正交异性桥面板

摘要： 研究不同加劲肋形式对正交异性组合桥面板力学性能的影响,基于某大桥应用有限元软件ANSYS建立局部有限元实体模型进行加载,对比波形、梯形和U形三种不同截面形状的闭口加劲肋对正交异性桥面板性能的影响。结果表明,波形正交异性桥面板相比于U形和梯形正交异性桥面板来说可以显著的增强其局部力学性能,提高局部车轮荷载的纵向和横向分布能力。

摘要： 随着经济的发展与交通量的急剧增长,超载现象时有发生,传统路面式动态称重系统需要开挖路面,影响交通。研究了一种基于正交异性桥面板应力监测数据的车辆荷载识别技术。通过在正交异性桥面板顶板U肋下缘布设应变计,采集车辆通过时的应力响应。首先利用同一U肋不同截面测点应力响应间的互相关函数来估计车速,针对车辆作用下同一截面下不同测点的应力响应面积的变化,提出了余弦相似度这一指标实现车辆横向定位,最后通过比较实测应力响应面积与标定荷载作用下响应面积来实现未知车辆荷载的识别。通过数值模拟验证了算法的有效性和抗噪性。最后设计了一个模型试验进一步验证了提出的理论。数值和试验结果表明,所提算法可以有效识别车辆荷载,算法具有较好的抗噪性能,所提标定间距可以为工程结构提供具有实操性的指导。提出的方法不损伤桥面,不影响交通,经济性较好。

摘要： 在分析正交异性钢桥面板构造特点的基础上,将轮载影响范围内的桥面板简化为弹性支撑的平面框架,建立了正交异性钢桥面轮载横向效应的解析分析模型,推导了纵肋弹性支撑刚度和车轮荷载集度等效计算方法,提出了桥面板与U肋交接位置处横向弯曲应力的解析公式,讨论并明确了影响桥面板横向弯曲应力峰值的关键敏感影响因素,并以某钢箱梁为例证明了本文算法的合理性。研究发现,本文方法计算得到桥面板与U肋相交位置的横向应力值与有限元结果相差不超过10%,证实了本文算法的正确性,也为正交异性钢桥面的初步设计提供了极大的方便;正交异性钢桥面板的横向轮载应力随U肋厚度和高度增加而增大,但随顶板厚度和横隔板间距增大而减小;相对而言,顶板内横向拉应力受顶板厚度的影响最为显著,对腹板倾角和U肋腹板厚度的变化并不敏感。

摘要： 为评估不同桥面加固方案对正交异性桥面板疲劳性能的改善情况,对比了钢-UHPC组合桥面和环氧沥青桥面铺装的桥梁疲劳性能.基于连续一周的应力时程数据,采用线性累积损伤准则计算了各疲劳易损细节的最大应力幅、等效应力幅和疲劳剩余寿命.建立有限元模型,对2种方案加固后的桥面刚度进行了定量对比,分析了车流量及温度变化对疲劳易损细节疲劳寿命的影响.结果表明:钢-UHPC组合桥面在各疲劳易损细节的最大应力幅和等效应力幅均小于ERE铺装桥面;除疲劳寿命为无穷大的疲劳易损细节外,钢-UHPC组合桥面疲劳易损细节疲劳寿命均大于ERE铺装桥面;钢-UHPC组合桥面拥有更大的抗弯刚度,钢-UHPC桥面板最大挠度为ERE铺装桥面的67.29％;车流量增多对2种方案加固后桥面疲劳易损细节疲劳寿命的影响基本一致,钢-UHPC组合桥面抗高温性能更好.

摘要： 正交异性钢桥面板以其自重轻、承载能力大、施工速度快等特点,在全世界范围内大量出现在新桥尤其是大跨度桥梁的建设中.由于正交异性钢桥面板整体刚度不足、桥梁承载交通量与日激增,在运营过程中因钢构件应力集中出现不同程度的疲劳病害,严重影响了结构疲劳性能.剖析正交异性钢桥面板疲劳病害发生根本原因,同时结合实桥与足尺模型试验结果,提出桥面结构改造方案.研究成果可为类似正交异性钢桥面板的疲劳处治提供借鉴.

