桥梁小型监测系统在某曲线梁桥的应用与数据分析

相比直线梁桥,由于受力情况的不同,曲线梁桥最突出的病害是因为存在明显的"弯-扭耦合"而造成的爬移现象,严重影响了桥梁的结构安全。基于曲线梁桥的结构特点和病害发展规律,构架了一套小型化、经济化和智能化的监测管理系统,对曲线梁的重点参数进行"实时监测和有效预警",并应用于某曲线梁桥的位移长期的跟踪监测。通过对数据的累积与分析,得到了一些有意义的结论,对管养单位和检测单位对桥梁运营安全控制具有一定指导意义,同时也为桥梁设计理论和设计方法的改进提供最直接的信息。     

基于长期监测数据的曲线箱梁桥位移研究

温度变化是曲线箱梁产生病害的主要原因之一,为了研究中部地区曲线箱梁桥在温度作用下的真实变形情况,以河南省内典型桥梁为例,建立了曲线桥爬移长期监测系统;通过对多个温度周期内的变形监测数据的分析,获得曲线箱梁桥温度作用下的长期变形特征;结果表明,当曲线桥各部件工作正常时,桥梁的横、纵、竖三向位移均具有良好的可恢复性,其中最大横向位移量为1. 80 mm,最大纵向位移量12. 98 mm;同时,曲线桥的三向位移与环境温度具有强相关性,相关系数在0. 9以上,但横、纵向位移相对于温度表现出明显的滞后性,河南地区滞后时间约5～7 h。     

平面曲线梁桥侧向位移病害分析与加固维修

平面曲线梁桥尤其是独柱支撑的曲线梁桥,在永久作用和可变作用下会产生侧向变位。某平面曲线连续梁桥,中支点双向活动支座处主梁侧向位移接近支座使用极限值,造成柱顶抗震锚栓弯曲变形,甚至屈服。文中通过建模计算桥梁在实际荷载作用下侧向位移,并与实测位移进行对比,分析该桥侧向位移产生的主要原因。结果显示,现况桥梁永久作用变形已基本趋于稳定,实际可变作用引起的侧向弹性位移较小。因此选择适宜的环境温度,在墩柱顶部设置防爬移限位装置,以确保桥梁结构的运营安全。     

某预应力混凝土连续曲线箱梁桥病害分析及加固处理

某预应力混凝土曲线梁桥在运营初期就出现梁体裂缝和支座脱空的病害现象.分析研究表明,该曲线箱梁内预应力设计不当以及支座布置不合理是产生病害的主要原因,并据此提出了加固主梁和桥墩、改造支座布置的加固方案.加固后桥梁使用状况良好,表明加固措施合理有效.     

中小跨径桥梁挠度监测数据的分析与应用

为挖掘中小跨径桥梁挠度监测数据的价值,研究了桥梁挠度监测数据的处理方法,提出了基于挠度监测数据的桥梁性能评价流程,并在一座装配式预应力T梁桥的监测项目中进行了应用。结果表明,监测周期内T梁最大挠度远小于荷载试验结果和规范限值;挠度概率分布与对数正态分布吻合较好,以荷载试验结果作为抗力标准的桥梁刚度可靠度指标大于3.0;各T梁实际冲击系数均值高于理论计算值,且呈现从超车道向应急车道方向依次增大的规律,冲击系数的概率分布不拒绝服从于广义极值分布;挠度沿横桥向变化曲线基本呈直线,变化规律与刚性横梁法的理论假定基本吻合;各T梁实际荷载分担系数明显小于理论横向分布系数,桥梁表现出较好的整体性。     

混凝土连续弯梁桥侧向位移分析及对策研究

混凝土连续弯梁桥出现的爬移问题日渐引起了工程界的重视,针对此问题,分析了混凝土连续弯梁桥产生侧向位移问题的主要原因,包括弯梁桥的曲率半径、恒载作用、支座布置形式、温度变化影响、活载作用、梁的截面形式、下部构造特征、混凝土的收缩徐变以及预应力施工等因素,进一步从设计和施工方面提出了一些相应的预防爬移问题的处理措施,以防止弯梁桥出现爬移现象。     

