公路桥梁伸缩装置设计计算

公路桥梁为调节由于车辆荷载、环境特征及建筑材料的物理性能所引起的上部结构之间的位移,同时保持上部构造间的平顺联结,需设置伸缩装置,并通过桥梁伸缩量计算对应选择伸缩装置的类型及型号。文章针对公路桥梁设计中常用的异型钢单缝式伸缩装置和模数式伸缩装置的伸缩量进行分析计算,导出常规桥梁不同联长情况下的伸缩量计算值,便于设计人员在使用过程中参考。     

某桥梁伸缩装置更换选型分析研究

桥梁伸缩装置影响桥梁结构使用寿命和行车安全。该文以某大桥伸缩装置破损更换选型为例,应用Midas有限元软件建立桥梁模型,模拟计算温度变化、混凝土收缩徐变、汽车制动力、车辆荷载、纵向坡度等因素对梁端位移影响。结果表明:伸缩量可由体系温差、混凝土收缩徐变和汽车制动力三者引起的梁端位移之和乘以相应的增大系数求得;汽车制动力主要影响主梁顺桥向位移,按规范计算的伸缩量仅是板式橡胶支座剪切变形引起的梁端位移,应加上桥墩弯曲变形引起的梁端位移,特别是桥墩较高,刚度比较小的桥梁;对运营10年以上桥梁,可不考虑混凝土收缩徐变对伸缩装置的影响。理论计算和有限元分析表明:该桥引桥建成时安装美国万宝系列SD-160型伸缩装置不合理,伸缩量应满足ΔL≥379.2mm;运营15年后,伸缩量应满足ΔL≥292.2mm,建议选择320型模数式伸缩装置。     

沪通长江大桥大位移梁端伸缩装置动力性能研究

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m的公铁两用连续钢桁梁斜拉桥,主航道桥两侧为跨度112m的钢桁简支梁桥,主航道桥、钢桁梁桥间设置伸缩量为±900 mm的梁端伸缩装置。为考察该桥伸缩缝对列车和桥梁动力响应的影响,针对其梁端伸缩装置初步设计的比选方案进行车线桥动力性能研究。按照实际情况建立包括主航道桥、钢桁梁桥和梁端伸缩装置的完整桥梁结构模型,采用逐步积分法分析车桥耦合振动。结果表明,梁端伸缩装置与两侧主航道桥、钢桁梁桥上的轨道结构变形存在差异,此梁端附近区域的局部不平顺造成了对车辆和伸缩装置的冲击,使得部分工况下车辆响应超限,支承梁的加速度与铜陵长江大桥的梁端伸缩装置设计方案相比偏高,尤其在主梁收缩状态下,上述情况更为明显。     

呼准铁路黄河特大桥主桥设计

呼准铁路黄河特大桥主桥为(98+5×168+98)m预应力混凝土刚构—连续组合箱梁桥.主梁采用C55混凝土单箱单室变截面箱梁,三向预应力体系,在箱梁内预留体外预应力钢束张拉构件.主墩均采用圆端形截面空心墩(中间2个桥墩与主梁固结),摩擦桩基础.为适应主梁较大的温度伸缩量,开发了大位移伸缩装置及大位移活动支座.采用MIDAS Civil软件对该桥进行静、动力分析,分析结果表明,该桥在施工及运营阶段的刚度、强度均满足规范要求,且具有良好的抗震性能.该桥采用悬臂浇筑法施工,主梁合龙顺序为先边跨后中跨.     

武汉阳逻长江公路大桥大位移伸缩装置吊装难点及解决方案

分析了武汉阳逻长江公路大桥主桥模数式大位移伸缩装置单件尺寸大、重量重、运输吊装困难等特点,提出了严格限制吊车和平板车在桥面上的就位位置;在伸缩装置槽口内设置吊车支腿受力点;在主塔下横梁上设临时支撑,以方便吊车脱钩移位后再进行二次吊装就位等解决方案,并取得成功.     

