逐级套箍加固大跨钢筋混凝土肋拱桥技术研究

大跨径钢筋混凝土肋拱桥的加固是桥梁加固领域面临的技术难题。该文在剖析逐级套箍法加固钢筋混凝土肋拱桥技术原理的基础上,依托一座主跨80m的某上承式钢筋混凝土肋拱桥加固实体工程,阐述了其加固设计方法和施工技术,采用有限元软件建模计算对比分析了逐级套箍法加固和常规加固在施工阶段的技术效果。     

UHPC在圬工拱桥加固中的应用

为研究超高性能混凝土(U H PC)在圬工拱桥加固中的适用性,针对贵州省2座在役实腹式圬工拱桥的拱圈病害,提出采用U H PC加固,并开展加固设计、施工和荷载试验研究.参考钢筋混凝土增大截面法,在红岩桥(三跨14.14 m实腹式石拱桥)上开展试应用,拱腹增设15 cm厚U H PC加固层,加固层同原结构采用植筋方式粘结...     

圬工拱桥主拱圈病害机理及加固方法

为了经济合理地治理圬工拱桥主拱圈病害,分析了主拱圈裂缝、主拱圈渗水、拱石脱落等常见病害产生的原因,提出了加大截面加固、主拱圈套箍、锚喷混凝土加固以及塞缝灌浆等多种主拱圈加固方法,阐述了各种加固方法的特点,提出了不同方法的适用范围。     

圬工拱圈增大截面面积加固承载能力验算方法研究

目前我国大量圬工拱桥进入加固期,大批的加固任务,使承载力计算方法的研究成为加固领域亟须解决的问题。文中以增大截面面积加固法加固圬工拱圈的受力特点为依据,提出一套承载能力验算方法。     

增设RC拱肋加固圬工拱桥的设计要点及理论分析

提出了采用钢筋混凝土拱肋加固圬工拱桥结构的方法。以某上承式实腹圬工拱桥为实例,根据其病害的主要特点,结合对原桥承载能力的计算分析结果,采用增设钢筋混凝土拱肋的加固设计方案。然后,建立原拱圈采用板单元和新增拱肋采用杆系单元的有限元计算模型对加固后桥梁承载能力进行了理论分析,结果表明,加固后桥梁承载能力满足公路-Ⅱ级荷载。     

锚喷混凝土加固改造圬工拱桥技术

采用锚喷混凝土方法对危旧圬工拱桥进行加固改造，是一种技术可行、安全可靠、经济实用的方法。结合汝河圬工拱桥的加固改造，阐述了锚喷混凝土加固方法的基本原理、设计原则、施工工艺及其优点和技术难点。     

环向预应力钢绞线加固RC拱肋力学性能试验

通过RC方柱偏压试验和RC拱肋面内受力全过程试验，对环向预应力钢绞线（LPSW）加固拱桥方法进行研究。对相对偏心距分别为0，0.25，0.5的3类RC方柱进行偏心受压试验，偏心试验表明：RC方柱加固后，预应力钢绞线先于箍筋约束混凝土，有效抑制了混凝土裂缝的纵向开展，预应力钢绞线及箍筋之间具有良好的变形协调性；LPSW加固柱承载力提高了3%～34%，LPSW加固技术适合于小偏心受压结构，偏心距越小，增强效果越明显。在偏压试验基础上，拓展了LPSW加固RC拱肋的模型试验，对LPSW加固模型拱荷载-挠度曲线、截面应变和结构破坏模式等方面进行分析。拱肋试验表明：LPSW拱肋受力过程和破坏模式与RC拱肋相似，分为弹性阶段、裂缝开展阶段和钢筋屈服阶段，最终因出现5个塑性铰形成机构而呈塑性破坏。由于环向预应力钢绞线约束，使RC拱肋提前处于3向受压应力状态，横向膨胀受到约束，避免拱肋出现拉应力，加固拱肋的初裂荷载、钢筋屈服荷载和极限荷载为未加固拱的2倍、1.6倍和1.47倍。基于偏压柱及拱肋试验结果，利用弹塑性失稳理论的等效梁柱法，建立LPSW加固拱肋极限承载力的计算公式，计算值与试验值吻合较好，且偏于安全，可用于评估实际加固拱桥的承载能力。     

