沪昆高速北盘江大桥病害处理及监控方法研究

根据从定期检查中发现的北盘江大桥的病害情况,利用非线性分析软件Abaqus来建立桥面板的仿真模拟,通过对桥面板顶应力的分析,确定优化的方向,为后期运营管理提供参考建议。在提出更换支座架等措施,并对改进后的大桥上的支座滑移能力进行监控,以及实行对复位顶推位移的动态监控,通过位移量和温度变化量的变化数据的分析,确定采取措施后效果,确认了桥面板顶推复位的准确性。结果表明,更改支座后,桥面滑移状况良好,支座复位情况也达到预期设计;对支座复位顶推后,复位精度达到要求且位移变化量与理论值接近,各支座的复位情况满足设计目标要求,实现了北盘大桥的恢复运营设计。     

钢桁梁悬索桥钢桥面板支座病害调查分析

贵州镇胜公路某大桥是一座主跨636m的地锚式钢桁梁悬索桥,桥面板设计为板桁分离的正交异性钢桥面板。大桥2008年建成通车,经过6年的运营,钢桥面板与钢桁梁间的连接支座出现了较为严重的病害情况。该文以大桥钢桥面板支座病害调查情况为基础资料,针对滑动盆式支座常见典型病害对桥面板工作状态的影响进行了分析,并从设计选型、施工安装以及养护管理等方面对产生支座病害的原因进行了初步探讨,最后给出了支座病害处置建议。     

螺溪洲大桥主桥顶推施工全过程仿真分析

大跨径敞开式K形钢桁架的设计和建设案例较少,顶推施工难度较大。依托螺溪洲大桥工程,对大跨长联敞开式K形钢桁架顶推施工的关键技术进行研究,利用有限元软件Midas Civil对其顶推施工全过程开展了模拟和分析,校核了钢桁架和导梁的强度,并对各个状态下的顶推力进行了计算,同时校核了临时墩的强度。分析计算结果显示,钢桁架、导梁及临时墩柱在顶推法施工中均可达到结构的受力要求,采用有限元方法可有效预测顶推施工中基础和临时墩的顶推力大小。     

波形钢腹板PC连续梁桥顶推施工过程受力分析

以吉安市深圳大桥的左幅桥跨越井吉铁路段的三跨波形钢腹板PC连续梁桥为工程背景,采用桥梁专用设计计算软件RM Bridge V8i建立了空间有限元分析模型,对该波形钢腹板PC连续梁桥的顶推过程进行了仿真分析,结果表明:该桥在顶推施工过程中顶底板混凝土强度有一定的安全储备;导梁的前端产生较大的竖向位移,施工时要采取必要的预防、处理措施。     

复杂竖曲线宽幅组合梁桥大跨度顶推施工控制技术

广西柳州凤凰岭大桥为(96+124+3×130+90) m连续钢-混组合梁桥,主梁为等高双箱单室钢-混组合梁,由槽形钢箱梁和混凝土桥面板构成,梁宽46.6 m,该桥竖曲线由3段圆曲线和2段直线组成。钢梁采用连续步履式顶推、跨间不设临时墩的方案施工,最大顶推跨度达130 m。由于该桥竖曲线线形复杂、顶推悬臂长度较大、桥面板及体外预应力束施工工序繁杂,为确保施工中结构安全、成桥线形和内力满足设计要求,从线形控制、导梁过墩控制、桥面板安装控制等方面进行施工控制。钢梁顶推施工时,采用几何状态传递法对各梁段安装线形进行预测与控制,确保成桥线形满足设计要求;分析临时拉索张拉、环境温度改变与导梁前端位移响应关系,计算临时拉索张拉力,通过张拉临时拉索实现导梁顺利过墩;桥面板施工时,对皮尔格铺装法进行优化,改变桥面板安装顺序,确保了钢梁及桥面板应力满足要求,并缩短了工期。通过以上施工控制,该桥钢梁顺利顶推完成,全桥线形平顺,实测主梁线形满足设计要求,成桥状态良好。     