桥梁新型钢弹体元件模数式伸缩装置及力学性能研究

为改善桥梁传统伸缩缝易发生疲劳破坏的问题,文中提出新型刚弹体模数式伸缩装置,将钢弹体运用于模数式桥梁伸缩装置中。为探究桥梁新型钢弹体弹性元件模数式伸缩装置的力学性能,通过疲劳试验与数值仿真的方法,建立伸缩缝实体有限元模型,分析不同厚度、不同自由长度、不同材质钢弹簧体的力学性能,并通过疲劳试验研究各种尺寸下钢弹体弹性元件的疲劳寿命,提出钢弹体弹性元件的疲劳设计标准。研究表明,弓形钢弹体弹性元件采用60Si2Mn弹簧钢、厚度取12 mm时,弹性元件位移协调性最好,桥梁模数式伸缩装置力学性能最优。     

桥梁模数式伸缩装置的剪切位移弹簧性能控制指标的试验研究

剪切位移弹簧是模数式伸缩装置中的位移控制系统的重要弹性元件,其主要作用是当伸缩装置两端发生位移时,通过剪切位移弹簧橡胶的剪切变形,调整中梁位移间距的均匀性。本文通过对试验样品的抽样试验研究,对剪切位移弹簧质量控制指标和检测方法进行了探讨。提出了对剪切位移弹簧质量控制采用剪切刚度、剪切疲劳和剪切极限等三个技术指标作为产品质量控制的依据。     

降噪型伸缩装置影响效果及应用展望

桥梁伸缩缝噪声是交通噪声的重要来源,对低于桥面高度的建筑物敏感点影响较大,因此降低桥梁伸缩缝噪声十分重要。提出了适合高架桥的降噪伸缩装置:降噪型钢模数式伸缩装置、聚氨酯弹性体无缝式伸缩装置,并分别对其降噪原理进行了分析。通过试验路段道路实测,得出降噪型钢模数式伸缩装置的降噪能力比型钢伸缩装置高出约9.0dB。通过实测数据可看出降噪伸缩装置在噪声控制上有很好的优势,若将其推广使用在城市高架桥道路中,对整体降噪会有很好的效果。     

随车起重机伸缩臂的最佳伸缩量及其控制

通过分析随车起重机工作时各节伸缩臂所受最大应力,应用等应力设计原理,确定了各节伸缩臂最佳伸缩量;对各节伸缩臂伸缩量控制系统进行了设计,并对控制系统的控制器进行数学建模、算法设计、性能仿真和参数匹配。通过现场试验表明．基于等应力的最佳伸缩量能够改善随车起重机伸缩臂的受力状况,提高其工作可靠性。     

浅谈桥梁伸缩装置的选型及设计

在桥梁设计中,伸缩装置的设计是否得当,对桥梁后期使用及运营影响较大.介绍了桥梁伸缩装置的功能及分类,分析了影响伸缩装置伸缩量的基本因素,给出了伸缩量的计算方法,并且提出了设计伸缩装置应考虑的因素.     

基于机构运动及磨损理论的伸缩装置滑动支承磨损评估方法

为评估运营阶段风及车流作用下大跨桥梁转轴式伸缩装置的服役状态,融合机构运动理论及磨损机理建立转轴式伸缩装置滑动支承构件的磨损寿命评估方法。以变杆长双滑块双导杆四连杆机构的运动理论为基础,推导了多滑块多导杆的伸缩装置机构运动学数值仿真模型;基于Archard磨损理论提出了伸缩装置滑动支承磨损深度计算模型,以失效概率为指标建立了伸缩装置滑动支承磨损寿命的评估方法;以一单跨悬索桥为算例,对风和车流作用下伸缩装置滑动支承的服役年限及其年更换次数进行定量评估。分析结果表明：建立伸缩装置的机构运动仿真模型,通过与8缝伸缩机构的运动试验数据对比,验证了仿真模型的准确性;利用伽马分布能够较好地模拟伸缩装置滑动支承磨损深度的累加概率特性;随机车流和风作用下,悬索桥伸缩装置滑动支承的服役年限随距滑动侧越近而越小,失效概率反之;一般流和风速10 m·s^-1工况下,超82%的滑动支承服役年限小于15年;不同车流密度-风速联合作用对伸缩装置滑动支承的服役年限影响显著,伸缩装置滑动支承的合理更换周期应依据桥址交通量荷载水平及风场条件制定;建立的转轴式伸缩装置滑动支承磨损寿命评估方法可为同类型伸缩装置机构的磨损寿命评估提供参考借鉴。     

