基于实测应变监测的斜拉桥钢桥面板加固性能评估

为分析超高性能混凝土(UHPC)加固后的钢桥面板长期性能,为桥梁后期运营维护提供理论支撑,以某长江公路大桥为背景进行研究.该桥采用UHPC和ERE铺装2种桥面加固方案,在顶板与U肋焊接细节、U肋对接焊接细节处布置应变测点,结合实桥应变监测数据,并基于S～N曲线与Miner线性疲劳累积损伤理论,对加固后的钢桥面板剩余疲劳...     

宜宾市金沙江南门大桥加固维修改造设计

为了消除南门大桥结构安全隐患和提高其通行能力,采用纵横钢格子梁连续体系组合桥面板替换原横梁受力为主的简支体系桥面板,提高了安全性和耐久性,采用具有优异疲劳性能和超强索体防腐性能的钢绞线整束挤压吊杆,新吊杆采用挤压锚与叉耳板螺纹连接的外露销接式构造,易于检查维护和更换。采用钢格子梁组合桥面板,桥道系自重减少约39.6%,对原桥面每侧加宽2m,将原三车道的机非混行车道改造成四个机动车道,将非机动车道及人行道转移到吊杆外侧,提高了南门大桥的通行能力,能够有效缓解城市交通压力,确保市民出行安全。     

延河大桥改造工程总体设计

延河大桥改造工程包括旧桥改造和扩建新桥两部分。改造设计的主旨是"两桥如一桥"、"修新如旧"。新桥采用了整体式预制桥面板,格构式的拱上建筑,以及新型井筒式地下连续墙桥台;改造了旧桥的桥面系为整体式桥面板结构,将拱上填料更换为新型轻质陶粒混凝土材料,重新布设了拱上防水及排水系统,对旧桥结构石材表面风化,以及裂缝均进行了处理处治;针对设计难点开展了井筒式地下连续墙桥台和混凝土结构表面涂装体系专题研究。     

某立交桥加固改造设计与施工

某立交桥为7跨20 m预应力空心板简支梁桥,运营多年后发现主梁整体性不足,单梁受力状况突出,桥面板出现纵向开裂等病害,同时桥墩盖梁出现弯曲裂缝,侧向挡块破损严重。针对病害情况,确定采用外包钢板加固盖梁、钢-混组合梁替换旧桥部分薄弱梁体、中部三跨由简支到三跨连续的结构体系转换等方法对桥梁进行加固改造。加固改造设计验算结果表明：加固改造完成后的桥梁承载能力能够满足目前的设计需求,具备较高的安全储备。加固改造施工时,采用人工配合风镐拆除旧桥桥面板,吊除梁体;按照设计的加固位置采用外包钢板加固盖梁;钢-混组合梁施工采用先吊装单根钢梁、后吊装横向联系梁的方案;按施工工序进行钢-混结合部和桥面铺装施工。该桥加固改造完成后桥梁运营状况良好。     

鄱阳湖大桥桥面铺装防水粘结层试验研究

江西省九景高速公路鄱阳湖大桥主桥为预应力混凝土高低塔斜拉桥,该桥运营近10年后,桥面出现部分病害,需对该桥进行桥面铺装改造.为保证桥面铺装耐久性,通过室内抗拔、抗剪试验研究比较3种防水粘结体系的抗拔性能和抗剪性能.研究确定AMP-100上铺热熔SBS改性沥青(撒布碎石)为该桥桥面防水粘结层,并总结该新型防水粘结体系的具...     

广东省某高速公路东莞北特大桥维修与加固

广东省某高速公路东莞北特大桥为预应力混凝土T梁桥,在超重交通环境下桥面频繁出现病害,为不影响行车安全,对该桥上部结构进行维修加固:清除原桥面沥青混凝土铺装层,修补桥面板局部病害,并新铺混凝土整体化层,加铺薄层高模量沥青混凝土铺装层;将桥面连续改造为桥面结构连续;将K字端横梁改为矩形端横梁;更换支座及伸缩缝;对T梁局部进行加固等。实践表明,经过大修后虽然还存在个别缺陷,但桥梁上部结构的主梁刚度提高,梁体横向连接加强,整体受力状况得到改善,基本达到了预期的维修效果。     