组合结构箱梁桥连续顶推施工技术研究

组合结构以其优异的力学性能和对施工具有的良好适应性将在未来桥梁建设中占有越来越重要的地位,组合箱梁常常采用顶推法施工。杭州九堡大桥南引桥采用大悬臂的宽箱轻型槽形钢梁与预应力混凝土桥面板的组合箱梁结构,箱宽31.5m,悬臂超过8m,11跨一联,长910m,该结构体系是国内最宽的单箱组合梁。施工采用独创的"步履式"顶推施工法,工艺新颖:多点连续顶推,85m跨不设临时墩,顶推过程梁体属整体刚性平移,如此大跨径的顶推施工在国内尚属首次。本文研究了九堡大桥大跨长联钢槽梁的顶推施工工艺,并对顶推过程中结构关键受力点:钢槽梁与移位器的接触边界进行了计算分析,确定了合适的接触宽度。实践表明九堡大桥的顶推施工是非常成功的。     

青山长江公路大桥边跨钢槽梁顶推关键技术

武汉市四环线青山长江公路大桥南汊主航道桥为(100+102+148+938+148+102+100)m钢箱及钢箱结合梁斜拉桥,边跨主梁采用钢箱结合梁,即钢槽梁+混凝土桥面板的组合截面。边跨主梁采用先顶推架设钢槽梁,再在其上安装预制桥面板,最后施工湿接缝完成体系转换的总体施工方案。边跨钢槽梁顶推采用步履式顶推,钢梁在工厂制造完成后船运至墩位,利用浮吊吊装至桥塔墩墩旁托架,焊接完成后由中跨向边跨方向顶推。对边跨钢槽梁顶推架设进行有限元分析,以指导顶推施工中墩旁托架、临时支墩、导梁等大临结构设计,并采用三节间钢梁顶推技术、支架应力应变监控、大行程多点步履式顶推施工技术、实时动态纠偏等关键技术,保证了边跨钢槽梁架设的工期、质量及安全。     

多塔斜拉桥无应力合龙关键技术研究

嘉绍大桥主航道桥为(70+200+5×428+200+70)m六塔七跨分幅式钢箱梁斜拉桥。为确保其顺利合龙,结合该桥六塔独柱(桥塔为弱柱结构)并设置竖向双排支座体系和跨中刚性铰等结构特点,按照结构运营状态达到设计理想状态为施工控制目标,采用有限元软件建立实体模型,对关键控制工况分别进行仿真分析,对其合龙工艺、合龙顺序进行研究。研究确定该桥按照无应力状态几何控制法进行顶推合龙施工的方案,7个合龙口按照边跨→中跨→次边跨→次中跨的合龙顺序进行逐次合龙,并对合龙过程中的顶推施工工艺、关键施工参数确定、主要控制手段及实施控制要点进行了阐述。实践证明,该合龙方案和合龙顺序高效、高精度地完成了该桥的顶推合龙施工。     

钢桥面板纠偏复位顶推施工方案比选研究

镇胜高速公路上某大桥是一座板桁分离的钢桁梁悬索桥,经过多年运营,出现了钢桥面板整体偏移的结构病害,严重影响了桥梁的运营安全性。在针对该大桥自身结构特点分析的基础上,提出了"单点顶推复位法"(方案1)、"多点整体拖拉复位法"(方案2)和"多点同步顶推复位法"(方案3)3种桥面板复位顶推施工方案。通过不同施工方案对主体结构受力影响、复位施工精度、运营连续性影响、施工工期和施工费用等方面的比较分析,确定采用施工方案3作为设计推荐方案。     

曲线钢-混凝土结合梁桥的温度应力

基于有限元软件分别对曲线钢-混凝土结合梁桥整体升温25℃和桥面板降温7.5℃进行受力分析。研究在整体升温的温度应力作用下沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、纵向应力值,并给出了整桥的变形云图;降温的温度应力下桥面板沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、混凝土板及钢箱梁底板纵向应力值,同样给出了桥面板及钢箱竖向位移分布云图。通过对曲线钢-混凝土结合梁的有限元分析,说明曲率效应和扭转效应在曲线梁桥计算中是不可忽视的。     

