钢—UHPC组合梁桥面板静承载能力比较分析
装配式钢-UHPC轻型组合梁设计和整体受力分析

第46卷,第1期2021年2月公路工程HighwayEngineeringVol.46,No.1Feb.,2021Doi:10.19782/j.cnki.1674-0610.2021.01.017[收稿日期]2019-06-03[基金项目]广东省交通运输厅2017年度重大科技专项(科技-2017-01-002)[作者简介]李志锋(1975—),男,广东揭西人,高级工程师,研究方向:道路与桥梁工程。
[引文格式]李志锋,何湘峰,赵旭东,等.装配式钢-UHPC轻型组合梁设计和整体受力分析[J].公路工程,2021,46(1):98-102.LIZF,HEXF,ZHAOXD,etal.Designandintegralforceanalysisofassembledsteel-UHPClightweightcompositegirder[J].High wayEngineering,2021,46(1):98-102.装配式钢-UHPC轻型组合梁设计和整体受力分析李志锋1,何湘峰1,赵旭东2,胡伟业2,邵旭东2(1 广东省路桥建设发展有限公司,广东广州 510635;2 湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082)[摘 要]以首次采用钢-UHPC组合梁方案的惠清高速公路麻埔停车区跨线桥工程为依托工程,介绍了依托工程的设计和施工要点以及技术先进性和经济性。
同时,通过Midas软件建立了钢-UHPC轻型组合梁全桥模型,计算分析了该桥的内力及应力特性,并对承载能力极限状态下的抗弯承载力、抗剪承载力及稳定性和正常使用状态下的应力、变形及裂缝宽度进行了验算。
[关键词]超高性能混凝土(UHPC);轻型组合梁;经济性;承载力;有限元分析[中图分类号]U443 32 [文献标志码]A [文章编号]1674—0610(2021)01—0098—05DesignandIntegralForceAnalysisofAssembledSteel UHPCLightweightCompositeGirderLIZhifeng1,HEXiangfeng1,ZHAOXudong2,HUWeiye2,SHAOXudong2(1 GuangdongRoad&BridgeConstructionDevelopmentCo Ltd ,Guangzhou510635,China;2 CollegeofCivilEngineering,HunanUniversity,ChangshaHunan410082,China) [Abstract]Basedonthefirstapplicationofsteel UHPCcompositegirderscheme-MapuParkingAreaoverpassbridgeinHuiqingHighway,thekeypointsofdesignandconstructionaswellasthetechnicaladvancementandeconomicperformanceofthebridgeareintroducedinthispaper Meanwhile,throughestablishingthefiniteelementmodelofthewholesteel UHPClightweightcompositegirderbridgeinMidassoftware,theinternalforceandstresslevelsofthebridgearecalculatedandanalyzed Undertheultimatelimitstate,thedesignbendingandshearbearingcapacities,stabilityoftheproposedbridgearechecked Moreover,thestresslevels,deformationandcrackwidthareestimatedundertheserviceabilitylimitstate[Keywords]ultra highperformanceconcrete(UHPC);lightweightcompositegirder;economicperformance;bearingcapacity;finiteelementanalysis0 引言采用高性能、高强度材料和高性能复合材料,以延长寿命,提高耐久性,是世界大桥的未来趋势之一[1]。
加劲肋形式对钢-UHPC组合桥面力学性能影响的对比分析研究

加劲肋形式对钢-UHPC组合桥面力学性能影响的对比分析研究加强肋形式对钢-UHPC组合桥面力学性能影响的对比分析研究摘要:钢-UHPC(Ultra-High Performance Concrete,超高性能混凝土)组合结构在桥梁工程中得到广泛应用,作为桥面结构的重要组成部分,其力学性能对桥梁的安全运行起着至关重要的作用。
本文通过对比分析了不同加劲肋形式对钢-UHPC组合桥面力学性能的影响,旨在为桥梁结构设计和加固提供理论指导和参考。
1. 引言桥面是连接桥墩和桥梁上部构件的重要承载结构,它对桥梁的荷载传递和分布起着重要作用。
传统的钢筋混凝土桥面由于其受力性能有限,在跨径较大或荷载条件较重的情况下容易发生裂缝和变形。
为了克服这些问题,近年来,钢-UHPC组合结构作为一种新型桥梁结构方式逐渐应用到工程实践中,其优异的力学性能受到了广泛关注。
2. 钢-UHPC组合桥面结构钢-UHPC组合桥面结构是通过在钢板表面粘贴一层UHPC来提高桥面结构的承载能力和耐久性。
UHPC具有高强度、高韧性和抗渗性等优点,可有效提高桥面结构的抗裂性和承载能力。
