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2013年 第28卷 第6期
2013, 28(6): 1-4.
doi: 10.13206/j.gjg201306001
摘要
摘要:
波纹钢腹板组合箱梁因从根本上可解决箱梁腹板开裂的问题而在桥梁工程中得到推广,然而由于波纹板组合箱梁结构的复杂性,给有限元建模带来不便,如何精细化建模并保证建模速度和求解效率成为建模过程中面临的难题。在总结多种建模方法的基础上,提出了将MIDAS FEA和MIDAS Civil两种软件对接,探讨波纹钢腹板箱梁桥有限元精细化模型的方法。先用MIDAS FEA软件建立组合箱梁的混凝土、体内预应力束模型,通过"印刻"处理后,将建好的模型与MIDAS Civil进行对接,在MIDAS Civil中建立波纹钢腹板、体外预应力束,运行计算。以某3跨连续波纹钢腹板组合箱梁桥为例进行有限元分析,有限元计算值与理论计算值基本吻合,说明所提出的有限元建模方法是可靠的。
波纹钢腹板组合箱梁因从根本上可解决箱梁腹板开裂的问题而在桥梁工程中得到推广,然而由于波纹板组合箱梁结构的复杂性,给有限元建模带来不便,如何精细化建模并保证建模速度和求解效率成为建模过程中面临的难题。在总结多种建模方法的基础上,提出了将MIDAS FEA和MIDAS Civil两种软件对接,探讨波纹钢腹板箱梁桥有限元精细化模型的方法。先用MIDAS FEA软件建立组合箱梁的混凝土、体内预应力束模型,通过"印刻"处理后,将建好的模型与MIDAS Civil进行对接,在MIDAS Civil中建立波纹钢腹板、体外预应力束,运行计算。以某3跨连续波纹钢腹板组合箱梁桥为例进行有限元分析,有限元计算值与理论计算值基本吻合,说明所提出的有限元建模方法是可靠的。
2013, 28(6): 5-8.
doi: 10.13206/j.gjg201306002
摘要:
几何参数不定性是结构抗力不定性三大影响因素之一。依据制造规范和实际调研数据,对几何参数不定性进行分析,给出该因素的概率统计分布;通过敏感性分析,几何参数不定性对结构可靠指标计算值影响显著;算例表明几何制造偏差对结构性能的影响程度相比外界环境如腐蚀的影响为小。为保证钢桥耐久性,不仅要重视设计和制造,也要重视桥梁运营过程中的养护维修。
几何参数不定性是结构抗力不定性三大影响因素之一。依据制造规范和实际调研数据,对几何参数不定性进行分析,给出该因素的概率统计分布;通过敏感性分析,几何参数不定性对结构可靠指标计算值影响显著;算例表明几何制造偏差对结构性能的影响程度相比外界环境如腐蚀的影响为小。为保证钢桥耐久性,不仅要重视设计和制造,也要重视桥梁运营过程中的养护维修。
2013, 28(6): 9-13.
doi: 10.13206/j.gjg201306003
摘要:
针对哈大客运专线新开河特大桥跨度138m钢箱叠拱桥拱脚,设计加工了1∶2的拱脚模型以模拟实桥受力状态的静力加载试验,并建模进行有限元分析,得到拱脚结构应力流分布情况,了解拱脚结构的受力和传力途径。研究表明,拱脚应力流具有指向性,主应力基本上顺着拱肋方向向支座方向和系梁方向传递;上下拱肋对应拱脚处隔板应力分布比较均匀;最大应力发生在拱脚装饰板处。设计荷载作用下拱脚结构受力状态满足设计要求,并具有大于2.45的安全储备。
针对哈大客运专线新开河特大桥跨度138m钢箱叠拱桥拱脚,设计加工了1∶2的拱脚模型以模拟实桥受力状态的静力加载试验,并建模进行有限元分析,得到拱脚结构应力流分布情况,了解拱脚结构的受力和传力途径。研究表明,拱脚应力流具有指向性,主应力基本上顺着拱肋方向向支座方向和系梁方向传递;上下拱肋对应拱脚处隔板应力分布比较均匀;最大应力发生在拱脚装饰板处。设计荷载作用下拱脚结构受力状态满足设计要求,并具有大于2.45的安全储备。
2013, 28(6): 14-17.
