中美欧规范浅基础抗冲切承载力对比研究

浅基础结构冲切的受力机理复杂,世界各国规范中基础冲切验算的临界边界、影响因素、计算方法等都有较大差异。针对浅基础抗冲切的设计要求,该文对比研究中美欧3种规范,并结合简化算例对3种规范的冲切承载力进行了量化对比。结果表明:各国均认为混凝土抗拉强度是基础抗冲切承载力的主要控制因素,但在临界截面的位置和纵筋的贡献等方面存在差异。     

预防斜压破坏的抗剪加固探讨

箱梁具有较大的抗弯抗扭刚度、较好的整体性及连续性等诸多优点,常用于连续梁及连续刚构桥。调查发现该类桥近年来出现开裂、下挠病害较多,其中有效截面尺寸偏小导致腹板出现主应力开裂病害较多,但也有因施工、甚致设计因素导致部分桥梁出现斜截面抗剪极限承载力不足。某预应力混凝土连续箱梁桥,其斜截面抗剪极限承载力不足(不满足规范对截面抗剪下限值的要求,即构造尺寸偏小)需进行加固,本文介绍了该加固工程,包括方案设计阶段的多方案比选,加固设计的计算分析,最后总结加固施工中的关键点,供此类病害桥梁加固借鉴。     

钢-混凝土组合梁桥的截面弹性抗弯承载力计算方法研究

为探求一种钢-混凝土组合梁桥的弹性抗弯承载力计算方法,从弹性理论出发,通过对钢-混凝土组合梁自身构造特点和力学特性的分析与推导,总结、提炼现行行业标准和规范中计算方法的共性,选择满足各种规范要求的计算表达式;对相关参数进行定义,提出了一种简捷、实用的截面弹性抗弯承载力计算方法;给出了钢-混凝土组合梁简支梁桥和连续梁桥弹性抗弯承载力的2个计算示例,基于上述方法分别根据跨中正弯矩区段和中支点负弯矩区段的公式计算了其弹性抗弯承载力,并与其他规范中塑性抗弯承载力的计算结果进行了对比。结果表明:采用该公式计算钢-混凝土组合梁桥的截面弹性抗弯承载力的方法可行、结论可靠,能够用于公路桥梁的截面抗弯承载力计算;可以认为,同一组合梁的截面弹性抗弯承载力是截面承载能力的下限,而截面塑性抗弯承载力则是截面承载能力的上限。     

三跨预应力混凝土变截面连续梁桥横梁与桥面板计算分析

以一座三跨变截面连续梁桥为例,使用MIDAS/Civil软件建立三维有限元模型,对桥梁横梁及桥面板结构进行验算。横梁的静力计算分析以平面杆系理论为基础,横梁验算分中横梁与端横梁验算,主要包含:正截面抗弯强度验算、正截面抗裂验算、斜截面抗裂验算。桥面板验算主要包括:正截面抗弯强度验算、使用阶段裂缝宽度验算。通过计算结果发现,横梁设计在静力作用下的应力状态与承载力完全满足规范要求,正常使用阶段与施工状态的稳定性也满足规范要求。分析算例可为类似工程设计提供参考。     

公路桥装配式桥墩承插式连接的桩基承台研究

针对公路桥装配式桥墩采用的承插式连接,为降低承台底板厚度,减少承台混凝土用量,以湖北省监利至江陵高速公路东延段项目的装配式桥墩试验段(承台总厚1.5m,预制管墩承插深度为1.0m,承台底板厚度仅0.5m)为背景进行研究。首先根据规范计算承台底板的最小厚度,采用MIDAS FEA软件建立桥墩-承台-桩基础有限元模型,分析承台的应力和破坏点;然后基于分析进行承台配筋设计;最后通过混凝土裂缝模型对配筋设计进行校核,并通过缩尺模型试验验证配筋设计的可靠性。结果表明:承插式连接桩基承台设置U形抗冲切钢筋后,承台底板未发生局部的冲切破坏;U形抗冲切钢筋可以有效地改善承台受力,可使承台底板厚度从规范计算需要的最小厚度0.963m降至0.5m,承台底板厚度降幅达48%,承台混凝土总用量降低约25%。     