多孔连续曲线梁桥偏位成因分析及同步纠偏技术

本文针对日益增多的桥梁偏位问题,以陕西省府谷孤山川11号桥的纠偏工程为例,利用有限元程序对弯梁桥的偏位原因、机理及纠偏方法进行了研究,并对依托工程偏位原因进行分析。分析得出:曲线梁桥在使用过程中,由于其周期性使用荷载的作用,会产生可累积的残余位移,造成桥梁较大的偏位。连续曲线梁桥在温度荷载、活荷载等荷载工况下都会不同程度发生横向位移,其中温度荷载对曲线梁桥横纵位移影响最大。固定支座位置是影响曲线梁桥上部结构横向位移重要因素,合理的布设固定支座可以有效降低温度荷载对曲线桥梁横向位移的影响。此外,本文还根据工程实例,介绍了弯箱梁桥梁体复位以及支座更换技术,该方法操作简单,施工安全性高,适合于梁体横向纠偏和支座更换工作。     

纠偏位移控制法在大跨度钢管拱肋纵移中的应用研究

为保证异位拼装的大跨度钢管拱桥拱肋在脱架、顶推纵移过程中线形、内力不偏离设计要求,提出一种纠偏位移控制法。该方法以位移偏差作为控制参数,采用单因素逆推法确定某一维度的纠偏荷载量值及类型,将其反向作用于施工状态下的拱肋,使发生偏移的结构恢复至设计初始位置,再于3个维度方向重复纠偏过程,以达到纠偏要求。以贵南高铁澄江双线特大桥加劲钢管拱肋施工为背景,建立拱肋脱架及纵移模型,经比选采用刚性支承张拉方案进行系杆张拉;基于所提出的纠偏位移控制法进行拱肋实际顶推纵移过程纠偏,以验证其纠偏效果。结果表明：由位移偏差逆推计算纵移过程中纠偏荷载,实现了横桥向及竖向精准纠偏,拱肋测点横桥向、竖向应力极值相对误差分别降低55.56%、27.72%,确保最终成拱线形光滑平顺,符合设计曲线,截面应力接近设计应力水平。     

小半径曲线梁桥设计要点

现阶段桥梁由于地形条件的限制,多采用曲线桥梁和匝道桥。特别是小半径曲线梁桥,除承受弯矩、剪力外,还有较大扭矩和翘曲双力矩的作用。在施工运营中会出现很多问题,产生问题的原因是多方面的,有的在连续梁曲线内侧端支座脱空;有的曲线梁体向曲线外侧径向整体侧移;有的墩梁固结处在立柱顶部(与梁底衔接处)产生水平环形裂缝等危及桥梁正常使用的现象。该文结合某跨铁路上跨立交桥的设计,浅谈小半径曲线箱梁的设计要点。     

某桁腹式PC组合梁桥的病害分析

深圳市某大学南北校区连接通道主桥采用了双层桥面桁腹式PC组合梁结构结构,桥梁墩梁固结,下部结构采用空间放射性钢管混凝土组合桥墩。桥梁在通车前检测发现桥面板横桥向开裂严重,在荷载试验下结构侧倾震动明显。为查清病害产生原因,采用精细化空间梁格模型对该新型结构进行了空间结构分析。空间静力分析结果表明:恒荷载和活荷载作用下结构顶底板应力水平均较低,温度、收缩徐变二次效应对结构混凝土顶板产生较大的应力,导致结构顶板开裂严重;空间动力分析结果表明:结构一阶主振型为侧向扭转,且频率较低,表明了结构侧向扭转刚度较低。     