摘要： 为确定浇注式沥青铺装施工对钢桁梁正交异性钢桥面板受力状态的影响,以杨泗港长江大桥为背景,采用自主搭建的物联云平台实时监测并结合节段有限元分析的方法,对铺装施工期桥面板温度场特征进行研究.在数值分析的基础上,确定测点位置,实测得到铺装施工期正交异性桥面板横隔板和U肋等的竖、横向温度传递规律及应力分布特性.结果表明:测点处温度达到最大值的时间平均滞后于摊铺时间(时滞)约30 min,温度沿横隔板竖向呈梯度分布,且升温快降温慢;铺装温度影响时长约6 h,温度影响范围沿横隔板竖向由上至下约60 cm、沿横桥向超出铺装边界约40 cm;沥青温度242°C时,摊铺后的桥面板底面升温最大值为98.1°C(均值93.3°C),铺装温度影响下的横隔板横桥向拉、压应力分界线距离横隔板顶部约30 cm,应力最大值约113 M Pa.

摘要： 正交异性桥面板承载能力大、施工周期短、自重轻、结构较为美观,广泛应用于大跨径桥梁施工.然而由于正交异性桥面板不仅直接承受车轮活载的反复作用,还作为主梁的一部分参与受力,在正交异性桥面板局部存在着极大循环次数的往复应力,加之焊接残余应力及局部应力集中的综合影响,在正交异性桥面板的局部区域易产生疲劳裂纹.文章以某悬索桥钢箱梁为例,通过建立局部钢箱梁有限元模型,按照相关规范,在纵向和横向分别采用不同的步长加载活载,观察横隔板弧形缺口部位的应力变化情况,分析该疲劳细节的影响面,找到该类疲劳典型病害的横向及纵向最不利加载位置,并根据各步长加载时的计算结果,探索造成该处疲劳裂纹产生的力学机理成因,为疲劳裂纹的修复和防护提供了一定的依据和参考.

摘要： 正交异性桥面板承载能力大、施工周期短、自重轻、结构较为美观,广泛应用于大跨径桥梁施工。然而由于正交异性桥面板不仅直接承受车轮活载的反复作用,还作为主梁的一部分参与受力,在正交异性桥面板局部存在着极大循环次数的往复应力,加之焊接残余应力及局部应力集中的综合影响,在正交异性桥面板的局部区域易产生疲劳裂纹。文章以某悬索桥钢箱梁为例,通过建立局部钢箱梁有限元模型,按照相关规范,在纵向和横向分别采用不同的步长加载活载,观察横隔板弧形缺口部位的应力变化情况,分析该疲劳细节的影响面,找到该类疲劳典型病害的横向及纵向最不利加载位置,并根据各步长加载时的计算结果,探索造成该处疲劳裂纹产生的力学机理成因,为疲劳裂纹的修复和防护提供了一定的依据和参考。

摘要： 介绍了北京新首钢大桥正交异性桥面板薄层铺装方案性能对比试验的主要成果.从桥梁结构体系受力特点和具体工程需要出发;选取3种备选的薄层铺装解决方案进行对比研究.对备选薄层配套体系在结构中的受力构造性能要求、材料性能、结构体系综合性能进行模拟计算分析及试验验证分析;最终选出各项性能较优的薄层铺装方案体系.