钢桥面UHPC铺装层的黏结性能试验研究

在钢桥面的铺装设计中,由于标高控制和自重控制要求,普通混凝土铺装层因厚度大、自重高难以满足设计要求,因此亟需薄厚度、高性能的铺装层,而超高性能混凝土(UHPC)是潜在可满足设计要求的铺装材料.但在循环交通荷载下,UHPC铺装层与钢板之间的黏结作用尚缺乏试验研究.研究开展了五点弯曲疲劳试验和剪切试验,研究UHPC钢桥面铺装层的黏结特性和抗疲劳破坏能力,并基于数值计算结果,将疲劳加载次数转换为标准轴载作用次数.研究发现,在标准车辆轮载作用下难以快速对试样产生损伤.即使试样黏结界面边缘开裂,稳定不变的变形也暗示裂缝并未扩展至内部,即试样内部损伤有限,仍然具有良好的承载力.含有栓钉的UHPC-钢桥面黏结界面的等效抗剪切强度为12.4 MPa左右,其破坏形式为栓钉的剪切破坏.UHPC与钢板之间协同作用十分显著,铺装后相对于无铺装的钢板刚度提升1倍左右.     

波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的设计计算分析

针对目前国内跨度最大的波纹钢腹板预应力组合箱梁桥——三道河中桥,对其箱梁主体、波纹钢腹板、剪力连接键及预应力布置等方面的设计及构造细节进行了介绍;并采用ANSYS建立了其空间有限元模型,参照现行的桥梁设计规范对其设计计算过程中的截面受力、波纹钢腹板的受力、剪力连接键的抗剪能力以及主梁变形等关键性问题进行了详细的阐述。计算结果表明,在正常使用极限状态下,混凝土顶底板的应力、波纹钢腹板剪应力及主梁挠度满足要求,且波纹钢腹板不会在其发生剪切屈服之前而发生局部屈曲、整体屈曲或合成屈曲破坏;在承载能力极限状态下,主梁承载能力满足要求;剪力连接键的抗剪能力满足要求且具有较大的安全储备。可为今后波纹钢腹板预应力组合梁桥的设计计算提供参考。     

基于强配筋法的结合梁负弯矩区受力研究

该文结合某大桥的桥面分析实例,利用有限元软件建立仿真模型,针对强配筋法进行研究。模拟组合梁负弯矩区试验测试在分级加载情况下,混凝土桥面板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘等主要控制点的应力与变形,研究混凝土板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘的应力分布与大小,确定在不同设计方法作用下,支点负弯矩区混凝土桥面板和钢梁的内力分配,桥面板应力分布,从而为桥梁设计提供可用参考依据。     

混凝土桥面沥青铺装结构的剪切分析

车辙和推移是混凝土桥面沥青铺装结构的主要破坏形式之一,一方面是由于行车荷载作用下沥青层内产生较大的剪应力而引起沥青铺装层的塑性流动而逐渐形成车辙;另一方面是沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而引起的推移、拥抱等剪切破坏。试图通过三维有限元的计算方法,考虑荷载的非均匀分布,系统分析层间接触条件不同时,不同铺装层结构组合时的剪应力响应。分析显示,非均布荷载和层间接触条件对铺装层结构的剪应力有很大影响,合理的材料设计和结构组合对沥青混凝土桥面铺装具有重要意义。     

基于ABAQUS的钢桥面铺装层粘弹性响应分析

为了准确地分析钢桥面铺装层在荷载作用下粘弹性力学特性,基于大型通用有限元软件ABAQUS平台,建立钢桥面铺装体系有限元分析模型,对其在车轮荷载作用下的粘弹性力学响应进行求解。结果表明：最大横向拉应力出现在与荷载作用区域相邻U形加劲肋的铺装层顶面,最大挠度出现在车轮荷载所作用的中心点;同时由于沥青铺装层的蠕变和松弛特性,各种响应均随时间和温度的变化而呈现出较为复杂的变化趋势;随加载时间的延长,各响应逐渐趋于稳定。     

