纵横梁线路加固体系空间结构受力分析

研究目的:目前大型顶进式框构桥线路加固体系多以横梁受力为主,对其受力分析通常按平面结构进行计算,但这样就忽略了横抬梁间距大小对加固体系承载力的影响,显然这种结构计算存在一定的缺陷和不足.本文从空间结构角度对此进行受力分析,提出纵横梁综合加固法,解决了按平面结构计算存在的不足,可为类似顶进式框构桥施工线路加固方案提供借鉴.研究结论:以旅顺北路下穿铁路框构桥工程为例,对纵横梁线路加固体系进行了受力分析.以纵梁为主承力构件的线路加固体系可以实现框构桥空顶就位,但可实现的跨度较小;以横梁为主承力构件的线路加固体系可实现的跨度大,适合大型顶进式框构桥.另外,研究提出了一种按空间结构计算横梁线路加固体系承载力的方法,该方法简便、准确、有效,具有较强的推广价值.     

U型粘钢加固预应力混凝土梁抗弯性能试验研究

为了探讨不同损伤程度、粘贴钢板厚度和高度、有效预应力大小和加载方式等对粘钢加固部分预应力混凝土梁抗弯性能的影响,进行2片普通钢筋混凝土(RC)梁以及8片部分预应力混凝土(PPC)梁的U型粘钢加固抗弯试验和数值分析。结果表明:采用U型粘钢加固部分预应力混凝土梁能够有效抑制裂缝的扩展,显著提高加固部分预应力混凝土梁的正截面抗弯承载能力;部分预应力混凝土梁损伤后加固,其屈服荷载和刚度较未损伤加固梁均有不同程度的降低;初始有效预应力水平主要影响使用阶段的抗弯性能;非线性有限元模型能够预测U型粘钢加固梁的抗弯行为,计算结果与试验结果吻合较好;在实际工程中建议梁侧面粘贴钢板高度不超过梁高的1/3为宜。     

预应力黏钢加固混凝土梁的预应力损失分析

预应力黏钢加固法是将具有初张力的钢板固定于混凝土梁的受拉侧,以期达到一般预应力混凝土结构的效果,以改善结构裂缝受力状态,增加结构在使用过程中的刚度和耐久性.在预应力黏钢加固法的试验研究基础上,分析了预应力黏钢加固法的预应力损失种类及其产生的原因,提出了各类预应力损失的计算方法,结合试验对比表明,该方法可行,且为预应力黏钢加固设计和效果评估提供了参考.     

FRP加固技术研究新进展

纤维增强复合材料(FRP)在加固工程中的应用是土木工程研究热点之一。围绕国内外FRP加固技术的研究现状以及最新进展,从混杂纤维材料(HFRP)加固、FRP加固砌体结构、预应力碳纤维布(CFRP)加固、CFRP与钢板复合加固混凝土结构等技术的研究方面进行综述。试验研究表明:混杂纤维加固柱的承载力和变形能力优于单一纤维加固,且在承载力提高幅度相同的情况下,成本显著低于CFRP加固柱;FRP加固砌体结构可以提高砌体结构的抗震、抗剪和平面外抗弯性能;预应力CFRP加固技术结合了预应力技术和FRP粘贴技术,能明显提高梁的刚度、屈服荷载和极限荷载,其提高程度随预应力CFRP的用量和预应力水平的提高而增大。预应力加固的研究主要集中于预应力控制值、端部锚固和预应力损失方面。CFRP与钢板复合加固混凝土结构技术作为一种新型的加固技术,可以直接利用钢材参与受力,钢材形成的骨架在约束混凝土变形的同时,还提高了CFRP的利用效率,从而大幅度提高构件的极限承载力,改善构件的工作性能。     

预应力粘钢加固试验研究

结合体外预应力加固和粘钢加固的优点,提出了一种新的加固普通钢筋混凝土桥梁的方法———预应力粘钢加固法。通过试验,探讨了预应力粘钢加固的施工工艺流程,证明了预应力粘钢加固法是可行的,能显著提高普通钢筋混凝土梁正常使用阶段的刚度和承载能力。在此基础上,给出了预应力粘钢加固应用于实桥时的注意事项。     

碳纤维板在重载铁路低高度钢筋混凝土板梁体外预应力加固中的应用研究

迄今,预应力碳纤维板应用于重载铁路钢筋混凝土梁加固改造的实例较少,其加固效果尚需深入研究。本文先阐述了体外预应力加固钢筋混凝土构件的设计思路,又根据现行铁路规范对加固前后梁体的应力、挠度及裂缝宽度进行了检算,并通过试验场内的静载试验验证了预应力碳纤维板加固钢筋混凝土板梁的加固效果。研究结果表明,采用预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁能够显著提高梁体受力性能,在1.2倍ZH荷载作用下能够满足运营要求,该技术可以在重载铁路加固改造中推广应用。     

