大跨度组合梁斜拉桥辅助墩区桥面板受力研究

组合梁斜拉桥辅助墩区混凝土桥面板,在恒活荷载作用下受拉易产生裂缝。为研究斜拉桥辅助墩区混凝土桥面板的纵横向受力特性,以(210+438+210)m组合梁斜拉桥为工程背景,运用大型有限元软件ANSYS11.0建立"梁-实-壳-杆"的混合有限元模型,并对其进行仿真分析。结果表明,在短期组合作用下,辅助墩区桥面板纵横向受力总体呈受弯状态,拉应力明显超标。为提高辅助墩区桥面板的耐久性,提出了在其钢梁内浇筑混凝土填实段的改善措施,为后续同类组合梁斜拉桥设计与研究提供参考。     

钢混凝土连续组合梁负弯矩区抗裂设计优化研究

虽然钢混凝土连续组合梁桥在支座处负弯矩区混凝土桥面板处施加了预应力,但仍然存在桥面板拉应力过大导致混凝土开裂的问题。为解决这一难题,以山东省广饶县小清河特大桥2 号主桥为例,在对钢混凝土连续组合梁桥的设计难点及其相关技术措施进行评价的基础上,基于部分组合技术及桥面板混凝土分步浇筑技术,对钢混凝土连续组合梁桥的支座处负弯矩区的受力性能进行优化设计。基于Midas Civil 有限元模型,重点对该组合梁桥负弯矩区的抗裂性、支点反力及全桥刚度进行研究。研究结果表明:同时使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板始终受压;仅采用部分组合技术或桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板受到拉应力作用,且拉应力较大。由此可知,综合使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,可以有效降低钢混凝土连续组合梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力,防止混凝土桥面板开裂,改善桥梁耐久性。     

组合梁斜拉桥索梁锚固区桥面板斜向开裂机理与配筋设计方法

为揭示组合梁斜拉桥在悬拼施工时,索梁锚固区斜向裂缝的开裂机理,从实际受力状态出发,分析了该区域桥面板剪应力和正应力的分布特点,并结合应力莫尔圆理论给出了裂缝成因及其形态特征;基于相关规范及桁架模型,提出了斜向配筋和L形配筋设计的抗裂措施;通过台州湾跨海大桥实例分析,验证了锚固区桥面板的应力分布特点与配筋方法的有效性。研究结果表明:悬拼施工时,锚固区桥面板的面内剪应力主要由拉索索力的竖向分力和水平分力提供,纵、横桥向正应力主要由吊重荷载引起的斜拉桥整体弯矩、拉索索力增加引起的局部负弯矩和局部承压提供;纵桥向正应力的增加是引起索梁锚固区主拉应力变大的主要原因,当主拉应力大于混凝土抗拉强度时,桥面板存在较大的斜向开裂风险;考虑到局部承压的作用,裂缝一般首先出现在索梁锚固点附近的桥面板顶部;当逐渐远离锚固区时,局部负弯矩及局部承压影响减小,桥面板顶板正应力减小,主拉应力减小,裂缝的发展方向与纵桥向夹角逐渐减小,同时,桥面板底板正应力由压应力变成拉应力,主拉应力增大,裂缝产生贯通的可能性增大;基于混凝土板斜向开裂的桁架模型,对索梁锚固区配置L形抗裂钢筋,顶板最大主拉应力降低了1.26 MPa,其中,纵桥向正应力最大可减小0.91 MPa,面内剪应力可减小0.50 MPa,即配置抗裂钢筋能够达到一定的抗弯和抗剪的效果。      

钢—混凝土组合梁桥混凝土桥面板的抗裂设计方法研究

以重庆市合川区乡野步道云门试验段连接桥工程4#桥为例,分析该钢—混凝土组合梁桥在设计上提高混凝土桥面板抗裂性能的方法。该桥在结构上采用V形支撑降低墩顶负弯矩峰值,在施工过程中采用桥面板滞后结合法、跨中压重法增大墩顶负弯矩区压应力储备,从而降低了成桥墩顶负弯矩区拉应力,提高了混凝土桥面板的抗裂性能。通过分析提高混凝土桥面板抗裂性能的结构设计方法以及施工过程的抗裂措施,为钢—混凝土组合梁桥的设计提供参考。     

预应力玻璃钢聚合物混凝土桥面板

桥面板是直接承受车轮荷载的构件,也是最暴露的构件。桥梁使用寿命很大程度上取决于它的耐久性。如何避免桥面裂缝是一个历史性的难题。这里推荐了一种聚合物混凝土桥面板,并采用玻璃钢给它施加预应力。     

