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2015年  第30卷  第6期

桥梁钢结构
混合梁斜拉桥钢混结合段试验研究技术新进展
高翔, 周尚猛, 陈开利
2015, 30(6): 1-4. doi: 10.13206/j.gjg.201506001
摘要:
钢混组合梁桥充分发挥了钢和混凝土各自的材料性能优势。混合梁桥结合段由钢梁、剪力钉、钢绞线、钢承压板和混凝土梁等构成。从整体上来看,该位置存在材料和刚度的突变,导致其传力机理和施工工艺复杂,成为混合梁桥方案研究的重点问题。因此,开展该构造的研究对拓展混合梁桥的应用空间具有重要现实意义。20世纪90年代以后,钢混组合结构在我国发展迅猛。由于缺乏足够设计方法的支撑,实施了大量针对钢混结合段力学行为的试验研究来验证其设计构造的可行性和合理性。通过我国典型钢混结合段的试验研究现状,阐述了钢混结合段的静力学承载能力、疲劳强度、耐久性、合理构造形式以及各传力构件荷载分配关系的特征;在此基础上提出了斜拉桥钢混结合段的合理构造原则。
京沪高铁济南黄河桥有砟-无砟过渡段车-线-桥动力特性研究
高芒芒, 熊建珍, 李伟
2015, 30(6): 5-9. doi: 10.13206/j.gjg.201506002
摘要:
京沪高铁济南黄河桥主桥上采用有砟轨道,引桥上采用CRTS I型板式无砟轨道,有砟-无砟过渡段分界点位于32m简支箱梁梁端位置。建立“无砟线路-4跨32m无砟轨道线桥结构-4跨32m有砟轨道线桥结构-有砟轨道”动力分析模型,通过车-线-桥垂向动力性能分析,考察不同轨道平顺状态、不同道床刚度以及不同车速下380AL动车组通过时的轨道结构和车辆运行品质。结果表明,过渡段区域的刚度变化引起了轮轨之间的冲击,道床刚度增大对车体加速度无明显影响,但会引起构架加速度和轴箱加速度的增大,且随车速提高影响更为显著。
倒三角形拼装桁架桥的极限承载力分析
高磊, 何晓辉, 江克斌, 马青娜
2015, 30(6): 10-12. doi: 10.13206/j.gjg.201506003
摘要:
对一种新型的倒三角形拼装桁架桥的整体稳定性进行研究。借助通用有限元分析软件ANSYS建立长度为51m桥梁的有限元模型,通过与桥梁静载试验对比验证有限元模型的可靠性。在此基础上考虑几何和材料双重非线性,进行非线性屈曲分析。采用弧长法追踪桥梁在荷载作用下的荷载-位移曲线,得到桥梁在多种跨度下的极限承载力和稳定安全系数。研究结果对同类桥梁的设计具有一定的参考价值。
高性能钢管混凝土拱桥结构分析与施工监控
王春生, 刘喆, 翟晓亮, 唐友明
2015, 30(6): 13-16. doi: 10.13206/j.gjg.201506004
摘要:
高性能钢桥的建设已经成为当前桥梁创新的重要方向之一。介绍陕西省眉县霸王河交通桥的结构优势、设计要点、施工方法及安全监控,利用有限元分析软件MIDAS/CIVIL进行结构整体分析和稳定计算,并结合陕西省眉县干沟河交通桥施工监控,研究高性能钢管混凝土拱桥受力特性。结果表明,结构设计安全可靠,各项指标满足现行规范要求。500 MPa级高性能钢是一种性能优越的桥梁用钢,在中国桥梁工程建设中拥有广阔的推广和应用前景。
管翼缘组合梁桥设计与结构分析
王春生, 常全禄, 翟晓亮, 全先凯
2015, 30(6): 17-21. doi: 10.13206/j.gjg.201506005
摘要:
管翼缘组合梁是指将传统工字钢-混凝土组合梁中的平钢板翼缘用钢管混凝土替代的新型组合结构,具有更高的强度、刚度以及稳定性。眉县常兴镇段2号桥是国内首座管翼缘组合梁桥,而且采用了混合设计、耐候钢、压型钢模板等多项创新型设计,是新结构与新材料的有机结合。以该桥为工程背景,介绍管翼缘组合梁桥的结构设计特点与施工要点,并对该桥设计中的多项创新点进行重点介绍。
重庆两江大桥钢桁梁标准化设计的研究与实践
马振栋, 赖亚平
