钢桥面板

摘要： 铁路钢桥面板防水、防腐要求极高,为制备满足铁路钢桥面铺装性能要求的超高性能混凝土(UHPC),以浩吉铁路洞庭湖大桥为背景,根据UHPC流变性能与施工性能要求,优选UHPC配合比,研究优选的UHPC抗渗性能与微结构特征,并在实桥上进行UHPC铺装应用。结果表明:UHPC流变性能变化特征符合Herschel-Bulkley模型,降粘剂能改善UHPC流变性能,使UHPC的屈服应力接近100 Pa,塑性粘度接近70 Pa·s,进而提升了施工性能;优选的UHPC微结构致密,钢纤维与基体结合紧密,抗水渗透和抗氯离子渗透性能良好;通过自动化摊铺设备可实现UHPC高质量铺装,采用完善的保湿养护措施使得UHPC表面无裂纹,效果良好。

摘要： 基于现场监测数据,针对钢桥面板疲劳裂纹开展了气动冲击修复效果研究.采用张拉型及环状应变片,监测气动冲击修复前后疲劳裂纹尖端及附近区域应变场特征.通过雨流计数法,分析了裂纹尖端疲劳应力幅变化规律.结果表明:本测点疲劳裂纹张拉和剪切应力均具有较大水平,是典型的I-II复合型疲劳裂纹,呈现为张开—闭合—剪切的三阶段扩展模式.气动冲击修复技术可以大幅降低裂纹尖端的张拉和剪切应力,减少高应力幅循环次数,有效约束复合型疲劳裂纹扩展.

摘要： 以江阴长江公路大桥为工程背景,建立局部钢桥面板有限元模型,利用大桥等效车辆荷载模型进行单轮和双轮作用下横向三种不同位置加载。对顶板与U肋连接焊缝处和横隔板弧形缺口处的应力状态进行分析,结果表明:在单轮和双轮荷载作用下,钢桥面板局部构造细节的横向最不利加载位置是一致的;在车载作用下,疲劳损伤更容易产生在顶板细节处。

摘要： 为明确钢桥面板顶板-U肋焊缝焊根处裂纹对铺装层受力性能的影响,建立了钢桥面板节段模型,针对裂纹正上方铺装层细节,确定其最不利横向荷载工况,对比不同裂纹长度与深度对裂纹上方铺装层应力与变形的影响状况,并分析裂纹产生后对同一U肋不同位置处铺装层的影响状况.研究结果表明:裂纹未贯穿顶板时对铺装层影响较小;裂纹贯穿顶板后使得裂纹上方铺装层横向拉应力增大,对铺装层受力不利;同一U肋中裂纹对其正上方铺装层影响较大,对未开裂侧影响较小.

摘要： 为分析钢桥面板的疲劳性能,基于Fe-safe/Verity采用等效结构应力法进行了焊缝疲劳寿命评估可行性验证。综合Fe-safe/Verity的焊缝疲劳寿命分析功能,给出了钢桥面板焊缝疲劳寿命分析的基本流程,并进行了有限元建模和疲劳寿命的试验验证。结果表明:采用基于Fe-safe/Verity的钢桥面板焊缝疲劳寿命分析方法计算出的疲劳寿命与试验结果接近,说明该方法是可靠的;Fe-safe/Verity模块基于等效结构应力理论,可不受网格尺寸限制自动识别有限元模型中的焊缝构造,高效完成焊趾单元的疲劳寿命计算。

摘要： 森村桥(Morimura Bridge)位于日本静冈县小山町,跨鲇泽川,1909年修建,2005年作为近代工业遗产被日本国家物质文化遗产收录。该桥结构形式为下承式简支钢桁架桥,桥长40.4 m,跨径39 m,采用钢桥面板,桥面宽6.4 m,全桥钢重88.8 t。该桥修建后供纺织工厂铁路敞车运输材料设备使用,后来拆除轨道通行汽车。

