中小跨混凝土梁桥和大跨径桥梁健康监测差异初探

随着健康监测系统在大跨径桥梁管养中的实践和经验积累,一些中小跨混凝土梁桥也逐步安装健康监测系统来掌握桥梁的运营状态。现有健康监测相关技术标准和规范主要用于指导大跨径桥梁,与中小跨桥梁结构的受力特点存在一定的差异。该文建立了大量具有代表意义的中小跨混凝土梁桥和典型大跨径连续刚构桥计算模型,对比分析了两者在恒活载比例、超重载荷影响、健康监测方法和监测参数4个方面的差异,得到以下结论:与大跨径桥梁相比,中小跨混凝土梁桥活载比例明显较大,可达到恒活载总和的50%左右;中小跨混凝土梁桥和大跨径连续体系桥梁的影响线长度及方向差异较大,中小跨混凝土梁桥需特别关注超重载荷的影响;中小跨混凝土梁桥活载及温度等变形较小,但应力响应量值显著,是健康监测的重点参数。     

连续梁拱组合桥梁边中跨比影响分析

连续梁拱组合桥梁主梁和拱肋协同受力,整体刚度大、跨越能力强。以三跨连续梁拱组合桥梁为工程背景,分析了边中跨比对桥梁内力、变形、支反力、自振频率、稳定等方面的影响。分析发现：桥梁主梁和拱肋的内力、变形,主梁边支点的支反力随边中跨比的增大而增大,且在恒载作用下边中跨比0.400时边支点出现负反力;桥梁自振频率随边中跨比的增大而减小;桥梁施工阶段稳定系数随边中跨比的增大而减小,成桥状态稳定系数随边中跨比的增大而增大,但稳定系数变化率均较小;连续梁拱组合桥梁的合理边中跨比建议在0.425～0.500之间。     

大跨径混合梁连续刚构桥边中跨比及墩高性能研究

大跨径混合梁连续刚构桥中跨采用大节段钢箱梁,减轻了结构自重,增加了桥梁跨度。目前修建的大跨径混合梁连续刚构并不多见,混合梁多运用于斜拉桥中,故混合梁连续刚构桥的诸多问题并未得到解决,如混合梁连续刚构桥的边中跨比,混合梁连续刚构的适宜墩高等。以瓯江特大桥主桥为背景工程,通过改变边跨跨径和桥墩高度来研究大跨径混合梁连续刚构桥的边中比及墩高性能。大跨径混合梁连续刚构桥在恒载效应、收缩徐变效应、活载效应以及结构自振特性等方面,边跨增大对结构整体刚度影响不大,仅对边跨刚度影响较大。总体上中跨效应大于边跨效应,中跨结构刚度对结构的整体刚度起决定性作用。对桥墩的高度变化影响分析表明桥墩高度不宜做的过低,否则效应值会出现突变,当墩高增加到一定程度,对主梁的受力性能改善程度有限。     

基于光纤陀螺的大跨桥梁连续线形检测技术研究

为实现大跨桥梁的结构线形快速检测,及时定位桥梁最大变形部位,采用基于光纤陀螺的连续轨迹测量技术进行桥梁线形检测技术研究。分析基于光纤陀螺传感技术开展桥梁连续线形检测的前提条件和基本原理,推导连续线形轨迹的计算公式,提出了线形检测流程及对测试结果的修正与标定方法,并在缩尺模型桥和实际大跨桥梁中进行了测试。结果表明:光纤连续线形测量系统的测试结果与传统百分表及全站仪的测试结果吻合,所测线形轨迹连续、精确,可准确定位桥梁结构最大变形部位。该技术可用于大跨桥梁连续线形的快速、准确检测。     

贵阳火石坡大桥曲线刚构连续梁设计

以主跨176 m的贵阳火石坡大桥工程实例,介绍了大跨曲线刚构连续梁的构造、预应力体系及桥墩基础设计。通过空间杆系有限元模型计算,验证了桥梁受力性能,提出大跨刚构连续曲线梁悬臂浇筑时整体重心横向偏心产生较大恒载扭矩,需要采取偏心措施以减小桥墩和基础横向弯矩;通过FEA实体有限元模型,分析了弯、剪、扭耦合效应引起的截面上下缘左右正应力差和左右腹板剪应力差,并提出应对措施,为类似桥梁设计提供借鉴。     

低高度敞口式钢桁架桥参数敏感性分析

为明确低高度敞口式钢桁架桥结构受力性能,以某跨堤桥梁为研究对象,建立全桥有限元模型,运用参数对比方法,研究该类型桥梁在不同杆件尺寸、宽跨比、高跨比情况下,整体结构刚度、强度及稳定性的变化规律。结果表明:杆件尺寸对桥梁整体静力性能有一定影响,上弦杆钢管直径对桥梁整体稳定影响较大;桥梁宽度的增加,对桥梁整体挠度、下弦杆最大拉应力、纵横梁最大压应力影响较大,对结构整体稳定影响较小;桁架高度的增加,对桥梁整体稳定影响有限,对桥梁整体挠度及下弦杆应力影响较大。     