摘要： 正交异性钢桥面板因其自重轻、极限承载力大、适用范围广等优点而广泛应用于土木工程,但其疲劳问题严重,钢箱梁横隔板弧形切口的抗疲劳设计仍是难点.为有效预测此典型疲劳易损细节的疲劳寿命,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了三种弧形切口疲劳试件的有限元简化模型,通过对三种不同弧形切口半径的试件模型在拉伸荷载50 kN下的有限元求解,分别得到各自主应力云图.可知:切口处第一主应力随切口半径增大而减小,半径从10 mm增至20 mm时,第一主应力从319.8 MPa减至253.7 MPa,减幅66.1 MPa;半径从20 mm增至30 mm时,第一主应力从253.7 MPa减至225.6 MPa,减幅28.1 MPa,较之前变平缓.再引入临界距离理论分析了弧形切口应力集中区域的特征应力,采用点法与线法进行特征应力计算.利用ABAQUS自最大主应力峰值处按最高应力梯度方向设置路径,提取各点第一主应力及其所在点距最大主应力峰值的距离.在热点路径上,最大主应力与距离呈反比关系;在1.2倍临界距离范围内,切口半径越小,应力水平越高;在2倍临界距离以外的区域,切口半径20 mm与切口半径30 mm的最大主应力曲线呈靠拢趋势,表明此时切口已不再是影响应力水平的关键因素,从而得到了临界距离、裂纹扩展门槛值等关键参数.结合材料疲劳极限与FE-safe寿命结果建立了三种切口构件的疲劳寿命预测模型,开展了横隔板弧形切口节段试件的疲劳试验,验证了简化模型的准确性,研究了不同切口半径对试件疲劳寿命影响的规律.结果表明:1)钢箱梁横隔板弧形切口处基于点法的应力预测值比线法的应力预测值高7％～13％,点法的疲劳寿命预测值比线法的疲劳寿命预测值基本低50％以上;点法预测值比线法预测值更加保守;2)所提出的钢箱梁横隔板弧形切口疲劳预测模型精度较高,与节段模型疲劳试验结果误差在20％以内;3)无论采用点法还是线法,计算所得的特征应力都随切口半径增大而减小,疲劳寿命都随切口半径增大而增长,钢箱梁横隔板弧形切口设计时,适当提高切口半径有利于结构疲劳寿命的提升;4)由于疲劳试件采用的都是光滑的弧形切口试件,对于含初始缺陷的构件,其采用临界距离理论评估疲劳寿命的计算模型有待进一步研究.

摘要： 论文提出一种基于波型钢板的新型钢箱梁正交异性桥面板结构新形式,该新型桥面板结构包括上顶板、波形钢板加劲肋、下顶板和横肋.论文通过有限元方法对新型正交异性板的横向传力特性进行分析,并研究了顶板厚度、横肋间距、横肋厚度这些参数变化对新型结构疲劳热点应力的影响规律.研究结果表明,新型正交异性板具有双向受力的特点,与传统正交异性桥面板的受力模式明显不同,因此结构设计时需要加大横肋间距,才能充分发挥桥面板较明显的荷载横向分配特性;同时,基于构造参数的影响,论文提出了适合新型结构的构造参数,以充分发挥新型结构的受力优点,且避免了过于复杂的焊接构造.

摘要： 为解决钢箱梁正交异性钢桥面板的焊接疲劳开裂和钢桥面板铺装过早破坏的病害,本文提出一种基于波型钢板的新型钢箱梁正交异性桥面板结构新形式,并对其可行性进行分析研究.该新型桥面板结构包括上顶板、波形钢板加劲肋、下顶板和横肋,中层波形钢板的波形方向为横桥向,所形成的波形钢板加劲肋能够替换传统钢箱梁桥面板的U形加劲肋.论文通过有限元方法对该新型钢箱梁桥面板的力学特性如桥面板应力、结构竖向变形等进行有限元计算分析,并与传统带U肋钢箱梁正交异性桥面板进行对比研究.初步研究表明,该新型正交异性桥面板的整体变形状态和局部应力状态得到明显改善,横桥向荷载传递路径更优,各项力学指标显著优于传统桥面板,因此该新型桥面板的提出为提高钢箱梁正交异性桥面板及其桥面铺装层的使用寿命奠定了结构基础.