大跨双主肋式斜拉桥面板受载抗裂性能仿真分析

双主肋式斜拉桥具有其他桥型无法比拟的优点而在近些年应用广泛,但其受力特性及施工工艺依然不够完善。用有限元软件ANSYS数值计算某在建斜拉桥面板在车辆荷载下的动力响应情况,以研究桥面板的受载抗裂性能。计算结果表明桥面板在纵向支点最不利车辆荷载布载下的最大横向拉应力为1.252 MPa,斜拉桥主梁的混凝土为C60,设计抗拉强度为2.04 MPa,因此桥面板从设计角度出发不会产生纵向裂缝。通过分析受载抗裂性质及受力性能提出改变受力筋的处治措施,为双主肋式桥梁设计提供理论支撑。     

钢混组合桥面板的结构优势与设计要点分析

综述了钢混组合桥面板的国内外应用与发展情况,总结了其相对于现有的混凝土桥面板和正交异性钢桥面板的结构特点和优势,以更好地应用该新型桥面板型式。最后讨论了钢混组合桥面板设计的若干关键问题,提出设计要点和方法,推进钢混组合桥面板在我国的设计与应用。     

预制T梁桥面板裂缝分析及处理研究

在预制T梁桥中,桥面板产生裂缝普遍存在。当桥面板出现裂缝需要及时对其检测,分析裂缝产生的原因,针对其产生的原因依照规定制定处置方案,并且做好防护措施,保证桥梁的使用寿命,同时为这类桥梁桥面板裂缝的处置提供参考。     

钢-混连续组合梁负弯矩区处理方法研究

钢-混组合梁具有自重小、抗震性能好且用钢少、刚度大饶度小特点,钢-混连续组合梁与简支组合梁相比,可以提高负载能力,增强刚度,增大应用跨度。但其墩顶负弯矩区会产生混凝土受拉、钢梁受压的不利情况,通过介绍钢-混连续组合梁桥负弯矩区的设计处理方法,比较了各种方法对减小负弯矩区内混凝土桥面板的拉应力,从而限制裂缝宽度、防止钢梁失稳的作用。并最终达到改善了负弯矩区桥面板的受力性能,确保结构的耐久性和使用性能。     

基于有限元理论的混凝土桥面铺装结构力学分析

桥面铺装是用水泥混凝土或沥青混凝土为主要材料铺设在桥面板之上的一种层状结构,它既要起到提供车辆安全、顺畅、舒适运行的功能,又要起到保护桥面板,维持或延长桥梁使用寿命的作用。因此．就抵御外界对桥梁主体结构的侵蚀破坏而言,可以说,设计和施工良好的桥面铺装将是水泥混凝土桥或桥面板的一道“人工屏障”。对于沥青混凝土铺装．由于我国现行规范中桥面铺装及防水设计还是空白．在工程实践中,工程技术人员多凭经验进行设计和施工．为便于施工．桥面铺装结构类型一般均与正常路段一致。     

混凝土箱梁桥面板计算与试验分析

混凝土箱梁桥面板计算，一般采用近似方法计算，通过混凝土箱梁桥面板实测值与几种近似法计算值的对比分析，建议设计中采用美国学者Westergaard^(1)法计算桥面板的内力。该法也是美国桥梁设计规范计算桥面板的理论基础。     

超高韧性混凝土(STC)组合桥面施工关键技术研究

为防止钢桥在设计年限内桥面铺装受损以及桥面结构疲劳开裂,由中铁九局承建的大安北公铁立交桥改造工程采用高韧性混凝土组合桥面层进行施工,施工验收时表面无裂缝,强度符合要求。检测及试验分析结果表明,采用钢—STC组合的桥面结构比使用沥青混凝土时的桥面板横向应变平均减少89%,纵肋纵桥向应变平均降低78%,超高韧性混凝土特点为自重轻、承载能力大以及施工方便,对于该材料的实际应用具有指导性意义。     

南京大桥北路钢-混凝土连续组合梁桥设计

钢—混凝土连续组合梁桥具有自重轻、抗扭能力强、刚度大、施工速度快的优点,结合南京大桥北路匝道桥,介绍了组合梁在城市高架中的设计与应用,通过调整桥面板混凝土浇注顺序,中支点顶升20cm,有效控制了负弯矩区域混凝土桥面板的开裂。     

中等跨径装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥设计

优化了传统混凝土箱梁腹板与底板,提出了装配式桥梁新型结构形式——矩形钢管混凝土组合桁梁桥,从总体设计、主桁选型、横断面选型、桥面板选型、杆件选型、节点选型与连接构造方面介绍了其结构设计优化过程;从桥梁的静力性能与地震响应、桥面板的有效宽度与负弯矩区力学性能方面对矩形钢管混凝土组合桁梁桥进行了有限元分析,并将部分组合技术应用到负弯矩区桥面板连接件的设计中;从技术性与经济性角度将矩形钢管混凝土组合桁梁桥与预应力混凝土箱梁桥进行了工程量和施工便捷性对比。研究结果表明:矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构选型符合桥梁预制装配、快速建造的工业化要求,主桁各杆件受力明确,受力形态主要为轴向拉、压力;负弯矩区桥面板有效宽度系数为0.899;采用部分组合技术可使桥面板轴向拉力下降75.3%,有效地提高了桥面板的抗裂性能;矩形钢管混凝土组合桁梁桥初始输入地震力占同等跨度预应力混凝土箱梁桥的58.9%,说明矩形钢管混凝土组合桁梁桥具有良好的抗震性能;钢材用量、混凝土用量、上部结构质量与预应力混凝土箱梁桥的比值分别为1.241、0.485、0.575,说明矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构轻巧,材料利用率高,工程造价低,具有经济优势。     