摘要： 为分析超高性能混凝土(UHPC)加固后的钢桥面板长期性能,为桥梁后期运营维护提供理论支撑,以某长江公路大桥为背景进行研究。该桥采用UHPC和ERE铺装2种桥面加固方案,在顶板与U肋焊接细节、U肋对接焊接细节处布置应变测点,结合实桥应变监测数据,并基于S~N曲线与Miner线性疲劳累积损伤理论,对加固后的钢桥面板剩余疲劳寿命进行评估。结果表明:与ERE加固的钢桥面板相比,UHPC加固更能有效降低各易损细节处的应力幅值和疲劳损伤;UHPC加固后的顶板与U肋焊接细节处日均损伤度降低70%~80%,疲劳寿命显著高于ERE加固的钢桥面板疲劳寿命;UHPC加固后的U肋对接焊接细节处日均损伤度降低20%~30%,但2种加固方案的疲劳寿命差异较小(ERE加固后为17.6年,UHPC加固为22.1年),简单提高钢桥面板刚度对U肋对接焊缝疲劳性能强化效果相对有限;建议结合长期监测数据,基于可靠度方法进一步进行实桥寿命评估。

摘要： 双面焊有望改善顶板纵肋焊接构造细节的疲劳抗力,而初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。基于断裂力学理论,采用FRANC3D-ABAQUS交互技术建立了含初始裂纹的钢桥面板多尺度有限元模型,研究顶板纵肋连接焊缝疲劳裂纹应力强度因子。分析了焊缝熔透率、顶板厚度、初始裂纹形状比等对双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明:钢桥面板纵肋连接焊缝细节处疲劳裂纹为Ⅰ型主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ复合型疲劳裂纹;双面焊缝顶板焊根处疲劳裂纹应力强度因子最大值比单面焊缝小64.3%,改善了顶板纵肋焊缝的疲劳性能;焊缝熔透率对顶板纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子影响较小;加厚顶板显著降低了顶板纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子;随着初始裂纹形状比增大,裂纹应力强度因子减小。

摘要： 为明确横隔板加劲肋对正交异性钢桥面板疲劳细节受力的影响,建立钢桥面板节段有限元模型,考虑不同车辆荷载作用位置,分析是否设置加劲肋对横隔板变形的影响,基于最不利车辆荷载工况,对比研究设加劲肋模型和无加劲肋模型的弧形缺口与横隔板-U肋焊缝细节的应力和面内外变形特征.结果表明:加劲肋显著增加了横隔板的面外变形,导致弧形缺口和横隔板焊趾细节的面外变形大幅增加,促进疲劳裂纹的萌生与扩展;设加劲肋侧的横隔板焊趾主拉应力与另一侧焊趾主压应力显著增加,疲劳开裂风险上升.

摘要： 为探明钢桥面板纵肋顶板焊缝焊趾多裂纹扩展形态变化及竞争机制,基于断裂力学理论并联合运用ABAQUS与FRANC3D,在验证数值模拟方法可靠性的基础上,建立钢桥面板节段模型,在焊趾区域植入共面或异面裂纹,进行裂纹扩展对比分析。结果表明:共面裂纹在扩展过程中存在单裂纹扩展、裂纹融合及融合后扩展3个阶段,裂纹融合时最深点处扩展速率陡增,且中点处扩展速率大于两侧,进而裂纹趋于半椭圆形,融合后扩展过程中形状比逐渐减少;焊趾与热影响区裂纹构成的异面裂纹间存在扩展竞争机制,初始尺寸相同时,随着多裂纹扩展的进行,裂纹尺寸差异逐渐放大,裂纹间相互作用对热影响区裂纹扩展的抑制作用也逐渐增强,并且热影响区裂纹在扩展至一定深度时,因裂纹尖端ΔK eff低于门槛值而停止扩展,此深度随异面间距s 2增加而增加;率先到达疲劳破坏临界值的主导裂纹,在尺寸比≤1.4时为焊趾裂纹,≥1.5时为热影响区裂纹。

摘要： 国内外研究表明,正交异性钢桥面板的结构细节及制造技术工艺对疲劳裂纹有较大影响,驸马长江大桥主桥钢箱梁采用正交异性钢桥面板结构.通过对正交异性钢桥面板组装精度、焊接技术、U肋熔深控制等方面的分析研究,总结出合理可行的正交异性钢桥面板制造技术工艺,从而提高正交异性桥面板的疲劳耐久性.

