正交异性钢桥面板

摘要： 宁波三官堂大桥主桥为三跨连续钢桁梁桥,跨径布置为(160+465+160)m,主跨桥面宽45.9 m,边跨桥面宽37.9 m。主桁采用2片变高N形桁,跨中桁高14.5 m,中墩墩顶桁高42.0 m,边墩墩顶桁高15.0 m。2片主桁横向间距33.7 m,基本节间距15.0 m,中墩墩顶附近节间距18.75 m,主桁杆件均采用板肋加劲箱形断面。主桁上平联采用菱形布置,V撑处下平联采用K形布置,平联杆件采用箱形或H形断面。桥面系采用正交异性钢桥面板,板桁结合,共同参与受力。为解决边墩支座负反力及优化主桁杆件受力,采用边墩支座顶升技术,并在边墩附近部分主桁杆件及桥面系设置压重混凝土。边跨及三角区钢桁梁采用支架拼装工艺施工,中跨采用悬臂拼装工艺施工。

摘要： 近年来,正交异性钢桥面板的疲劳问题逐渐显现出来,引起了设计、施工等各单位的高度重视,也是亟待解决的技术重点。论文阐述了正交异性板单元的主要疲劳问题,介绍了正交异性板单元从原材料的选择、半品件加工精度控制以及组焊方案的全过程,重点介绍了正交异性板单元在加工制造过程中主要裂纹问题的改进方案和有效措施。

摘要： 为研究正交异性钢桥面横梁的疲劳性能,以某钢桁梁柔性拱铁路桥为背景,设计制作了2个正交异性钢桥面横梁足尺模型试件,试件材料、构造细节和制作工艺等与实桥一致,2个足尺模型试件进行静载和高周疲劳承载试验,并与钢桥面试件的有限元计算结果进行对比分析。研究结果表明:横梁腹板两个不同半径的切口圆弧相交处为疲劳裂纹易发处,试件1在此处产生了疲劳裂纹;横梁腹板切口处的裂纹对局部区域有一定影响,但对钢桥面试件的整体刚度和钢桥面横向受力性能影响不大;试件1和试件2的疲劳试验结果显示:横梁腹板切口处应力循环200万次时的疲劳强度都超过71 MPa,建议该类铁路钢桥面疲劳设计可采用Eurocode3规范规定的71级。

摘要： 以含U型肋的钢-薄层超高性能混凝土(UHPC)轻型组合桥面结构为对象,开展了稀疏栓钉布置下的组合桥面三点弯曲疲劳试验,研究了栓钉抗剪和薄层UHPC抗弯拉、疲劳性能,并进行了剩余强度试验。疲劳试验结果表明,累计经历3200万次疲劳加载后,UHPC顶面的最大裂缝宽度仅为0.05 mm,且钢-薄层UHPC界面未见显著滑移。剩余强度试验表明,UHPC的名义开裂应力为15.7 MPa,相较于未经历疲劳试验的类似试件应力降低了38.9%。此外,试件的最终破坏形态为U肋底部屈曲。

摘要： 为得到简化为双轮轮载时正交异性钢桥面板铺装层静动力响应规律,以某座大跨钢箱梁桥为背景,建立了基于ANSYS的局部有限元模型,进行静载、单车移动荷载、移动荷载列下的数值模拟分析。结果表明:钢桥面板的受力呈现显著的局部特性,当双轮轮压中心位于纵向U肋边线时,正交性钢桥面板受力最为不利;横向最大拉应力、横向最大剪应力可作为铺装层的控制应力;单车作用下铺装层竖向位移、横向最大拉应力、横向最大剪应力较静载工况下增幅分别为30.57%、42.01%、44.30%;在移动荷载列作用下,3个参数增幅分别为206.25%、43.88%、95.29%。移动荷载动力效应显著,竖向位移及横向剪应力对移动荷载列表现较为敏感,以及参数对车速表现出强烈非线性特点。因此,通过避免同类型车辆长时间保持等间距行驶、打乱车流、适当控制车速等措施,从而减少铺装层病害,并提高行车舒适性。

