MPC复合材料加固空心板梁桥静载试验研究

为研究MPC复合材料加固空心板梁桥的有效性,在某跨径13m的空心板梁桥主梁跨中11m范围内浇筑MPC复合材料进行加固,桥梁加固前与加固后分别进行静载试验,并采用有限元法建立加固前后主梁的有限元模型,分析加固前后主梁的挠度、裂缝和应变的变化。分析结果表明:工况1(跨中最大弯矩横向对称加载)、工况2(跨中最大弯矩横向偏载加载)下主梁加固后的挠度较加固前分别降低了13.4%、12.6%,加固后主梁的挠度明显减小;在试验过程中,加固后主梁裂缝未见明显变化,裂缝区应变水平降低,较好地抑制了原有裂缝的发展;工况1、工况2下主梁加固后的应变较加固前分别降低了13.75%、14.79%,加固后主梁受拉区应变显著降低;加固后校验系数改善率最大为13.89%,该加固方法能够有效地提高桥梁的承载力和刚度。     

附加自锚式悬索桥法加固连续箱梁桥效果分析

针对大跨度预应力连续箱梁桥在使用过程中,由于主梁开裂和下挠等病害所造成的桥梁承载力严重不足问题,提出了一种附加自锚式悬索桥法加固方式。该方法的加固结构由桥塔、主缆、吊杆和组合型钢组成,加固时通过改变桥梁的受力状态达到加固效果。以某严重开裂的(72+120+72)m连续梁桥为背景,采用附加自锚式悬索桥法加固该桥,通过有限元计算,考虑不同荷载组合、预应力损失、超载等因素的影响,对比分析了加固前后桥梁结构的力学特性。研究表明:附加自锚式悬索桥法能有效控制主梁的内力与挠度,并抑制主梁裂缝的发展;但在超载作用下主梁中支点截面上缘主拉应力超限,在桥梁使用过程中车辆超载对其损伤的影响应予以重视。     

UHPC加固受损混凝土斜拉桥主梁模型试验

基于超高性能混凝土(UHPC)的优异性能及其在混凝土结构抗弯加固中的应用成果，提出了采用配筋UHPC加固受损混凝土斜拉桥主梁的方法，由此开展了UHPC加固受损严重主梁的混凝土斜拉桥节段模型试验研究，以探究主梁加固后斜拉桥体系的受力性能。试验结果表明：UHPC加固混凝土斜拉桥主梁施工方式整体协同工作性能良好，UHPC层与原混凝土间未发生脱黏破坏；UHPC加固后，主梁开裂荷载较原未损伤主梁提升了79.9%,且UHPC层裂缝呈现数量多、间隙小及宽度细的特征，并可有效抑制原主梁裂缝发展，说明受拉UHPC层显著提高了加固后主梁的抗裂性能；不同主梁裂缝宽度工况荷载作用下，斜拉桥体系变形恢复较好，残余变形很小，且当主梁出现严重损伤时，该体系仍具有很好的受力性能；UHPC加固后，主梁的抗弯强度有一定程度提高，但不控制斜拉桥体系的极限承载力，主梁破坏时斜拉索应力为其极限强度的70.2%,斜拉索仍然具有一定承载力富余；UHPC加固后，主梁严重受损的斜拉桥体系刚度得到有效提升，主梁开裂前体系刚度较未损伤原主梁及灌浆加固后主梁分别提升了11.3%和29.5%;采用UHPC对混凝土斜拉桥主梁进行抗弯加固具有较大...     