跨新通扬运河特大桥钢桥面铺装设计与分析

针对目前大跨径钢桥面铺装所出现的车辙变形严重、层间粘结强度不足等病害,研究和分析国内外的不同桥面铺装技术。以泰州市青年路北延工程主桥为例,结合周边环境、施工条件和交通规划等因素,综合考虑经济合理性、技术成熟性、安全适用性、施工便捷性等多项评价指标,对钢桥面方案进行综合评价分析,以此确定钢桥面铺装结构方案。该铺装结构设计理念符合全寿命设计要求,具有较好的密水性、抗车辙、抗疲劳性能。所做工作能为类似钢桥面铺装设计提供参考。     

正交异性钢桥面板的计算分析

正交异性钢桥面板在钢桥尤其是大跨度钢桥设计中广泛使用。该文通过分析总结正交异性钢桥面板的计算方法,为设计人员在设计工作中提供参考。对比整体计算法和叠加计算法的优缺点,并通过工程实例,采用格子梁法详细分析了正交异性钢桥面板的计算过程,同时阐述了计算过程中的注意事项,指出整体计算法、P-E法和格子梁法三种计算方法中格子梁法更加高效,整体计算法最为准确。     

采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装受力性能研究

为解决现有钢桥面铺装因大面积现浇超高性能混凝土(UHPC)产生收缩开裂,需密集配筋,施工现场需要大量蒸养设备等问题,提出了一种采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装。通过钢-预制UHPC板界面、钢-现浇UHPC板界面和预制-现浇UHPC界面局部模型试验,揭示了采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装各关键界面黏结性能;通过节段足尺模型试验与有限元分析,明确了车辆荷载下采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装的荷载效应。研究结果表明：钢-预制UHPC板界面受拉和受剪破坏均发生于粘胶层与预制UHPC板结合面,法向抗拉和切向抗剪承载力可保守地取5.2 MPa和8.7 MPa;栓钉间距在150~320 mm之间时,栓钉加密对钢-现浇UHPC板界面抗剪承载力影响较小,可根据中国规范进行现浇UHPC板中栓钉承载力的计算,抗剪刚度可保守的取110.0 kN·mm^-1;界面凿毛处理和湿接缝采用蒸汽养护,可使预制-现浇UHPC接缝的抗剪强度分别提升23%和20%,预制-现浇UHPC接缝抗剪强度可保守地取2.4 MPa;在3倍车辆设计荷载作用下,UHPC板以及钢-UHPC板界面的应力均小于容许应力。提出的采用预制-现浇UHPC板的钢桥面铺装方案可行。     

下承式城市钢桁架桥上部结构设计与分析

钢桁架桥主要应用于铁路桥梁,公路桥梁和城市桥梁中较少选用,但是在城市道路及公路领域选用钢桁架桥有很多特殊的优越性,例如,架设速度快,适应当今快速、重载交通的需要,可以为公路和城市增添景观等。该文介绍了大连市中心新建菜市桥上部结构的设计要点及桥梁的结构构造,主桁采用平面及空间两种方式建立有限元模型的分析过程和桥梁的主要承重结构横梁的计算。结果表明,该设计选取主桁杆件为焊接工字形截面和H型钢,可以满足高强螺栓的设计和施工要求,采用平面和空间分析主桁的结果吻合很好,考虑桥面板与钢横梁作为钢-混凝土组合结构共同工作,符合实际结构工作状态。该设计可供以后公路、城市钢桁架桥设计参考。     

广东省水泥混凝土桥面单层沥青铺装层使用状况调查与分析

为提高广东省高速公路水泥混凝土桥面铺装的使用性能,降低铺装层结构选用不当所带来的风险,对省内4个典型项目桥面铺装层的结构型式、使用状况及病害原因进行了调查分析,并采用有限元软件对铺装层厚度对铺装层内及层间的应力进行了计算分析。结果表明:单层沥青混凝土桥面铺装主要用在桥梁恒载限制的路段,需采用高粘度改性沥青做防水粘结层+高模量沥青混凝土或SMA的桥面铺装结构,且施工要求高,与单层沥青铺装层相比,采用双层沥青铺装层,铺装层内最大剪应力和沥青层与粘结层间剪应力分别下降18%和37%。