doi: 10.13206/j.gjg201306004
摘要:
虽然无砟轨道在高速铁路中广泛运用,但是在大跨度钢桥上铺设无砟轨道的应用实例很少。针对大跨度钢桥上无砟轨道的一种铺设方式,即将无砟轨道铺设在混凝土底座上,混凝土底座通过剪力钉与钢桥面相连的铺设方式,重点研究混凝土底座与钢桥面连接中焊有剪力钉的钢板的受拉疲劳问题。通过有限元分析、静载试验和疲劳试验,可以得出:焊有剪力钉的钢板在承受反复的拉应力时,裂纹起裂区都位于剪力钉与钢板连接的围焊处。试件疲劳裂纹的扩展寿命远大于裂纹萌生寿命,在整个疲劳寿命中居于主导地位。剪力钉的直径对焊有剪力钉的钢板受拉时的疲劳性能基本没有影响。剪力钉的排数对该构造的疲劳性能基本也没有影响。钢板的厚度对其疲劳性能的影响很大,板厚越厚,疲劳性能越好。
虽然无砟轨道在高速铁路中广泛运用,但是在大跨度钢桥上铺设无砟轨道的应用实例很少。针对大跨度钢桥上无砟轨道的一种铺设方式,即将无砟轨道铺设在混凝土底座上,混凝土底座通过剪力钉与钢桥面相连的铺设方式,重点研究混凝土底座与钢桥面连接中焊有剪力钉的钢板的受拉疲劳问题。通过有限元分析、静载试验和疲劳试验,可以得出:焊有剪力钉的钢板在承受反复的拉应力时,裂纹起裂区都位于剪力钉与钢板连接的围焊处。试件疲劳裂纹的扩展寿命远大于裂纹萌生寿命,在整个疲劳寿命中居于主导地位。剪力钉的直径对焊有剪力钉的钢板受拉时的疲劳性能基本没有影响。剪力钉的排数对该构造的疲劳性能基本也没有影响。钢板的厚度对其疲劳性能的影响很大,板厚越厚,疲劳性能越好。
2013, 28(6): 18-22.
doi: 10.13206/j.gjg201306005
摘要:
将列车、双线简支箱梁分别简化为二系悬挂多刚体体系和模态函数,推导车桥系统动力方程,建立并验证车桥相互作用模型,对双线简支箱梁在对开列车作用下梁体竖向动力响应规律进行研究。研究表明:对开列车作用下,桥梁动力响应与列车运行速度及入桥距离差密切相关;列车以共同速度对开时,可引起的梁体最大挠度动力系数与单线行车作用下基本一致,但梁体动力响应值约为单线行车引起的梁体动力响应值的2倍。
将列车、双线简支箱梁分别简化为二系悬挂多刚体体系和模态函数,推导车桥系统动力方程,建立并验证车桥相互作用模型,对双线简支箱梁在对开列车作用下梁体竖向动力响应规律进行研究。研究表明:对开列车作用下,桥梁动力响应与列车运行速度及入桥距离差密切相关;列车以共同速度对开时,可引起的梁体最大挠度动力系数与单线行车作用下基本一致,但梁体动力响应值约为单线行车引起的梁体动力响应值的2倍。
2013, 28(6): 23-26.
doi: 10.13206/j.gjg201306006
摘要:
利用有限元分析软件SAP2000对考虑结构二阶效应情况下的3种不同梁柱连接刚度的钢框架进行弹性受力分析,研究其在循环荷载作用下的滞回性能和地震荷载作用下的动力反应。深入对比研究了这3种钢框架的内力、变形、延性和动力反应特征。在一定程度上阐明梁柱半刚性连接对钢框架受力特性的影响,对今后的工程应用提供一定的参考。
利用有限元分析软件SAP2000对考虑结构二阶效应情况下的3种不同梁柱连接刚度的钢框架进行弹性受力分析,研究其在循环荷载作用下的滞回性能和地震荷载作用下的动力反应。深入对比研究了这3种钢框架的内力、变形、延性和动力反应特征。在一定程度上阐明梁柱半刚性连接对钢框架受力特性的影响,对今后的工程应用提供一定的参考。
2013, 28(6): 27-30.