英国莫斯运河桥更换FRP主梁设计与施工

莫斯运河桥是跨越罗奇代尔运河的一座公路桥,建于1940年。1995年对桥梁进行了维修加固,继续使用16年后,发现该桥主梁病害严重,需要进行更换。为了减小施工对罗奇代尔运河的影响,保留了既有的桥台和基础,新主梁采用了自重较轻的FRP主梁。改建后的莫斯运河桥仍为单跨桥,跨长8.4m,宽13.4m。新主梁根据Eurocode进行设计,采用Strongwell 91cm长双腹板式(DWB)主梁节段,空心截面,梁高914mm,腹板厚18mm,上翼缘厚26mm,下翼缘厚9mm,上翼缘中采用了GRFP材料,增强了主梁的承载能力。静载及疲劳性能试验表明,主梁承载力及疲劳性能满足设计要求。施工时首先拆除旧桥的车道,由桥台支撑人行道,现浇1道钢筋混凝土接缝,安装新的FRP车道主梁,将FRP主梁节段提升到桥台上,钻孔后安装预应力筋,与桥台连接。     

某地铁桥梁箱梁下挠及开裂检测评估处治技术

某地铁高架桥为65 m+120 m+65 m预应力混凝土变截面连续梁桥,建成后运营不久发现主梁产生较大的竖向下挠,并且主梁跨中底板出现较多延伸至腹板的横向裂缝。为了解主梁下挠和裂缝产生的原因以及目前桥梁的技术状况,对该桥梁进行了专项检测,并采用有限元软件进行结构验算。检测及验算结果表明：该桥梁体下挠和开裂的主要原因主要是梁体跨中预应力的损失,特别是底板束预应力损失过大或张拉不足而导致的梁体抗弯承载力不足。根据检测评估结果主要采用了体外预应力钢束进行维修补强。维修处治后的荷载试验表明,桥梁强度、刚度及动力性能均满足规范要求,桥梁加固处治效果良好。     

宜城汉江大桥的病害诊断及加固方案研究

在运营20多年后,宜城汉江大桥主梁出现了较严重的裂缝及下挠,影响桥梁的结构安全及正常使用。结合该桥的荷载试验结论以及原桥设计状况的复核计算,对主梁病害成因进行了深入分析,并在此基础上对主梁的损伤进行了反复的模拟与试算。提出包络设计的思路,建立包含上、下限的加固控制模型;采用分级张拉体外索的方法对主梁进行加固处理,并对主梁刚度偏低部位增设钢桁架进行刚度补强。     

用体系转换法加固明星桥

明星桥为七孔小跨径无铰拱桥,1978年建成,由于开裂严重未能交付使用。1983年底对该桥进行了现场观测和承载力试验,提出了加固方案,加固后情况良好。通过对该桥加固方案的讨论和比较,发现用“体系转换法”加固危桥或改造旧桥是一个比较好的方案。     

沙田大桥特种车辆承载力验算及加固

为确保东莞市沙田大桥安全通行360t超限特种车辆,对该桥承载力进行了验算、分析与评估.计算分析结果表明,桥梁结构理论承载力满足特种车通行需求.但考虑到该桥部分T梁梁端劈裂等病害的影响,结构实际承载力有所降低,对该桥T梁进行了加固及加固后盖梁特种车辆等效荷载试验.部分方法和结论可供同类桥梁参考.     

某预应力混凝土连续梁桥受损评估与加固

某桥为(34+40+34)m预应力混凝土连续箱梁桥,受上层高架钢结构滑落撞击,2跨部分翼缘板严重开裂。为研究该桥损伤情况及受损后结构的安全性,采用MIDAS Civil有限元软件建立受损箱梁有限元模型,评估主梁截面特性,计算受损前后主梁的应力和挠度;采用ANSYS软件进行桥梁撞击仿真分析。结果表明:单侧翼缘板受损使主梁截面面积削弱7.7%,使主梁截面抗弯刚度减小6.6%;受损前后主梁应力和位移变化较小,受损后满足规范要求,但应力储备很小;在撞击荷载作用下,翼缘板和腹板交界处顶板开裂,与实际情况基本吻合。根据检测及评估结果,采取将第二、第三跨防撞护栏切除60m,受损主梁翼缘板从悬臂根部整体切除,将原后浇调平层凿除后重新浇筑等加固措施。该桥加固后的动静载试验结果表明,主梁的加固部分能很好地与保留的主梁共同受力,主梁的整体性能有较大的提高。     