V墩异型钢混梁拱组合桥运营阶段力学性能分析

为了确定V墩异型钢混梁拱组合桥在运营荷载作用下变形及受力的特点,以郑东新区前程路大桥为背景,采用组合有限元建立大桥精细有限元模型,考虑运营阶段的汽车活载、人群荷载、温度荷载(整体升降温、日照正负温差),分析荷载单独作用于异型拱桥主要构件的力学性能。结果表明:由于预应力混凝土V墩与边跨预应力混凝土主梁形成刚度较大的刚架,活载对该V墩刚构组合拱桥力学性能影响很小,但温度荷载对桥梁结构的影响较大,整体升、降温作用对预应力混凝土结构受力及变形的作用十分显著,整体升、降温作用对钢结构的受力影响不大,但变形影响显著,梯度升、降温作用对桥梁结构受力及变形的影响介于活载作用和整体升、降温作用之间。     

在役轨道交通矮塔斜拉桥检测与评估

以某在役轨道交通矮塔斜拉桥的检测与评估为例,通过对矮塔斜拉桥受力特点的分析,确定了定期检测中矮塔斜拉桥的检测重点.主梁、主塔和墩柱的恒载几何形态测量表明,该矮塔斜拉桥整体保持稳定的状态,主梁跨中有沉降的趋势;通过桥梁自振特性、斜拉索索力和动位移的测试,明确了该桥的动力特性和动力响应;通过外观检查,明确了主梁主塔混凝土结...     

车辆对倒梯形钢桁梁桥风荷载影响的风洞试验研究

车辆与桥梁间显著的气动干扰随着大跨桥梁的建设和高速铁路的发展已成为人们关注的焦点,但现有研究大多以汽车或流线型高速列车和钝体简支梁为研究对象,且关注的重点往往是桥上列车的平均风荷载或列车对主梁平均三分力系数的影响。以大跨铁路常用的倒梯形钢桁梁桥为背景,对不同风攻角、车桥组合方式下车-桥系统的整体气动力进行测试,将车桥组合时桥梁受到的整体平均和脉动风荷载与单独成桥状态时的风荷载进行对比,分析横风下车-桥间气动干扰对车-桥系统所受总体气动力的影响规律,研究成果可为类似工程的风荷载取值提供参考。     

高墩大跨曲线刚构桥最大悬臂与成桥阶段稳定性分析

以高墩大跨曲线刚构桥为研究对象,基于欧拉稳定理论,利用空间有限元法,考虑可能的不利荷载工况,对最大悬臂状态和成桥运营阶段的结构稳定性进行计算分析。研究表明：最大悬臂状态是施工过程中最不稳定的状态;对该桥结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载、温度等对桥梁稳定影响不大或者比较小;在悬臂浇筑阶段,曲线刚构桥墩顶的横向位移显著增大,在成桥阶段时影响较小,尤其是风荷载的影响;得出高墩大跨曲线刚构桥墩高、曲率半径与稳定特征值之间的关系,为同类桥梁的设计、施工及线性监控提供参考。     

高速公路上跨桥整体顶升技术

通过工程实例介绍整体顶升技术在某高速公路上跨桥梁净空改造中的应用,为高速公路既有上跨桥梁净空不足这一工程难点提供一个新的解决方法.采用整体顶升技术对既有桥梁的净空不足问题进行改造,与拆除重建桥梁相比,能节约工程造价、社会效应影响较小、工期较短、环境污染小.     

沪通长江大桥主航道桥总体设计参数分析

为研究公铁两用斜拉桥的力学性能,以沪通长江大桥主航道桥[(140+462+1 092+462+140)m双塔斜拉桥]为对象,采用空间板梁单元法建立全桥有限元模型,对边跨支点数量、边中跨比、主梁高跨比和宽跨比、塔梁高跨比等设计参数进行分析。结果表明:边跨设置辅助墩可改善结构受力、提高桥梁整体刚度;边中跨比增大使结构总体刚度减小,活载塔底顺桥向弯矩增大;主梁高度增大可提高结构整体刚度,但提高幅度有限,同时对恒、活载拉索应力的影响也较小;主梁宽度增大使横弯基频增大、竖弯基频减小,扭频先减小后增大而后趋于平稳,结构颤振稳定性提高;塔高增大使结构竖向刚度增大而索塔纵向刚度降低,活载塔底顺桥向弯矩减小,恒、活载拉索应力减小。     