菏泽市丹阳路大桥设计

菏泽市丹阳路大桥为(40+100+240+100+40)m双塔中央单索面半飘浮体系混凝土斜拉桥。该桥塔、墩固结,主梁与塔、墩间设置横、竖向支座和纵向液压阻尼器;主梁采用单箱三室斜腹板截面,高3.6m。桥塔采用顺桥向人字形的独柱混凝土塔,高68.2m,单箱单室矩形空心截面。人字形塔柱穿过主梁,与墩身顺接,墩身采用十字形空心薄壁截面,矩形承台,布置33根ф2.0m钻孔灌注桩。辅助墩和交接墩均采用花瓶形双柱式框架墩,矩形承台,布置8根ф1.5m钻孔灌注桩。斜拉索采用ф7mm镀锌高强平行钢丝束。采用MIDAS Civil 2006和SCDS平面程序对该桥进行计算分析,结果表明该桥各项检算均满足规范要求。     

大型梁式承台模型试验及跨中挠度简化计算方法研究

为了解大型梁式承台的力学性能,以某快速化改造工程的大型梁式承台为背景,按照缩尺比1∶10制作梁式承台模型进行力学性能试验,结合有限元计算,分析梁式承台结构受力、破坏模式、开裂情况等,并研究不同跨高比条件下梁式承台的受力特性。结果表明：在跨中荷载作用下,梁式承台受力大致可以分为线弹性阶段、裂缝发展阶段和屈服阶段3个阶段;线弹性阶段截面应力分布已不满足平截面假定,剪切效应对结构变形的影响不可忽略;模型最终破坏模式为弯曲破坏;裂缝主要表现为跨中弯曲裂缝和斜裂缝;跨高比越小,梁式承台剪切刚度越大。为考虑剪切效应对梁式承台变形的影响,拟合得出梁式承台跨中挠度的简化计算方法,将该方法计算值及规范计算值与试验值进行对比,可得在裂缝发展阶段,规范计算值与试验值偏差较大,所提方法计算值与试验值偏差较小,该方法可用于线弹性阶段及裂缝发展阶段梁式承台跨中挠度的初步估算。     

桥面维修加铺沥青层结构的安全性分析

随着城市交通量的急剧增加,桥面铺装层损毁陆续出现,一般采用直接在损坏桥面上加铺沥青层的方法进行修补,短期来看该方法确实解决了问题,但其没有经过细致的验算,后期铺装的沥青砼对桥面会产生多大的影响未知。文中针对某跨度30 m预应力简支箱梁桥,以规范中车辆荷载大小为计算依据,采用桥梁博士软件计算加铺前后斜截面抗裂力及桥梁正截面承载力,获得加铺前后最大主拉应力及最大弯矩,将各截面的数值进行对比分析,明确桥梁结构受加载辅装的影响情况。     

青岛墨水河大桥主桥设计

墨水河大桥主桥为2×90m单塔中央双索面斜拉桥.该桥采用塔梁墩固接体系.主梁采用分体式箱形截面钢主梁,桥面采用STC层铺装体系.桥塔采用矩形截面"人"字形钢结构塔,桥面以上塔高48.6 m.主墩为混凝土圆台式墩,承台为矩形截面,下设12根φ2.0 m钻孔灌注桩.全桥共设置36根斜拉索,按中央双索面扇形布置,梁上索距9m;塔上索距2.2 ～ 2.628 m,斜拉索采用φ7mm环氧喷涂钢丝拉索.采用MIDAS Civil有限元程序进行结构静力验算,结果表明该桥结构强度、刚度、稳定性均满足规范要求.     

青岛墨水河大桥主桥设计

墨水河大桥主桥为2×90m单塔中央双索面斜拉桥.该桥采用塔梁墩固接体系.主梁采用分体式箱形截面钢主梁,桥面采用STC层铺装体系.桥塔采用矩形截面"人"字形钢结构塔,桥面以上塔高48.6 m.主墩为混凝土圆台式墩,承台为矩形截面,下设12根φ2.0 m钻孔灌注桩.全桥共设置36根斜拉索,按中央双索面扇形布置,梁上索距9m;塔上索距2.2 ～ 2.628 m,斜拉索采用φ7mm环氧喷涂钢丝拉索.采用MIDAS Civil有限元程序进行结构静力验算,结果表明该桥结构强度、刚度、稳定性均满足规范要求.     