摘要： 对正交异性钢桥面板横隔板切口相关疲劳细节的疲劳性能的分析方法进行系统研究.应用有限元软件ABAQUS建立了局部钢箱梁节段模型,探讨了有限元中关注细节附近网格划分大小以及疲劳荷载的加载方式对关注细节应力提取结果的影响,确定了横隔板切口相关疲劳细节的应力幅分析过程,并对不同热点应力求解方式进行了对比.研究发现U肋与横隔板连接处附近的横隔板与顶板网格变化对横隔板切口相关细节的应力值影响非常小,而横隔板切口自由边附近的网格大小变化对应力计算结果的影响非常大,网格大小最大可为1/14t2(t2横隔板厚度).横向加载分析时,将疲劳荷载布置于U肋正上方、U肋间和U肋腹板上方的加载方式既简化了加载步骤,得到的细节的最不利荷载位置与实际最不利位置非常靠近;纵向加载分析时,顶板网格大小和荷载步大小不大于100mm时可以得到比较精确的结果.利用壳单元与曲线外推法对纵肋-横隔板连接焊缝下端焊趾细节进行疲劳分析,结果偏于保守.对于纵肋-横隔板连接焊缝下端焊趾细节,应力幅分析过程为:首先获得横隔板切口相关细节的最不利细节及对应的最大值纵向加载点位置;其次,在该纵向位置进行横向加载确定细节的最不利横向位置及对应的最不利加载位置;最后,在最不利横向加载位置进行纵向加载得到最不利细节的纵向应力历程曲线,通过应力历程曲线计算该细节的应力幅.

摘要： 针对U肋与钢桥面板焊缝易产生疲劳开裂问题,结合相关研究成果,分析了焊缝尺寸对T型接头角焊缝疲劳特性的影响,指出双面焊接条件下U肋焊缝不必要全熔透,建议设计要求焊缝熔深不低于U肋板厚的75％,焊脚尺寸不小于4mm;此外提出了基于聚弧深熔气保焊的U肋双面焊接新工艺,可免开焊接坡口,焊缝质量满足要求,大幅提高焊接工效.

摘要： 以国内某大桥钢箱梁为例,利用有限元软件ABAQUS建立局部钢箱梁节段模型,并在面板上增加一层超高性能混凝土形成钢-UHPC组合桥面板,分别计算有无超高性能混凝土层时,钢桥面板各疲劳细节在最不利移动荷载作用下产生的应力幅,分析超高性能混凝土层对钢桥面板各细节疲劳性能的影响.研究发现UHPC层大幅度增加了钢桥面板的刚度,进而大大降低了各疲劳细节的应力幅水平,降低了各细节发生疲劳开裂的几率;其中对纵肋-盖板连接处细节的疲劳应力幅的影响极大,应力幅降幅在60％～78％之间,对其余细节,影响程度相对较小,应力幅降幅最大仅为42.6％;加上UHPC层后,细节①的最不利细节横向位置及对应的最不利横向加载点均未发生变化;细节②、③和④的最不利细节横向位置未发生变化,但其对应的最不利横向加载点发生变化;细节⑤和⑥的最不利细节横向位置及对应的最不利横向加载位置均发生了变化.

摘要： 随着正交异性钢桥面板的广泛应用,板桁组合结构桥梁得到了极大的发展.为探求钢桁梁现场拼装时板桁最优结合时机,以某连续钢桁梁公路斜拉桥为例,采用大型通用有限元计算分析软件ABAQUS,建立该桥钢桁梁标准节段的三维有限元模型,模拟分析了钢桥面板与主桁和中纵梁、钢桥面板与上横梁的连接按照不同先后顺序施工时,焊接温度场对钢桁梁主桁上弦杆、上横梁和中纵梁受力和位移的影响.综合比较计算结果,建议先连接钢桥面板与主桁上弦杆和中纵梁,后连接钢桥面板与主横桁架的上横梁.