肋板式变截面套箍加固拱桥力学计算模式研究

在简要介绍肋板式变截面套箍加固拱桥技术的基础上,着重探讨了该项技术的力学分析和加固设计计算模式,并将之运用到桥梁加固工程中。理论分析和工程实践表明,此方法和计算模式是套箍加固分析、计算的有效方法,同时其他加固方法也可参考。     

中国第一座超高性能混凝土(UHPC)拱桥的设计与施工

超高性能混凝土(UHPC)具有超高的抗压强度,极适合于在以受压为主的拱结构中应用。该文介绍了中国第一座超高性能混凝土拱桥的设计与施工,该桥跨径10m,拱肋厚度仅10cm,充分显示了超高性能混凝土在拱桥中应用的潜力。     

圬工双曲拱桥承载能力及技术状况评定

对于早期修建的圬工双曲拱桥,多数存在荷载等级较低、整体性较差的问题。在交通量日益增长的情况下,不断出现了不同程度的病害,混凝土结构逐渐发生老化、开裂甚至破损现象,其承载力、刚度以及耐久性降低,很大程度上影响了桥梁的运营安全性。因此,桥梁在使用过程中,对其进行技术状况和承载力评价是十分必要的。以某圬工双曲拱桥为例,对其进行详细地外观病害检测。结合有限元软件MIDAS,通过承载能力验算和荷载试验进行承载能力评定。评定结果表明,该圬工双曲肋拱桥的现有承载能力不满足设计规范及营运要求,需要进行加固维修处理。该评定技术对类似桥梁的承载能力分析和评定具有一定的参考价值,对实际工程中技术状况评估和加固有着现实的意义。     

钢管混凝土拱桥稳定与极限承载力研究及参数分析

在对某钢管混凝土拱桥使用阶段的稳定与极限承载力研究的基础上,探讨了套箍效应、矢跨比、横向联系、拱轴线的偏移等物理、几何特性指标对钢管混凝土拱桥成桥使用阶段稳定与极限承载力的影响.     

基于联合截面的圬工拱桥最小加固层分析

为了快速确定圬工拱桥最小加固层的厚度,评估加固后圬工拱桥原拱圈的应力状态,通过采用Midas Civil中的施工联合截面模拟新旧拱圈之间的黏结,计算组合截面的应力。最终通过对比不同加固层厚度下的原拱圈应力,确定最优加固层厚度,为圬工拱桥的加固以及加固效果的评定提供参考。     

哑铃形钢管混凝土截面抗弯塑性发展能力研究

结合纤维模型法研究建立了哑铃形钢管混凝土拱桥拱肋截面受弯塑性发展系数和抗弯承载力计算公式。首先,通过合理遴选钢管和混凝土的本构关系,建立了哑铃形钢管混凝土构件抗弯承载力分析的纤维模型法,并利用试验数据验证了方法的准确性;进而,基于钢管混凝土统一理论,借助塑性发展系数表征截面在弯矩作用下的塑性发展能力,并利用纤维模型法分析了截面高度、钢管和混凝土强度、钢管壁厚和套箍系数对塑性发展系数的影响规律,最终选定套箍系数作为参数建立塑性发展系数表达式;最后,基于新建的塑性发展系数表达式建立了哑铃形钢管混凝土构件抗弯承载力计算公式,并将计算结果与试验结果进行对比。研究表明,建立的纤维模型法能够准确计算哑铃形钢管混凝土构件的抗弯承载力,塑性发展系数与套箍系数之间具有较强的非线性相关关系,所建立的抗弯承载力计算公式结果与试验结果吻合良好。     

装配式空心钢管混凝土拱桥可行性研究

为减小大跨度钢管混凝土拱桥自重,提高大跨度钢管混凝土拱桥的施工便利性,提出使用预制空心钢管混凝土构件代替实心钢管混凝土构件作为大跨度钢管混凝土拱桥拱肋的新思想。该文采用有限元分析方法对某特大桥进行了试设计研究,建立空心钢管混凝土拱桥模型和实心钢管混凝土拱桥模型,在不同工况组合条件下,对两者拱肋内力、挠度进行了分析比较,使用现有规范的计算公式进行承载力验算。结果显示:空心钢管混凝土方案与原实心钢管混凝土方案相比,拱肋各杆轴力有明显减少,不同杆件、不同主拱圈截面弯矩有减少亦有增加,不同方案对挠度的影响不大,空心钢管混凝土构件均满足承载力要求。分析结果表明空心钢管混凝土代替钢管混凝土的新思想具有可行性,可以减小大跨度拱桥整体自重,减少混凝土用量,降低拱肋上、下弦杆轴力,在提高大跨度拱桥整体力学性能和经济性方面具有一定优势。     