doi: 10.13206/j.gjg201306007
摘要:
对设置有偏心支撑的轴压构件,采用瑞利里兹法研究其偏心距大小对构件屈曲承载力的影响。经讨论发现,对于双轴对称截面的轴压构件,侧向支撑存在偏心时会降低其屈曲承载力,产生不利影响;相反对于单轴对称的截面,支撑的偏心却能够提高轴压柱子屈曲时的承载力。
对设置有偏心支撑的轴压构件,采用瑞利里兹法研究其偏心距大小对构件屈曲承载力的影响。经讨论发现,对于双轴对称截面的轴压构件,侧向支撑存在偏心时会降低其屈曲承载力,产生不利影响;相反对于单轴对称的截面,支撑的偏心却能够提高轴压柱子屈曲时的承载力。
2013, 28(6): 31-35.
doi: 10.13206/j.gjg201306008
摘要:
结合工程实例,对大型工业厂房设计中应注意的问题进行分析研究。针对下层吊车起重吨位较小的特点,采用格构柱悬臂牛腿的做法,有效地减小钢柱在厂房内部的占地面积;针对超宽厂房的横向温度变形进行分析,采用单下柱、双上柱的格构柱形式,经与传统的双列柱的形式对比,可有效提高厂房内部使用空间,并降低用钢量;针对厂房纵向超长的特点进行温度应力计算,通过适当增强柱间支撑,合理布置屋面水平支撑等技术措施形成空间整体刚度体系,既满足厂房变形要求,确保了结构安全,又能节约一榀刚排架及基础。
结合工程实例,对大型工业厂房设计中应注意的问题进行分析研究。针对下层吊车起重吨位较小的特点,采用格构柱悬臂牛腿的做法,有效地减小钢柱在厂房内部的占地面积;针对超宽厂房的横向温度变形进行分析,采用单下柱、双上柱的格构柱形式,经与传统的双列柱的形式对比,可有效提高厂房内部使用空间,并降低用钢量;针对厂房纵向超长的特点进行温度应力计算,通过适当增强柱间支撑,合理布置屋面水平支撑等技术措施形成空间整体刚度体系,既满足厂房变形要求,确保了结构安全,又能节约一榀刚排架及基础。
2013, 28(6): 36-39.
doi: 10.13206/j.gjg201306009
摘要:
结合抚顺特钢大棒材连轧生产线技术改造工程中的大跨度钢屋架设计,利用结构设计软件SAP2000建立有限元模型,对单榀钢屋架和考虑空间模型钢屋架的内力进行分析。计算结果表明,在相同荷载作用下,钢屋架按空间建模考虑空间作用进行内力分析时,其上弦杆和部分直腹杆的内力值有所减小,钢屋架设计用总钢量降低8.8%左右。分析结果可为同类型工程应用提供参考。
结合抚顺特钢大棒材连轧生产线技术改造工程中的大跨度钢屋架设计,利用结构设计软件SAP2000建立有限元模型,对单榀钢屋架和考虑空间模型钢屋架的内力进行分析。计算结果表明,在相同荷载作用下,钢屋架按空间建模考虑空间作用进行内力分析时,其上弦杆和部分直腹杆的内力值有所减小,钢屋架设计用总钢量降低8.8%左右。分析结果可为同类型工程应用提供参考。
2013, 28(6): 40-43.
doi: 10.13206/j.gjg201306010
摘要:
三峡升船机塔柱横梁是目前世界上横梁跨度最大、架设高度最高、技术要求最严格、施工难度最大的升船机塔柱横梁工程。介绍了塔柱横梁现浇支架设计方案比选、贝雷架支撑体系组成和验证试验。实践表明,采用贝雷架支撑体系,对确保升船机塔柱横梁施工质量、施工进度、施工安全起到了至关重要的作用。
三峡升船机塔柱横梁是目前世界上横梁跨度最大、架设高度最高、技术要求最严格、施工难度最大的升船机塔柱横梁工程。介绍了塔柱横梁现浇支架设计方案比选、贝雷架支撑体系组成和验证试验。实践表明,采用贝雷架支撑体系,对确保升船机塔柱横梁施工质量、施工进度、施工安全起到了至关重要的作用。
2013, 28(6): 44-46.