而加劲肋则是在UHPC层与钢板之间的横向钢筋,在传力过程中起到加固和加强的作用。
3. 加劲肋形式对钢-UHPC组合桥面性能的影响(1)方形加劲肋方形加劲肋是一种传统的肋形式,其在桥面结构中的应用较为广泛。
研究表明,方形加劲肋能够有效提高桥面结构的刚度和承载能力,但在受力过程中易产生应力集中现象,容易引发桥面的裂缝和疲劳破坏。
(2)圆形加劲肋圆形加劲肋是一种相对新颖的肋形式,其具有较好的承载能力和抗裂性能。
研究表明,圆形加劲肋能够有效地改善桥面结构的应力分布状态,减少应力集中现象,提高桥面的耐久性和使用寿命。
然而,圆形加劲肋制作和安装工艺较为复杂,增加了施工难度和工程成本。
4. 对比分析在搭建简化模型的基础上,采用有限元软件对方形和圆形加劲肋形式的钢-UHPC组合桥面结构进行了力学性能分析。
大跨径钢-UHPC轻型组合梁斜拉桥力学与经济性能研究

EconomicandMechanicalPropertiesofLargeSpanCablestayed BridgeswithLightweightSteelUHPC CompositeBeam
[收 稿 日 期 ]2017-04-18 [基 金 项 目 ]国 家 自 然 科 学 基 金 (51178177,51378194);交 通 运 输 部 重 大 科 技 专 项 (2011318494160) [作 者 简 介 ]姚 又 琳 (1992-),女 ,河 南 三 门 峡 人 ,硕 士 研 究 生 ,研 究 方 向 :桥 梁 与 隧 道 工 程 。
[Keywords]lightweightcompositebeam; cablestayedbridge; ultrahighperformanceconcrete; mechanicalproperties; economicperformance
0 引 言
斜拉桥 是 一 种 组 合 结 构 桥 梁 。 [1] 现 代 斜 拉 桥 多为拉索 呈 扇 形 布 置 的 密 索 体 系, 以 主 梁 受 轴 向 力、拉索受拉 和 索 塔 受 压 为 主 。 [2] 随 着 结 构 设 计 理论的成熟以及高强材料、新型结构的发展应用, 斜拉桥在刚度、经济性能以及施工方面的优越性迅 速突显 , [3] 跨径 记 录 不 断 刷 新, 已 突 破 千 米 级 大 关。德国 Leonhardt教 授 曾 预 计 斜 拉 桥 的 极 限 跨 度
带板肋的钢-uhpc轻型组合桥面板计算与试验研究

带板肋的钢-uhpc轻型组合桥面板计算与试验研究随着城市化进程的加速,桥梁建设也成为了城市化进程中不可或缺的组成部分。
随着新材料和新技术不断涌现,钢-uhpc轻型组合桥面板已经逐渐成为了桥梁建设中的新选择。
在该种结构中,带板肋的钢则是极为重要的组成部分。
为此,有必要进行带板肋的钢-uhpc轻型组合桥面板计算与试验研究。
1. 带板肋的钢-uhpc轻型组合桥面板的特点带板肋的钢-uhpc轻型组合桥面板结构拥有以下特点:(1)结构轻:钢是一种重量很轻的材料,而uhpc的密度也相对较小,两者相结合可以实现整个桥面板的结构轻量化。
(2)强度高:带板肋的设计增加了结构的强度,再加上uhpc材料的高强度,该种桥面板可以承受大量的车流等载荷。
(3)施工方便:由于该种结构的轻量化,施工也更为方便,节约了用于搭建脚手架等辅助设备的成本。
2. 带板肋的钢-uhpc轻型组合桥面板计算方法在对带板肋的钢-uhpc轻型组合桥面板进行计算时,需要进行以下步骤:(1)根据车流载荷等参数确定荷载状态。
(2)计算梁的截面和弯曲半径,以此来确定带板肋的厚度和长度。
(3)根据计算结果选择合适的uhpc材料。
(4)确定连接板的厚度和尺寸,使其能够与其他部分顺利连接。
(5)进行钢板、uhpc板、连接板三者之间的计算,确定工艺参数。
3. 带板肋的钢-uhpc轻型组合桥面板试验研究钢-uhpc轻型组合桥面板已经被广泛应用于实际的桥梁建设中,对于带板肋的结构,需要进行试验研究以保证其质量和可靠性。
试验研究主要包括以下内容:(1)试验前:检测钢板、uhpc板、连接板等组件是否符合设计要求。
(2)试验过程中:在实验负载下,监测该结构在各种负载下的应力和变形情况。
(3)试验后:对试验结果进行分析和评估,并据此对设计进行修改和改进。
总之,带板肋的钢-uhpc轻型组合桥面板是一种结构轻、强度高、施工方便的新型桥梁建设选择。
对其进行计算和试验研究有助于进一步提高该结构的可靠性和使用寿命。
钢-UHPC-NC组合梁结构设计与受力分析

钢-UHPC-NC组合梁结构设计与受力分析
贺国栋;李瑜;周旋;曾满良
【期刊名称】《公路工程》
【年(卷),期】2022(47)1
【摘要】为提高组合梁负弯矩区桥面板抗裂性能,提高结构耐久性,提出一种钢-UHPC-NC组合梁结构形式,即在传统钢混组合梁的基础上,负弯矩区域采用薄层超高性能混凝土(UHPC)替代部分普通混凝土(NC)。
以主跨80 m钢混组合梁桥为背景,介绍了钢-UHPC-NC组合梁的构造特征,并借助有限元软件对该桥梁进行结构计算,重点分析了钢梁和桥面板在施工阶段和运营阶段的受力性能,结果表明:①钢梁在施工阶段和运营阶段各部位应力均小于钢材强度设计值,结构受力安全;②桥面板采用UHPC的区段最大拉应力为4.58 MPa,小于UHPC轴心抗拉强度设计值5.2 MPa;桥面板采用普通混凝土的区段最大裂缝宽度为0.07mm,小于规范限值0.20 mm。
【总页数】6页(P36-41)
【作者】贺国栋;李瑜;周旋;曾满良
【作者单位】湖南省交通规划勘察设计院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U441
【相关文献】