意大利帕多瓦文物桥——卡斯塔格纳拉桥的维修加固

意大利帕多瓦的卡斯塔格纳拉桥是一座文物圬工拱桥,建于1859年,为确保该150余年历史圬工拱桥的安全运营,采用FRP对该桥进行维修加固。维修加固前,采用有限元软件建立桥梁模型,分析既有结构的承载能力,其中桥台采用二维弹性单元模拟,桥拱采用二维非弹性单元模拟,桥梁非线性平面受力分析中采用8节点四边形壳单元和6节点三角形壳单元。桥梁维修加固施工内容包括沿桥台和跨中布置边界锚固筋、灌浆加固以及用FRP布加固拱背、拆除并重建预应力混凝土面板。桥梁维修加固前后分别进行了静、动载试验,试验结果显示:桥梁维修加固后跨中及L/4处挠度值减小,桥梁最大承载能力提高到1 205kN(未加固时为1 155kN),FRP加固石拱桥能大幅提高其抗弯和抗剪承载力。     

外套钢管加固偏心受压钢筋混凝土短柱承载力计算

利用静力法建立钢管加固既有短柱桥墩的承载力平衡方程,计算出加固结构内钢管对原柱混凝土和填充混凝土套箍指标的临界分界值。基于外套钢管加固钢筋短柱轴压结构分析中的套箍指标的影响,修正了加固后陈宝春的三向受压混凝土考虑紧箍力作用应力梯度和偏心率影响的应力-应变曲线,推导了外套钢管加固偏心受压柱结构的承载力计算公式,其计算结果与试验数据结果相对比,两者吻合较好。     

混凝土箱肋拱桥加固改造方法探讨

结合广西桂柳高速公路五里大桥的加固实践，总结出横向联系较弱和拱肋箱壁薄是混凝土箱肋式拱桥上部结构产生病害的主要原因。通过在拱上立柱间增设横向钢斜撑，加强拱肋和拱上建筑的横向联系，提高结构的整体受力性能；同时，采用粘贴钢板法来提高拱肋和拱上建筑等混凝土构件的抗弯或抗剪承载力。空间有限元分析和理论计算表明，加固后关键截面的弯矩值降幅在10％以上；粘贴钢板对构件承栽力有大幅提高。从加固前后的荷载试验结果来看，加固后结构在竖向刚度、横向分布、基频和冲击系数等方面得到较大的改善，表明本加固方法能大幅提高箱肋式拱桥的受力性能和横向整体性能。     

云南省响水河大桥加固技术研究与力学验算

通过对云南箱形拱响水河大桥加固前后的有限元分析,探讨箱形拱桥在重交通荷载作用下病害类型及加固设计效果。根据现场调查,为减少桥梁上部结构自重采用马蹄形T形梁更换原病害严重的T形梁结构,提高结构的整体受力性能;同时采用封闭套箍加固技术对主拱圈进行加固处理,增强主拱圈各控制截面承载能力。加固前后有限元计算结果表明重交通荷载是造成拱脚承载力减少的主要因素;加固后该桥在不同工况荷载作用下各控制截面承载力均有较大提高,安全富裕量有不同程度增加,说明加固方法能大幅提高箱形拱桥的受力性能和整体稳定性能。     

大跨度石拱桥极限承载力分析

该文以丹河新桥为例,通过计算铰点极限弯矩的方法确定圬工拱桥极限承载力,综合考虑了拱的受力状况以及材料特性,为圬工拱桥极限承载力的研究提供了一个新的方向,亦可供钢筋混凝土拱桥极限承载力的确定做参考。     

国际铁路联盟项目:铁路圬工拱桥的评估、检查和维护

圬工拱桥在铁路桥梁中占有很大比例，它们大多属于铁路上的土木工程遗产，因此在管理上需要认真考虑。圬工拱桥的维护策略必须依据其现有的承载力，优先考虑加固而不是急于重建，以促进它们的保护和修复。介绍“铁路圬工拱桥的评估改进、最优化维护和数据库开发”的研究成果。该项目由国际铁路联盟（UIC）资助，有14个铁路部门和众多顾问机构参加，历时4年。项目的主要目标是收集各种方法并加以发展，旨在优化圬工拱桥的全寿命管理，减少维修费用，并在铁路部门之间推动良好的实践经验的有效交流。