摘要： 针对正交异性钢桥面板顶板-U肋焊缝疲劳开裂问题,提出一种在钢桥面顶面粘贴小尺寸矩形板的疲劳加固方法。以某主跨1490 m的悬索桥为背景,建立正交异性钢桥面局部有限元模型,计算加固前、后钢桥面板顶板-U肋焊缝在车轮横向荷载与纵向移动荷载下的应力情况;分析加固板厚度、横桥向尺寸、顺桥向尺寸和材料属性等参数对加固效果的影响规律;在此基础上,基于线性累积损伤理论,结合实际监测交通量,分析对比不同加固方案下的焊缝疲劳寿命。结果表明:采用不同方式加固后顶板-U肋焊缝应力有不同程度的减小,加固板厚度对加固效果的影响十分显著,横桥向尺寸在一定范围内有显著影响,顺桥向尺寸的影响可忽略;钢板的加固效果优于CFRP板。分别采用横桥向长度400 mm、板厚8 mm的钢板与CFRP板加固时,加固后顶板-U肋焊缝的疲劳寿命可提高90.85%和66.15%。

摘要： 文章以节段足尺模型为分析对象,基于ANSYS有限元软件,对实桥中应用较广的2 m、2.5 m和3 m三种横隔板间距对正交异性钢桥面板疲劳应力的影响进行研究,得到了相应的钢桥面板纵肋与顶板疲劳易损细节的纵向疲劳应力历程曲线。研究结果表明,纵肋与顶板疲劳易损细节疲劳应力受主压应力控制,横隔板间距为3 m时疲劳应力幅相对较小,其疲劳性能较好。

摘要： 正交异性钢桥面板的受力问题很复杂,国内外学者对其研究主要以公路桥为主,少数为铁路桥。由于轨道车辆轴重大,冲击力强,轨道交通桥梁正交异性钢桥面板结构的受力行为与公路桥梁存在差异,现行的钢结构规范有关疲劳方面内容并不能够完全适用于公轨两用桥或轨道专用桥。本文建立了某桥正交异性钢桥面板模型,对其疲劳焊缝位置进行了受力分析,研究应力场分布特征,分析轨道荷载模型在单轴荷载作用下正交异性钢桥面板的整体应力分布状况。结果表明:桥面板的应力主要集中在与横隔板连接位置,横隔板最不利受力位置位于开孔的外缘,U肋上的应力主要集中在与横隔板或桥面板连接位置。为正交异性钢桥面板结构的设计和评估提供参考依据。

摘要： 钢结构具有容重小、韧性好的优点,在桥梁工程中有着十分突出的应用优势,但在长期荷载循环作用下,同时受到焊接应力、截面变化等的影响,很容易导致疲劳破坏的发生,甚至还会引发结构断裂。因此,针对钢结构桥梁展开疲劳研究尤为重要。文章以我国某桥梁工程为例,借助ANSYS有限元分析软件对其正交异性钢桥面板展开了疲劳分析。结合计算及分析结果,从疲劳设计准则、疲劳细节分类以及疲劳荷载三个层面展开研讨,为我国桥梁工程的技术完善提供理论支持。

摘要： 正交异性钢桥面板的疲劳裂纹监测,对于桥梁结构的运营维护及安全具有重要的意义。声发射检测技术可以对裂纹进行实时动态监测。本文基于ABAQUS动力显式分析方法,对声发射信号在带U肋钢板中的传播过程进行模拟。采用集中脉冲荷载的形式模拟断铅声发射源,依据声发射信号的频率特点,确定有限元模型的网格划分大小和计算时间步长,从而获得对应位置和传播距离的声发射信号,并采用时差定位法对声发射源进行定位。结果表明:本文所采用的集中脉冲荷载及模型能够有效模拟断铅产生的声发射信号以及其在实际钢板内的传播过程,时差定位法对于结构内部的声发射源定位精度较高,而对靠近结构边界的声发射源进行定位时,会产生较大的误差。