曲线梁桥合理水平约束体系研究

为了研究曲线梁桥径向侧移病害产生的原因及其防治措施,采用了有限元数值方法,分析了曲线梁桥传统水平约束体系的局限性,基于曲线梁桥的温度变形特点,提出了一种曲线梁桥的"温度自适应"水平约束体系形式以及与其相适应的销轴式限位约束措施,同时讨论了限位销槽安装角度对销轴受力的影响。结果表明:对于小半径大跨径的预应力混凝土曲线梁桥,传统的径向全限位水平约束体系下,温度作用引起的径向水平次内力较大,支座和挡块水平抗剪承载力不足是此类桥梁径向侧移病害的主要原因。"温度自适应"水平约束体系通过释放桥梁墩台处梁体水平转角及中间墩的径向位移,在保证梁端伸缩缝正常工作的同时释放了外力作用引起的梁体次内力,体系受力简单明确,显著减小了支座承受的水平力,且梁体的径向位移不会明显改变桥梁的设计线形及结构的竖向支反力,说明该约束体系是合理有效可行的。销轴式限位约束措施可确保梁体在桥墩上按照预设的方向活动且不发生落梁,提高了曲线梁桥的安全性和耐久性;梁端销槽安装角度对销轴受力影响较大,同时也会影响伸缩缝的正常工作,应精确控制梁端销槽的安装角度,并应尽量控制在气温与设计基准温度相近的时间内进行销轴与销槽的定位安装。     

中小跨径板式橡胶支座梁桥新型隔震系统

为了解决中国采用板式橡胶支座中小跨径桥梁梁体移位震害严重的问题,在分析汶川地震中这类桥梁横桥向震害现象及破坏过程的基础上,总结板式橡胶支座摩擦试验及X形板弹塑性挡块拟静力试验成果,提出了中小跨径板式橡胶支座梁桥横桥向新型隔震系统。该隔震系统由板式橡胶支座和X形板弹塑性挡块组成,强震作用下通过板式橡胶支座滑动效应和X形板弹塑性挡块屈服减小地震能量输入,同时利用X形板弹塑性挡块传力可靠、滞回耗能能力稳定等特点,控制墩梁相对位移。选择一典型板式橡胶支座简支梁桥为研究原型,对采用新型隔震系统的简支梁桥抗震性能进行了振动台试验验证。结果表明:地震过程中新型隔震系统可大量耗散地震能量,有效控制墩梁相对位移,同时控制传递至下部结构的地震力,确保桥墩及基础免受严重损伤。     

京沪高铁天津西站曲线变宽异型钢箱梁设计实践

在恒载、温度荷载和活载等因素作用下连续曲线钢箱梁会出现支座脱空、梁体侧移和翻转等问题。同时相对直梁桥,弯桥扭转效应明显,应引起重视。该文通过京沪高铁天津西站异型连续曲线钢箱梁的设计实践,探讨该类桥梁设计中应注意的若干问题,使连续曲线钢箱梁设计安全、合理、经济。     

芜湖长江三桥北引桥50.2m现浇梁施工关键技术

芜湖长江三桥北引桥W3～0号墩跨度为3×50.2 m,下层铁路桥采用预应力混凝土简支箱梁(顶板宽12.2 m、底板宽5.26 m),上层公路桥采用预应力混凝土连续箱梁(顶板宽15.99 m、底板宽9.19 m),上、下层梁中心线不重合。根据该桥结构特点及桥址区地质情况,下层铁路梁采用"支架现浇+箱梁横移"方案施工:仅在左幅公路梁正下方搭设现浇支架,先在支架上施工右幅铁路梁,然后将右幅铁路梁沿铁路墩顶横移至右幅公路梁正下方,最后在支架上施工左幅铁路梁;上层公路梁采用"支架现浇+支架横移"方案施工:先将下层铁路梁横移至公路梁正下方,在右幅铁路梁顶搭设支架,待右幅公路梁施工后将支架整体沿铁路梁顶横移至左幅,最后在支架上施工左幅公路梁。待公路梁施工完成且支架拆除后,再将铁路梁横移至设计位置。     

钢箱-混凝土组合曲线梁桥长期爬移分析方法

为了分析钢箱-混凝土组合曲线梁桥的长期爬移规律及其影响因素,并提出可能的防控措施,采用Abaqus有限元软件建立了钢箱-混凝土组合曲线梁桥的有限元分析模型,分别提出了支座摩擦滑移、长期精细温度场以及车辆离心力的模拟方法,分析了在这几种因素共同作用下曲线梁桥支座连续2 a的切向、径向位移变化规律,为钢箱-混凝土组合曲线梁...     