摘要： 针对正交异性钢桥面板中顶板与U肋连接处的顶板细节,通过有限元模拟,以热点应力为评价指标,分析了钢桥面板各构件参数以及桥面铺装参数对其疲劳应力的影响.结果表明,顶板细节热点应力随顶板厚度和U肋厚度的增加而增加,受顶板厚度影响较大,受横隔板厚度影响很小.U肋上口宽度和高度增加,顶板细节热点应力随之增加,横隔板间距增大,顶板细节热点应力随之降低.设置过焊孔可降低顶板与U肋接头应力集中,但易引起孔边焊缝处裂纹.铺装层可有效降低项板细节应力幅,且应力幅随铺装层刚度与厚度增加而降低,铺装层的影响随顶板厚度增加而减弱.

摘要： 钢桥面板自重轻、极限承载能力大、施工周期短、结构造型美观,被广泛应用于国内外的大、中跨径桥梁.由于钢桥面板构造复杂、焊接质量无法保证,在车辆荷载与环境耦合作用下极易出现疲劳问题.在既有的钢桥面板中已经发现大量的疲劳裂纹,严重威胁桥梁结构的安全使用.本文针对钢桥面板疲劳机理,开展了2个足尺模型疲劳试验,得到了适合中国国情的典型细节疲劳强度.对既有钢桥面板,开展现场长期运营监测,基于大量交通荷载监测与动应变监测数据,对钢桥面板疲劳使用安全进行全面评估,提出钢桥面板冷维护概念,对实桥钢桥面板中已开裂细节进行冷维护,并对维护后钢桥面板疲劳性能进行评估.研究工作将模型试验与实桥研究相结合,形成了钢桥面板疲劳机理、评估与维护技术研究体系,为钢桥面板抗疲劳设计和疲劳使用安全评估提供技术支撑.

摘要： 采用预制裂纹试件对钢桥面板疲劳裂纹的宽度、深度及角度等特征进行超声波检测试验研究,对比分析了单探头脉冲反射法和双探头穿透法的检测精度及优劣.试验结果表明,脉冲反射法受裂纹开展宽度的影响较大,穿透法可以忽略裂纹宽度影响.穿透法较于脉冲反射法,在检测精度上具有一定优势,尤其是对于极浅裂纹和极深裂纹(深度接近板厚)的检测上,穿透法可弥补脉冲反射法近场区的检测盲区以及底波干扰.相比于脉冲反射法,穿透法对于裂纹角度的检测精度较高且稳定,尤其对于45°裂纹的角度检测,穿透法的检测误差远小于脉冲反射法.

摘要： 加劲板作为钢桥面板能有效降低主梁自重，被越来越多的运用于大跨径桥梁中。为研究Q420级高强度钢肋板型加劲板轴压承载能力,针对不同钢材种类及截面尺寸的加劲板进行了轴压模型试验,探讨了加劲板极限承载力、破坏模态等,并建立三维实体弹塑性有限元模型,比较分析了残余应力及几何缺陷对加劲板承载性能的影响.研究结果表明:加劲板破坏形式为母板先于肋板失稳、肋板先于母板失稳两种形式.随着肋板与母板抗弯刚度比值的增大,破坏形式由母板先失稳向肋板先失稳转化;相同尺寸的高强度钢加劲板极限承载力大于普通强度钢,对应的破坏形式基本一致;几何缺陷为极限承载力的主要影响因素,残余应力降低承载力下降速率.