1.波形钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥塔墩梁固结段受力分析
2.下承式钢桁组合梁桥纵梁不同施工次序下横梁受力分析
3.钢-混凝土组合梁与预应力混凝土箱梁在矮塔斜拉桥中受力特点的对比分析
4.钢-UHPC-NC组合梁负弯矩区受力性能试验研究
5.橡胶-焊钉组合连接件对钢-混组合梁受力性能影响分析
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波形钢腹板-UHPC_组合连续箱梁桥结构性能分析

总第323期交 通 科 技SerialNo.323 2024第2期TransportationScience&TechnologyNo.2Apr.2024DOI10.3963/j.issn.1671 7570.2024.02.013收稿日期:2023 11 27第一作者:石云冈(1981-),男,硕士,高级工程师。
波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁桥结构性能分析石云冈1 李立峰2 钟 卫1 皮立军1(1.湖南省交通科学研究院有限公司 长沙 410015; 2.湖南大学土木工程学院 长沙 410082)摘 要 为解决传统预应力混凝土PC箱梁桥跨中挠度过大和腹板开裂的难题,文中提出“大跨径波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁桥”的新桥型结构,通过有限元建模和计算分析,对波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁桥结构性能进行研究,并论述该桥型结构的性能优势。
研究表明,波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁桥具有以下特性:①结构恒载内力占比明显降低;②结构沉降适应性较好;③结构横向刚度弱于竖向;④偏载对顶板应力影响明显,对底板应力影响次之,对主梁竖向位移影响小;⑤该桥型结构在梁高、顶板厚度和顶板横向预应力方面具有较大优势。
随着UHPC材料的推广应用,波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁有望成为大跨连续梁桥具有竞争力的桥型方案。
关键词 波形钢腹板 超高性能混凝土 组合箱梁 结构性能中图分类号 448.21+3 传统大跨径预应力混凝土(PC)箱梁桥因结构自重大和混凝土收缩徐变等原因,箱梁普遍存在腹板开裂和跨中下挠过大等问题[1],至今尚未较好解决。
针对大跨PC连续箱梁桥的病害,工程界曾提出波形钢腹板 PC组合连续箱梁[23]的解决方案,即将传统PC箱梁混凝土腹板替换为波形钢腹板,该方案减轻了结构自重,改善了结构病害,避免了腹板开裂,但在大跨径结构应用中自重和收缩徐变等效应仍然比较明显,跨中下挠过大的问题仍未得到根本解决。
超高性能混凝土(UHPC)是一种新型复合材料,其抗拉和抗弯折强度远高于普通混凝土,其优异的力学和耐久性能使得从根本上解决上述问题成为可能。
钢-UHPC组合梁桥应用实例研究

钢-UHPC组合梁桥应用实例研究摘要:UHPC作为一种力学性能优异的高强度材料,具有超高的抗压强度和抗疲劳特性,现已被广泛应用于桥梁工程领域。
本文以某一人行天桥工程为例,利用MIDAS/CIVIL有限元计算软件进行空间有限元模拟,分析钢-UHPC组合梁桥在荷载组合效应下,主梁的变形、内力、应力、结构基频等特性。
关键词:城市桥梁;钢-UHPC组合梁桥;有限元;设计作者简介:刘洋(1989-),男,湖南,工程师,主要从事桥梁勘察设计工作。
Email:****************,手机:152****64091 项目背景本文研究的项目为湖南工商大学过街天桥。
新建桥梁上跨桐梓坡路,桐梓坡路近期道路宽度33m,远期规划道路宽度46m,同时道路中线下约14.5m为地铁6号线区间段,桥梁无法落墩,故经多次方案研究论证,桥梁采用单跨1-50m桥宽32m的简支结构。
图1 桥梁立面信息图常规预应力砼简支梁经济跨径一般不大于40m,超过40m的单跨桥梁难以满足规范要求,易产生压应力超限压溃,宜采用跨越能力更强的钢混组合梁或钢箱梁结构。
常规1-50m跨径,钢混组合梁梁高一般采用2.5m;钢箱梁一般采用2.2m。
根据校区桥台两处地面标高以及桐梓坡道路标高,在桥下净空大于等于5.5m的情况下,新建桥梁仅能设置1.8m梁高。
对于钢混组合梁,梁高的减少压缩了钢梁刚度,根据刚度分配到桥面板的弯矩将大大增加,常规混凝土材料难以满足压应力的要求。
综合对比,钢-UHPC组合梁桥采用UHPC华夫桥面板,不仅可以大大减轻桥梁结构自重,增大桥梁的跨越能力[1],而且UHPC桥面板方案总造价相对于C50桥面板方案仅高出约31.2万元,综合整体景观效果,及经济性比较,工商大学过街天桥采用钢-UHPC组合梁方案。
2 桥梁总体设计桥梁全长59.0m,跨径为1-50.0m,总宽32m,按双幅桥布置,单幅桥宽13m,两幅桥之间保留6m宽采光区。
桥梁上部结构采用梁高1.8m简支钢-UHPC组合梁桥,其中主梁采用高1.6m槽型截面;UHPC桥面板厚10cm,钢砼结合处承托厚20cm[2]。
装配式钢-UHPC组合桥面板试设计及性能研究

94桥梁建设2018年第48卷第1期(总第248期)Bridge Construction, Vol. 48, No. 1, 2018 (Totally No. 248)文章编号:1003 —4722(2018)01 —0094 — 06装配式钢一U H P C组合桥面板试设计及性能研究赵秋,陈平,陈宝春,陈孔生(福州大学土木工程学院,福建福州350108)摘要:针对钢一U H PC组合桥面板使用传统机械剪力连接件的不足,提出一种装配式钢一U H PC组合桥面板。