钢—混叠合梁现浇桥面板施工工艺研究

黑龙江大桥现浇桥面板采用"吊模法"施工。浇筑主桥时,混凝土输送泵固定在4号墩,距离钢梁顶面高度约17m,在钢梁侧面焊接框架固定泵管,混凝土运输车将混凝土运输至输送泵处,利用混凝土输送泵向桥位两侧进行输送,主桥最远输送距离为451.5m。通过调整桥面梁格体系的顶面标高、桥面横坡和超高,保证桥梁具有良好的线型,有利于提高钢混叠合梁的整体工作性能和整体刚度。利用桥面板施工方法,可有效减少施工特种设备的投入,成本较低,施工方便,节约工期。     

双曲拱桥加固维修综合措施

某桥自通车以来已运营近50年,由于桥梁结构的一系列病害严重影响结构安全与使用性能,自2016年以来进行了全封闭的维修加固。其中在维持原设计结构及外观情况下,对大桥的双曲拱桥进行了全断面修复,具体为:主拱圈、横系梁加固;相邻承台设置纵向拉杆;拱上填料用泡沫混凝土对称换填;全桥桥面铺装、人行道改造;桥面附属设施修缮与外观出新;混凝土结构进行电化学修复与表面防碳化处理等。对该双曲拱桥缺陷修复及加强,有效提高了其结构的安全储备,同时耐久性问题得到了有效解决。     

超高性能混凝土薄层加固法在槽形梁桥中的应用

预应力混凝土槽形梁桥的主梁连接板在运营过程中易产生开裂病害,为修复桥面板的裂缝,改善桥梁受力,提出超高性能混凝土(UHPC)薄层加固法(在桥面板底部浇筑1层UHPC,与原结构整体受力),以沪嘉高速公路蕰藻浜大桥加固项目为背景,论述该方法在该桥加固中的应用。为检验加固效果,采用ANSYS建立甲式桥面板(槽形主梁连接板)的局部有限元模型进行应力分析,并通过荷载试验分析甲式桥面板加固前、后的受力及变形。通过理论和试验分析可知:加固后,在车辆荷载作用下,甲式桥面板的横向应力降至0.5 MPa以下,UHPC层拉应力为2.5MPa;甲式桥面板的横向应变降低了约65%,竖向挠度降低了约60%;UHPC层的应力实测值与有限元理论值基本一致。说明UHPC薄层加固法可有效改善桥面板受力,提高桥面板的刚度,减小桥面板的挠度。     

大连北大友谊桥维修工程施工控制

大连北大友谊桥为主跨133m的简支地锚式钢桁架悬索桥,大桥运营近30年,出现了桥面下挠、桥塔倾斜、索鞍偏位、桥面板破损和桥面振动等病害。为保证桥梁运营安全,对该桥进行了更换桥面系、张拉主缆及更换吊索等方面的维修加固。由于该桥维修加固方案具有较多的风险及不可控因素,为使加固后的结构状态满足设计要求,利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析结构现状,通过调整主缆松弛系数模拟结构的实际状态;对桥面系拆除阶段、主缆张拉阶段、吊索与索夹更换阶段、新桥面系铺设阶段进行施工控制。结果表明,维修加固后的结构线形与内力符合预期目标,结构整体受力性能得到提高,达到了设计要求。     

枝城长江公铁两用大桥病害分析及维修加固方案

对枝城长江公铁两用大桥进行了病害检测,分析了公铁两用大桥公路桥面病害原因,结合现场荷载试验结果,决定采用正交异性桥面板代替原有混凝土桥面层。提出了枝城公铁两用大桥的维修加固方案,并加铺钢纤维混凝土桥面铺装,同时建议优化其结构组合。     

旧拱桥风撑改造设计

某旧混凝土系杆拱桥跨径布置为(13+36+13)m,2片拱肋间设3道横向风撑。调查发现该桥存在风撑、桥面板、横梁损坏及多处裂缝等病害,两侧风撑桥面净高(实测)低于设计净高是导致风撑损坏的主要原因。为提高该桥的通过能力及保证其安全稳定性,对该桥风撑进行改造设计,采用有限元法分析原结构风撑、单风撑、无风撑、短K风撑和长K风撑5种风撑结构稳定性,并进行强度验算。经对比分析,该桥采用单风撑结构的改造方案,即保留原有拱顶风撑,拆除两侧的风撑,限高4.5m。风撑改造实施结果表明,单风撑方案施工便捷,既保证了结构安全又提高了桥梁通过能力。     