西宁市文汇路跨湟水河大桥混凝土自锚式悬索桥设计

西宁市文汇路跨湟水河大桥为(24+65+158+65+24)m双塔五跨连续混凝土梁自锚式悬索桥,综述该桥设计与计算。该桥采用纵向半漂浮体系,设置纵向阻尼器控制梁端位移;主梁采用单箱三室混凝土截面,梁高2.2 m;桥塔采用门形框架混凝土结构,塔顶横梁采用矩形空心截面并设置预应力钢绞线;桥塔墩下部采用分离式承台,单个承台布置6根直径2.2 m钻孔灌注桩;主缆采用φ5.25 mm镀锌高强平行钢丝,吊索采用φ7.0 mm镀锌高强平行钢丝。计算分析结果表明该桥的各项检算均满足规范要求。     

不同加固方案对匝道桥承载能力的影响

以某高速公路匝道桥为研究的主要对象,采用三种加固方案对该匝道桥进行了加固,并通过有限元软件对加固后的桥梁进行建模分析,分别验算了正截面、斜截面的承载力以及梁体的最大裂缝宽度。计算分析结果表明:该高速公路匝道桥在加固后,其承载力和最大裂缝宽度满足现行规范的要求。本文通过对不同桥梁加固方案的分析计算,以便为其他同类桥梁的加固方案的确定提供参考依据。     

吉林市雾凇大桥混凝土自锚式悬索桥设计

吉林市雾凇大桥主桥为(35+68+150+68+35)m五跨连续混凝土自锚式悬索桥,综述该桥主桥设计与计算。该桥塔梁间设置横、竖向支座和纵向阻尼器;加劲梁采用单箱三室混凝土截面,标准段梁高2.5 m,在边跨锚固段渐变至6.5 m;桥塔采用门形框架混凝土结构,高54 m,塔身及横梁均采用矩形空心截面;桥塔墩下部采用分离式承台,单个承台布置9根2.0 m钻孔灌注桩;主缆采用5.1 mm镀锌高强钢丝,吊索采用7.0 mm低松弛镀锌高强平行钢丝。设计时采用有限元软件MIDAS Civil 2006、悬索桥非线性分析软件BNLAS及SCDS平面程序对该桥进行了计算分析,结果表明该桥的各项检算均满足规范要求。     

中欧混凝土桥梁抗弯承载能力对比与快速设计

该文对比中欧混凝土桥梁设计规范的可靠度指标、设计使用年限、极限状态划分、材料特性等。为实现快速设计,编制欧洲规范承载力计算程序,并辅以算例对比中欧规范正截面抗弯承载力的异同。结果表明:中国规范可靠度指标较欧洲规范更高,中欧规范混凝土抗压强度、应力应变关系差异较小,但欧洲规范钢筋最大强度比中国规范更大。中欧规范正截面抗弯承载力计算假定基本一致,但欧洲规范正截面抗弯承载力比中国规范略大。欧洲规范承载力计算软件有较好的精度,能够达到快速对比设计的目的。     

鄂东长江公路大桥主桥静动载试验

鄂东长江公路大桥为半飘浮体系双塔混合梁斜拉桥,为评定该桥的性能及承载力,结合有限元法理论计算分析,对其主桥进行实桥静、动载试验。由静载试验测得主梁和桥塔的位移、应力及斜拉索的索力,通过实测值与计算值的比较,得出该桥主桥结构竖向整体刚度、承载力、桥塔结构整体纵向抗弯刚度、斜拉索索力均满足设计要求。通过由动载试验测得的桥梁结构自振特性、冲击系数与计算值的比较,可知该桥的颤振稳定性、振幅、冲击系数均满足规范要求,结构动力性能良好。     

