面板 疲劳使用寿命

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富龙西江特大桥钢箱梁方案疲劳分析研究 被引量：1

6

作者 刘安兴 孙颖 +1 位作者 刘杰 傅海堂 《广东公路交通》 2018年第6期23-29,49,共8页

为了研究钢箱梁的疲劳性能,以某斜拉桥为背景,建立局部有限元模型,利用热点应力法,针对其钢箱梁三种方案的弧形切口及纵肋与横隔板焊缝处的疲劳细节进行计算分析。结果表明:对于纵肋与横隔板焊缝处的疲劳细节,采用6cm厚STC层应力幅改善... 为了研究钢箱梁的疲劳性能,以某斜拉桥为背景,建立局部有限元模型,利用热点应力法,针对其钢箱梁三种方案的弧形切口及纵肋与横隔板焊缝处的疲劳细节进行计算分析。结果表明:对于纵肋与横隔板焊缝处的疲劳细节,采用6cm厚STC层应力幅改善作用最大,降幅为39%～69%,增加顶板和横隔板板厚最大降幅为19%;对于弧形切口疲劳细节,采用STC层应力幅降幅为14%～33%,增加顶板和横隔板板厚降幅为16%～45%。研究结果可为正交异性板的设计和疲劳分析提供参考。 展开更多

关键词 斜拉桥 正交异性板 轻型组合桥面板 疲劳 热点应力

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钢-UHPC轻型组合桥面板横向受力性能 被引量：18

7

作者 邵旭东 郑晗 +1 位作者 黄细军 彭勃 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期70-77,85,共9页

为研究一种正交异性钢-超高性能混凝土(UHPC)轻型组合桥面结构,在局部车轮荷载作用下的横向受力性能与横向受力组成,进行了足尺模型静载试验和有限元数值模拟。静载试验对同一足尺模型分别进行了横向简支工况和横向悬臂工况的加载试验,... 为研究一种正交异性钢-超高性能混凝土(UHPC)轻型组合桥面结构,在局部车轮荷载作用下的横向受力性能与横向受力组成,进行了足尺模型静载试验和有限元数值模拟。静载试验对同一足尺模型分别进行了横向简支工况和横向悬臂工况的加载试验,通过边界条件的变化来模拟组合桥面板不同的受力状态,并将试验结果与有限元分析结果进行对比,验证有限元模型的正确性,而后利用有限元模型的分析结果,得到组合桥面板在局部车轮荷载下的横向受力组成。研究结果表明:组合桥面板在车轮荷载作用下,其横向受力局部效应明显,横向应力主要局限于荷载作用区域附近的两道U肋范围内;在车轮荷载影响区域内,由横肋弯曲产生的桥面板整体附加弯矩的影响很小,组合桥面受力以第3体系为主,相应截面弯矩达到了总弯矩的75%,而在其他区域,第3体系受力所占比重迅速衰减,组合桥面受力以第2体系为主;加载至300kN时,组合桥面板受力仍处于弹性阶段,UHPC层顶面最大横向应力达到11.9 MPa仍未开裂,满足设计要求。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢-UHPC轻型组合桥面板 试验研究 横向受力

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UHPC-钢轻型组合桥面弧形切口受力分析 被引量：14

8

作者 张龙威 赵华 +2 位作者 谭承君 邵旭东 曹君辉 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期75-81,共7页

为解决正交异性钢桥面结构中的疲劳开裂问题,提出了一种新的结构体系——超高性能混凝土(UHPC)-钢轻型组合桥面结构,并应用于佛陈新桥。重点研究钢桥面受力最复杂的横隔板弧形切口位置的受力状态,基于传统沥青铺装和UHPC铺装两幅桥(佛... 为解决正交异性钢桥面结构中的疲劳开裂问题,提出了一种新的结构体系——超高性能混凝土(UHPC)-钢轻型组合桥面结构,并应用于佛陈新桥。重点研究钢桥面受力最复杂的横隔板弧形切口位置的受力状态,基于传统沥青铺装和UHPC铺装两幅桥(佛陈新桥)的对比试验,选用35t和45t三轴车分别作为标准车和超重车分3个工况加载(正U肋、骑U肋、U肋间),得到弧形切口位置最不利的受力状态。通过试验数据校订有限元模型,采用《公路桥涵设计通用规范》中的550kN标准车进行加载,计算出不同工况下弧形切口位置2个主要疲劳细节的热点应力,并对其进行疲劳评估。研究结果表明:在同一工况下,2种结构(沥青铺装的钢桥面和UHPC-钢轻型组合桥面结构)中横隔板弧形切口各疲劳测点的应变分布规律相同;与沥青铺装层不同,UHPC层能与钢桥面协同受力,轻型组合桥面结构各疲劳测点的应变值明显低于传统沥青铺装钢桥面结构,实测的平均降幅为20%左右,最大降幅达到46.4%;疲劳评估中,UHPC幅各疲劳测点的热点应力幅(最大值为62.92 MPa)都低于疲劳极限值(69 MPa),确保佛陈新桥UHPC幅横隔板弧形切口在设计基准期内不开裂。 展开更多