斜交板沿横坡的下滑与平面内转动的成因分析

通过建立斜交板在缓慢外爬过程中的几个典型受力模型,并根据前一阶段受力模型的变位及受力结果,给定后一阶段受力模型的边界条件,尝试找到斜交板在间歇性荷载及自重沿横桥向分力的作用下不断外爬,并在平面内转动的成因,发现利用盖梁形成的横坡造成斜板面内的下滑,由下滑导致斜交板沿桥轴向两边约束产生差异,进而诱发斜交板的面内转动。最终模型的变位结果与塘河大桥实桥出现的问题相一致,表明通过建立典型受力模型逐次迭代锁定最终受力状态的方法对于确定斜交板爬移成因是有效的。     

基于大数据的装配式小箱梁桥病害发展规律及原因分析

随着桥梁使用年限的增加,由于设计、施工、运营荷载、材料老化等方面的影响,绝大部分桥梁都出现了不同程度的劣化现象,桥梁养护形势日趋严峻。该文以装配式小箱梁桥为例,利用Ansys有限元程序、大数据以及现场检测等手段,分析桥梁病害的发展规律及病害产生的原因,得出结论:(1)现阶段,装配式小箱梁桥主要病害以腹板竖向裂缝为主,底板横向裂缝次之,且在各孔间分布差异较大,绝大多数分布于中间几孔,而靠近边孔的次边孔病害较为严重;(2)箱梁的开裂与采用的设计标准、计算跨径等因素相关;(3)重车(车辆荷载总重和轴载)的分布情况对箱梁开裂起到了决定性影响,箱梁开裂之后随着车辆荷载轴载次数的不断累积,裂缝数量呈现快速增长趋势。     

基于大数据的装配式小箱梁桥病害发展规律及原因分析

随着桥梁使用年限的增加,由于设计、施工、运营荷载、材料老化等方面的影响,绝大部分桥梁都出现了不同程度的劣化现象,桥梁养护形势日趋严峻。该文以装配式小箱梁桥为例,利用Ansys有限元程序、大数据以及现场检测等手段,分析桥梁病害的发展规律及病害产生的原因,得出结论:(1)现阶段,装配式小箱梁桥主要病害以腹板竖向裂缝为主,底板横向裂缝次之,且在各孔间分布差异较大,绝大多数分布于中间几孔,而靠近边孔的次边孔病害较为严重;(2)箱梁的开裂与采用的设计标准、计算跨径等因素相关;(3)重车(车辆荷载总重和轴载)的分布情况对箱梁开裂起到了决定性影响,箱梁开裂之后随着车辆荷载轴载次数的不断累积,裂缝数量呈现快速增长趋势。     

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计为双主跨140 m独塔预应力混凝土曲线梁斜拉桥,4线铁路整幅布置,客运专线和客货共线分别采用无砟、有砟轨道。大桥采用塔墩梁固结体系;主梁采用单箱六室预应力混凝土曲线箱梁,梁高4 m,主跨全宽32.5 m,边跨主梁因不设斜拉索,梁宽缩减为28 m;桥塔采用双柱式钢筋混凝土结构,上、下塔柱间设置1道半圆拱形横梁,主梁通过横梁与桥塔固结,上塔柱设置横桥向预偏,以抵消索力引起的塔柱横桥向往主梁曲线内侧产生的位移;全桥共设32对斜拉索,按竖琴式双索面布置在主跨;斜拉索采用标准抗拉强度1 770 MPa的锌铝合金镀层平行钢丝;基础采用钻孔灌注桩基础。桥塔采用爬模施工,主梁分区段采用牵索挂篮悬臂浇筑和支架现浇施工。该桥设计验算和成桥荷载试验结果均满足要求。     

预应力混凝土连续弯箱梁桥同步顶升纠扭施工

既有预应力混凝土连续弯箱梁桥在运营阶段经常出现支座变形、脱空及梁体扭转、偏位等病害,使桥梁结构受力趋于不利状态。以上海市一座匝道桥梁加固处理为对象,在对该桥病害原因进行分析的基础上,介绍采用PLC液压同步技术对桥梁进行整体同步顶升(不对称布顶)更换支座、纠扭、增设支座调整扭矩与支座反力等改造措施。实施结果表明:同步顶升控制系统较好地保证了顶升位移的精度;支座反力测定简便、可靠;病害弯桥基本恢复到原设计状态,实施效果良好。