连续钢混组合梁负弯矩区处理措施

钢混组合梁有承载力高、抗震性能好、方便施工、缩短工期、节省材料且便于安装管线等优点,在各地桥梁建设中已经大量应用。但在使用过程中,连续钢混组合梁在负弯矩区会产生混凝土受拉、钢梁受压的不利情况,造成混凝土开裂,导致组合梁刚度降低和耐久性下降。总结归纳了多种连续钢混组合梁负弯矩区的处理措施,包括预加荷载法、支座预顶升法、施加预应力法、配筋限制混凝土裂缝宽度法、后结合预应力混凝土桥面板法、钢梁底板浇注混凝土法、增强钢混结合强度法,为改善该类桥梁负弯矩区的设计和施工提供了借鉴和参考。     

加劲肋设置对斜拉桥混凝土双边箱主梁的剪力滞影响

以五河口混凝土斜拉桥为例,采用空间有限元建模的方法对混凝土宽体双边箱主梁设置加劲肋前后的剪力滞情况进行了分析,结果表明：设置纵向加劲肋后,双边箱桥面板剪力滞系数变化不大,双边箱间桥面板的剪力滞系数变化明显;桥面板设置2根纵向加劲肋后,主梁双边箱之间的桥面板剪力滞效应有所降低,在桥面板上设置3根纵向加劲肋效果不如设置2根纵向加劲肋,有可能使桥面板截面出现局部拉应力.     

环氧玻璃钢在混凝土裂缝修补加固中的应用

江苏省淮海农场50年代末建造的公路桥，因施工时混凝土中掺入了一些粉煤灰，使工程质量先天不足，投入运行后大梁多处出现裂缝宽度超过允许值0．2mm，最宽处已达0．48mm，给安全运行带来严重威胁。裂缝产生的主要原因是超过设计标准的车辆通过这些桥，混凝土老化现象亦加快了裂缝的发展。为延长这些公路矫的使用寿命，对缝宽大于0．3mm的裂缝，选用粘贴环氧玻璃钢的方法进行修补，大梁表面及桥面板底部，用环氧犀浆涂料喷涂2遍。该文具体介绍了环氧玻璃钢修补公路桥大梁混凝土裂缝的施工工艺和质量控制方法，并提出施工中值得注意的有关问题。     

钢纤维对桥面板高性能混凝土的性能影响研究

为探讨钢纤维对桥面板高性能混凝土性能的影响,通过抗压强度试验、抗折强度试验以及冻融循环试验,分析了不同钢纤维掺量对高性能混凝土抗压强度、抗折强度及抗冻性能的影响规律,结果表明,合理掺量的钢纤维能够在混凝土内部形成网状结构,抑制混凝土产生裂缝,提高混凝土的抗断裂能力,增强混凝土的抗压强度和抗折强度;钢纤维过量容易发生结团现象,破坏混凝土的密实度,混凝土内部结构产生软弱界面,致使混凝土的抗压、抗折强度下降;合理的钢纤维掺量能够有效改善高性能混凝土的抗冻性能。     

基于梁格法的组合梁斜拉桥力学性能研究

为对钢混组合梁斜拉桥的力学性能进行研究,并方便设计人员进行合理的工程设计,以一座跨径布置105 m+220 m+105 m的钢混组合梁斜拉桥为例,提出了一种将桥面板梁格化的组合梁斜拉桥计算方法,该方法采用Midas Civil进行整体建模,以梁格法对桥面板进行离散,综合考虑混凝土收缩徐变特性、桥面板预应力效应、主梁的温度梯度、车辆荷载以及斜拉索索力等因素后对组合梁各部件包括预应力桥面板进行详细验算.计算分析表明:基于梁格法的桥面板建模方法能够有效分析组合梁桥面板的力学特性,该桥各部件的各项指标均满足规范要求.     

通泰大桥钢桥面铺装温度应力分析

以张家口通泰大桥钢桥面铺装体系为研究对象,通过三维有限元分析了钢桥面板、水泥混凝土基层、沥青混凝土铺装面层的三层钢桥面铺装体系在不同条件下的温度应力情况,最终提出了该类体系钢桥面沥青铺装设计的建议.