桥面铺装改造对正交异性钢桥面板受力性能的影响

为了验证桥面铺装改造对正交异性钢桥面板的加固效果,以某公路简支钢箱梁为背景进行研究。选取3跨箱梁,分别采用聚合物混凝土、夹心钢板系统和活性粉末混凝土3种桥面铺装方案对钢桥面板进行加固,并通过实桥试验测试改造前、后正交异性钢桥面板的应力及局部变形,验证加固效果。结果表明:原铺装与裸面板状态下钢桥面板的受力及变形规律基本一致,原铺装基本不参与正交异性钢桥面板共同受力;3种铺装改造后,钢桥面板应力及局部变形均有较大降低,但钢桥面板应力及变形的改善效果仍面临长期运营的检验。     

海洋性气候条件下的桥面铺装防水技术

随着交通建设的快速发展和桥梁建造技术的日趋成熟,各种桥梁在我国得到了长足的发展,跨江、跨线桥梁已经不计其数。然而,我国对于桥面铺装的研究起步比较晚,桥面铺装的使用情况不能令人满意,早期损害现象比较普遍;对于处于海洋性气候条件下的桥梁桥面铺装,更是缺乏深入的研究。因此,有必要借鉴国外成功的经验,结合我国的国情,进行桥面铺装的研究及应用。对于水泥混凝土桥梁,在桥面沥青混凝土铺装实施之前,都要对桥面板进行界面处理,其主要目的是:清除混凝土表面强度比较弱的浮浆和异物,以提高桥面铺装与混凝土桥面板之间的粘结效果及整体性;增加混凝土桥面板的的粗糙性,改善沥青混凝土铺装与桥面板之间的结合力,提高层间抗剪强度。在水泥混凝土桥桥面板上,由于水泥混凝土内部存在的一些空隙和微裂缝,给水分进入混凝土内部提供了通道,进入内部的水会侵蚀混凝土并锈蚀钢筋,缩短了混凝土桥梁面板的使用寿命。所以,在水泥混凝土桥梁桥面铺装结构中设置防水层非常重要。对理想防水层(系统)的要求为:在设计年限内不透水,能承上启下将桥面板与铺装层连为一体,共同抵抗交通荷载的作用。本期特稿针对桥面铺装,分析了其防水体系的国内外研究现状,以及设计方法和施工技术,并对海洋气候条件下几种不同桥面防水结构体系的耐腐性能进行评价,可为我国桥面铺装工程的设计和施工提供参考。     

公铁两用钢桁架桥原位拓宽改建设计关键技术

以松浦大桥为背景,对公铁两用钢桁架桥原位拓宽改建的可行性及关键技术进行分析。松浦大桥原为双层桥面公铁两用钢桁架桥,上层布置2车道公路,下层布置单线铁路,为满足新的桥梁使用功能,将其上层公路拓宽为6车道,下层铁路改为非机动车道和人行道。由于道路规划限制,该桥主桥需基于原位进行拓宽且基础不能加固,故根据拓宽后结构增加的竖向荷载对原钢管桩基础进行验算,结果表明不加固基础,仅通过加固主桁架提高主桥上部结构的承载力是可行的。拓宽改建设计中采用构件贴板方案加固主桁架以提高上部结构的承载力;为改善结构受力,上层桥面系采用正交异性组合桥面板,下层桥面系采用整体式正交异性钢桥面;利用位于两侧桥台处的升降支架设置拉索以提高主桥的抗倾覆性能;综合考虑理论计算和施工控制,选择桥梁新、旧部分的上、下部结构连接方式;主、引桥均采用减隔震设计保证结构的抗震安全性。     

三官汉江公路大桥上部结构设计

三官汉江公路大桥主桥为主跨190m斜拉刚构组合体系桥,桥面宽33.5m,通航净高10m。该桥主梁采用单箱三室大悬臂预应力混凝土梁,桥塔采用实心开槽断面混凝土塔,斜拉索采用钢绞线体系,索塔处拉索锚固采用分丝管索鞍形式并具备逐根换索条件。最后简要介绍了上部结构的总体受力、挑梁受力和主梁剪力滞效应等设计验算结果。     