偏压作用下钢骨混凝土桥墩斜截面抗剪承载力研究

为了探索不同偏心距的竖向压力对钢骨混凝土桥墩斜截面抗剪承载力的影响,进行了3根钢骨混凝土桥墩在偏压作用下斜截面抗剪试验。试验研究结果表明:偏心压力对钢骨混凝土桥墩的抗剪承载力有一定的影响,随着偏心距的增大,桥墩斜截面抗剪承载力有所降低。而现有规范在桥墩抗剪承载力的计算中并没有考虑偏压对桥墩抗剪承载力的影响。考虑了偏心压力对桥墩抗剪承载力的影响,提出了一个偏心距影响系数Ψ_e,建立了在偏心压力作用下钢骨混凝土桥墩抗剪承载力的计算公式。为钢骨混凝土桥墩在偏压作用下的斜截面抗剪承载力研究和设计提供一定参考。     

公路桥梁装配式桥墩工业化快速建造技术

我国桥梁建造正在由上部主梁装配式设计建造逐步进入包含下部桥墩的全装配式时代,预制装配式桥梁因较现浇桥梁有诸多优势已成为桥梁建设的主要发展方向。以湖北省监利～江陵高速公路东延段项目即江北东高速公路的装配式桥墩为背景,主要开展以下研究:(1)计算对比现浇桥墩和离心预制管墩的轴心受压正截面抗压承载力、斜截面受剪承载力和偏心受压正截面受压承载力,基于拟静力实验结果对比分析两者的抗震性能;(2)对现浇桥墩和离心预制管墩原材料用量进行对比分析;(3)对管墩与桩基承台之间采用灌浆金属波纹管连接和承插式连接的施工工艺、施工精度和施工周期要求进行对比,确定取合理的连接方案。结果表明:(1)现浇桥墩和离心预制管墩的轴心受压正截面抗压承载力、斜截面受剪承载力和偏心受压正截面受压承载力相近,且两者在水平往复加载作用下的滞回行为相似;(2)离心预制管墩的混凝土用量较现浇桥墩大幅降低,钢材用量略有增加,预制墩柱推荐选用管墩;(3)公路桥梁装配式桥墩采用离心预制普通钢筋混凝土管墩和新型管墩-桩基承台承插式连接方案,可满足常规化运输和吊装设备安装需求,降低对施工单位技术、管理水平的要求,具有良好的可实施性。研究成果已应用于江北东高速公路预制桥梁项目,可为预制桥梁建设和连接方案选择提供参考,从而促进装配式桥墩的应用和发展。     

桥梁加固薄弱受弯构件承载力极限状态计算

桥梁结构一般采用带载加固,其承载力应按两阶段受力构件计算。首先分析加筋和加混凝土两类受弯构件正截面承载力计算方法和计算公式。另外在试验研究的基础上建立考虑两阶段受力影响的桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算公式和实用条件,分析两阶段受力对箍筋、弯起钢筋、混凝土和后加补强斜钢板抗剪承载力的影响。最后给出桥梁加固薄弱受弯构件设计实用计算方法。     

预应力混凝土连续箱梁桥腹板主拉应力的计算与分析

以湖北随岳中汉江特大桥南岸堤桥为工程背景.采用有限元软件对该桥控制截面施工阶段以及运营阶段的箱梁腹板进行主拉应力的计算和分析.结果表明,主拉应力值都在规范允许值之内,为该桥在施工及运营过程中腹板是否产生斜裂缝以及结构使用的安全可靠性提供了理论依据.     

城市高架混凝土现浇变宽梁桥横梁开裂处置措施及效果分析

针对某软土地基城市高架混凝土现浇变宽箱梁桥施工过程中出现的横梁开裂问题,结合裂缝分布特点,提出了相应的加固处置措施,并采用空间杆系模型与ANSYS实体有限元模型相结合的方式对其加固效果进行分析。研究结果表明：与加固前相比,加固后横梁正截面抗弯承载能力提升了9.0%,斜截面抗剪承载力提升了38.9%;加固后横梁正截面抗弯、斜截面抗剪以及裂缝断面直剪承载力均满足要求,且横梁正截面和斜截面抗裂性均满足要求,加固效果较为显著。横梁荷载试验结果表明,加固后横梁总体抗弯工作性能和开裂位置附近的抗剪工作性能良好。所提出的增大截面和增设预应力综合加固方案,可为其他工程提供参考。