摘要： 正交异性钢桥面板具有结构重量轻、施工周期短等优点，在现代钢结构桥梁建设中得到了广泛的应用。U肋内焊技术为提高正交异性钢桥面板的疲劳耐久性，提供了一种全新的解决方案，填补了国内外空白，能满足桥梁设计的不同熔深要求，并成功应用于多个重大桥梁工程;结合U肋内焊技术研发出了U肋免定位焊、装配内焊一体技术。取消了定位焊工序，一步完成现有的装配、内焊两道工序，设备工艺先进，制造过程稳定，进一步推动了钢桥制造技术进步。

摘要： 随着正交异性钢桥面板的快速发展和广泛应用,其优越性日益凸显,越来越多的桥梁建设采用了这种结构形式,但其疲劳开裂问题一直是长期以来困扰工程界的技术难题.本文针对正交异性钢桥面板的疲劳问题,从构造参数优化设计方面探索了提高正交异性钢桥面板疲劳性能的途径.在满足现行规范对受力、变形及构造要求的前提下,通过采用大型通用有限元计算分析软件Abaqus进行试算,对正交异性钢桥面板的构造参数进行优化设计研究,给出一组面板厚度从16mm开始、增量为2mm逐渐递增至32mm时,U形肋尺寸和间距、横隔板高度和间距等参数合理匹配的建议值,力求在提高其整体工作性能、确保设计的合理性和经济性的同时,减少制造时U形肋及横隔板的数量,从而减少全桥的焊接工作量,降低发生疲劳开裂的概率,提高其疲劳耐久性.

摘要： 本文以国内某一大跨度钢箱梁连续梁桥为模板进行有限元模拟分析,对正交异性钢桥面板的加载,找出对超载敏感的构造细节部位.建立该部位引入裂纹精细的子模型,加载并提取该部位裂纹尖端的应力强度因子,与基于断裂力学理论计算的应力强度因子进行对比,并评估该部位的剩余疲劳寿命.

摘要： 为研究正交异性钢桥面板横梁主要设计参数对横梁切口疲劳应力的影响,以国内某在建大跨度钢桁梁悬索桥为工程背景,采用ANSYS建立了正交异性桥面板参数化模型,分析不同横梁设计参数时,横梁在《公路钢结构桥梁设计规范》的疲劳荷载III作用下横梁腹板切口疲劳受力的变化规律.结果表明:正交异性钢桥面板横梁腹板切口最大疲劳应力出现在横向第2个U肋对应切口处;影响横梁切口疲劳应力的主要设计参数为横梁腹板的厚度和横梁腹板的净高度,其中增加横梁腹板高度效果更加显著,而纯粹提高横梁的刚度对降低横梁切口疲劳应力效果不明显.

摘要： 纵肋与横肋交叉连接处弧形缺口的疲劳裂纹是钢箱梁正交异性钢桥面板最典型的疲劳裂纹之一.该部位受力复杂,欧洲、日本和美国基于不同的侧重点,对该构造细节的设计建议差别较大.本文通过精细化的有限元计算,对钢箱梁正交异性钢桥面板U形肋与横隔板交叉连接部位横隔板腹板上弧形缺口的形状、弧形缺口高度等进行参数分析,比较横隔板腹板上弧形缺口构造细节的合理性,选定最优设计几何参数.

摘要： 文章针对正交异性钢桥面板、波形钢腹板和钢管混凝土组成的复杂截面组合曲线梁桥,为快速有效地掌握其全桥结构受力性能,在分析构造特点的基础上,提出了一种基于Midas Civil的简化有限元模拟方法:通过修改梁单元的截面特性的方式,模拟正交异性钢桥面板横肋对结构刚度的影响;采用以直代曲的方式简化波形钢腹板,并将其顺桥向对桥梁受力的影响通过修改梁单元的截面特性的方式计入;采用建立钢结构-混凝土双单元的方法,实现钢管混凝土施工过程受力状态的模拟.并利用该方法建立了某人行天桥的有限元简化分析模型,分析了从施工到成桥的力学行为,计算结果表明:该简化模拟方法能较真实模拟结构的截面特性,可分析得到考虑施工过程后更为准确的结构受力性能,综合多个薄弱构件的力学响应,获得更为可靠的设计依据,适用于此类桥梁的简化计算,可为同类桥梁提供相关参考.