为给该装配式组合桥面板的设计和应用提供依据,以国内某大跨度扁平钢箱梁桥为依托,将该桥钢桥面板改为装配式钢一U H PC组合桥面板进行试设计,并采用A N SY S建立主梁节段空间有限元模型,对试设计的装配式组合桥面板的受力性能进行研究。
研究结果表明:装配式组合桥面板中,U H P C层的横桥向拉应力和粘结层的横桥向剪应力是结构计算的控制指标;在装配式组合桥面板结构中,U HPC层受到的最大拉应力为10. 87 MPa,粘结层受到的最大剪应力为0. 97 MPa,材料均能满足结构的受力要求;装配式组合桥面板的钢面板最不利构造细节的最大应力幅仅为纯钢桥面板的1/5,说明装配式组合桥面板结构可满足实际桥梁需求且可有效地避免纯钢桥面疲劳开裂等病害。
关键词:钢桥;钢一混组合桥面;装配式结构;超高性能混凝土;试设计;受力性能;有限元法中图分类号:U448.36;U443.31 文献标志码:AStudy of Trial Design and Performance of AssembledSteel and UHPC Composite Bridge DeckZHAO Qiu, CHEN Ping , CHEN Bao-chun , CHEN Kong-sheng(College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China)Abstract:In view of the deficiency of the steel and ultra-high performance concrete (UHPC) composite bridge deck using the conventional mechanical shear connectors,a type of the assembled steel and UHPC composite deck was proposed.To provide the design and application of the proposed composite deck with the basis,a domestic long span flat steel box girder bridge was taken asa reference,the steel deck of the bridge was replaced with the proposed composite deck and the trial design of the composite deck was carried out.The ANSYS was used to create the spatial finite element model for the segment of the main girder of the bridge and the mechanical performance of the composite deck of the trial design was studied.The results of the study demonstrate that for the assembled steel and UHPC composite deck,the transverse tensile stress of the UHPC layer and the transverse shear stress of the binding layer are the control indices of the structural calculation.In the composite deck,the maximum tensile stress subjected by the UHPC layer is 10. 87 MPa,the maximum shear stress subjected by the binding layer is0. 97 MPa and the materials mentioned herewith can all meet the mechanical requirements of the structure.The maximum stress range of the worst structural detail of the steel deck in the composite deck merely accounts for 1/5 of that of the pure steel deck,showing that the structure of the composite deck can accommodate the requirements of the practical bridges and can effectively avoid the deteriorations like the fatigue 收稿日期:2017 — 06 —14基金项目:国家自然科学基金项目(51478120、U1305245)Projects of National Natural Science Foundation of China (51478120,U1305245)作者筒介:赵秋,副教授,E-m ail:zhaoqiu@fzu. edu. cnn研究方向:钢桥,组合结构桥梁,装配式桥梁。
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第51卷第4期 2019年8月