摘要： 为研究钢-RPC组合桥面铺装正交异性桥面板构造细节的疲劳性能,开展了随机车流作用下佛陈扩建桥正交异性桥面板全部构造细节的应力监测.获得了所有构造细节的最大应力幅和应力谱;基于疲劳等效损伤理论确定了对应的等效应力幅,并参考AASHTO LRFD(2012)开展了构造细节的疲劳性能评价,本文仅给出纵肋-面板和弧形切口构造细节的相关数据和分析结果.分析表明,随机车流作用下构造细节的应力水平低,全部构造细节疲劳满足无限寿命要求.

摘要： 正交异性桥面板的疲劳问题一直是桥梁建设中的关键点和热点，各国学者在此领域取得了一系列研究成果。时至今日，正交异性桥面板的结构型式较当初已经发生很大变化，大量新的研究成果相继涌现，本文试图从正交异性桥面板的设计参数和构造细节入手，对近10年来正交异性桥面板的疲劳研究进展进行综述分析。

摘要： 该文首先对目前国内外公路、铁路钢桥设计规范的疲劳设计方法和疲劳荷载谱予以回顾.针对正交异性桥面板钢箱梁疲劳受力特点分析了疲劳设计应注意的问题,并将我国焊接桥在发展过程中的主要疲劳研究成果作了概述.最后提出正交异性桥面板钢箱梁疲劳设计亟待解决的问题,提供给钢结构同行参考.

摘要： 海河大桥正交异性钢箱梁在检测过程中发现存在较多的正交异性板典型病害,分析了海河大桥正交异性桥面板及桥面铺张病害产生的原因,提出正交异性钢箱梁桥面板采用UHPC刚性加固的方案,UHPC加固层设计为采用4.5cm的超薄层,测试了UHPC的原材性能,分析采用UHPC刚性加固后正交异性钢箱梁桥面板局部刚度和受力性能的改善状况,有效改善了桥面铺装层的受力性能,有效降低钢结构局部应力,提高了钢结构及桥面铺装层的疲劳耐久性;利用实桥加载测试,验证了正交异性钢箱梁桥面板刚性加固对局部受力性能的改善状况.

摘要： 结构动力特性反映了桥梁质量和刚度分布特征,是桥梁动力分析的重要参数.为获得钢-RPC组合铺装正交异性桥面板钢箱梁桥的模态特征,分析其与传统SMA铺装正交异性钢桥面板钢箱梁桥模态特征的区别,了解桥面铺装刚度增大带来的结构整体刚度变化,本文采用基于参考点的环境激励法,通过在佛陈桥钢箱梁内布置多个测点,进行分批次测量,采用峰峰值拾取的方法识别了该桥多阶模态参数,测试的振型具有较好的合理性.

摘要： 本文主要就传统正交异性钢桥面板的结构形式进行改良,并在此基础上与传统的正交异性桥面板的力学性能进行初步的比较.当前的正交异性刚桥面板主要由顶板、U型加劲肋和横隔板过焊接的形式组成整体,但在实际的使用过程中主要存在桥面沥青铺装的开裂和焊缝的疲劳开裂问题.针对这些病害,将传统的正交异性钢桥面板进行改良,将U型加劲肋改成波形钢板加劲肋,并添加下顶板,最后再通过螺栓将上顶板、下顶板和波形钢板加劲肋连接在一起,并利用出露在上顶板的螺栓做剪力键以固定桥面铺装.通过有限元模型的分析,该改良正交异性桥面板能大大减小桥面的局部挠度与铺装层横向水平应力.

摘要： 石济线为中国客运专线的重要组成部分。本桥为石济线跨黄河北大堤公铁两用简支钢桁梁桥，计算跨度122 m，桁式为带竖杆三角形桁，采用3片主桁结构。铁路桥面为正交异性桥面板，公路桥面对结合梁方案和正交异性桥面板方案做了比选分析，由于结合梁在温差作用下变形较大，故推荐使用正交异性桥面板方案。

摘要： 本文根据大跨径钢桥钢箱梁的实际设计尺寸,建立钢箱梁的完整有限元模型和不同规模的简化模型,对比分析了相同荷载作用下各模型的节点位移、应力、应变等力学指标,并讨论了单元类型、单元大小对有限元计算的影响.得到了横向上包括6个U形加劲肋、纵向上包括3跨范围的桥面板简化计算模型.