摘要： 正交异性钢桥面板U形肋与面板之间的连接采用半熔透角接焊缝,其熔透深度对该构造细节的抗疲劳特性至关重要.本文首先综述国内外对该连接焊缝进行无损检测的技术,然后进行了3组设计熔透深度分别为65％、75％和85％的试件.采用相控阵超声波技术对其熔透深度进行检测,并与宏观断面测量结果进行对比,探讨相控阵超声波技术在钢桥面板U形肋与面板连接焊缝熔透深度检测方面应用的可行性.

摘要： 为获得正交异性钢桥面板横隔板弧形切口该构造细节在典型轮载作用下的应力响应的面外特征,本文开展了随机车流下正交异性钢桥面板弧形切口应力监测和分析.研究认为,一辆卡车通过横隔板弧形切口将产生与轴组数量对应的应力幅,其应力响应不能分辨小间距轮轴;在超载卡车作用下横隔板弧形切口将产生很大的应力响应,应力峰值可能会大于钢材的容许应力,而此时弧形切口处于双向受压状态,活载应力幅为压应力幅;研究同时发现,横隔板会受到面外弯曲作用,靠纵肋越近其面外变形越大,产生的面外应力越大.

摘要： 为研究横隔板无切口正交异性钢桥面板大尺寸纵肋-顶板连接处焊缝的疲劳性能,建立有限元模型,计算得到了该构造细节在轮载作用下的应力随轮载位置变化的规律和相应应力幅,并和传统尺寸正交异性钢桥面板的受力情况进行了对比.研究表明:横隔板无切口大纵肋正交异性钢桥面板应力影响线较长,受力性能要优于传统正交异性钢桥面板;当轮载作用在U肋上方面板的面积越多,构造细节的应力越大;构造细节面板处的面外弯曲应力较大,而U肋腹板处的面外应力很小.本文研究能为此类结构下一步更细致的结构体系优化和疲劳性能研究提供参考.

摘要： 针对正交异性钢桥面板体系的结构受力特点,通过ANSYS有限元软件,对南京四桥公路正交异性桥面建立三维模型,进行了移动荷载作用下,桥面的竖向变形、横隔板部位的面外变形,以及U肋与腹板交叉部位构造的应力变化规律分析.研究结果表明,弧形缺口处面外和面内的变位、U肋与横隔板交叉焊缝的起焊点和弧形缺口部位的最小净截面处的应力是引起正交异性板疲劳的主要因素,其主要受相邻2个横隔板范围内荷载的影响;荷载在桥宽方向只影响与它本身及其相邻左右两侧的两个U肋的肋角应力,其余U肋的肋角应力不受它的影响.

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： 一种新型预应力裂纹闭合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，所述钢桥面板顶板‑纵肋焊接接头顶部两侧分别设有可以使顶板‑纵肋焊接接头顶部受到垂直于顶板‑纵肋焊接接头焊接方向拉力作用的预张拉装置，通过使钢桥面板焊接接头顶部受拉，形成能使顶板底面焊趾和焊根位置受压的弯矩，进而使焊根或焊趾沿桥面板厚度方向扩展的裂纹闭合；通过预张拉装置施加适当的拉力，可以使裂纹在循环荷载的作用下仍然处于受压状态，因此从根源上防止焊接薄弱区域的疲劳破坏。

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；本发明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： 本实用新型公开了一种用于正交异性钢桥面板的钢主梁结构，包括正交异性钢桥面板、横梁、支撑梁一和倒T横梁；所述支撑梁一设置在所述横梁的上端面，所述倒T横梁设置在所述横梁的下端面；所述正交异性钢桥面板包括桥面盖板、纵肋和横肋，所述桥面盖板设置在所述支撑梁一的上端，所述纵肋和横肋设置在所述桥面盖板的下端面，所述纵肋平行于桥面盖板，所述横肋与所述纵肋呈十字交叉设置，所述桥面盖板的上端面由下至上依次铺设有防水粘结层、浇筑式沥青混凝土层和高弹改性沥青混凝土层。本实用新型采用正交异性钢桥面板，在满足受力和构造要求的前桥提下，尽量使桥面板轻型化，以减轻主桁钢结构和墩台基础的恒载内力。

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。