关键词 桥梁工程 轻型组合桥面 实桥试验 弧形切口 热点应力 疲劳评估

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基于超短栓钉的钢-超薄UHPC组合桥面性能 被引量：12

9

作者 王立国 邵旭东 +3 位作者 曹君辉 陈玉宝 何广 王洋 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2027-2037,共11页

为了满足对自重敏感的大跨桥梁钢桥面的翻修与加固需求,提出采用超短栓钉作为连接件的钢-超薄UHPC轻型组合桥面结构(简称"新超薄体系").通过钢-超薄UHPC组合板负弯矩试验,研究关键设计参数对超薄UHPC层抗裂性能的影响.试验结... 为了满足对自重敏感的大跨桥梁钢桥面的翻修与加固需求,提出采用超短栓钉作为连接件的钢-超薄UHPC轻型组合桥面结构(简称"新超薄体系").通过钢-超薄UHPC组合板负弯矩试验,研究关键设计参数对超薄UHPC层抗裂性能的影响.试验结果表明:当UHPC最大裂缝宽度小于0.15 mm时,裂缝宽度的增长近似呈线性,在钢筋屈服以后,裂缝宽度迅速增大;配筋率和钢筋直径对名义开裂应力的影响较大.基于试验结果,分析已有的裂缝宽度计算公式,确定钢-超薄UHPC组合板裂缝宽度的建议计算公式.以某特大跨径悬索桥为工程背景,进行整体和局部有限元分析,论证了方案应用于实际工程的可行性.计算结果表明:钢-超薄UHPC组合桥面的自重与常规60 mm厚的钢桥面铺装基本持平,主缆和吊索内力变化小于3.0%;钢桥面(OSD)各典型疲劳细节的应力幅值降低了10.1%~52.0%,且均小于200万次疲劳强度;UHPC层中最大拉应力为8.4 MPa,远小于试验得到的名义开裂应力. 展开更多

关键词 桥梁工程 超薄体系 有限元分析 轻型组合桥面 疲劳

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UHPC加固在役大跨径悬索桥钢桥面:实桥试验与理论分析 被引量：4

10

作者 曹君辉 杨碧川 +2 位作者 邵旭东 王洋 李知强 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期32-45,共14页

为解决大跨径钢桥正交异性钢桥面板普遍存在的疲劳开裂且维修困难等问题,提出了一种疲劳裂缝可免修复的UHPC加固新结构.以一座在役大跨径悬索桥为研究对象,介绍了新结构的应用背景,并对大桥原沥青铺装、裸钢桥面、钢-UHPC轻型组合结构... 为解决大跨径钢桥正交异性钢桥面板普遍存在的疲劳开裂且维修困难等问题,提出了一种疲劳裂缝可免修复的UHPC加固新结构.以一座在役大跨径悬索桥为研究对象,介绍了新结构的应用背景,并对大桥原沥青铺装、裸钢桥面、钢-UHPC轻型组合结构三种桥面状态分别开展了现场试验.基于试验结果,系统揭示了钢桥面4类典型疲劳细节的受力特性,包括应力分布规律和加固后的应力降幅,同时,对实桥建立了局部梁段有限元模型,模拟试验中的所有加载工况并进行了对比分析,发现计算得到的应力响应面与试验结果基本一致,最大误差约为10%.研究结果表明:对于每类疲劳细节,其在纯钢桥面和原沥青铺装两种状态下的应力基本无差异,表明原沥青铺装劣化严重,无法改善钢桥面的疲劳受力状态;而对比铺设UHPC前、后,钢面板上的疲劳细节应力降幅达41%~85%,其中,钢面板-U肋焊缝细节应力降幅为85%,顶部过焊孔处细节应力降幅为44%,而横隔板与U肋交叉部位细节应力降幅为41%,表明UHPC加固薄层有效提高了钢桥面的局部抗弯刚度,从而降低了车辆荷载作用下钢桥面的应力水平.此外,得到了钢桥面上不同疲劳细节的应力响应线,结果表明,各疲劳细节的应力响应因测点位置不同而存在一定差异.顶部过焊孔处细节横桥向压应力响应范围较小,而拉应力响应范围较大;面板及顶部过焊孔处细节的纵向应力响应线较短,而U肋-横隔板连接处细节的应力在3道横隔板或横肋范围内仍保持较高水平. 展开更多