摘要： 文章介绍了钢桥面常见病害，并就铺装破坏和疲劳开裂两种钢桥面病害进行分析，从超高性能混凝土组合桥面、超高性能混凝土组合梁等方面探讨了组合桥面解决方案。

摘要： 本发明实施例公开了一种预制桥面板钢模支撑装置，包括：所述支撑装置用于支撑浇筑所述预制桥面板所用的钢模板结构，所述钢模板结构包括内模板以及设于所述内模板两侧的侧模板；所述支撑装置包括：第一支撑部，为混凝土结构，其长度为预制桥面板的长度，且用于支撑所述内模板；多个第二支撑部，分别设于所述第一支撑部相对的两侧，用于支撑所述内模板两侧的所述侧模板，且沿所述第一支撑部的长度方向间隔设置；每一个所述第二支撑部分别包括：至少一个伸缩件，用于支撑在所述侧模板的下方。本发明实施例有效实现了预制桥面板钢模能够随自重下落，节约了人工操作拆模等过程，提高了拆模的效率。

摘要： 本发明涉及一种钢壳防撞护栏与桥面板一体化组合桥面系结构及施工方法，组合桥面系结构安装在主梁上，包括防撞护栏构件和桥面板构件，防撞护栏构件焊接在桥面板构件的两侧，组成一体化预制式结构，组合桥面系结构包括若干块由防撞护栏构件与桥面板构件组成的一体化预制式结构，若干块一体化预制式结构分别吊装在主梁上，通过桥面板现浇段混凝土固定。使用两种施工方法均可获得钢壳防撞护栏与桥面板一体化组合桥面系结构。与现有技术相比，本发明具有受力性能好、结构轻简化、实现预制化快速化安全化施工、结构耐久性好等优点。

摘要： 本实用新型提出一种装配式桥面板及包含该装配式桥面板的钢栈桥，属于桥梁工程技术领域，包括顶板、以及若干平行排列的纵肋，纵肋与顶板固定连接，还包括将若干平行排列的纵肋连接为整体的若干横肋；横肋与纵肋垂直，横肋与纵肋固定连接，且横肋的上边缘不高于纵肋的上边缘，横肋的下边缘不低于纵肋的下边缘。该装配式桥面板克服了现有钢桥面因顶板、纵肋及横肋的分布方式而造成的结构稳定性差的技术问题，具有强度高、稳定性好、便于装配安装与运输、横向刚度大的特点。

摘要： 本实用新型涉及一种桥面板与工字钢的连接结构，还涉及一种桥面板结构，其中，桥面板是由第一工字钢铺设而成的桥面板，第一工字钢的下部设置有第二工字钢，第一工字钢与第二工字钢交叉设置，其中相邻两所述第一工字钢之间连接有固定板，连接结构包括钩件和用于连接固定板和钩件的连接件，在第一工字钢与第二工字钢处于夹紧状态下，钩件抓住第二工字钢的上翼缘，连接件依次穿过钩件和固定板，而将第二工字钢固定在第一工字钢的下方。这样，使得第二工字钢与第一工字钢的连接更加牢固，且安装方便、省时，同时连接结构不会穿过第一工字钢和第二工字钢，不会对第一工字钢和第二工字钢造成损坏，便于第一工字钢、第二工字钢以及连接结构的循环使用。

摘要： 本实用新型涉及一种钢壳防撞护栏与桥面板一体化组合桥面系结构，组合桥面系结构安装在主梁上，包括防撞护栏构件和桥面板构件，防撞护栏构件焊接在桥面板构件的两侧，组成一体化预制式结构，组合桥面系结构包括若干块由防撞护栏构件与桥面板构件组成的一体化预制式结构，若干块一体化预制式结构分别吊装在主梁上，通过桥面板现浇段混凝土固定，防撞护栏构件包括钢外壳、钢隔板和钢封板，钢外壳与钢隔板相连，钢封板与钢隔板的外形相匹配，钢封板焊接在钢隔板上，与钢外壳和钢隔板焊接连接为整体结构。与现有技术相比，本实用新型具有受力性能好、结构轻简化、实现预制化快速化安全化施工、结构耐久性好等优点。