大跨连续刚构桥施工控制探究

随着时代的不断发展,大跨连续刚构桥逐渐出现在我们视野内,对于大跨连续刚构桥施工控制的关注,才能够满足桥梁施工的整体要求。因此,本文在分析连续刚构桥施工基础内容的基础上,以某大跨连续刚构桥为例,针对大跨连续刚构桥施工控制进行分析,希望可以满足桥梁施工的整体要求。     

大跨度钢管砼拱桥结构稳定性分析

以一座五跨钢管砼拱桥为工程背景,通过MIDAS/Civil有限元分析软件对全桥稳定性进行分析,探讨活载、温度等外部因素及桥梁结构宽跨比、矢跨比等内部因素对大跨度钢管砼拱桥结构稳定性的影响,得到外界因素对拱桥稳定性有影响但程度不大、内部因素影响较大的结论.     

独塔四索面斜拉桥交工检测中动载试验研究

动载试验是新建桥梁交工检测中较重要的评定项目.独塔四索面斜拉桥由于主跨跨径比双塔三跨式跨径小,桥梁整体刚度较大,需特别关注其动力特性,确保桥梁整体安全.文中以广东佛山番海大桥为工程背景,通过有限元软件MIDAS/Civil建立模型,对独塔四索面斜拉桥进行动载试验,测试桥梁在各荷载工况下的动力特性,为交工验收提供依据.     

临澧龙潭道水大桥动静载试验检测

为评价湖南临澧龙潭道水大桥的受力性能和承载能力,对该桥进行动静载试验检测.文中介绍了其试验检测方案,并对检测结果进行了分析.试验结果表明,试验跨桥梁在试验荷载作用下有一定的整体工作性能,承载能力能达到设计要求.     

简支混凝土板桥的轮载分布

介绍多车道、单跨简支钢筋混凝土板桥轮载分布参数研究结果。应用有限元法研究跨长、板宽(有路肩、无路肩)及轮载条件对典型的简支混凝土板桥的影响。总共对112座公路桥梁进行了实例分析，均假定这些桥梁为承担单向交通的独立结构。结合4种典型的跨长，阐述1、2、3及4车道桥的有限元法分析结果，并将分析结果与AASHTO规范中的经验公式及AASHTO LRFD(荷载与抗力系数设计)桥梁设计规范的计算结果进行比较。研究及分析结果对桥梁工程师在设计多车道、简支钢筋混凝土板桥及评估现有公路桥的承载力方面有一定参考价值。     

大跨径刚构桥梁跨中下挠问题研究

大跨径刚构桥梁在实际运营中跨中会出现不同程度的下挠,对产生下挠的各种影响因素进行分析,显示混凝土的收缩徐变、设计及构造缺陷、施工及监控缺陷、混凝土裂缝均对刚构桥跨中下挠影响较大.以某跨径为(95+160+95)m连续刚构桥梁设计、施工为例,介绍跨中下挠的控制措施.实桥实施结果表明,通过合理的设计与施工,大跨径刚构桥梁的跨中下挠问题能得到一定抑制,但不能完全避免.     

五峰山长江大桥加劲梁架设技术

连镇铁路五峰山长江大桥主桥为主跨1092 m的钢桁梁公铁两用悬索桥,加劲梁采用板桁结合钢桁梁结构,加劲梁恒载集度大(819.1 kN/m)。其中,一期恒载集度达501 kN/m;铁路桥面和公路桥面二期恒载集度分别为233.4 kN/m和84.7 kN/m。针对该桥特点,加劲梁采用整节段吊装,架设时采用不携带铁路二期恒载的方案施工。边跨加劲梁节段利用浮吊整体吊装至滑移支架上,再滑移至设计位置,连接成整体;中跨加劲梁节段采用2台900 t缆载吊机自跨中向两侧桥塔方向架设,节段间上弦设牛腿式临时铰进行铰接,待中跨80%节段吊装后再进行刚接;中跨加劲梁架设后,对边跨加劲梁整体姿态进行调整,通过顶、落梁与中跨加劲梁合龙,合龙后铺设铁路二期恒载。     

基于可靠度分析的既有钢筋混凝土桥梁性能评估

结合实际桥梁混凝土强度和钢筋锈蚀检测数据,考虑材料性能经时变化特点,构建了钢筋混凝土桥梁简支梁桥空心板梁弯矩抗力衰减模型;按照《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283-1999)建立桥梁结构上的恒载作用效应概率模型和活载作用效应概率模型;以简支板梁跨中弯矩作为功能函数,运用根据JC法所编制的Matlab程序计算每片板梁的可靠指标.运用结构体系失效概率的点估计方法之一——概率网络估算技术,通过近似数值分析计算得出桥梁上部结构体系的可靠指标.并用算例验证了本文所提出的桥梁性能评估方法的正确性和可行性.