doi: 10.13206/j.gjg201306011
摘要:
针对导梁前端带有翘起的桁架桥顶推施工,将带有翘起的导梁简化为"等效直梁"模型,利用"功能互等"定理,建立导梁推送至对岸时对岸支座反力的计算方法,该方法可以较准确地计算导梁带有翘起时,顶推过程对岸支座反力。通过实例将由该方法计算得到的支座反力与有限元计算结果进行对比,证实该模型得到的计算结果较为准确。
针对导梁前端带有翘起的桁架桥顶推施工,将带有翘起的导梁简化为"等效直梁"模型,利用"功能互等"定理,建立导梁推送至对岸时对岸支座反力的计算方法,该方法可以较准确地计算导梁带有翘起时,顶推过程对岸支座反力。通过实例将由该方法计算得到的支座反力与有限元计算结果进行对比,证实该模型得到的计算结果较为准确。
2013, 28(6): 47-52.
doi: 10.13206/j.gjg201306012
摘要:
大连某工程在结构设计中采用了宽翼缘H型钢桁架结构,其中K形节点较多,在设计过程中,采用杆系程序计算时,强度和刚度能满足设计规范要求。目前涉及宽翼缘K形节点的资料较少,有限元分析结果表明,部分节点腹板强度不能满足设计要求,需要进行加固补强。为了验证节点加固补强措施的有效性,对宽翼缘H型钢K形节点进行了试验研究。通过试验,得到K形节点的工作机理、承载力、刚度及退化进程、延性、耗能能力和破坏特性等,为K形节点加固补强提供了设计依据。
大连某工程在结构设计中采用了宽翼缘H型钢桁架结构,其中K形节点较多,在设计过程中,采用杆系程序计算时,强度和刚度能满足设计规范要求。目前涉及宽翼缘K形节点的资料较少,有限元分析结果表明,部分节点腹板强度不能满足设计要求,需要进行加固补强。为了验证节点加固补强措施的有效性,对宽翼缘H型钢K形节点进行了试验研究。通过试验,得到K形节点的工作机理、承载力、刚度及退化进程、延性、耗能能力和破坏特性等,为K形节点加固补强提供了设计依据。
2013, 28(6): 53-56.
doi: 10.13206/j.gjg201306013
摘要:
井架是煤矿和其他金属矿山的标志性构筑物。对较深层煤炭或其他金属资源的开采方式有立井开采和斜井开采两大方案,其中立井开采时钢井架多为首选方案。胡家河主井井架为西北地区目前规模最大的提升钢井架。通过对结构体系方案的选用、结构分析方法的采用以及结构材料及防腐技术的对比分析,对工程进行了优化。结果表明,所采用的方案具有较好的技术经济效益。
井架是煤矿和其他金属矿山的标志性构筑物。对较深层煤炭或其他金属资源的开采方式有立井开采和斜井开采两大方案,其中立井开采时钢井架多为首选方案。胡家河主井井架为西北地区目前规模最大的提升钢井架。通过对结构体系方案的选用、结构分析方法的采用以及结构材料及防腐技术的对比分析,对工程进行了优化。结果表明,所采用的方案具有较好的技术经济效益。
2013, 28(6): 57-63.
doi: 10.13206/j.gjg201306014
摘要:
主索鞍是悬索桥主缆系的重要受力构件,特大悬索桥主索鞍鞍体结构体积质量大,构造复杂,一般为铸焊式结构,其制作涉及到铸造、焊接、机加工等专业。以南京长江四桥主索鞍鞍体为例,研究主索鞍鞍体焊接和机加工主要技术工艺,对制作过程的难点、重点进行分析,通过采取相应的工艺控制措施,取得了优良的产品质量,可以为特大型悬索桥主索鞍鞍体的制作提供参考。
主索鞍是悬索桥主缆系的重要受力构件,特大悬索桥主索鞍鞍体结构体积质量大,构造复杂,一般为铸焊式结构,其制作涉及到铸造、焊接、机加工等专业。以南京长江四桥主索鞍鞍体为例,研究主索鞍鞍体焊接和机加工主要技术工艺,对制作过程的难点、重点进行分析,通过采取相应的工艺控制措施,取得了优良的产品质量,可以为特大型悬索桥主索鞍鞍体的制作提供参考。
2013, 28(6): 64-67.