钢-超高延性混凝土组合桥面结构力学性能分析及疲劳试验

为改善当前大跨径钢桥钢箱梁桥面板普遍存在疲劳开裂的现状,提升钢桥面铺装体系正常服役寿命,提出了一种钢-超高延性混凝土组合桥面方案:组合桥面主要由正交异性钢桥面板、配筋超高延性混凝土层和沥青磨耗层组成,钢桥面板上表面焊接栓钉,并设置防水黏结层,超高延性混凝土层与钢桥面板间通过栓钉相连,超高延性混凝土层上表面采取表面粗糙处理,并设置防水黏结层,确保与其上的沥青磨耗层之间形成可靠连接。以虎门大桥钢箱梁为背景,采用有限元软件Abaqus对所提出的组合桥面铺装体系进行了力学性能分析。分析结果表明:采用组合桥面铺装体系,可明显提升正交异性钢桥面铺装体系的整体刚度,使得正交异性钢桥面板关键受力部位的应力水平降低25%～45%,显著延长钢桥面板疲劳寿命。制作了足尺钢箱梁子结构试验模型并开展了疲劳试验研究,疲劳试验结果表明:在规范规定的疲劳车荷载及高于疲劳车荷载的疲劳荷载作用下,累计经历400万次疲劳试验后,组合桥面铺装结构铺装层和钢桥面板均未出现破坏迹象,采用钢-超高延性混凝土组合桥面,可有效延长钢桥面铺装结构使用寿命。研究成果为既有存在病害的钢桥钢箱梁承载力的恢复甚至提高,乃至新建钢桥的桥面铺装提供了一种有益的选择方案。     

钢-混组合梁预应力镂空桥面板吊模法施工

天津海河吉兆桥设计为钢桁架与混凝土桥面板组成的钢-混凝土组合结构形式,混凝土桥面板位于钢桁架大面积镂空部位。通过比选,采用吊模结构,与钢桁架上弦杆组成桥面板的整体承重体系,进行混凝土浇筑。该工艺施工速度快、周转率高,不仅解决了跨海河施工支架搭设难题,也使模板更加贴合混凝土桥面线形。从整体吊模在钢-混凝土桥梁的应用和混凝土桥面板施工工艺等方面展开论述,有关经验可供相关专业人员参考。     

鱼山大桥通航孔桥钢箱梁设计关键技术

鱼山大桥通航孔桥为(70+140+180+260+180+140+70)m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥。该桥主梁主跨中部85m采用钢箱梁,其余位置采用混凝土箱梁,两者之间通过5m的钢-混结合段连接。主梁除墩顶块外,均采用节段预制拼装工艺。为保证预制混凝土梁节段与钢箱梁节段的高精度、高可靠性连接,该桥钢-混结合部采用部分截面连接承压传剪式结构,钢箱梁采用有格室的后承压板形式,并在钢-混结合段与混凝土梁的交接位置设置90cm湿接缝作为悬臂拼装施工调整空间。为改善正交异性钢桥面板的疲劳性能,该桥正交异性钢桥面板采用厚边U肋技术,对U肋边缘进行局部加厚,在材料用量基本不变的条件下,将U肋与桥面板连接处70MPa疲劳细节的等效加载次数提高到常规U肋的1.63倍。为提高钢桥面铺装的耐久性,该桥采用极限拉伸应变≥2%的高韧性混凝土+沥青的铺装方案,实现了钢桥面与铺装的协调变形。     

车辆荷载作用下钢桥面沥青混凝土铺装层受力分析

为了给正交异性钢桥面板铺装技术提供可靠的、完善的理论依据,需要研究和分析钢桥面板、沥青混凝土铺装体系各层间结构,在日益增大的交通荷载以及环境等综合因素作用下的工作状态和应力应变特征.利用有限元方法对北盘江大桥进行了钢桥面铺装层受力分析,研究了沥青混凝土铺装层在行车荷载作用下应力、应变分布的变化规律.根据分析结果,提出北盘江大桥钢桥面铺装的设计指标建议.