2015, 30(6): 22-26. doi: 10.13206/j.gjg.201506006
摘要:
重庆东水门长江大桥和千厮门嘉陵江大桥钢桁梁采用标准化结构布置、构造设计及安装流程,不但满足了高精度的制造要求,更为桁梁单元件的模块化制造和快速化架设安装创造出有利的先决条件,有效地加快了施工进度,保证了两座桥主体结构按期完工;标准化的设计方法可为桁架桥梁的设计和实施参考。
东阳沟4号大桥劣化评定
邓蓉
2015, 30(6): 27-29. doi: 10.13206/j.gjg.201506007
摘要:
以铁路桥梁劣化评定标准为依据,对南昆线东阳沟4号大桥两联2×80m上承连续钢桁梁进行检定评估,分析钢梁涂膜劣化、高强螺栓失效、支座转角过大的原因,确定各项劣化的等级,提出钢梁重新涂装、螺栓检查更换、支座定期监测等处置建议,可供同类工程参考。
港珠澳大桥青州航道桥钢锚箱制作工艺
周宇娟
2015, 30(6): 30-34. doi: 10.13206/j.gjg.201506008
摘要:
钢锚箱是斜拉桥钢桥塔普遍采用的结构形式之一,是港珠澳大桥青州航道桥索塔钢锚箱制作过程中采用的重点、难点及关键工艺技术,如:机床自动划线、锚头加工、端面机加工技术、模块化组装等;同时针对关键工艺制定相应的几何尺寸控制及焊接控制技术,其关键工艺技术的应用提高了制作精度、减少了焊接变形、保证了钢锚箱结构的制作质量,可为类似结构的斜拉桥钢锚箱制作提供借鉴。
科研开发
外包钢与钢-混凝土组合楼盖竖向受力性能对比分析
杜德润, 吴景福, 蒋济同
2015, 30(6): 35-38. doi: 10.13206/j.gjg.201506009
摘要:
通过ANSYS有限元软件对两种组合楼盖进行竖向受力性能对比分析,得出相同条件下外包钢-混凝土组合楼盖比钢-混凝土组合楼盖具有更高的承载力和刚度。通过对组合楼盖钢与混凝土交界面滑移分析,得出钢与混凝土间较好的连接是保证组合楼盖较高承载力和较大刚度的关键。
蜂窝状钢骨混凝土十字形截面柱承载力实用计算公式探讨
林沂祥, 郑廷银, 陈辛驰
2015, 30(6): 39-41. doi: 10.13206/j.gjg.201506010
摘要:
为了快速设计蜂窝状钢骨混凝土十字形截面柱,根据强度叠加原理,利用平衡条件推导得到蜂窝状钢骨混凝土十字形柱承载力的实用计算公式,并通过工程实例与有限元计算结果进行对比分析,两者吻合较好,且实用计算结果偏于安全,可供类似工程设计参考。
人字形钢梁折点转动性能的有限元分析
黄军超, 崔文一, 张治新
2015, 30(6): 42-45. doi: 10.13206/j.gjg.201506011
摘要:
为了解人字形钢梁折点的转动性能以及折点转动对人字形钢梁挠度的影响,利用有限元分析软件ANSYS对4种不同坡度的人字形钢梁进行非线性模拟分析。结果表明:折点区域的转动方向与折梁的坡度有关。在荷载作用下,坡度为1/5、1/6、1/8的人字形钢梁,拱效应产生的反向弯曲明显;折点夹角缩小,对人字形钢梁跨中挠度的增长有抑制作用,对结构有利。坡度1/10的人字形钢梁,折点夹角增大,促进了挠度增长。在设计时,应合理选择钢梁坡度。
贯通式梁-柱端板连接节点弹性刚度计算
王慧, 陈以一
2015, 30(6): 46-50. doi: 10.13206/j.gjg.201506012
摘要:
以组件法为基础,提出贯通式梁-柱端板连接节点弹性刚度的理论计算方法。该方法考虑端板有加劲肋、端板无加劲肋两种构造形式,考虑梁腹板、翼缘、高强螺栓以及柱端板对节点刚度的贡献,计算的弹性刚度与试验结果符合很好,验证了该方法的可行性与有效性。
锥筒型塔架风振响应分析及风振系数研究
刘香, 尹艳杰
2015, 30(6): 51-54. doi: 10.13206/j.gjg.201506013
摘要:
为研究塔架在动态风作用下的风振响应及风振系数,采用谐波叠加法模拟得出脉动风荷载,将风荷载导入有限元软件,进行风电塔架的风振响应分析。通过风电塔架在稳态风荷载和基于GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》计算的静风荷载作用下的静力分析,进一步对比风电塔架在动力风荷载与静力风荷载下的作用效应。结果表明:脉动风荷载对风力发电塔架的影响显著,在塔架设计中应该引起足够重视。在塔架44m以下所求荷载风振系数大于基于规范计算的风振系数,说明规范计算值偏小,应引起重视。
我国输电铁塔用角钢低温性能评价
常建伟, 李凤辉, 李光, 于长海, 张磊, 王慧, 张东英
2015, 30(6): 55-58. doi: 10.13206/j.gjg.201506014
摘要:
调研分析我国低温地区输电铁塔用材状况;通过多批次、多规格角钢的性能试验,分析低温对Q345B、Q420B角钢拉伸、冲击性能的影响。结果表明:我国输电铁塔角钢存在性能不稳定的问题,低温并不会造成角钢拉伸性能恶化,但对冲击性能有很大影响。通过数据分析和讨论,得出Q345B、Q420B角钢的韧脆转变温度和适用的室外最低温度,并给出低温地区输电铁塔角钢冲击性能指标。
工程设计
北方学院体育馆屋盖钢结构方案比选与分析
王政凯, 闫翔宇, 于敬海, 王丹妮, 王少华
2015, 30(6): 59-63. doi: 10.13206/j.gjg.201506015
摘要:
简述北方学院体育馆的工程概况,结合建筑造型和使用功能,提出网架、双向平底桁架、双向梭形桁架、双向张弦梁、弦支穹顶等5种结构方案,分别利用MST 2011和MIDAS Gen Ver.800两种软件在恒载、活载、风载、温度和地震作用下对5种方案进行建模计算,从结构变形、内力分析、经济性、美观性等多个方面进行对比分析,发现弦支穹顶方案结构刚度大、用钢量适中、反力较为均匀,为优先选用方案,可为类似工程在结构选型上提供参考。
750kV格构式构架杆系结构设计优化
常伟, 张玉明, 雷晓标, 胡丰, 应捷
2015, 30(6): 64-68. doi: 10.13206/j.gjg.201506016
摘要:
750kV配电装置构架是750kV变电站土建设计的重点、难点。从750kV输变电示范工程开始,借鉴国内外变电构架的成功设计经验,研究出适用于750kV户外配电装置的构架形式:钢管格构式构架。钢管格构式构架目前已成为国内750kV和1 000kV构架设计的首选结构形式。为了使钢管格构式构架的建造更加经济、合理,以哈密南750kV变电站工程为背景,对750kV格构式构架从柱腹杆、横隔、零杆等杆系布置进行结构设计优化及技术经济比较,研究结果表明:优化后的结构形式安全可靠,简化了构架立面,降低了构架用钢量,取得显著的经济效果,设计优化方案已经在工程设计中得以应用,可为后续750kV和1 000kV钢管格构式构架设计提供指导和借鉴。
钢结构梁柱刚接节点设计探讨
雷健, 段成刚
2015, 30(6): 69-73. doi: 10.13206/j.gjg.201506017
摘要:
简要介绍梁柱刚接节点的几种连接方式,重点论述栓焊连接、全焊连接悬臂段梁+栓焊拼接、全焊连接悬臂段梁+全栓拼接的抗震设计计算方法及设计中应注意的问题。对节点极限抗弯承载力计算时梁端盖板加强连接提出一种简化算法。根据GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》对梁-柱刚接节点、梁-梁拼接节点极限抗弯承载力的要求,提出一种类似“狗骨式”的连接方式。
桁架结构船坞门的有限元分析
陈先忠
2015, 30(6): 74-76. doi: 10.13206/j.gjg.201506018
摘要:
船坞口通常处在水陆交接处,是整个船坞工程中最为关键的组成部分。坞门作为坞口工程中的重要部分,是保障干船坞正常工作的重要结构。桁架结构作为一个空间超静定结构,使用传统的计算方式很难进行相关分析,通过计算机仿真可以很好再现结构的工作情形。主要对桁架式坞门在各种工况下的强度进行有限元仿真分析,结合相关规范给出边界条件假定和荷载计算方法,最后对有限元计算结果进行分析,结构计算结果满足强度和刚度设计要求,可为桁架式坞门的设计和应用提供参考依据。
加工制作
一种复杂空间节点的制作技术
寿建军, 杨丽君, 孙专利, 陈志平
2015, 30(6): 77-80. doi: 10.13206/j.gjg.201506019
摘要:
介绍某钢结构裙楼采光顶工程异型钢节点构造及其特点,提出用数控装配技术改造传统制作工艺,搭建一个“1+5”自由度的装配平台,推导并计算出相关电机的运动量,经过原理样机的运动试验,证明该技术装配快速精确。
施工技术
重庆江北机场指廊屋盖大面积网架施工关键技术
卢福生, 王强强, 周国军, 杨林
2015, 30(6): 81-85. doi: 10.13206/j.gjg.201506020
摘要:
重庆江北国际机场T3A航站楼钢结构屋盖为正交正放四角锥空间网架结构。工程指廊屋盖钢结构跨度大且全为焊接球节点,施工难度大。通过阐述分段吊装、全焊接球节点网架拼装误差控制与消除网架节点放样定位、网架吊装过程中姿态控制以及分级落架等关键施工技术,确保结构施工质量、安全、经济。
大型钢结构预埋件施工技术研究
赵延凯, 寇旭东, 李洪振, 冯俊涛, 宋士建
2015, 30(6): 86-88. doi: 10.13206/j.gjg.201506021
摘要:
通过对中国地质大学(北京)综合游泳馆工程中屋面钢结构支座分布及埋板参数的分析,得知标高变化的柱头支座埋板施工难度极大。分析传统改进施工方法仍然存在埋板与一次柱头混凝土之间留有间隙、预留的多个投料排气孔影响埋板传力性能的工艺缺陷。针对传统改进施工方法的不足,提出一种新的网架支座埋板施工方法,该法通过压差灌注灌浆料的方式,保证埋板与先浇筑混凝土柱之间无空隙,同时减少埋板开孔数量,消除因埋板开孔造成的应力集中问题。通过本工程对新方法的实践,柱头支座埋板与一次浇筑混凝土之间浆体饱满、密实,无缝隙,埋板放置平整,位置准确;优化了作业工序,减少了高空作业,降低了作业难度,可供同类工程借鉴。
双套筒式烟囱内置钢制检修平台的天梁法施工技术
刘瑞华, 孔祥华
2015, 30(6): 89-92. doi: 10.13206/j.gjg.201506022
摘要:
双套筒式烟囱中设有数层钢制检修平台,钢平台施工属于超高空作业,施工难度大,安全风险高。为了解决双套筒式烟囱内钢制检修平台的施工问题,研究应用天梁法施工技术。通过在烟囱混凝土筒壁顶安装天梁作为悬挂支撑点,利用电动升降吊篮作为施工措施平台,进行烟囱内钢平台的施工和安装。分别研究了天梁法的施工工艺流程、提升系统和天梁构造原理,对天梁、钢丝绳及地锚等进行了安全验算;在施工过程中,天梁的制作安装和安全验收给吊篮措施平台作业提供了安全的施工条件。天梁法施工技术成功地解决了烟囱等高耸构筑物内部高空作业的难题,动滑轮和定滑轮的协调配合减小了钢丝绳的受力,措施平台的设置为施工提供了安全保障。充分发挥了卷扬机、地锚、天梁构成系统的优点,安全高效地完成了施工任务,相关施工经验及技术可供同类工程借鉴。
防火与防腐
图像像素测量技术在钢锈蚀厚度检测中的应用
张风杰, 夏军武, 谭永超, 夏翔
2015, 30(6): 93-96. doi: 10.13206/j.gjg.201506023
摘要:
为准确测量钢管混凝土柱外部钢管的锈蚀程度,设计11根构件并对其中8根构件进行人工加速锈蚀试验,分别采用千分尺、Photo Infor图像分析技术、超声无损检测技术3种检测方法测试试验构件的锈蚀厚度,对构件锈层厚度进行了明确标定,并确定千分尺测量方法为标准结果。对Photo Infor图像像素分析结果与标准结果进行对比,发现该方法的测试结果有较高的精准度;超声无损检测方法在实际测试中表现出一定的局限性。