关键词 大跨径钢桥 疲劳应力 实桥试验 正交异性钢桥面板 轻型组合桥面 有限元分析 应力响应面

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湘潭昭华大桥设计及球扁钢纵肋组合钢箱梁的应用研究 被引量：7

11

作者 曾满良 王甜 孙秀贵 《公路工程》 北大核心 2019年第4期239-244,共6页

湘潭昭华大桥主桥为主跨(168+228)m的独塔自锚式悬索桥。钢加劲梁采用STC轻型组合桥面钢箱梁,梁高3.5m,宽39.5m。STC层厚度为50mm,铺装层厚30mm。本桥创新性应用球扁钢作为轻型组合桥面系的纵肋形式,球扁钢肢厚12mm,高度26cm,横向布置... 湘潭昭华大桥主桥为主跨(168+228)m的独塔自锚式悬索桥。钢加劲梁采用STC轻型组合桥面钢箱梁,梁高3.5m,宽39.5m。STC层厚度为50mm,铺装层厚30mm。本桥创新性应用球扁钢作为轻型组合桥面系的纵肋形式,球扁钢肢厚12mm,高度26cm,横向布置间距为45cm。由于轻型组合桥面结构大大提高了桥面系的刚度,本桥提出桥面板纵肋用开口肋形式替代传统U肋加劲形式。通过研究发现多种开口肋中球扁钢作为组合桥面加劲肋的优势,并研究出适合于球扁钢纵肋构造的施工方法,本桥的研究成果首次被应用到公路桥梁的设计和施工过程中。 展开更多

关键词 自锚式悬索桥 轻型组合桥面系 钢箱梁 球扁钢 开口肋 应用研究

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轻型组合桥面弧形缺口应力特征分析及现场试验 被引量：4

12

作者 李立峰 曾研 +1 位作者 裴必达 王连华 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期66-78,共13页

为深入研究钢-UHPC(Ultra-high Performance Concrete)轻型桥面组合体系对弧形缺口的应力改善程度,结合一座大跨自锚式悬索桥,针对正交异性钢桥面板(Orthotropic Steel Deck, OSD)结构铺设UHPC层前、后2种情形,选择3种不同弧形缺口形式... 为深入研究钢-UHPC(Ultra-high Performance Concrete)轻型桥面组合体系对弧形缺口的应力改善程度,结合一座大跨自锚式悬索桥,针对正交异性钢桥面板(Orthotropic Steel Deck, OSD)结构铺设UHPC层前、后2种情形,选择3种不同弧形缺口形式,分别建立空间实体有限元分析模型,并采用简化加载、响应面加载2种方式进行分析,由此获得了弧形缺口应力、变形分布规律与车辆轴载位置之间的关系,揭示了弧形缺口出现峰值拉、压应力的原因。以此为基础,采用三轴加载车分别在铺设UHPC层前、后进行现场跑车试验,采集了弧形缺口多个关注点在不同横向加载位置的应力响应曲线,获得了各点的应力极值,并与有限元结果进行了对比分析。研究结果表明:铺设UHPC前、后弧形缺口关注点应力特征随荷载分布规律基本相同,面内应力为主、面外应力较小,拉应力主要由荷载偏载产生、加载区域长,而压应力主要由荷载直接作用于弧形缺口顶部产生,且加载区域短;采用传统简化加载方式难以获得弧形缺口处准确的拉应力峰值,并可能导致应力幅偏小,并由此提出了合理的加载方式;本桥五段线弧形缺口形式受力相对较好;铺设UHPC层能有效减少弧形缺口应力峰值,并在一定程度上缓解疲劳问题,是OSD结构提高疲劳性能的一种有效方案。 展开更多

关键词 桥梁工程 疲劳应力 有限元分析 轻型组合桥面 现场试验

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