留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于体外预应力提载加固钢桁架桥研究

丁浩 李睿 莫靖 李晓章 刘迪

丁浩, 李睿, 莫靖, 李晓章, 刘迪. 基于体外预应力提载加固钢桁架桥研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(9): 33-39. doi: 10.13206/j.gjgS21041601
引用本文: 丁浩, 李睿, 莫靖, 李晓章, 刘迪. 基于体外预应力提载加固钢桁架桥研究[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(9): 33-39. doi: 10.13206/j.gjgS21041601
Hao Ding, Rui Li, Jing Mo, Xiaozhang Li, Di Liu. Study on Reinforcement of Steel Truss Bridge Based on External Prestressed Load Lifting[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(9): 33-39. doi: 10.13206/j.gjgS21041601
Citation: Hao Ding, Rui Li, Jing Mo, Xiaozhang Li, Di Liu. Study on Reinforcement of Steel Truss Bridge Based on External Prestressed Load Lifting[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(9): 33-39. doi: 10.13206/j.gjgS21041601

基于体外预应力提载加固钢桁架桥研究

doi: 10.13206/j.gjgS21041601
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51568029);云南省交通厅科技开发项目(2014(A)26)。

详细信息
    作者简介:

    丁浩,男,1997年出生,硕士研究生。

    通讯作者:

    李睿,男,1974年出生,博士,副教授,liruiking@163.com。

  • 中图分类号: U445.72

Study on Reinforcement of Steel Truss Bridge Based on External Prestressed Load Lifting

  • 摘要: 体外预应力概念最早源于法国,是后张预应力体系的重要分支之一,通常采用大直径钢筋、钢绞线、高强钢丝等作为张拉施力工具,对梁体进行预应力处理。此方法可有效减轻结构的应力水平,并能起到加固卸载和改变结构内力分布等作用,同时可提高结构的承载力、抗裂性和刚度。但体外预应力法在加固钢桁架结构中研究较少,相关理论相对缺乏。
    为了研究不同根数钢绞线的体外预应力对钢桁架桥的加固效果,以跨径为128 m的下承式简支钢桁架桥——奥莫河桥为研究对象,提出3种体外预应力加固方案并对其进行提载分析,运用有限元软件分别建立每束7根、9根、11根的钢绞线加固方案的全桥模型,从杆件强度、结构刚度、疲劳、整体稳定及节点板应力分布5个方面来评价对比3种加固方案的提载效果。分析可知:纵梁、横梁、上弦杆、下弦杆的应力随着钢绞线数量增多而逐渐减小,杆件应力逐步得到改善;钢绞线数量增多,结构的下挠程度逐渐减小,基频逐渐增大,其刚度不断提高;随着加固所用钢绞线数量的增加,除纵梁外,其余杆件的疲劳应力幅值不断降低;临界荷载系数不断增大,稳定性随之增加;重要部件节点板低应力区面积增大,高应力区与次高应力区面积减小,处于潜在撕裂区的螺孔数量不断减少,节点板发生撕裂破坏的概率减小。但随着钢绞线数量增加,会使下弦杆轴力增加,截面稳定安全系数减小,故需控制钢束张拉数量,限制提载幅度。
    结果表明:3种体外预应力加固方案对此桥均能达到提载效果,且随着所用钢绞线数量的增加,其结构强度、刚度、稳定性呈非线性提高,节点板低应力分布区占比逐步增大;采用每束11根钢绞线进行加固是最实用、合理的加固方案。
  • [1] 陈惟珍, 徐俊, 龙佩恒, 等. 现代桥梁养护与管理[M]. 北京:人民交通出版社, 2010.
    [2] 李满来. 体外预应力加固桥梁转向块混凝土配置研究[J]. 世界桥梁, 2018, 46(4):88-91.
    [3] 王元清, 胡宗文, 石永久, 等. 基于冲击韧性的钢结构厚板防止脆性断裂的选材方法[J]. 钢结构, 2011, 26(7):43-46.
    [4] 张妮. 埃塞俄比亚奥莫河桥[J]. 世界桥梁, 2015, 43(2):89.
    [5] 刘明才, 胡仲春, 谷守法, 等. 波形钢腹板特大桥体外预应力设计及应用研究[J]. 世界桥梁, 2017, 45(1):45-50.
    [6] 张博. 结合有限元分析的钢结构桥梁检测与评估研究[D]. 重庆:重庆交通大学, 2018.
    [7] 张爱林, 赵海明, 刘学春, 等. 在役铁路钢桁梁预应力加固研究[J]. 铁道标准设计, 2014, 58(12):76-80.
    [8] 吴云贤. 面向特高压铁塔的Q420低合金高强钢焊接接头组织性能优化研究[D]. 杭州:浙江大学, 2014.
    [9] 陈樑明. 基于智能预应力技术的简支钢桁梁受力性能研究[D]. 南京:东南大学, 2015.
    [10] AASHTO. AASHTO LRFD bridge design specifications[S]. Washington DC:AASHTO, 2017.
    [11] 刘寒冰, 王龙林, 谭国金, 等. 预应力对体外预应力简支钢梁自振频率的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013(1):81-85.
    [12] 程帅奇. 铁路中等跨度抢修钢梁疲劳性能研究[D]. 石家庄:石家庄铁道大学, 2017.
    [13] 卢波. 桥梁加固与改造[M]. 北京:人民交通出版社, 2004.
    [14] 刘来君, 赵小星. 桥梁加固设计与施工技术[M]. 北京:人民交通出版社, 2004.
    [15] 陈惟珍. 钢桁梁桥评定与加固:理论、方法和实践[M]. 北京:科学出版社, 2012.
    [16] British Standard Institution. Steel, concrete and composite bridges part 2:specification for loads:BS5400[S]. London:The Board of BSI, 2006.
    [17] 李运生, 王慧佳, 张彦玲. 钢桁梁桥高强螺栓连接的节点板局部受力性能分析[J]. 石家庄铁道大学学报(自然科学版), 2013, 26(3):1-7.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  234
  • HTML全文浏览量:  71
  • PDF下载量:  14
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-16
  • 网络出版日期:  2022-01-11

目录

    /

    返回文章
    返回