摘要： 本发明公开了一种正交异性钢桥面板退火防变形工装，包括至少一组退火支架，所述退火支架包括至少两个支撑组件，两两相邻所述支撑组件之间可拆卸式连接有两个连接组件，且两个所述连接组件位于两两相邻支撑组件内部两侧，两个所述连接组件之间设有若干个和支撑组件下端可拆卸式连接的限形组件。本发明开创性地提出了一种正交异性钢桥面板退火防变形工装，可以对正交异性钢桥面板整体退火，并防止桥面板变形，达到降低焊后残余应力的目的，并且可以一个批次完成多个钢桥面板的整体退火，缩短工期，节约退火成本，复合绿色施工理念，实用性强，降低了生产成本。

摘要： 本发明涉及一种足尺寸正交异性钢桥面板疲劳试验平台装置，尤其涉及一种正交异性钢桥面板双独立作动器全周期疲劳性能加载检测装置及分析方法。解决了足尺寸正交异性钢桥面板横隔板与桥面板、横隔板与U肋(rib‑to‑deck at floorbeam joint RDF细节)、U肋与桥面板(rib‑to‑deck plate RD细节)，在车辆轮载作用下RDF、RD细节全周期疲劳性能研究装置问题。本发明设有支撑锚固基础模块、可调节龙门立柱、可调节横梁组、双独立作动器系统等装置。本发明可以用于大型足尺寸正交异性钢桥面板的各危险细节结构疲劳性能研究与验证。

摘要： 本发明提供了一种基于正交异性钢桥面板疲劳裂纹的组合式监测方法及系统，所述组合式监测方法包括以下步骤：组建正交异性钢桥面板足尺节段模型，获取模型的应力幅变化信息、声发射信号信息和图片信息；通过相应位置的应力幅变化、声发射信号和图片信息判断确定结构起裂位置以及起裂时间和裂纹走向；所述系统包括声发射采集单元、应变片采集单元、DIC采集单元；本发明有效避免了采用单一监测手段精度不高的问题，提高了判断结构起裂时间和起裂位置的精确度。通过采用组合式的监测方法能够互相印证，确保数据准确无误，显著提高裂纹监测效果。

摘要： 本发明涉及钢结构桥梁养护技术领域，尤其涉及一种正交异性钢桥面板疲劳裂纹抑制装置，包括支撑架和形变机构，支撑架固定在钢桥面板上，形变机构滑动设置在支撑架上；形变机构包括承力组件、传力组件和施力组件，承力组件包括曲线承力段和对称固定在曲线承力段两端的缓冲段，曲线承力段设置在焊缝位置的上方，两个缓冲段的自由端朝向焊缝位置的两侧延伸，并在支撑架上沿相反方向滑动；施力组件设置在焊缝位置的两侧，传力组件穿过支撑架连接承力组件和施力组件。通过跨焊缝位置布置疲劳裂纹抑制装置，使车轮荷载作用下的拉应力转变成压应力，从而有效抑制焊缝位置处因张拉力导致的疲劳开裂，延长了正交异性钢桥面的使用寿命。

摘要： 本实用新型公开了面板与腹板共用的型钢横肋下缘正交异性钢桥面板结构，夹紧机构包括左右对称设置的固架，固架通过连接组件与腹板上翼缘板相连接，波纹钢板的外表面与固架的内壁活动连接，本实用新型涉及正交异性钢桥技术领域。该面板与腹板共用的型钢横肋下缘正交异性钢桥面板结构，通过设置夹紧机构，使得下波槽的波峰波谷与波纹钢板的外表面相贴合，随之使得夹紧条下降，且使得上波槽的波峰波谷与波纹钢板的外表面相贴合，对波纹钢板纵向进行夹持，从而将叠加的波纹钢板夹持固定在一起，减少了操作量和操作时间以提高效率缩短工期，通过上述结构的组合解决了现有蒸饺异性钢桥波纹钢板安装较为麻烦且耗时较长的问题。