doi: 10.13206/j.gjg201306015
摘要:
介绍锦州市云南飞街小凌河大桥钢拱塔制作工艺方案,主要包括:板单元和钢拱塔节段制作的关键工艺、重要措施、控制要点以及钢拱塔节段预拼装过程中采取的工艺方案及精度、尺寸、变形控制要点。通过系列技术控制使拱塔制作最终达到设计要求。
介绍锦州市云南飞街小凌河大桥钢拱塔制作工艺方案,主要包括:板单元和钢拱塔节段制作的关键工艺、重要措施、控制要点以及钢拱塔节段预拼装过程中采取的工艺方案及精度、尺寸、变形控制要点。通过系列技术控制使拱塔制作最终达到设计要求。
2013, 28(6): 68-72.
doi: 10.13206/j.gjg201306016
摘要:
通过介绍马鞍山长江公路大桥钢塔柱水平预拼装施工工艺流程,重点提出钢塔柱水平预拼装关键工艺和质量控制、检测方法等技术。这些技术的成功运用,较好地消除和解决钢塔柱制作累计误差;通过良好的水平预拼装效果,保证了桥位安装精度,取得显著的经济效益和社会效益,可为今后类似大型桥梁钢塔水平预拼装施工提供参考。
通过介绍马鞍山长江公路大桥钢塔柱水平预拼装施工工艺流程,重点提出钢塔柱水平预拼装关键工艺和质量控制、检测方法等技术。这些技术的成功运用,较好地消除和解决钢塔柱制作累计误差;通过良好的水平预拼装效果,保证了桥位安装精度,取得显著的经济效益和社会效益,可为今后类似大型桥梁钢塔水平预拼装施工提供参考。
2013, 28(6): 73-76.
doi: 10.13206/j.gjg201306017
摘要:
介绍某大型钢箱梁的工地拼装与架设技术,此拼装场地小,组装时不能采取梁段纵向中心线与门机轨道平行的多梁段整体拼装技术,只能采取单梁段整体拼装技术,梁段纵向中心线要与门机轨道垂直,且拼装胎架简单可拆卸。由于同一梁段不设拱度,在方便车间生产的同时,也为单梁段拼装提供了便利。桥上梁段间环焊缝及U肋嵌补段焊缝均为焊接连接。工程已顺利完工,可为类似工程提供参考。
介绍某大型钢箱梁的工地拼装与架设技术,此拼装场地小,组装时不能采取梁段纵向中心线与门机轨道平行的多梁段整体拼装技术,只能采取单梁段整体拼装技术,梁段纵向中心线要与门机轨道垂直,且拼装胎架简单可拆卸。由于同一梁段不设拱度,在方便车间生产的同时,也为单梁段拼装提供了便利。桥上梁段间环焊缝及U肋嵌补段焊缝均为焊接连接。工程已顺利完工,可为类似工程提供参考。
2013, 28(6): 77-79.
doi: 10.13206/j.gjg201306018
摘要:
转锈金刚JZ.CXFX-N是一种新型的专利技术产品,应用于钢铁油漆涂装前除锈工序,既可以替代传统的抛丸、喷砂除锈,又可以作为传统方法的补充,弥补传统方法的不足。对大型构件、薄壁钢、二次锈蚀等无法抛丸喷砂的情况,亦可用此方法解决。对钢结构维护工程,提供了简单便利、无可替代的方法。结合多年的应用经验,及钢结构涂装相关国家标准和规范,介绍转锈金刚JZ.CXFX-N的施工经验。
转锈金刚JZ.CXFX-N是一种新型的专利技术产品,应用于钢铁油漆涂装前除锈工序,既可以替代传统的抛丸、喷砂除锈,又可以作为传统方法的补充,弥补传统方法的不足。对大型构件、薄壁钢、二次锈蚀等无法抛丸喷砂的情况,亦可用此方法解决。对钢结构维护工程,提供了简单便利、无可替代的方法。结合多年的应用经验,及钢结构涂装相关国家标准和规范,介绍转锈金刚JZ.CXFX-N的施工经验。