铁路旧桥采用碳纤维加固的效果分析

碳纤维加固技术,在桥梁结构加固中已开始应用。尽管碳纤维材料本身具有一系列优异性能,但如何使之与混凝土共同受力,提高结构的承载能力仍是一个关键的问题。文章以混凝土旧桥和既有预应力混凝土T梁采用碳纤维加固前、后的试验结果,分析碳纤维加固桥梁的效果。     

基于钢筋混凝土桁架下弦拉杆的体外预应力加固技术研究

依托某现役大跨度钢筋混凝土桁架拱渡槽加固改造工程,根据现场调查测试和原结构有限元设计复核结果提出一条与现行规范相协调的体外预应力加固钢筋混凝土桁架受拉杆件的设计思路,并结合原位静载试验数据和ANSYS有限元建模分析探究、验证体外预应力加固钢筋混凝土桁架受拉杆件的效果。研究结果表明:体外预应力加固大跨度钢筋混凝土桁架受拉构件具有较明显的优点,能够在较大程度上提高原结构的承载力和刚度。加固体系中预应力筋与原结构共同受力,降低了原结构的应力水平;加固体系变形协调一致,整体性较强,有效减小了其他加固方法较难解决的应力滞后效应,加固效果显著。     

体外预应力在某连续刚构桥加固中的应用及其效果分析

以体外预应力在某连续刚构桥加固中的应用为例 ,介绍体外预应力筋在上部结构箱梁中的布置形式、锚固和转向的方式以及张拉方法。通过对箱梁结构的竖向位移和混凝土应力的监测 ,分析该桥体外预应力加固的效果。结果表明 ,体外预应力增加了结构的压应力储备 ,改善了箱梁混凝土的应力状态 ,对结构的补强起到了一定的效果     

体外预应力加固重载铁路盖板涵试验研究

目前大秦铁路运输荷载日趋增加,桥梁的既有损伤不断加重,桥梁不断老化,破损。通过既有盖板涵承载力评估可知,盖板涵混凝土压应力已经超出规范要求。为了改善盖板的受力性能,提高盖板的承载能力,对盖板进行体外预应力加固。根据已加固盖板的室内静载试验和200万次疲劳试验,结合数据研究体外预应力的加固效果。结果表明,体外预应力加固可以大幅度提高盖板的承载能力,在正常使用状态混凝土压应力最大降低约32%。最后,根据力学理论推导体外筋应力增量计算公式,借助试验结果验证理论计算的准确性,为体外预应力加固的实际施工提供理论指导。     

大跨高墩T构铁路桥设计研究

宜万铁路穿越崇山峻岭,为减少工程对高陡岸坡稳定性的影响,在马水河大桥选取了大跨高墩T构桥式方案,结合该桥的设计与研究,介绍大桥主要结构构造,并从施工方案分析、结构体系受力及刚度研究、收缩徐变影响、抗震性能等方面叙述了大跨高墩T构桥的主要力学特点和结构性能。     

体外预应力技术在某曲线梁桥加固中的应用分析

结合实际曲线梁桥结构,采用体外预应力方法进行加固,并对该方法进行介绍,阐述作为主动加固的体外预应力加固技术的优点,并对体外预应力加固设计中需要特别注意的极限应力合理取值、预应力损失及张拉控制应力进行探讨。利用有限元程序MIDAS/Civil建立该曲线梁桥整体计算模型,对采用体外预应力技术加固的曲线梁桥进行了应力和抗裂验算,通过与加固前各项指标的比较分析,得出加固方案的合理性。     

老旧圬工梁加固及养护技术

论述陇海铁路天兰线老旧圬工梁的主要结构形式;从防排水体系不良、混凝土保护层碳化和运营方面分析导致老旧圬工梁出现的常见病害;提出加固和修补目的、原则及加固方法。纵向加固主要采用增设新构件、减小跨度、扩大截面法、粘贴钢板、粘贴碳纤维(玻璃纤维)、增设钢板锚栓及体外预应力加固等方法;横向加固主要采用增设预应力横隔板和横向水平板,加强双片式梁的整体性。阐述和分析混凝土裂缝修补的低压注浆法、涂膜封闭修补法、开槽填补法和局部伤损综合修补法,介绍修补工艺,并提出养护工作应做到"规范检查、及早发现、尽快整治"。     