模数式大位移伸缩缝智能监测

通过对模数式大位移伸缩缝的构造特点分析和运营现状调研,橡胶类部件性能劣化引起变形协调系统与中梁稳定系统的失效,最终导致竖向力传力系统损坏,是伸缩缝破坏的主要原因。通过对中梁各缝宽的监控及分析能够有效反映伸缩缝易损构件的使用状况,利用远程技术数据采集,经分析后做异常缝宽的检修预警,能够有效避免伸缩缝的结构性损坏。     

基于模块化拼装综合管廊防水技术研究

近年来,随着国家绿色、优质及创新理念的推进和发展,综合管廊的建设中预制拼装技术的占比逐年增高,它克服了现浇地下综合管廊在施工、运营方面的诸多不足。地下综合管廊及其构筑物作为地下工程,防水措施可靠一直是人们所关注的核心,而作为具有更多拼缝和接头的预制拼装管廊,其防水问题更为突出。本文通过对采用不同拼装方式的矩形、圆形、梨形等预制拼装综合管廊的防水技术进行分析和讨论,探究了模块化管廊多种拼接缝和变形缝的防水措施,重点讨论了管廊组合结构形式、防水工艺、防水材料及其防水性能,总结提出合理有效的防水成套技术,并分析其经济效益。研究成果在一定程度上改善了预制拼装管廊的防水性能,有望在模块化预制拼装管廊、地铁管片拼装等类似工程应用中推广。     

车辆-模数式伸缩缝耦合振动与冲击荷载分析

为研究导致伸缩缝及其相邻路面损坏的车轮冲击荷载,以桥梁工程中常用的模数式伸缩缝为例,提出一种车辆-桥梁-模数式伸缩缝耦合振动的分析方法。该方法通过分布式弹簧阻尼单元模拟车轮在伸缩缝上的脱空情况;采用等效悬臂或两侧支撑梁模型,考虑脱空段轮胎面的支撑作用,通过车辆-桥梁-伸缩缝耦合振动的迭代算法,实现模数式伸缩缝上的车轮动力荷载的准确模拟,并对载重汽车通过双缝模数式伸缩缝进行实例分析。研究结果表明：①由于伸缩缝结构和车轮位置的变动,很难保证车辆振动的对称性,因此需要采用三维有限元方法分析车轮冲击荷载;②伸缩缝空隙处轮胎面的支撑有助于减小车轮冲击荷载,该支撑刚度与胎面预拉应力密切相关,胎面预拉应力越大,支撑刚度越大,轮载冲击系数越小;③车辆不对称振动导致左右轮冲击系数不同,模数式伸缩缝的中梁跨中冲击系数最大;④模数式伸缩缝上的轮载冲击系数计算值可能超过中国伸缩缝设计指南规定值,该方法可用于确定模数式伸缩缝的最大容许间隙,使车轮冲击荷载小于设计值,以保障伸缩缝的安全服役。     

无砟轨道线间路基防水封闭层伸缩缝病害整治研究

伸缩缝的密封处理是高速铁路无砟轨道综合防水系统的重要结构组成，伸缩缝的设置长度和密封材料是发挥封闭层作用的重要控制环节。以运营4年的西北寒区某高铁为研究对象，分析了高速铁路无砟轨道线间路基防水封闭层病害是因伸缩缝施工横向未贯通而导致伸缩缝失效，引起封闭层上拱、破裂等影响行车安全。为此，研究制定了线间路基防水封闭层伸缩缝病害排查技术要求，选择了硅酮类嵌缝密封材料，采用了天窗时段切缝、清缝、嵌缝等整治措施。通过上述技术要求和整治措施的实施，整治后运营未出现类似病害。     