某大桥体外预应力加固评估研究

体外预应力加固是混凝土连续刚构桥加固的常用方法,该方法属于主动加固法,可以增加主梁抗弯承载能力及压应力储备,并可以有效解决中跨跨中下挠发展。本文依托某大桥实例,首先分析主要病害及成因,明确该桥存在的主要问题,提出体外预应力加固方案,并通过MIDAS模型进行有限元模拟分析,以评估该体外预应力加固方案的有效性,其模拟结果表明,通过该加固方案可有效解决该桥所存在的问题。     

云南省六库怒江大桥加固设计方案研究

在运营20多a后,某大跨径变截面连续梁桥主梁出现了较严重的裂缝及跨中下挠现象,影响桥梁的结构安全及正常使用。本文结合该桥的荷载试验结论以及原桥设计状况的复核计算,对主梁病害成因进行了深入分析,在此基础提出中跨张拉体外预应力加固和中跨跨中增设钢桁架两种加固方案,经加固效果、施工难易程度及经济性等方面的对比分析,推荐合理的加固方案。     

既有整体桥的加固设计方案研究

当既有整体桥的受力性能无法满足规范验算要求时，需进行加固设计，其加固技术与常规有缝桥存在不同。以某预应力混凝土连续T梁整体桥为背景工程，采用MIDAS/Civil软件建立有限元模型，通过与实桥静载试验结果对比验证有限元模型的准确性。采用新规范开展该桥受力性能的验算校核，并基于验算结果提出适用的加固设计方案并验算加固效果。研究发现，有限元计算结果与静载试验结果吻合较好，有限元模型可精确模拟背景工程的受力特性。由于新规范对于温度作用、汽车荷载以及容许应力值等的要求提高，该桥的上部结构无法满足新规范的要求，其原因是桥台处主梁截面底缘和桥墩处主梁截面顶缘出现过大的拉应力，桥台处主梁截面顶缘出现过大的压应力；但下部结构可以满足新规范的要求。采用体外预应力法与混凝土扩大截面法加固，可使主梁的受力性能满足新规范要求。该加固方案同样适用于既有有缝桥的整体式无缝化改造。     

旧桥加固实践初探

针对某基地两跨简支T梁桥承载力不足的现象，采用了碳素纤维和施加横向预应力相结合的办法进行加固。碳素纤维用来提高主梁抗剪、抗弯能力，横向预应力用来提高横隔板的抗弯能力以及全桥受力的整体性。加固前后分别对桥梁的承载力进行了检测，为加固效果和加固质量提供了判定依据。     

东明黄河公路大桥主梁加固关键施工技术

东明黄河公路大桥主桥为(75+7×120+75)m的预应力混凝土刚构-连续组合体系梁式桥,该桥运营多年后出现了梁体开裂和跨中下挠病害。为解决桥梁抗剪承载力不足和跨中下挠问题,主梁采用斜拉体系加固方案,即在原桩基两侧增设桥塔,主梁下部横向增设托梁,托梁与主梁之间通过托架在箱梁底部连接,从桥塔至托梁锚固斜拉索。在主梁加固施工中,新增钻孔灌注桩基础采用回旋钻机钻孔,采用"U形管"法压浆;新增钢构件(托梁、托架和箱内钢支撑)施工主要包括吊装、钻孔、植筋及箱内钢支撑施工;斜拉索按照从中塔到边塔、从短索到长索的顺序分级对称张拉。加固后的荷载试验表明,斜拉体系加固施工改善了桥梁的受力,抬升了跨中截面高度,加固效果明显。     

桥面铺装对中小跨径桥梁力学性能影响研究

为分析桥面铺装对中小跨径桥梁受力的影响,以空心板桥为例,通过足尺构件破坏试验,分析铺装层对主梁裂缝、变形和承载力的影响,结合整桥的荷载试验,建立3种分析模型与测试结果进行比较,并探讨了铺装层厚度对整桥受力性能的影响。结果表明,加载过程中桥面铺装与主梁共同受力性能良好,达到极限状态时,铺装层与主梁结合面无水平裂缝出现,桥面铺装能显著提高主梁的抗裂性能和极限承载力;车辆荷载作用下铺装层能够参与整桥受力,随着铺装层厚度加大,梁底拉应力先减小后增大。建议中小跨径桥梁设计和评估时,应适当考虑铺装层对主梁力学性能的贡献。     