西安建筑科技大学学报(自然科学版) J. Xi'an Univ, of Arch. & Tech. (Natural Science Edition)
DOI: 10. 15986/j. 1006-7930. 2019. 04. 013
Vol. 51 No. 4 Aug. 2019
钢UHPC组合梁桥面板静承载能力比较分析
冯峥,李传习,邓帅,吴善友,雷智杰
(长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室,湖南长抄410004)
摘要:为解决传统钢-混组合梁由于混凝土板本身缺陷所引起的桥面板开裂问题,提出一种性价较优的钢-UHPC组合梁桥
面板截面形式,以某桥为工程背景设计了4种桥面板方案,即矮胖型带肋板方案、瘦高型带肋板方案、矩形平板方案、华
隔板间距;(2)各方案桥面板主拉应力值较大区域集中在跨中肋(面)板下底缘以及与纵隔板相接处的面板顶缘;(3)桥面板 截面型式对自身的抗弯承载能力影响较大,瘦高型带肋板方案具有较优的综合性能.
关键词:桥梁工程;带肋桥面板;静力性能;静承载能力分析;钢-UHPC组合梁桥
中图分类号:U443. 32
文献标志码:A
Key words: bridge engineering; ribbed bridge panel; static performance; analysis of static bearing capacity; steel-
文章编号:1006-7930(2019)04-0551-08
Comparative analysis of static bearing capacity on bridge deck in Steel-UHPC composite beams
FENG Zheng , LI Chuanxi , DENG Shuai, WU Shanyou , LEI Zhijie
夫板方案,利用ABAQUS进行了桥面板影响线及静承载能力分析,得到了以下结论:(1)桥面板轮载应力影响范围是局部
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的,纵桥向作用于两相邻横隔板之外的荷载对该两横隔板间跨中桥面板各点的应力几乎无贡献,横桥向作用于距某板肋超
过横隔板间距的荷载对该板肋及其附近面板的应力几乎无贡献,而纵隔板上部的板肋荷载横向影响范围较广,约为2倍横
Abstract: In order to solve the problem with the bridge deck cracking caused by the concrete plate defects itself in the traditional steel-concrete compos让e beam and to find a cost-effective steel-UHPC composite beam bridge deck section, four kinds of bridge deck scheme were designed with a bridge as the engineering background, namely pyknic-type rib scheme, lanky-type rib scheme, rectangular plate scheme and waffle slab scheme, respectively. The influence line and static bearing capacity of bridge deck was analysed by ABAQUS, and the conclusions are as follows: (1) The stress influence range in bridge deck under the action of vehicles is local. In the longitudinal direction, the load away from two adjacent diaphragms makes almost no contribution to the bridge deck stress in the middle of the two diaphragms. In the transverse direction, the load away from the diaphragm spacing makes almost no contribution to the rib and its adjacent panel normal stress, but the transverse load influence range of the panel there is onto longitudinal clapboard is wide, about twice the spacing of diaphragm・(2) The large tensile stress area in projects is concentrated upon the bottom of the rib (panel) plate and the upper plate onto the longitudinal clapboard. (3)The bridge deck cross-section has a great influence on its flexural capacity, and the lanky-type rib scheme has a better comprehensive performance.