摘要： 一种以带肋钢板为面板的正交异性钢桥面板，以大幅度降低面板用钢量，从而节约桥梁建造成本。包括面板、纵肋构件和横肋构件，所述面板板面上具有横向间隔的纵向肋骨，纵向肋骨、板面扎制成型形成整体结构；所述纵肋构件两侧侧壁与纵向肋骨的端面焊接。

摘要： 一种新型顶部张拉式正交异性钢桥面板顶板‑纵肋疲劳开裂加固装置，包括钢桥面板、角钢、双头螺栓、螺帽；所述钢桥面板顶板‑纵肋焊接接头顶部的两侧刚接有长度方向沿顶板‑纵肋焊接接头焊接方向的角钢；所述角钢一侧板与钢桥面板刚接，另一侧板开有孔洞；所述双头螺栓通过孔洞穿过两角钢，并通位于两角钢之间的螺帽将其固定于两角钢之间；本实用新型通过在正交异性钢桥面板顶板‑纵肋焊接接头顶部设置可以产生预张拉作用的装置，使得焊接接头顶部产生张拉应力，进而使正交异性钢桥面板顶板下部焊趾及焊根处产生预压应力，由此使得钢桥面板的顶板‑纵肋焊接接头沿顶板厚度方向扩展得疲劳裂纹闭合，从根源上防止焊接薄弱区域的疲劳破坏。

摘要： 本发明提供了一种正交异性桥面板制造方法，涉及桥梁工程建设技术领域，所述方法包括以下步骤：S1：将横梁单元摆放至胎架上，在所述横梁单元上由中间向两边依次铺设所述面板单元，使所述面板单元与所述横梁单元贴合；S2：焊接相邻两所述面板单元之间的拼接缝；S3：焊接所述面板单元与所述横梁单元之间的拼接缝。本发明所述的正交异性桥面板制造方法，将横梁单元摆放至胎架上后，按照由中间向两边的铺设顺序依次铺设面板单元，使得桥面板单元的拼装是在无约束的条件下进行的，有利于内部应力的释放，同时采用先焊接相邻面板单元间的拼接缝，横梁单元与面板单元没有约束，不会对整体桥面板产生收缩变形，有效控制了收缩变形的次数。

摘要： 本发明涉及一种正交异性桥面板，属于桥梁结构技术领域。该桥面板包括主钢板、横肋、U形肋和混凝土板，横肋与主钢板下表面连接，U形肋与主钢板上表面连接，混凝土板与U形肋连接，混凝土板上铺筑沥青混凝土层。本发明将U形肋反置，简化了主钢板下的结构设计，使横肋和横隔板不再受到常规设计中的U形肋的干扰，简化了制作工艺，加快了制作进度；避免了常规的正交异性桥面板中发生在U形肋和横隔板处的疲劳开裂，提高了结构寿命；在U形肋上焊接剪力连接件后，可安装预制混凝土板，提高了桥面板的抗弯能力，主钢板和混凝土板的材料性能得到充分发挥；在U形肋内灌注混凝土，可进一步正交异性桥面板的刚度和整个钢箱梁的刚度。

摘要： 本实用新型涉及一种正交异性桥面板U形肋与面板焊接处疲劳试验装置，包括试件、试件约束装置、加载装置、控制装置、数据采集装置和计算机；试件固定在所述试件约束装置上，所述加载装置包括作动器和分载梁，所述控制装置连接所述作动器并施加垂直作用力，通过分载梁对称施加于试件的面板上；所述数据采集装置将数据传送到计算机，所述计算机连接所述控制装置。通过本实用新型所述装置进行疲劳试验，能够较为准确的反应U形肋与面板连接处的实际受力状态，其面板和U形肋的变形也与实际状态接近。