矮T梁承托处裂缝产生的原因及影响分析

对某标准跨径为16m的预应力混凝土简支矮T梁承托处纵向裂缝产生的原因进行了分析,并进一步分析了该裂缝对主梁荷载横向分布的影响。分析结果表明:各矮T梁间横向联系的薄弱是主梁承托处纵向开裂的主要原因,但该裂缝对主梁荷载横向分布无明显的影响,不会造成单梁受力。据此提出增加横向联系的方法对该矮T梁进行了加固,加固后该桥运营良好。     

钢箱法在RC梁加固中的应用研究

该文以兰州市东岗立交桥为工程背景,依据影响桥梁承载力的主要因素及钢箱法加固的原理和优点,对该桥进行钢箱加固,通过粘钢加固和钢箱加固两种方案,对加固前后在理论数据上的对比与分析,论证了钢箱加固后该桥的承载力较粘钢加固后有很大的提高,证明了钢箱法加固桥梁的实际效用,并为以后同类桥型的加固提供了一定的参考。     

用"释能法"提高中心桥承载力的研究与实践

以重庆中心桥采用"释能法"新技术提高荷载等级为工程背景,对中心桥加固前后分别进行了荷载试验,并对试验结果进行了研究分析.研究结果表明,采用"释能法"加固后的中心桥受力状况明显改善,承载力大幅度提高,从而证明用"释能法"加固并提高旧危拱桥的承载力是完全可行且效果显著.     

车致疲劳损伤对钢-混凝土组合梁桥极限承载力可靠度的影响

钢-混凝土组合梁桥因其发挥了2种材料各自的优势,被广泛应用于中小跨径的桥梁结构中,而极限承载能力是评判其安全与否最直观的指标之一。为了对现役钢-混凝土组合梁桥的极限承载力进行更为准确的评估,提出一种确定钢主梁极限承载能力可靠度的新方法,该方法能考虑车辆荷载引起的疲劳累积损伤对钢主梁极限承载力的影响。首先建立了三维车桥耦合振动模型,并采用美国AASHTO桥梁设计规范中的Ⅰ形简支钢-混凝土组合梁桥、强度设计车辆荷载模型和疲劳设计车辆荷载模型作为算例进行分析。然后,基于建立的车桥耦合振动程序、S-N曲线和雨流计数法,获得不同桥面状态下强度设计车以不同车速过桥时产生的动力冲击系数和疲劳设计车以不同车速过桥时产生的疲劳损伤累积和最大应力,并根据卡方检验对在不同桥面状态和不同车速下获得的这3个参数的分布类型进行检验。最后,基于剩余强度理论,利用AASHTO规范中规定的桥梁承载力设计方程,建立能考虑桥梁全寿命周期内桥面处于不同状态时车辆过桥产生的累积疲劳损伤对钢主梁极限承载能力折减的极限状态方程,并以此对钢主梁极限承载力的可靠指标进行研究,获得其与疲劳设计车日均通行量的关系。研究结果表明：桥梁极限承载力可靠度会随着疲劳设计车日通行量的增大而降低;钢主梁疲劳累积损伤对其极限承载力折减具有重要影响。提出的方法为准确评估在役桥梁的极限承载能力提供了更为有效的途径。     

大跨度连续刚构桥加固施工监测与控制

结合三门峡黄河公路大桥连续刚构桥加固施工监控实践，介绍大跨连续刚构桥箱梁加固施工挠度变形、应力监测的方法，文中给出了监测的成果。该桥的加固效果良好，说明主梁监测方法和措施是有效的，监测数据可供其他大跨同类桥型加固时借鉴。