重载铁路混凝土梁常见病害分析及处理对策研究

以朔黄铁路近2000孔混凝土梁为研究对象,开展重载运输对既有铁路混凝土梁的影响分析、常见病害统计及原因分析,并提出相应的加固处理对策。结果表明:重载运输导致桥梁结构主梁、墩台基础、支座等结构横向、竖向和纵向受力大幅增加,活载储备量降低,振动和疲劳加剧,进而引起混凝土梁体开裂、挠度过大、横向振动加剧、梁端顶死等一系列病害大量出现并迅速扩展,轴重和运量的大幅提高是病害快速出现和发展的直接原因,通过采取体外预应力加固、辅助钢梁加固和裂缝灌封等措施,可以达到提高混凝土梁结构承载能力、抗裂性能和耐久性能的目的。     

客运专线无砟轨道大跨度预应力混凝土T构墩梁固结处局部应力分析

大跨度预应力混凝土T构墩梁结合区域结构构造、预应力钢束布置和应力分布都比较复杂,是T构桥的关键部位。结合某客运专线70 m跨度的预应力混凝土T构的设计方案,利用有限元分析软件ANSYS对墩梁固结部位进行精细的有限元局部应力分析,得到施工阶段及运营阶段墩梁固结区的应力分布规律,以便指导工程的设计和施工。结果表明,该结构预应力配束合理,施工阶段及运营阶段应力均满足设计规范要求。     

深圳东环快速路洪湖立交跨广深铁路辅桥改造加固设计

深圳东环快速路洪湖立交跨广深铁路辅桥由非机动车道改为汽车辅道,按道路改造要求拓宽桥面,荷载等级由汽车-15提高到汽车-超20。采用贴碳纤维加固预应力混凝土工型主梁,增设微型桩基础和承台,采用外包钢板增大墩柱截面,采用体外预应力和外贴钢板加固盖梁,更换支座、伸缩缝等附属结构。介绍改造加固设计的思路和要点。     

铁路低高度混凝土梁竖向刚度加固方法的研究与实践

结合既有运营铁路上8 m跨度低高度钢筋混凝土梁加固工程实例,采用有限元方法和现场实测数据,研究粘贴钢板和体外预应力加固技术在释放混凝土受压区过大的压应力,提高小跨度低高度钢筋混凝土梁竖向刚度和抗弯承载力等方面的适用性,并提出体外预应力加粘贴钢板综合加固技术,可为同类桥梁的加固设计与施工提供参考。     

京山线沙河特大桥预应力混凝土梁提速加固设计研究

通过京山线沙河特大桥加固前后的静载试验以及体外预应力束疲劳性能试验,解决该桥上拱度过大引起梁的预应力损失及恒载增大,横向振动超限等问题。研究结果表明:采用增设体外预应力束加固后,实测梁体弹性上拱仅为2 5mm,梁体的重裂弯矩可提高15 7%。在试验和理论计算分析的基础上,采用体外预应力与增设横向水平板综合加固技术,在不中断运营条件下,实现京山线沙河特大桥预应力混凝土梁的提速改造。加固后桥梁满足客车160km·h-1、货车90km·h-1运营要求。     

预制钢筋混凝土多孔板加固设计的探讨

当前对于旧建筑物进行改造的工程很多,有相当数量的建筑物使用预制钢筋混凝土多孔板,功能的改变和荷载的增加使得多孔板的可靠性不足.通过粘钢和粘碳纤维布对预应力钢筋混凝土多孔板进行加固设计,分析了采用粘钢和粘碳纤维布对预制钢筋混凝土多孔板加固的异同点,并对2种方法在技术和经济上的性能进行了对比.     

开裂预应力混凝土梁的检测、评估和加固

应用钢筋混凝土基本理论,分析预应力混凝土结构开裂的力学成因。以3座典型有裂缝预应力混凝土桥梁为例,论述检测、评估和加固方法。从梁体跨中挠度和支点转角的大小及影响线、结构变形的协同性判断裂缝对结构整体受力状态的影响。从开裂截面的应变分布、实测应变与加载弯矩关系、应变值大小以及截面中性轴的稳定性综合判断开裂截面的工作状态和承载能力。当评定结果为梁体的预应力度满足要求时,对主要起受压作用的混凝土开裂区采用高标号钢筋混凝土在梁肋两侧增加断面的方法予以加固,对其他混凝土开裂区采用灌缝处理,对受拉区,可在局部加贴钢板加固。当评定结果为梁体的预应力度严重不足时,先对裂缝进行灌缝处理,然后采用在受拉区表面大面积粘贴10 mm钢板加固。