摘要： 本实用新型提供一种适用于钢栈桥的快速拼装隔振桥面板及隔振桥面结构，属于钢栈桥桥面板及桥面领域；为了解决现有桥面板拆卸不便，影响作业时间；缺少隔振设计，影响抗震性和使用寿命的问题，本方案隔振桥面板两端设置有若干个榫槽，两个相邻的隔振桥面板上每对对应的榫槽通过榫头榫接，隔振桥面板包括可拆卸连接的外板体和内板体，内板体内置于外板体，内板体上设置有若干个均匀分布的减震槽，减震槽位于外板体和内板体之间，减震槽内设置有减震弹簧，减震弹簧能够转变为柔性的作用力，提高纵向隔振缓冲性能，延长使用寿命；榫接结构结合紧密牢固，构造简单，易于制造、运输和组装，可有效减少作业时间，可满足车辆、行人正常的通行需求。

摘要： 本发明涉及一种由预制超高性能混凝土板与钢桥面板组合的桥面板结构及其施工方法，包括钢桥面板和覆盖在钢桥面板上的超高性能混凝土板，超高性能混凝土板间隔设置且相邻超高性能混凝土板之间设置有超高性能混凝土现浇带，超高性能混凝土板底部经水泥基粘结剂与钢桥面板相连接形成组合桥面板结构。现浇带内宜设置剪力连接件增强预制板与钢桥面板的连接效果。该结构施工方法包括以下步骤：钢梁及钢桥面板施工；超高性能混凝土预制板制作与安装；超高性能混凝土现浇带施工；桥面板表面施工。该结构不仅受力合理，强度高，刚度大，有效避免钢桥面系病害的产生，而且结构简单，减少超高性能混凝土现浇时产生较大的收缩，易于工厂批量生产，具有重大的实用价值和良好的经济效益。

摘要： 本发明涉及一种由预制超高性能混凝土板与钢桥面板组合的桥面板结构及其施工方法，包括钢桥面板和覆盖在钢桥面板上的超高性能混凝土板，超高性能混凝土板间隔设置且相邻超高性能混凝土板之间设置有超高性能混凝土现浇带，超高性能混凝土板底部经水泥基粘结剂与钢桥面板相连接形成组合桥面板结构。现浇带内宜设置剪力连接件增强预制板与钢桥面板的连接效果。该结构施工方法包括以下步骤：钢梁及钢桥面板施工；超高性能混凝土预制板制作与安装；超高性能混凝土现浇带施工；桥面板表面施工。该结构不仅受力合理，强度高，刚度大，有效避免钢桥面系病害的产生，而且结构简单，减少超高性能混凝土现浇时产生较大的收缩，易于工厂批量生产，具有重大的实用价值和良好的经济效益。

摘要： 本实用新型公开了一种用于钢桥面板裂纹修补的组合加固结构及钢桥面板系统，其包括：多对短剪力钉对，多对所述短剪力钉对用于沿裂纹的开裂方向间隔设置，且所述短剪力钉对包括两个短剪力钉，两个所述短剪力钉用于分设于裂纹的两侧；多个短钢筋，相邻的两对所述短剪力钉对之间设置有所述短钢筋，所述短钢筋用于设置于裂纹上；超高性能混凝土层，其用于覆盖于钢桥面板上，且所述短剪力钉与短钢筋均包容于所述超高性能混凝土层内。

摘要： 本实用新型涉及一种钢桥面板、混凝土桥面板连接结构，包括预制混凝土桥面板、钢梁桥面板、钢托梁、钢混过渡段现浇混凝土缝及加劲钢立板，所述钢梁桥面板与加劲钢立板连接，所述预制混凝土桥面板与加劲钢立板之间通过钢混过渡段现浇混凝土缝连接形成整体，所述钢托梁支撑在钢混过渡段现浇混凝土缝下方，其所述钢托梁与加劲钢立板连接。与现有技术相比，本实用新型具有混合桥面板结合区结构形式简约，传力平顺，便于混合桥面板的标准化制造、模块化拼装的优点。