基于外观调查的桥梁伸缩装置破损评价方法

为了评价伸缩装置破损对自身和桥梁结构的影响，保证伸缩装置功能的正常发挥，定量评价伸缩装置损伤程度和提出破损评价方法，将伸缩装置按照结构特征进行分类，依据各类桥梁伸缩装置损伤模型和损伤实际调查数据，制定了伸缩装置部件损伤程度评定标准。采用层次分析方法，通过专家咨询调查，按照伸缩装置部件重要性程度，得到6类常用桥梁伸缩装置部件权重系数；在统计数据分析的基础上引入了交通量影响系数及结构特性系数口，以反映交通量大小和伸缩装置构造差异对评定结果的影响，最后提出了桥梁伸缩装置破损程度定量评价公式。所提出的桥梁伸缩装置破损评价方法，可以定量评价伸缩装置的破损程度，从而为确定其养护决策提供依据。     

盾构法施工荷载对小半径曲线隧道管片防水性能的影响研究

为探究小半径曲线盾构隧道施工过程中施工荷载对管片防水性能的影响，依托深圳国际会展中心配套市政项目盾构段，选取油缸推力和螺栓预紧力作为主要施工荷载，采用ANSYS建立管片结构模型和弹性密封垫模型，对施工荷载下管片的张开量以及相应张开量下的管片防水性能进行研究，得到施工荷载对管片防水性能的影响。研究结果表明： 1）油缸推力对环缝影响较大，会加大环缝张开量，但对纵缝影响较小； 2）管片间弹性密封垫的防水性能随管片张开量的增加先增大后减小，在张开量为2 mm以及大于6 mm时存在渗水风险； 3）以张开量2 mm为计算控制标准，油缸推力使直线段管片防水性能下降8%，曲线段下降15%； 4）增大螺栓预紧力能略微提高直线段管片的防水性能，但对曲线段管片的防水性能无影响，曲线段整体防水性能较差。     

超高性能混凝土在宁波机场路南延工程中的规模化应用研究

宁波机场路南延工程采用超高性能混凝土作为小箱梁湿接缝，钢筋免焊接，且大幅减少现场浇筑混凝土的数量，有效加快了施工速度，保证了共建轨道交通宁奉线的按期通车时间，并减少了施工对环境和交通的影响。本文开展了桥面板湿接缝的试验研究，表明V形界面形式的抗裂性、承载力均优于凹槽界面和平面界面；界面湿润、凿毛可显著提升超高性能混凝土和预制混凝土的界面结合性能。通过宁波机场路南延工程大量的应用研究，形成超高性能混凝土预制拼装桥梁设计、施工、检测、验收成套技术要求体系，进一步推动超高性能混凝土新技术的应用和发展。     

宜万线五爪观隧道无砟道床病害成因分析及整治措施

针对宜万线五爪观隧道上行线K1161+406段整体道床伸缩缝两端道床板出现宽约0.3 mm裂缝,整体道床伸缩缝处出现翻浆冒泥、两轨间伸缩缝已被淘空等病害。在分析其成因的基础上,结合宜万线行车特点,采用特殊施工组织方式,采取有针对性的技术措施进行治理。施工后,通过检测证实,治理效果明显,道床已经稳定。     

利用隧道玄武岩洞渣加工机制砂混凝土研究

依托云南省杨柳至宣威高速公路项目,通过室内正交试验,研究机制砂掺量、水胶比、粉煤灰掺量、钢渣掺量等因素对混凝土坍落度和扩展度的影响;对比分析不同阶数拟合函数的预测效果,采用三阶非线性函数建立并验证了机制砂混凝土坍落度和扩展度的预测模型.研究表明:水胶比和粉煤灰掺入量对扩展度和坍落度影响较大,钢渣影响较小;随着水胶比、粉...